VR在高校體育教學(xué)中推廣的可行性分析①

安沙沙 王明明

（江蘇師范大學(xué) 江蘇徐州 221116）

VR在高校體育教學(xué)中推廣的可行性分析①

安沙沙 王明明

（江蘇師范大學(xué) 江蘇徐州 221116）

VR技術(shù)的火爆使其逐漸進(jìn)入到了大眾的視野，其功能和體驗(yàn)也在逐漸地進(jìn)步和完善。VR的設(shè)備大都應(yīng)用在軍事、航空航天、游戲、教育和社交等領(lǐng)域，只有極少的一部分高校引入了VR設(shè)備應(yīng)用在了科研，但在高校體育教學(xué)方面的應(yīng)用還比較鮮見。本文就VR的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀淺要分析其在高校體育教學(xué)中推廣的可行性。

VR 虛擬現(xiàn)實(shí) 高校體育教學(xué)

1 VR簡介

VR，即Virtual Reality的簡稱，翻譯成中文為虛擬現(xiàn)實(shí)。VR的歷史最早可以追溯到1960年，1968年麻省理工的一位計(jì)算機(jī)科學(xué)家發(fā)明了一套儀器，是歷史上第一臺真正的VR設(shè)備，但一直到1989年美國的計(jì)算機(jī)科學(xué)家Jaron Lanier才首次提出Virtual Reality的概念[1]，從20世紀(jì)60年代開始，VR設(shè)備主要出現(xiàn)在軍事以及航空航天領(lǐng)域，當(dāng)時設(shè)備的體積還很大很笨重，無法進(jìn)入到大眾的消費(fèi)視野之中。時至今日，經(jīng)過快速的技術(shù)革新，VR技術(shù)才逐漸走進(jìn)大眾的生活。VR技術(shù)融合了計(jì)算機(jī)的圖形處理技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、仿真技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)，經(jīng)統(tǒng)和計(jì)算后輸出到VR頭盔（VR眼鏡）顯示出一種仿真虛擬環(huán)境，讓用戶沉浸其中而且可以利用傳感設(shè)備進(jìn)行交互。現(xiàn)在VR已快速地融入到了游戲、教育、社交等領(lǐng)域。而且現(xiàn)在越來越多的高校也開始將VR技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)研究，高校體育教學(xué)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合將會開辟新的教育模式。

2 VR技術(shù)的特征

2.1 沉浸性

VR設(shè)備利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的三維立體圖像通過顯示器顯示出一種虛擬環(huán)境，逼真的模擬環(huán)境可以將學(xué)生的視角帶入特定的三維學(xué)習(xí)空間，讓用戶仿佛身臨其境一樣，并且視角隨著學(xué)生頭部的左右上下移動而隨之改變，全方位的視覺效果、逼真的三維模擬場景讓用戶沉浸其中，如同現(xiàn)實(shí)一般[2]。

2.2 交互性

在經(jīng)過VR頭盔設(shè)備顯示出計(jì)算機(jī)生成的這樣的三維虛擬環(huán)境中，用戶可以利用一些傳感設(shè)備進(jìn)行與系統(tǒng)的交互，比如觸感手套、傳感手柄等。用戶可以利用手持傳感手柄來切換虛擬環(huán)境視野中物體的視角、運(yùn)動狀態(tài)、顯示模式等，還可以通過手戴觸感手套去抓取虛擬環(huán)境中的物體時，觸感手套就會反饋用戶摩擦、震動等真實(shí)的感覺，使用戶可以主觀感受到虛擬環(huán)境中物體的存在以進(jìn)行交流互動。

2.3 想象性

計(jì)算機(jī)處理后經(jīng)VR設(shè)備顯示的虛擬環(huán)境可以是現(xiàn)實(shí)教學(xué)中無法呈現(xiàn)出來的，比如物理學(xué)中地球磁場、化學(xué)中微觀物質(zhì)的反應(yīng)、地理學(xué)中地殼的運(yùn)動、生物學(xué)中的細(xì)胞分裂等抽象的教學(xué)難點(diǎn)都可以通過計(jì)算機(jī)生成三維立體圖像再經(jīng)VR設(shè)備顯示在虛擬的3D空間環(huán)境展示給學(xué)生，學(xué)生沉浸在這個虛擬環(huán)境中，不但可以形象、直觀地學(xué)習(xí)新的知識，還可以提高對感性和理性的認(rèn)識[3]，從而激發(fā)用戶的思維萌發(fā)新的聯(lián)想，啟發(fā)創(chuàng)造性思維，突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，提高教學(xué)效果。

