《體育教學(xué)虛擬現(xiàn)實技術(shù)實踐》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《體育教學(xué)虛擬現(xiàn)實技術(shù)實踐（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 體育教學(xué)虛擬現(xiàn)實技術(shù)實踐 １虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù) 利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)科學(xué)的模擬虛擬教學(xué)環(huán)境，需要多種相應(yīng)技術(shù)作為支撐．從體育教學(xué)的角度分析，實物虛化、虛物實化和高效能計算機(jī)信息處理是實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實的３個主要內(nèi)容．實物虛化是將真實世界的多維信息映射到計算機(jī)的數(shù)字空間，從而生成相應(yīng)的虛擬空間．它主要包括三維圖形模型構(gòu)建、模型驅(qū)動技術(shù)、立體聲合成技術(shù)、視覺跟蹤和視點感應(yīng)等關(guān)鍵技術(shù)，這些技術(shù)可以讓使用者操作虛擬環(huán)境中的物體，突破物理空間與時間的限制，實現(xiàn)“超越現(xiàn)實”的虛擬性．１）三維圖形建模技術(shù)．它是生成虛擬現(xiàn)實世界的基礎(chǔ)，它將真實世界的對象物體在相應(yīng)的三維數(shù)字空間中重構(gòu)，并根據(jù)系統(tǒng)和應(yīng)求需要

2、映射部分物理屬性，不同的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實應(yīng)有不同的建模要求．例如，虛擬體育比賽場地，每項體育比賽對場地要求會有所不同；采用氣象數(shù)據(jù)建模，生成虛擬環(huán)境中的各種氣象情況，如陰天、雨天、晝夜等等．２）模型驅(qū)動技術(shù)．模型驅(qū)動軟件通常是一個軟件開發(fā)包，提供訪問三維模型的接口，通過接口的調(diào)用實現(xiàn)三維模型的加載、刪除、移動、旋轉(zhuǎn)、放大等控制，完成力量檢測、地形匹配、視場角調(diào)整、特效顯示等功能．這樣虛擬場景就在各類輸入數(shù)據(jù)的控制下運作起來，并實時向使用者傳送各類信息．３）立體聲合成技術(shù)．是向使用者提供逼真聽覺感受的一項基本技術(shù)．如在不同距離、方向上聲音的衰減以及聲音的位置變化，造成使用者雙耳感受到的效果

3、不相同．４）視覺跟蹤與視點感應(yīng)技術(shù)．使用從視頻攝像機(jī)到Ｘ－Ｙ平面陣列，利用環(huán)境光或者由位置跟蹤光源發(fā)出的光在圖像平面不同時刻和不同位置上的投影，計算被跟蹤對象的位置和方向．視覺跟蹤的實現(xiàn)必須考慮精度和操作范圍之間的權(quán)衡選擇．視點感應(yīng)必須與顯示技術(shù)相結(jié)合，采用多種定位方法確定使用者在某一時刻的視線．較為常見的視點感應(yīng)方法有眼罩定位、頭盔顯示、遙視技術(shù)和基于眼肌的感應(yīng)技術(shù)［２］．虛物實化是將計算機(jī)生成的虛擬空間中的事物和作用反饋到真實世界中．虛物實化能讓使用者感知產(chǎn)生于虛擬空間的各種逼真刺激，并產(chǎn)生等同親臨真實環(huán)境的“沉浸”感．高效能計算機(jī)信息處理技術(shù)主要包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、聲音空間化

4、技術(shù)、數(shù)據(jù)壓縮及數(shù)據(jù)庫生成技術(shù)等． ２體育教學(xué)中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的意義 虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于體育教育是體育教育界發(fā)展的一個飛躍．就教育理論而言，虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)了人的臨場化，使用者與虛擬環(huán)境是互相聯(lián)系的一個整體的兩個方面，它營造了“自主學(xué)習(xí)”的環(huán)境，由傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖换ナ健保▽W(xué)生通過自身與信息和環(huán)境的相互作用來得到知識、技能）的新型學(xué)習(xí)方式［３］．體育教學(xué)中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)有以下幾方面的意義：１）符合現(xiàn)代化科技教育學(xué)習(xí)理念．虛擬現(xiàn)實能夠滿足教育者的人本主義理想．虛擬環(huán)境的創(chuàng)設(shè)，為現(xiàn)代體育教學(xué)方式提供了嶄新的平臺，為多種體育理論的融合提供了理想的舞臺．虛擬

