基于人工智能的VR技術輔助高校體育教學研究

【摘""要】"近年來，信息技術發展速度不斷加快，VR技術逐步進入大眾視野，在眾多領域發揮著極為重要的作用。以往的高校體育教學受觀念、資源、場地等多重因素影響，學生的學習興趣難以被有效激發，體育學習成效并不明顯。將VR技術引入高校體育教學中，能夠突破體育教學的時空局限性，提升教學互動性，豐富教學內容，滿足個性化學習需求。但從VR技術在高校體育教學的實踐應用情況來看，還面臨著較大挑戰，若無法消除這些問題，很難充分展現VR技術的應用價值。基于此，該文對VR技術進行概述，指出基于人工智能的VR技術輔助高校體育教學的優勢及挑戰，提出基于人工智能的VR技術輔助高校體育教學的有效策略。

【關鍵詞】"人工智能""VR技術""高校體育""教學融合

【中圖分類號】"G807.4""""""""""""""【文獻標識碼】"A""""""""""【文章編號】"2095-2813（2025）10-0059-04

Research on VR Technology Assisted Physical Education Teaching in Colleges Based on Artificial Intelligence

ZHANG Long

Xi'an Physical Education University， Xi'an， Shaanxi Province， 710069 China

[Abstract] In recent years， the development speed of information technology has been accelerating， and VR technology has gradually entered the public view， playing an extremely important role in many fields. In the past， physical education in colleges was influenced by multiple factors such as concepts， resources and venues， which made it difficult for students to effectively stimulate students' interest in learning， and the effect of physical education learning is not significant. The introduction of VR technology into physical education teaching in colleges can break through the space-time limitations of physical education teaching， improve the teaching interaction， enrich the teaching content， and meet the needs of personalized learning. However， from the perspective of the practical application of VR technology in physical education in colleges， it still faces great challenges. If these problems cannot be eliminated， it is difficult to fully show the application value of VR technology. Based on this， this paper provides an overview of VR technology， points out the advantages and challenges of VR technology based on artificial intelligence to assist college physical education， and puts forward an effective strategy of VR technology to assist college physical education based on artificial intelligence.

[Keywords] Artificial intelligence; VR technology; College physical education; Teaching integration

新時代背景下，高校體育教學面臨著更高要求。然而，受場地、設施不足等因素影響，運動訓練次數與質量難以得到保障，這導致學生體育學習成效不明顯，進而學生參與體育課的興趣被弱化。同時，部分體育項目技術動作對細節要求較高，沿用傳統教學方式很難讓學生充分了解體育項目，也會影響學習者的興趣。

VR技術作為新時代的產物，已被廣泛應用于眾多領域，且成效顯著。如今，已有不少體育教師嘗試將VR技術引入體育教學中，以突破傳統教學模式的局限性，促進教學方法創新，賦予體育學習沉浸感，滿足學生的多元化學習需求。然而，VR技術在體育教學中的應用仍面臨不小挑戰，需要后續不斷實踐與優化，逐步提升體育教學成效，充分展現VR技術在教學領域的應用價值。

1 "人工智能背景下VR技術概述

1.1 "VR技術的含義

VR技術依托計算機模擬真實情境，能夠為體驗者帶來沉浸式體驗。相關人員在營造虛擬環境時，需注重發揮感官作用，讓體驗者在視覺、聽覺、觸覺等感官被充分調動的基礎上，真正進入所營造的情境中，獲得身臨其境的感受。將VR技術引入高校體育教學中，有助于教師營造豐富的體育運動情境，提升教學過程的趣味性，降低體育訓練成本，保障運動訓練的安全，促進學生真正掌握運動技能^［1］。

1.2 "VR技術的起源發展

VR技術是融合計算機圖形學、模擬等技術的綜合化技術，現已成為眾多行業的研究熱點，越來越多高校也著手開展VR項目研發工作。例如，浙江大學、清華大學等專門成立了虛擬仿真實驗室，在虛擬規劃設計、人機交互等方面取得了顯著成果，甚至能夠獨立完成大型VR項目。通過分析引入VR技術的教學實踐可知，VR技術能夠營造多元化的學習場景，引導學生保持注意力，強化學習體驗感，提升知識理解深度。