2.4 多感知性

當(dāng)下一些大型的高端VR設(shè)備在用戶使用時會提供人體運(yùn)動感知、觸覺、聽覺等，VR科技公司也在突破技術(shù)難題以提供VR用戶更多的感知來獲取更真實(shí)的體驗(yàn)，如在使用VR設(shè)備體驗(yàn)史前文明時不但可以獲取聽覺感知、運(yùn)動感知、觸覺感知等，還要有嗅覺感知、味覺感知、溫度濕度等體表感知等，讓人仿佛真的置身于史前，眼前的景象、風(fēng)吹的感覺、陽光的照耀、空氣的溫度、鳥語花香、觸手可及的灌木等，VR技術(shù)正在一一實(shí)現(xiàn)這種理想的虛擬現(xiàn)實(shí)[4]。

3 VR技術(shù)在高校體育教學(xué)中應(yīng)用的可行性分析

3.1 模擬運(yùn)動場景，突破時空限制

在高校的體育教學(xué)中，由于教學(xué)場地場館建設(shè)情況的不同，難免會有一定教學(xué)條件的限制，這時就可利用VR技術(shù)將運(yùn)動場景經(jīng)計(jì)算機(jī)模擬三維圖像再顯示到VR設(shè)備，學(xué)生也就可以通過借助VR設(shè)備模擬的運(yùn)動場景進(jìn)行學(xué)習(xí)來解決場地和時空等的限制，彌補(bǔ)教學(xué)條件的不足。如高校進(jìn)行滑雪技術(shù)動作教學(xué)，全班四五十人一節(jié)課的時間不可能去雪山或者滑雪場學(xué)習(xí)技術(shù)動作，那么就可以通過VR進(jìn)行雪山場景模擬以及滑雪動作教學(xué)，通過VR眼鏡學(xué)生們可以看到雪山、滑雪場、身著滑雪裝備的模擬教師、無數(shù)的動作示范、分解教學(xué)、動作模仿同步分析等，簡單、方便、真實(shí)性和可操作性等優(yōu)勢大大突破了時空的限制。

3.2 創(chuàng)新教育模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果

將VR設(shè)備引入高校體育教學(xué)的課堂，VR教學(xué)沉浸性、交互性和想象性等特點(diǎn)讓教學(xué)不再是傳統(tǒng)課堂單調(diào)的你聽我講，而是充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，學(xué)生利用VR設(shè)備可以學(xué)習(xí)到現(xiàn)實(shí)教學(xué)形式中無法做到的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)習(xí)內(nèi)容更加豐富，形式更加多樣，虛擬環(huán)境提供的更直觀、更形象、多重感官刺激等教學(xué)讓學(xué)生萌生新的聯(lián)想，啟發(fā)創(chuàng)新性思維。比如學(xué)習(xí)運(yùn)動生理學(xué)中肌纖維的收縮過程和骨骼肌細(xì)胞的生物電現(xiàn)象等比較抽象的知識點(diǎn)時就可以利用VR設(shè)備進(jìn)行動態(tài)模擬場景教學(xué)，學(xué)生可以通過VR設(shè)備觀察到肌纖維的收縮、肌絲滑行、肌纖維的興奮-收縮耦聯(lián)以及骨骼肌細(xì)胞的動作電位傳導(dǎo)模擬和細(xì)胞間興奮傳遞等現(xiàn)象的動態(tài)模擬圖像。學(xué)生通過VR設(shè)備的第一視角，不但更直觀、更形象地了解了這些現(xiàn)象，而且可以進(jìn)行系統(tǒng)交互，激發(fā)想象，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。

3.3 數(shù)字化學(xué)習(xí)，跟蹤學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，有效監(jiān)控學(xué)習(xí)行為