5、環(huán)境的刺激與反饋，具有強(qiáng)大的沖擊力，能給學(xué)生的內(nèi)部需要和動機(jī)能產(chǎn)生強(qiáng)烈的滿足感，使學(xué)生獲得對客觀事物的各種感性或理性認(rèn)識，有助于激發(fā)學(xué)生的形象思維和創(chuàng)造性思維，從而深化概念和建造新的構(gòu)想與創(chuàng)意．２）改善教學(xué)環(huán)境，實現(xiàn)教學(xué)場景真實化．利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以使物體的變化過程合乎理想地展現(xiàn)出來，時間和空間可以擴(kuò)大和縮小，自然事件可以加速或延緩，學(xué)生可以將器材、場地甚至天氣搬進(jìn)教室，浸入虛擬環(huán)境進(jìn)行觀察、學(xué)習(xí)，實現(xiàn)足不出戶就能真實體驗各種運動技能，并自主決策技戰(zhàn)術(shù)方案，切實感受實景操作．３）提高教學(xué)效率．教師在虛擬教學(xué)中可以根據(jù)教學(xué)需求迅速創(chuàng)設(shè)出相應(yīng)的教學(xué)場景、外部環(huán)境、各類人物形象等多種教材資源，將

6、動作重難點、技戰(zhàn)術(shù)和環(huán)境真實清晰地展現(xiàn)在學(xué)生面前，使更多的學(xué)生有機(jī)會零距離、多角度地進(jìn)行虛擬練習(xí)，使學(xué)生由單純的印象記憶變成視覺記憶和文字記憶的結(jié)合，有利于學(xué)生的正確理解和掌握．學(xué)生獨自練習(xí)時可以進(jìn)行反復(fù)的模擬訓(xùn)練，可大大提高教學(xué)的效率．４）優(yōu)化體育教學(xué)過程．通過虛擬現(xiàn)實、多媒體及現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教育等技術(shù)的綜合應(yīng)用，可以優(yōu)化教學(xué)過程，展現(xiàn)出傳統(tǒng)體育教學(xué)模式無法實現(xiàn)的教學(xué)方式．在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中學(xué)生可以實現(xiàn)各種假設(shè)模型，并通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)直觀地觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果，還可以進(jìn)行實物虛化，虛擬世界上體育明星、教練員等各種人物形象，創(chuàng)設(shè)一個人性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生能夠在自然、親切的氣氛中進(jìn)行交流、

7、學(xué)習(xí)，開展啟發(fā)式教學(xué)．５）開創(chuàng)新型現(xiàn)代化體育教學(xué)模式．虛擬現(xiàn)實技術(shù)，變革了傳統(tǒng)體育教學(xué)過程的特征，使教師由知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)活動的指導(dǎo)者和組織者，學(xué)生由知識的被動接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的主動探究發(fā)現(xiàn)者．教學(xué)媒體由教師的教輔手段、教學(xué)工具轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的認(rèn)知工具，教學(xué)過程由“教師講、學(xué)生聽”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皠?chuàng)設(shè)情景，教學(xué)雙方互動、探索、討論和意義建構(gòu)”． ３虛擬體育教學(xué)與情境認(rèn)知 虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠利用計算機(jī)生成各種虛擬的體育器材模型及各類不同的氣候環(huán)境，學(xué)生可以通過虛擬的環(huán)境來獲得近乎真實的感受，從而解決教學(xué)資源缺乏、教學(xué)手段單一的難題．其一個優(yōu)勢就是交互性，系統(tǒng)通過信息的輸入和反饋裝置，

8、能夠達(dá)到學(xué)生與環(huán)境互動的效果，從而變單向教學(xué)為互動教學(xué)．利用情境認(rèn)知理論，通過分析虛擬現(xiàn)實技術(shù)如何應(yīng)用于體育教學(xué)，能夠為虛擬教學(xué)的有效設(shè)計和開發(fā)提供有力的理論支撐，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限性．情境認(rèn)知理論認(rèn)為，知識是情境化的，是個體與環(huán)境互動過程中建構(gòu)的一種交互狀態(tài)，并通過活動或者實踐不斷向前發(fā)展［１］．該理論運用于教學(xué)的方法之一就是給學(xué)生提供可參與和互動的情境，促使學(xué)生通過與學(xué)習(xí)相關(guān)的活動在情境中構(gòu)建知識的意義，從而形成一種開放、自主的教學(xué)方式．將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于體育教學(xué)，實質(zhì)上就是利用該技術(shù)構(gòu)建一種虛擬的學(xué)習(xí)情境．學(xué)生通過可視化操作與環(huán)境進(jìn)行交互，獲得近乎真實的體驗，這將是一種有效的學(xué)習(xí)行

