計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校體育教學(xué)中的實(shí)踐

劉洋 湖南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院

計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要是通過計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)對現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行模擬，最終生成仿現(xiàn)實(shí)環(huán)境的一種技術(shù)。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)充分利用利用傳感器，以此來實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)者與模擬環(huán)境的交互傳感。這種技術(shù)幾乎可以廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，例如建筑、娛樂、軍事等等，每一個(gè)領(lǐng)域都可以進(jìn)行模擬體感互動(dòng)，以此將現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界融合到一起，對教學(xué)方面具有深刻的影響。但是從目前的狀況來看，我國高校在體育教學(xué)中還未引用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到高校體育教學(xué)中，將會(huì)使高校的體育教學(xué)表現(xiàn)的淋漓盡致，為學(xué)生營造一個(gè)具有趣味性的學(xué)習(xí)環(huán)境，不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，而且還能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量。

一、計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將計(jì)算機(jī)圖形圖像處理、傳感認(rèn)知識別、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)以及智能語音等等這些計(jì)算機(jī)技術(shù)相互融合到一起，最終形成了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[1]。傳統(tǒng)的仿真技術(shù)中無法對人們的感官進(jìn)行模擬，但是計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要目的就是為人們營造出一種接近于感官所感覺到的一種虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，這種技術(shù)打破了傳統(tǒng)仿真技術(shù)里面存在的缺陷，真正實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)設(shè)備與人體感官之間的相互交流。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之所以有這么大的功效，主要是因?yàn)樗蓚鞲衅鳌?D建模、檢測、控制以及反饋這五個(gè)大模塊構(gòu)成。通過檢測模塊和反饋模塊來檢測體驗(yàn)者內(nèi)心的指令信息能夠進(jìn)行構(gòu)建，隨后再通過控制模塊以及傳感器模塊將指令進(jìn)行控制和傳遞，最后將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界聯(lián)系到一起，通過這些步驟時(shí)3D建模模塊能夠有效的生成以及應(yīng)用。

交互性、感知共享性以及沉浸性這三個(gè)特征是計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最明顯的特征[2]。因?yàn)橛?jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過對人體感知的特征進(jìn)行分析，將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界建成1：1的具有空間感的3D模塊，幾乎可以達(dá)到現(xiàn)實(shí)世界中等的觸覺、視覺以及聽覺等等這樣的體感，讓每一位體驗(yàn)者有種身臨其境的感覺，而且還突破了傳統(tǒng)意義上運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的行為。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用傳感器進(jìn)行虛擬之間的交互，與傳統(tǒng)的仿真技術(shù)相比，不僅操作起來更加方便快捷，而且還能夠?qū)Ⅲw驗(yàn)者的想象空間進(jìn)行無限的拓展，無限期的滿足體驗(yàn)者想要達(dá)到的效果。

二、計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校體育教學(xué)中應(yīng)用的重要性

(一)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，換句話來說其實(shí)就是對人工智能技術(shù)的一個(gè)更深層次的虛化。高校體育教學(xué)過程中引用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是傳統(tǒng)高中體育教學(xué)中一種全新的教學(xué)模式。通過計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，改變傳統(tǒng)體育教學(xué)中面授的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將學(xué)生帶領(lǐng)到一種全新的、不同體感的學(xué)習(xí)環(huán)境中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量。將計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用到高校體育教學(xué)過程中，不僅大大縮短了學(xué)生訓(xùn)練的時(shí)間，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，而且還能夠達(dá)到高校開設(shè)體育課程的真實(shí)效果，進(jìn)而促進(jìn)高校體育教學(xué)的順利開展。除此之外，將計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用到高校體育教學(xué)過程中，與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，還大大減少了一些教學(xué)設(shè)備的投入，降低了學(xué)校開展體育課程的教學(xué)成本[3]。

