虚拟仿真技术在体育教学中运用的现状阶段研究报告.docx

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1、虚拟仿真技术在体育教学中运用的现状阶段研究报告摘要：介绍了虚拟仿真技术，归纳总结了国内外高校虚拟仿真实验教学的类别、形式、特点以及实践案例，分析了国内外高校以信息技术推动实验教学改革的发展趋势，指出了一些值得关注的新动向。关键词：虚拟仿真;实验教学;实践案例；国内外；发展动向引言当前，虚拟仿真实验教学中心建设受到高校的高度重视，其发展也面临着一些新问题和新挑战。为此，结合虚拟仿真技术进入体育院校乒乓球课堂教学的研究，通过对网络搜集、资料收集和文献检索获取的大量资料和信息的研究分析，归纳总结了支撑虚拟仿真实验教学的主要信息技术、国内外高校虚拟仿真实验教学的现状和特点以及以信息技术推动实验教学改革

2、的动向与趋势。1虚拟仿真技术概述本文借鉴田显俊、李蕾等学者提出的虚拟仿真是以计算机技术为核心生成的具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，使用者利用匹配的设备进行人机交互，使人产生身临其境的体验。该技术集成了计算机仿真、计算机图形、人工智能、数字图像处理、多媒体技术、传感、网络及显示并进行处理等多个领域技术的综合性信息技术。2体育教学现状体育专业具有其自身的特殊性，主要体现在需要掌握足球、篮球、排球、田径武术、体操、游泳等运动项目的理论、技术、战术。当前我国体育专业术科课堂教学存在着一些问题：（1）在教学内容方面，我国体育专业术科课堂教学内容经过多年发展虽然有所更新，但总体来看仍然较为陈旧，与当前

3、大、中、小学学生等教学对象的实际体育需求脱节。（2）在教学手段方面，体育专业术科课堂教学长期以来都是以教师为主、通过讲解示范的教学形式传授术科技术，从而导致技术教学容易流于形式化，普遍忽视基本动作规范性。（3）在教学设施方面，教学场地、设施、器材等往往受限于教学经费不足的刚性约束难以满足教学所需。（4）在教学评价方面，体育专业术科课堂教学主要采用的是终结性评价的形式，而注重专业学生术科学习过程成效的过程性评价等还是未能占据主导地位。体育专业术科教学改革近年迅速兴起，大量的体育术科教学出现竞赛平台和网络平台上，实现了量的积累，但存在不少问题。其主要存在着多媒体制作目的不明确，呈现形式简单，缺乏有

4、效的学法指导，课堂的内容和教学关联性较差，直观性不强，没有从学生学习的角度建构应用于课堂教学的多媒体课程。目前理论界已有一些学者对虚拟仿真技术引人体育专业术科教学进行了探讨，并认为虚拟仿真技术引入体育专业术科教学具有必要性和可行性，能够解决当前体育专业术科教学中所存在的一些问题，但理论探讨后的现实应用性不足。3国内外高校开展虚拟仿真实验教学基本情况3.1 国外现状目前国外对于虚拟仿真平台的研究主要集中在用户感知、虚拟场景界面和场景支撑，如虚拟仿真汽车维修、以及病虚拟仿真诊疗技术、虚拟仿真技术在电子电工实验中的运用等。CoVaCiA等人开发了一个虚拟的篮球训练系统，主要利用了运动捕捉技术，学生可

5、在没有教师的情况下开展投篮训练。美国明尼苏达护理学院通过与行业协会和企业合作，联合开发基于网络的互动游戏，其目的是让护理专业的学生能够参与形同真实生活中的情景演练，进而提高实践技能。美国科罗拉多大学开设的PhET交互式虚拟仿真实验，通过构建一个结构化的虚拟实验室，为学生开展探究性学习提供实验条件，学生通过运行基于物理现象分析的交互式虚拟仿真软件，在高度仿真的虚拟环境中，以个性化学习、自主式实验的方式，验证所提出的实验方案和技术构想。美国加州大学圣迭戈分校开发的StarCAVE虚拟现实系统，能够展示公元前十世纪约旦堡垒的三维虚拟现实模型，学生利用手持式控制器，可步行穿越堡垒，旋转物体或在上空进行

6、鸟瞰观测，以测试、记录和分析虚拟空间的立体数据，并利用这些数据建立整个堡垒的仿真模型，以破解这一巨型堡垒的建筑和作用之谜。3.2 国内现状由于起步较晚，在这方面的研究也大都限于对特定项目的仿真研究或对特定协议的仿真验证而专门开发，不能够对其他的研究者提供广泛的支持。随着我国信息技术的飞速发展，虚拟仿真技术迅速融入到人们的日常生活中，极大地丰富和改变了人们的生产生活方式。其中教育行业是虚拟仿真技术应用的主要领域。伴随着互联网+的提出，高校教育方式逐渐走向智能化、网络化和数字化，尤其对于高校实训教学方面，在一些相对比较危险的实验过程可以通过虚拟仿真来代替，避免因实验失误或者实验不良结果带来的对于学