9、為．學(xué)生與虛擬環(huán)境互動的過程實際上就是實踐的過程，相比于對知識信息的簡單記憶，這種學(xué)習(xí)情境能夠幫助學(xué)生動態(tài)的建構(gòu)與組織知識，從而促進(jìn)學(xué)習(xí)和理解。在虛擬學(xué)習(xí)情境中，學(xué)生通過角色扮演能融入到學(xué)習(xí)環(huán)境中，主動去感受、理解和體驗各類運動項目，將運動技能、情緒體驗與實踐活動融為一體，增強(qiáng)體育項目學(xué)習(xí)過程中的趣味性，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性．認(rèn)知理論強(qiáng)調(diào)知與行是交互的，在虛擬環(huán)境中學(xué)生通過視覺、聽覺、觸覺等多種感覺去完成這種交互，比如多角度觀察教學(xué)內(nèi)容、討論動作技術(shù)要點，還能體驗不同運動項目所帶來的真實感受，從而實現(xiàn)教學(xué)手法多樣化．（本文來自于《北京師范大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版》雜志。《北京師范大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)

10、版》雜志簡介詳見.） ４基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的體育教學(xué)模式 體育教學(xué)模式在體育教學(xué)理論中占據(jù)著無比重要的地位．如何應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，構(gòu)建新型體育教學(xué)模式，發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)優(yōu)勢，提高體育教學(xué)質(zhì)量，正是我國體育教學(xué)的發(fā)展新方向．基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的體育教學(xué)模式是依據(jù)體育學(xué)習(xí)的情感特點和認(rèn)知規(guī)律而設(shè)計、構(gòu)建的教學(xué)過程的結(jié)構(gòu)模式．強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生“自主學(xué)習(xí)”方式和情感的體驗（圖２）．該模式是針對傳統(tǒng)體育教學(xué)中單一化、公式化的被動體育教學(xué)模式，在教學(xué)思想上從虛擬情境教學(xué)入手，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)使體育教學(xué)的認(rèn)知規(guī)律和情感體驗規(guī)律達(dá)到有機(jī)整合，從而建立一種明確而益于自主學(xué)習(xí)的教學(xué)機(jī)制；在教學(xué)方法上強(qiáng)

11、調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)造能力，促進(jìn)學(xué)生綜合體育能力的形成，增加學(xué)生的自主選擇性，從而使學(xué)生更深刻地體驗運動和學(xué)習(xí)的樂趣［４］．基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的體育教學(xué)模式，能有效的彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足之處，化抽象為具體，把難以理解的內(nèi)容或是不容易觀察到的技術(shù)動作更形象、直觀的展現(xiàn)出來，全方位的剖析教學(xué)重、難點，提高教學(xué)效率．這種教學(xué)模式還有利于發(fā)揮學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性，給學(xué)生思考問題和創(chuàng)造性能力的培養(yǎng)留空間，有利于形成積極、生動、趣味性強(qiáng)的教學(xué)氣氛，使學(xué)生能夠互幫互學(xué)，邊學(xué)邊練，自定目標(biāo)，自選場景，自我評價，在學(xué)習(xí)中充分體會多種運動樂趣，并能增強(qiáng)體育鍛煉能力．基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的體育教學(xué)模式在教學(xué)指導(dǎo)思想上，促進(jìn)學(xué)

12、生個性的發(fā)展，引導(dǎo)學(xué)生逐步與終身體育接軌．在教學(xué)目標(biāo)上，培養(yǎng)學(xué)生的運動能力、主動學(xué)習(xí)能力、問題解決能力、思考與創(chuàng)造力和體育實踐能力．在教學(xué)過程中，讓學(xué)生充分體驗運動學(xué)習(xí)中的樂趣，滿足學(xué)生的個體需要，使學(xué)生逐步形成一定的運動習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．在教學(xué)方法上，以主體性教學(xué)觀為視野，提供個別化和個性化的教學(xué)方法［２］．在教學(xué)評價上，要以學(xué)生生動活潑的學(xué)習(xí)、個性充分發(fā)展、興趣習(xí)慣能力養(yǎng)成、主要學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成為基準(zhǔn)．總之，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的體育教學(xué)模式，使學(xué)生從科學(xué)與藝術(shù)相融的視覺信息中感知抽象、理解復(fù)雜，有利于調(diào)動學(xué)生的所有感官功能，全身心地投入學(xué)習(xí)，從而達(dá)到傳統(tǒng)教學(xué)無法達(dá)到的特殊效果，實現(xiàn)教學(xué)