1.3 "VR技術的特點

若要發揮VR技術在教學領域的應用價值，就必須對VR技術的特點有深入認知。首先，VR技術具有沉浸性。VR設備通過三維立體圖像顯示虛擬環境，能夠帶領用戶進入特定的學習空間，產生身臨其境的感受，在逼真的場景下獲得如同現實般的體驗。其次，VR技術具有交互性。在三維虛擬環境中，可利用觸感手套、傳感手柄等傳感設備和系統進行交互，如手持傳感手柄切換物體視角、顯示模式等，利用手戴觸感手套感知虛擬環境物體，能夠反饋用戶的真實感覺，讓用戶和虛擬物體實現有效互動。再次，VR技術具有想象性。通過VR設備營造的虛擬環境，難以通過現實教學環境呈現，學生通過佩戴VR設備能夠沉浸于虛擬環境中，直觀地感受知識的魅力，有效激發創造性思維，更好地保障教學成效。例如，佩戴VR設備能夠觀察到現實世界中不方便觀察的火山噴發、細胞裂變等活動。同時，VR設備還可促進人們參與虛擬旅行、學習，有效激發想象力。最后，VR技術具有多感知性。當前，許多高端VR設備不僅限于提供視覺和聽覺體驗，它們還通過集成先進的嗅覺、觸覺等感知技術，在用戶體驗虛擬環境時調動更多的感官通道。隨著這些技術的不斷進步和完善，更加逼真和沉浸式的虛擬現實體驗正逐步成為現實^［2］。

2 "基于人工智能的VR技術輔助高校體育教學的優勢及挑戰

VR技術現已被廣泛應用于眾多領域，其在高校體育教學中的應用優勢明顯，能夠促進教學理念創新，激發學生運動興趣，彌補場地設施條件不足，提升體育教學安全性。但在VR技術應用過程中還面臨較大挑戰，VR設備價格相對較高，VR設備不夠成熟，人們對VR技術認知不到位，這些都會給VR技術在高校體育教學的應用效果造成不利影響。

2.1 "基于人工智能的VR技術輔助高校體育教學的優勢

在教學理念不斷創新以及人工智能快速發展的進程中，VR技術憑借其強滲透性、親和力等優勢被引入體育領域，其應用價值已逐步顯現。將VR技術引入高校體育教學，能夠突破傳統教學的局限性，提升體育教學成效。

首先，促進教學理念創新。傳統體育教學中，教師基本只是進行簡單的講解示范，然而當遇到相對復雜的動作時，學生很難通過教師的示范真正掌握動作精髓。VR技術能夠將知識與動作以三維模型的形式呈現出來，便于學生在腦海中留下記憶，為自主訓練奠定良好基礎，充分體現學生的自主性。例如，某個學生在課堂中動作掌握不到位，或因事請假錯過課堂學習，課后都可利用VR設備自主練習。

其次，有效激發學生運動興趣。將VR技術引入高校體育教學，能夠讓學生獲得獨特的感官體驗，滿足其對新鮮事物的好奇心，充分激發學生的學習興趣。學生的體育課堂參與動力更加充足，有助于提升課堂學習密度，促進學生更好地掌握知識與技巧。高校體育課需要學習的項目較多，部分體育項目對技術要求高、難度較大，容易讓學生產生畏懼心理，不敢嘗試。若通過VR技術模擬該運動項目，并逐步增加訓練難度，能夠引導學生克服畏懼心理，一步步進階訓練，直至真正掌握該項目的技巧，順利完成整套動作。

再次，有效彌補條件的不足。縱觀各地的教學設備、師資力量等資源情況，存在明顯的差異性，這意味著體育教學資源分配不均。將VR技術融入高校體育教學中，能夠緩解教育資源分配不均的問題，還可利用虛擬技術讓高素質教師為資源落后的地區授課，縮小地區間的資源差異，提升教學公平性。同時，體育課基本在戶外進行，自然環境對教學的影響較大，如雨雪天便無法正常開展體育課。引入VR技術后，能夠有效解決因自然環境導致的問題，讓學生即便在天氣不佳時也可正常參與體育學習，獲得獨特的運動體驗。

最后，提升體育教學安全性。體育運動本身存在一定的危險性，運動過程中容易發生碰撞，尤其是體操課等對身體素質要求較高的課程，學生身體素質較差或是教師能力偏低等情況都會增加運動的危險性。若是在虛擬環境中參與訓練，能夠大幅降低受傷的概率，學生也會更加大膽地去嘗試不同的技術動作。由此可見，將VR技術引入高校體育教學中是切實可行的。

2.2 "基于人工智能的VR技術輔助高校體育教學的挑戰

VR技術在教育領域的應用價值毋庸置疑，但在引入高校體育教學過程中還面臨一定的挑戰。

首先，VR設備價格相對較高。VR技術雖然已歷經幾十年的發展，但近些年才受到廣泛關注，參與VR產品開發的企業不斷增加，然而產品質量難以得到保障。部分企業生產的VR設備質量較好，但設備價格昂貴，會增加高校的經濟負擔；而廉價的VR設備很難滿足實際教學需求。成本過高問題導致VR技術無法大范圍普及。