7、生身体和教学器材的损伤。在政府的大力鼓励和众多学者的不懈努力下，我国学者的研究主要集中在硬件和软件方面。陈玉凤选取西安体育学院10级两个普修乒乓球的班级，用教学实验,以实验组40人采用多媒体辅助教学，以对照组42人采用传统教学模式，进行32学时的教学，研究结果表明实验组在反手推挡拨球、正手攻球、左推右攻、反手搓球、正手发下旋球都明显优于对照组，且实验组学生的学习兴趣更浓。耿岳运用实验法，选取山东师大体育学院03级体育教育专业2个班，采用CAI课件的辅助教学模式与常规教学模式，经过18学时的教学实验，实验组在标枪技术、兴趣和态度、理论知识指标的成绩与对照组有显著性差异。张晓东主要运用实验法和问卷

8、调查发，选取盐城工学院06级网球两班为实验对象，实验班34人构建了网球多媒体教材和自主化学习平台，在盐城工学院计算机应用基础实验室和多媒体教室并结合场外身体活动进行授课，对照班33人采用常规教学方法。4高校以信息技术推动实验教学改革的新动向4.1加快新兴信息技术在教育教学领域中的应用以信息技术为主导的新一波教育技术的快速发展，有力促进了教育领域面貌极大改观。目前，移动学习已成为教育必不可少的一个组成部分，学习分析、开放教育资源也在高校逐步得到应用使之学生真正成为能动性颇高的学习主体，充分显现出信息技术在推进教育现代化建设中的重要作用。4.2整合教育资源于在线学习、混合式学习和协作学习之中近年来

9、的教育改革实践表明，采用面对面教学、在线学习和混合式学习模式能够有效克服传统教学难以为学生提供更多合作学习机会的不足，既有利于发挥学习者的信息技能，使学生充分交流各自对探究主题和实验项目的意见，也使教学内容更为丰富、生动、灵活且易于获取。4.3基于信息网络技术的教育教学由理论课程单一教学形态向理论与实践教学相辅相成转变为克服在线教育和网络课程缺乏实验环节、学生实践能力偏弱的不足，一些大学，相继在一些网络开放课程中增加了以虚拟实验室为依托的实践教学内容，并采用三种形式的实验手段，即：基于手持式设备（平板电脑、智能手机、可穿戴计算机）的移动式交互实验；基于虚拟世界、教育游戏软件的个性化自主实验;基

10、于遥现技术的远程交互协同实验。目前，一些增添了实践教学环节的网络开放课程，已被纳“慕课”（MOoCS）三大主流机构之一的Coursera在线学习平台。4.4重视和加强开放教育资源的建设、使用和维护作为学习基础设施中的一项重要元素，开放教育资源（OER）以多种形式存在且任何人都能够免费从网络上获取，通常包括播客视频、电子教材、数字图书馆、交互式多媒体课件、虚拟仿真软件、网络实验室、教育类游戏以及课程等适合进行学习、教学和研究的资源。4.5建设具有完备数字化学习条件和虚拟实验环境的未来教学实验室未来教室和实验室是一个新兴的研究领域，其特点是融合创新教育理念、先进科学技术、心理学、传播学、人体工学以

11、及空间构建理论，注重高度的交互性、开放性、启发性和自然、灵活、安全、高效的人性化设计，进而为以学生为主体开展小组讨论、探究实验和研究性学习提供有力支撑。5结语信息技术的快速发展为虚拟实验室、虚拟仿真实验系统、协同实验平台、沉浸式实验软件以及开放教育资源的建设与应用提供了有力的支撑，促使实验教学理念、模式、方法及手段发生了深刻的变革。考察和分析国内外高校虚拟仿真实验教学的建设理念、发展道路和实践经验，可以为我们推进实验教学信息化建设提供有益的他山之石。虚拟仿真技术已在我国内外体育领域中进行了不少研究与探讨，主要集中在虚拟仿真技术与体育运动项目相结合设计系统的研究，在实际体育训练与体育教学方面的应用还较少。该技术的运用可以提高学生学习兴趣、技术水平、训练效果，培养自我训练意识和创新能力，弥补教学和训练条件不足等问题，但其研究大部分停留在理论方面的探讨，由于技术和经费的原因，目前虚拟仿真技术还很少尝试应用到体育教学和训练的实践中。参考文献1邵瑞芳.虚拟仿真技术在体育专业术课课堂教学中的应用研究D杭州：杭州师范大学，2018年.2王卫国，胡今鸿，刘宏国.外高校虚拟仿真实验教学现状与发展J.实验室研究与探索，2015.34(5)：214-2193邢中有.虚拟仿真技术在体育专业术科课堂教学中的运用研究J.许昌学院学报,2018.37(8)：84-88