13、的最佳目的． ５體育教學(xué)中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)存在的問題及應(yīng)對措施 虛擬現(xiàn)實技術(shù)將會給現(xiàn)代體育教學(xué)中產(chǎn)生巨大影響，其優(yōu)勢無可否認(rèn)，但虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于體育教學(xué)中仍存在著許多尚未解決的理論問題和尚未克服的技術(shù)障礙． ５．１存在的問題 １）虛擬設(shè)備“貴族化”．普通意義上的虛擬現(xiàn)實需要昂貴的外部設(shè)備，無論是高分辨率頭盔、立體投影顯示器、空間定位器、還是光纖數(shù)據(jù)手套的價格都不菲，其基本費用在７萬美元左右［２］．要想功能更強(qiáng)，設(shè)備更優(yōu)，則其費用還需增加，一般的教育單位可能會望而卻步，資金不足嚴(yán)重制約著虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用．２）硬件設(shè)備還有待擴(kuò)展．目前虛擬現(xiàn)實

14、技術(shù)相關(guān)的設(shè)備普遍存在使用不方便，效果不佳等情況，難以達(dá)到虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)所需的要求，如中心計算機(jī)的處理速度還不足于滿足在虛擬世界中巨大數(shù)據(jù)量處理實時性的需要，對數(shù)據(jù)存儲能力也不足，基于嗅覺、味覺的設(shè)備還沒有成熟及商品化．３）虛擬現(xiàn)實的效果還有待加強(qiáng)．虛擬現(xiàn)實的表示側(cè)重于幾何表示，缺乏逼真的物理、行為模型，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在感知方面，真實性與實時性不足，其虛擬的效果還需要進(jìn)一步加強(qiáng)．４）虛擬環(huán)境與真實環(huán)境的差異．學(xué)生在虛擬的環(huán)境中學(xué)習(xí)，與在真實環(huán)境中進(jìn)行運動技能訓(xùn)練畢竟不同，如果僅考慮交互的真實性，那么無論如何身臨其境，真正動手操作機(jī)器的效果都要強(qiáng)于任何媒體教學(xué)．因此，虛擬現(xiàn)實技術(shù)不能完全代替具體真實

15、的操作，它只能在一定程度上實踐某些危險動作的教學(xué)過程，而不能完全代替實踐教學(xué)［５］． ５．２采取的應(yīng)對措施 目前計算機(jī)的速度不能滿足完全建模情況下體育教學(xué)的虛擬現(xiàn)實，所以只能使用貼圖的方式來模擬其中的運動場景，使用一張?zhí)幚砗玫膱鼍?，就能在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中用一個面來表現(xiàn)一個場景，雖然在真實度方面會有一定的損失，但相對于完全建模所需的上百萬個面來說，這種損失是值得的［５］．在１９９７年６月召開的ＥＤ—ＭＥＤＩＡ世界大會上，出現(xiàn)了一種全新的稱作快速虛擬的系統(tǒng)，其優(yōu)異的性價比令人驚異．快速虛擬技術(shù)與普通的虛擬現(xiàn)實技術(shù)在使用的原理上有很大不同，它不是利用頭盔和數(shù)據(jù)手套這類硬件來產(chǎn)生幻覺

16、，而是使用３６０全景攝影技術(shù)所拍攝的高質(zhì)量圖像來生成逼真的虛擬環(huán)境，允許用戶在支持計算機(jī)操作系統(tǒng)或是Ｍａｃｉｎｔｏｓｈ微機(jī)操作系統(tǒng)的普通微機(jī)上只利用一個鼠標(biāo)和一個鍵盤就能真實地感受到和虛擬現(xiàn)實技術(shù)中一樣的虛擬情景，無需用高檔的圖形工作站，無需戴頭盔和數(shù)據(jù)手套，從而擺脫了繁重的設(shè)備，降低了虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)的成本．但此技術(shù)能否為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的大眾化鋪平道路，以優(yōu)質(zhì)價廉的全新面貌普及到體育教育領(lǐng)域，甚至進(jìn)入體育課堂，還需要政府部門積極響應(yīng)．盡管虛擬現(xiàn)實過程中還缺乏情感交流、缺少實物感和可操作性等不足之處，但利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對學(xué)生進(jìn)行虛擬情景教學(xué)，根據(jù)所要教授的內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的虛擬處理，學(xué)生無論是在知識