經(jīng)VR程序設(shè)計(jì)和教學(xué)內(nèi)容開發(fā)，再通過VR設(shè)備和輔助硬件等的配合，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)。即數(shù)字化模擬運(yùn)動場景，場景的可操作性，可根據(jù)學(xué)生需求自主性變換教學(xué)形式和視角，然也可記錄學(xué)生學(xué)習(xí)過程，跟蹤學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，有效監(jiān)控學(xué)生學(xué)習(xí)行為，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)行為等數(shù)據(jù)來有效地反饋學(xué)習(xí)效果。但這也就需要有相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)和教學(xué)內(nèi)容的開發(fā)來豐富完善使其教學(xué)系統(tǒng)具備更多功能，在學(xué)生沉浸教學(xué)場景、與系統(tǒng)交互學(xué)習(xí)的同時，系統(tǒng)也可以科學(xué)地監(jiān)控其學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)過程，跟蹤其學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，以完善新的教學(xué)模式，有效提高學(xué)習(xí)效果。

3.4 功能可開發(fā)性強(qiáng)，高校體育教學(xué)應(yīng)用前景廣闊

通過VR程序設(shè)計(jì)和內(nèi)容開發(fā)，加上后續(xù)的系統(tǒng)升級，更多的教學(xué)功能有待開發(fā)，VR虛擬現(xiàn)實(shí)在高校體育教學(xué)中應(yīng)用的前景非常廣闊。現(xiàn)如今虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和VR設(shè)備引入高校體育教學(xué)還比較少，關(guān)于高校體育教學(xué)的VR程序設(shè)計(jì)和內(nèi)容開發(fā)也相對較少，有關(guān)技術(shù)部門可以加大對高校體育教學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研發(fā)的力度，豐富其內(nèi)容，完善其功能；某些高?？梢酝瞥鯲R體育教學(xué)試點(diǎn)，從學(xué)生的使用情況和教學(xué)效果來進(jìn)一步完善其VR教學(xué)系統(tǒng)的功能和內(nèi)容，包括畫面3D逼真設(shè)計(jì)、畫面廣角廣度、降低眩暈感、增加交互功能、豐富數(shù)字化學(xué)習(xí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)反饋等。待高校VR體育教學(xué)軟硬件技術(shù)提高和完善，更好地融入到高校體育教學(xué)中，在大范圍高校體育教學(xué)中普及開來，應(yīng)用前景將會更加廣闊。

4 結(jié)語

將VR設(shè)備融入到高校體育教學(xué)，不但可以使教學(xué)手段更加多樣，使學(xué)習(xí)過程更加豐富，讓教學(xué)效果更加突出，而且可以大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和興趣，在更大的程度上提高了學(xué)生的認(rèn)識，啟發(fā)創(chuàng)新性聯(lián)想和創(chuàng)造性思維，但是現(xiàn)如今VR技術(shù)尚未在高校教學(xué)普及，硬件設(shè)備以及內(nèi)容開發(fā)和程序設(shè)計(jì)也需要一定的人才支持和財力支持，希望在今后相關(guān)部門和企業(yè)可以突破技術(shù)難題，開啟VR教學(xué)試點(diǎn)，逐漸創(chuàng)新和完善教育模式，為師生提供一個全新的未來式教學(xué)課堂。

[1]2016中國V R行業(yè)預(yù)測研究報告[EB/OL].http：//www.sohu.com/a/64322789_349374.html.

[2]尚曉軍.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等學(xué)?！吧鋼簟庇?xùn)練中應(yīng)用的探討[J].體育科學(xué)，2003，23(3)：97-98.

[3]周敏.VR技術(shù)與體育的融合發(fā)展研究[J].文體用品與科技，2015(14)：27-28.

[4]余千春，杜世全.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育教學(xué)中的應(yīng)用[J].安徽體育科技，2005，26(4)：115-117.

G807.4

A

2095-2813(2017)10(a)-0077-02

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.28.077

安沙沙(1989—)，女，漢族，山東人，研究生，研究方向：體育教育訓(xùn)練學(xué)。

王明明(1992—)，男，漢族，山東人，研究生，研究方向：運(yùn)動訓(xùn)練。