(二)保障學(xué)生的安全

在高校的體育教學(xué)課程中，一般情況下，對抗競技項(xiàng)目比較多，學(xué)生們?yōu)榱四軌蚰玫礁叩拿?，奮不顧身，往往特別容易由于操作不當(dāng)而引發(fā)安全事故，安全事故發(fā)生頻率較高的競技項(xiàng)目，學(xué)校一般都會(huì)從體育教學(xué)項(xiàng)目中剔除。但是將計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入到高校體育教學(xué)中，則可以防止出現(xiàn)實(shí)際操作過程中有操作不當(dāng)出現(xiàn)的安全問題，讓學(xué)生在一個(gè)安全的環(huán)境下開展體育訓(xùn)練。有些高校對體育教學(xué)的要求比較高，例如教學(xué)場地、教學(xué)設(shè)備等等這些，計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同樣可以對其進(jìn)行更好的模擬，不僅降低了這些高校開展體育教學(xué)的成本，而且還改善和提高了高校的教學(xué)環(huán)境。

(三)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力

計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校體育教學(xué)中的應(yīng)用，不僅能夠打破空間以及現(xiàn)實(shí)時(shí)間的界限，而且還能夠改善和提高學(xué)校的教學(xué)環(huán)境[4]。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用使高校的體育教學(xué)發(fā)生了重大的改變，由傳統(tǒng)的學(xué)生被迫學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主學(xué)習(xí)，將高科技的教學(xué)理念逐步深入到高校的體育教學(xué)課堂中，滿足學(xué)生的內(nèi)在需求，激發(fā)學(xué)生的大膽創(chuàng)新能力。除此之外，計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用還可以使高校能夠應(yīng)用到一些無法進(jìn)入高校體育課堂的場地和高端設(shè)備。讓學(xué)生真正的體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂趣，熟練掌握所學(xué)的知識，提高學(xué)習(xí)效率，最終達(dá)到學(xué)校的教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化高校體育教學(xué)的目的。

三、計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于高校體育教學(xué)的要求

要想使計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠有效的應(yīng)用在高校體育教學(xué)中，那么計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)計(jì)方向主要有以下幾個(gè)方面：實(shí)際體育教學(xué)環(huán)境的模擬、體育教學(xué)課堂的模擬、高校校園環(huán)境模擬以及教學(xué)課件交互的模擬[5]。實(shí)際體育教學(xué)環(huán)境模擬，需要將現(xiàn)實(shí)體育教學(xué)所需要的相關(guān)設(shè)施等等這些數(shù)據(jù)真實(shí)的輸入，相關(guān)設(shè)施將會(huì)真實(shí)的展現(xiàn)在模擬環(huán)境中，大大減少高校在教學(xué)方面的支出；體育教學(xué)課堂的模擬，是對體育教學(xué)課堂空間以及教學(xué)時(shí)間的拓展，為學(xué)生建立一個(gè)比較真實(shí)的虛擬培訓(xùn)環(huán)境，再結(jié)合交互式的教學(xué)方法，輕松地實(shí)現(xiàn)高效體育教學(xué)目的。高校校園環(huán)境模擬，主要是通過運(yùn)用數(shù)碼照相機(jī)對校園里的環(huán)境進(jìn)行拍照，盡量使所拍的照片能夠真實(shí)地反映出校園環(huán)境，或者為學(xué)生呈現(xiàn)出一種立體感的效果，進(jìn)而讓學(xué)生從眉心產(chǎn)生一種強(qiáng)烈的現(xiàn)實(shí)感。體育教學(xué)課件交互的模擬，主要是實(shí)現(xiàn)課堂的交互性，利用一些相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行描述，以此來實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共享，提高學(xué)校的教學(xué)效率。

四、計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校體育教學(xué)各個(gè)項(xiàng)目中的應(yīng)用

高校體育教學(xué)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)是高校的體育教學(xué)發(fā)生一個(gè)巨大的變化，顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將傳統(tǒng)的單一化的教學(xué)模式逐步向現(xiàn)代化多元式的教學(xué)模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，使每一項(xiàng)體育教學(xué)項(xiàng)目變得更加具有深度[6]。