17、學(xué)習(xí)、能力創(chuàng)新，還是在運動能力、技能訓(xùn)練等方面都可以收到意想不到的效果．而虛擬現(xiàn)實技術(shù)突破時間、空間的限制和傳統(tǒng)教學(xué)思維方式局限性，它必將帶來體育教學(xué)上新的閃光點．伴隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，教材內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)模式都將發(fā)生深刻的變革，傳統(tǒng)的體育教學(xué)模式將向著教學(xué)內(nèi)容與虛擬現(xiàn)實實踐相結(jié)合的新型教學(xué)模式發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)必將譜寫應(yīng)用性、創(chuàng)造性人才培養(yǎng)的新篇章，開創(chuàng)教育發(fā)展的新未來． 7 1、最靈夢想是一個天真的詞，實現(xiàn)夢想是個殘酷的詞。。。21.2.222.22.202101:1201:12:522月-2101:12 2、只有收獲，才能檢驗耕耘的好處；只有貢

18、獻(xiàn)，方可衡量人生的價值。。二〇二一二〇二一年二月二十二日2021年2月22日星期一 3、不要放棄，你要配的上自己的野心，也不要辜負(fù)了所受的苦難。。01:122.22.202101:122.22.202101:1201:12:522.22.202101:122.22.2021 4、找一個理由，否認(rèn)憂傷，笑容就會燦爛到無所不在。。2.22.20212.22.202101:1201:1201:12:5201:12:52 5、成功與不成功之間有時距離很短——只要后者再向前幾步。。二月 21星期一, 二月 22, 20212/22/2021 6、只要努力抬起你的雙腳，勝利將屬于你。。1時12分1

19、時12分22-2月-212.22.2021 7、青春如此華美，卻在煙火在散場。。21.2.2221.2.2221.2.22。2021年2月22日星期一二〇二一二〇二一年二月二十二日 8、真正沒有資格談明天的人，是那個不懂得珍惜今日的人。。01:1201:12:522.22.2021星期一, 二月 22, 2021 1、你始終不屬于我，屬于我的只是我自己。。21.2.222.22.202101:1201:12:522月-2101:12 2、一份信心，一份努力，一份成功；十分信心，十分努力，十分成功。。二〇二一二〇二一年二月二十二日2021年2月22日星期一 3、你是唯一的，你是十分獨特

20、的，你就是你生命中的第一名。。01:122.22.202101:122.22.202101:1201:12:522.22.202101:122.22.2021 4、要跟成功者有同樣的結(jié)果，就必須采取同樣的行動。。2.22.20212.22.202101:1201:1201:12:5201:12:52 5、我們的生命，就是以不斷出發(fā)的姿勢得到重生。。二月 21星期一, 二月 22, 20212/22/2021 6、只要站起來的次數(shù)比倒下去的次數(shù)多，那就是成功。1時12分1時12分22-2月-212.22.2021 7、自知之明是最難得的知識。21.2.2221.2.2221.2.22。2

21、021年2月22日星期一二〇二一二〇二一年二月二十二日 8、勇氣通往天堂，怯懦通往地獄。01:1201:12:522.22.2021星期一, 二月 22, 2021 1、最靈繁的人也看不見自己的背脊。21.2.222.22.202101:1201:12:522月-2101:12 2、最困難的事情就是認(rèn)識自己。二〇二一二〇二一年二月二十二日2021年2月22日星期一 3、有勇氣承擔(dān)命運這才是英雄好漢。01:122.22.202101:122.22.202101:1201:12:522.22.202101:122.22.2021 4、與肝膽人共事，無字句處讀書。2.22.20212.22.202101:1201:1201:12:5201:12:52 5、閱讀使人充實，會談使人敏捷，寫作使人精確。二月 21星期一, 二月 22, 20212/22/2021 6、最大的驕傲于最大的自卑都表示心靈的最軟弱無力。1時12分1時12分22-2月-212.22.2021 7、自知之明是最難得的知識。21.2.2221.2.2221.2.22。2021年2月22日星期一二〇二一二〇二一年二月二十二日 8、勇氣通往天堂，怯懦通往地獄。01:1201:12:522.22.2021星期一, 二月 22, 2021