其次，VR設備尚不夠成熟。近些年VR設備才獲得較為快速的發展，但生產仍處于初步探索階段。現有的VR設備體積相對較大，穿戴起來較為不便，設備性能不佳，用戶使用過程中極易出現眩暈問題。軟件開發相對滯后，現有的軟件模擬的環境容易失真，實用性不強^［3］。

再次，VR技術會減少師生的交流互動。體育教學活動開展過程中，師生與生生之間的交流至關重要，尤其是團體性活動更需要加強交流，以確保團體內成員的默契度。VR技術對學生來說屬于新鮮事物，容易激發學生的興趣，對體育訓練也可發揮顯著作用，但過度使用VR設備容易對人際交往產生不利影響，尤其是團體項目難以有效配合，學習成效也會受到影響。

最后，人們對VR技術認知不夠深入。VR設備在很多人眼中屬于新興的電子設備，尚未高度認可其在教學方面的作用，甚至會認為其會影響學生的學習。

總之，VR技術對高校體育教學能夠產生促進作用，但具體應用時仍然存在不少問題，還需要進一步探索與實踐。

3 "基于人工智能的VR技術輔助高校體育教學的有效策略

縱觀以往的高校體育教學情況，存在教學模式固化、教學方法單一、課堂趣味性不足、學生參與被動化等問題，導致體育教學效果不盡如人意。VR技術作為新時代的產物，能夠賦予體育課堂更多可能性，提升課堂趣味性，激發學生參與意識。探索VR技術在體育教學中的融入路徑是一項重要的工作，應受到高度重視。

3.1 "制作科學的體育教學課件

無論對于任何學科，要保障教學成效，都需要提前作好教學規劃，制作教學課件。教師應結合教學目標整理資料，提取有價值的資料制作成課件，為后續的教學工作奠定良好基礎。

首先，需要搜集課件所需的素材，著重體現授課重難點內容。利用VR技術將搜集的素材進行數據化處理，生動地呈現技術動作。例如，在競技健美操人才培養中，搜集優秀健美操運動員的經典參賽視頻，提取核心技術動作，借助慢放技術展示細節內容，讓學生通過詳細展示在腦海中形成動作模型，明確這些動作如何呈現才能達到更好的效果。

其次，利用VR技術建立三維人體模型，并將該模型作為參照物，用以判斷學生實際水平與期望水平的差異性，繼而進行針對性的調整。

最后，將制作完成的課件投入課堂教學中。VR技術的交互性可使教學不再是教師單方面的輸出，還能獲得學生的反饋，從而更好地控制課堂進度，促進學生習得技能，學生有任何疑問都可及時提出并得到糾正。VR技術與體育教學的適度融合，能夠營造生動化的教學環境，把握學生練習的細節，針對性地改進不足之處。體育教師利用VR技術制作課件，能夠將教學內容匯總，學生在課后也可隨時觀摩訓練^［4］。

3.2 "借助數據跟蹤學習過程

體育教師可利用VR技術組織數字化學習活動，通過模擬運動場景引導學生進入教學情境，結合學生的實際需求轉變教學視角，確保教學活動的針對性。同時，體育教師可利用VR技術全程記錄學生的學習過程，監督學生的行為，依據學生的各項數據分析體育學習效果。此外，教師需利用VR技術不斷優化教學體系設計，充分整合教學內容，若發現學生存在過度沉迷VR技術的現象，需要及時反饋并引導改變，以保障學生的體育學習質量。例如，頭戴式設備的應用能夠捕捉學生在運動過程中的動作幅度、速度等數據，并將數據實時反饋給學生，讓學生依據數據進行調整，教師也可根據反饋的數據指導學生糾正錯誤的動作，大幅提升體育學習的靈活性。