(一)計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在健美操教學(xué)中的應(yīng)用

將計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到健美操教學(xué)中，將會(huì)為學(xué)生提供一個(gè)虛擬而又現(xiàn)實(shí)的健美操場地，而且還能為學(xué)生賦予一個(gè)比較真實(shí)的、人性化的教學(xué)示范NPC，學(xué)生在這個(gè)虛擬的環(huán)境中可以自由的選擇自己喜歡的、適合自己的教學(xué)進(jìn)度，還可以通過具象化的描述方式與體育教師記性溝通，讓所學(xué)的動(dòng)作更加規(guī)范。

(二)計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在排球、籃球等教學(xué)項(xiàng)目中的應(yīng)用

在排球、籃球等球類的體育教學(xué)項(xiàng)目中，體育教師要講每一個(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目的動(dòng)作要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的說明，學(xué)生利用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教師說明的要點(diǎn)過程中緊跟學(xué)習(xí)，并且通過計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)感受標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)球姿勢、發(fā)球力度以及幅度等等，通過這些進(jìn)行自我感知的學(xué)習(xí)[7]。不僅如此，交互式的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還能夠組織單個(gè)的學(xué)生，對每一個(gè)單個(gè)學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，將他們連接在一起組成一個(gè)小組，高校只需要為學(xué)生提供一個(gè)高科技虛擬技術(shù)設(shè)備的環(huán)境，將會(huì)實(shí)現(xiàn)模擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)際化的教學(xué)。

(三)計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在跳水項(xiàng)目中的應(yīng)用

將計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在跳水項(xiàng)目中，將跳水運(yùn)動(dòng)員標(biāo)準(zhǔn)的跳水動(dòng)作詳細(xì)的展示在計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)中，對運(yùn)動(dòng)員在空中做的各種動(dòng)作進(jìn)行標(biāo)記，通過計(jì)算機(jī)對每一個(gè)動(dòng)作的角度的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記、分析，讓每一位學(xué)生都能夠從細(xì)節(jié)上進(jìn)行對比分析，從每一個(gè)細(xì)節(jié)上發(fā)現(xiàn)自己在跳水過程中存在的不足，后期通過不斷的學(xué)習(xí)加以改正。

在高校體育教學(xué)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不僅能夠使學(xué)生實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的自身學(xué)習(xí)進(jìn)度，而且還便于學(xué)校因地制宜、因材施教的進(jìn)行教學(xué)，為國家培養(yǎng)差異化的人才。

五、總結(jié)

綜上所述，各個(gè)高校的體育教學(xué)在當(dāng)下的環(huán)境中都在面臨著改革這一大問題，要求每一位學(xué)生都能夠達(dá)到綜合的運(yùn)動(dòng)技能，能夠熟練的掌握每一運(yùn)動(dòng)技術(shù)。但是在實(shí)際的教學(xué)過程中，學(xué)生即使通過不斷的訓(xùn)練也難以達(dá)到最終的教學(xué)效果。所以，將計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成功的運(yùn)用于高校的體育教學(xué)中，是對高校體育教學(xué)的一大創(chuàng)新。通過利用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，有效利用高校的體育教學(xué)時(shí)間和空間，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高校的教學(xué)目的。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)從目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，雖然還處于一種初級發(fā)展階段，由于一些比較客觀的因素白未能將其廣泛得向社會(huì)各界推廣，但是我們從長遠(yuǎn)的發(fā)展來看，將計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成功的應(yīng)用于高校的體育教學(xué)中將會(huì)是高校體育教學(xué)中不可忽略的一部分，不僅能夠提高高校體育教學(xué)的效率以及質(zhì)量，而且還能夠促進(jìn)我國高校未來現(xiàn)代化體育教學(xué)的長遠(yuǎn)發(fā)展。