3.3 "營造虛擬現實沉浸課堂

VR技術具有沉浸性，利用其開展體育教學活動能夠更好地吸引學生的注意力。大部分學生都覺得VR很有趣，但缺乏自制力，容易出現過度依賴VR設備的現象，因而體育教學中需要適度應用VR技術，才可保障教學成效。引入VR技術的沉浸式課堂，可以通過各種視聽設備營造生動的學習氛圍，促進學生獲得獨特的體育學習體驗，提升學習效率。同時，沉浸式課堂可以賦予體育學習更多可能性，大幅提升課堂的趣味性，從而更好地幫助學生掌握運動技能。體育教學本就相對特殊，教師可結合各運動項目的特性模擬運動環境，并通過混合現實（Mixed Reality，MR）等技術的應用，鞏固虛擬課堂的開展成效，保持學生的學習興趣。高校體育教學會受到教學條件的約束，可利用VR技術模擬運動場景，再通過VR設備顯示出來，用以突破教學場地與時空的約束，改善校園場地、設備不足的問題。如教授滑雪技術動作時，不可能帶著所有學生去滑雪場或雪山，可利用VR技術模擬雪山的場景，學生通過佩戴VR眼鏡可以看到雪山、滑雪場、模擬教師、動作示范等，從而開展滑雪訓練，在重復模擬練習過程中更好地掌握滑雪動作^［5］。

3.4 "借助VR技術創新教學模式

在高校體育教學中，教材具有極為重要的作用，教材中的理論知識有助于學生更深入地掌握運動技能。以往的體育教學，教師通常展示圖片、文字內容，并配合適當的講解以及示范動作。然而，無論圖片內容多么豐富，都難以將動作細節完整呈現出來，進而影響體育學習成效。

VR技術的應用可突破體育教學的局限性，利用虛擬環境將不同動作全方位呈現，讓學生更好地明確動作要點。同時，通過3D動畫呈現圖片內容，能使體育知識講解過程更具趣味性，有助于學生更好地理解技術動作，靈活應用體育理論知識。VR技術還能夠生動還原動作要領，促進重難點知識的清晰講解，激發學生的訓練參與動力。

教師可利用手機終端提取體育教學知識，整合VR教材的內容，開展針對性的教學活動，大幅提升教學的靈活性與先進性。新型體育教學模式可突破傳統教學的局限，借助VR技術的仿真性賦予教學更多可能性，激發學生的體育運動積極性^［6］。

例如，在游泳教學過程中，VR技術的應用能夠全方位展示游泳動作要領，通過虛擬場景提升學生的體驗感及學習安全性，且不受場地空間的限制。又如，在排球教學中應用VR技術，體育教師可通過圖文與視頻結合的形式講解動作技能，讓學生在腦海中形成動作框架，利用VR設備練習排球動作。如此不僅有助于鞏固排球理論知識，還能讓學生掌握正確的擊球動作，并結合個人實際情況重復訓練形成肌肉記憶，從而不斷提升排球技能。

3.5 "賽事模擬與裁判方面

傳統體育教學模式難以對場地、人員等各方面因素進行全方位模擬。而VR技術能夠模擬真實環境，讓學生感受真實的場地布局、比賽氛圍等因素，為后續參與真實的體育比賽奠定良好基礎。

同時，VR技術的應用能夠導入對手數據信息，模擬各種風格運動員的比賽場景，將模擬訓練中個人數據和系統數據進行對比，明確自身的不足之處，從而有針對性地調整學習計劃。

以往的體育教學中，裁判規則基本都是由教師講解與演示，學生只是簡單地了解規則，缺少在真實場景中感受執裁趣味性的機會。而VR設備的引入能夠讓學生感受真實賽場的氛圍，增加臨場吹罰的經驗。教師還能夠在學生體驗過程中配合適當的講解，使學生在吹罰與規則應用時對規則形成更深入的理解。

此外，教師通過模擬球員沖突、犯規爭議等復雜的比賽場景，讓學生在不同的場景中鍛煉執裁能力、應變能力以及問題處理能力，也可通過學生的表現檢驗學習成效，為后續的教學規劃調整提供有效參考。

4 "結語

綜上所述，傳統體育教學模式具有獨特地位，但也存在諸多不足之處，引入新興教學手段具有必要性。VR技術在高校體育教學中的應用是一次全新的嘗試，其能夠輔助教學課件制作、創新教學模式、模擬賽事情境、糾正技術動作、鍛煉裁判能力，但無法完全替代傳統教學模式。

同時，VR技術存在成本較高、技術不夠成熟等問題，在具體應用時需要結合實際情況適當引入VR技術，不可過度依賴。高校體育教學工作者需要積極嘗試應用VR技術，但不可完全摒棄傳統教學模式，應將兩者進行有效融合，在優勢互補的基礎上提升體育學習成效，促進學生真正愛上體育運動，逐步養成終身鍛煉的好習慣。

參考文獻

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基金項目：陜西省2023年度教師發展研究計劃專項項目（項目名稱：基于虛擬現實技術的高校體育信息化教學改革研究，項目編號：2023JSQ001）。

作者簡介：張龍（1988—），男，碩士，講師，研究方向為體育教學、體育管理、體育經濟。