AR体感交互技术与小学体育课堂教学的有效融合

【摘 要】现代信息技术在教育领域的普及应用，为教育教学工作注入了改革创新的活力，也为高效课堂的构建提供了充足的技术支持。新一代人机交互、测评及干预解决方案服务教学需求，是新技术与教育教学融合发展的目标和方向。AR体感交互通过体感检测和AR人机交互等技术，创设融合趣味练习情境，实现动作示范、练习、测评及矫正的课堂流程，协助体育课堂加信息化的创新教学模式发展，促进体育学习的技术评估手段从定性转向定量，避免主观随意性，提高课堂效率。

【关键词】AR体感交互技术 课堂教学 有效融合

《义务教育体育课程标准（2022年版）》指出，要注重教学方式改革，强调从“以知识与技能为本”向“以学生发展为本”转变。坚持采用多样化教学方式，给学生提供更多学习和思考的空间和时间。相对于传统的教学方法，AR体感交互体育课堂具有实时性、定量性、可视性和干预性，并且无须穿戴式设备，实现基于游戏的自主学习，数据驱动的有效学习，在体育动作技能学习场景中具有独特的应用价值，是教育信息化创新应用的支撑技术，也是人工智能的典型应用。

一、影响AR体感交互技术与体育课堂有效融合的因素

（一）融合方式过于传统单一

很多小学体育教师认为，课堂教学与AR体感交互技术的融合，就是将教学内容以多媒体课件的直观化教学途径展示出来即可，或者只是单一地采用触屏功能，而忽略了AR动作示范、肢体部位角度测量、虚拟演练等引导、测评、矫正功能，导致教学过程沉闷无趣，不能充分体现AR体感交互技术的教学价值与多种优势。

（二）操作复杂

在使AR体感交互技术的过程中，由于学生缺乏对体感交互技术的了解，教师需要在课前让学生了解基础的操作方法，而在一些特殊功能的运用上，则需要提前培训组长，让其掌握操作方法。

（三）实效不足

很多体育教师在融合使用AR体感交互技术时，是为用而用，忽略了体感技术真正运用于课堂、服务于课堂的宗旨，在体感交互游戏的设计及功能的选择上忽略了其使用的实效性，从而让AR体感交互技术显得多此一举。

（四）学生尚未充分参与其中

无论是二者的融合设计还是实践操作，基本是教师执行，学生并没有充分参与到融合过程中，只是被动地接受这种融合方式和融合内容，没有体现学生的主体地位，学习效果大打折扣，学生没有利用信息技术学习体育的意识，也不具备相应的实践能力。

二、AR体感交互技术的特点

新一代人机交互、测评及干预解决方案服务教学需求，是新技术与教育教学融合研究的目标和方向。学生运动技能学习是体育教学中的一个重要组成部分，人体动作数据是循证教学的重要支撑，可视化反馈和干预是学习闭环的关键步骤。教师可以借助AR体感交互通过体感检测和AR人机交互等技术，创设融合趣味练习情境，实现动作示范、练习、测评及纠正的课堂流程，构建体育课堂加信息化的创新教学模式。

AR体感交互技术主要包含体感检测和人机交互两个范畴。

1.体感检测：实时识别并追踪人体的头、颈、肩、肘、腕、手、躯干、腹部、髋、膝、踝、脚等位置数据，从数据中提取判定客观量化的动作指标。

2.人机交互：软件获取体感检测数据，采用AR技术在视频界面中融合呈现动作指标和效果等反馈，不仅提供了练习情境，还可以引导、测评和矫正动作，实现可视化练习。

三、AR体感交互技术在体育课堂的实践运用

（一）结合体感镜头，捕捉骨骼点进行实时追踪，进行肢体部位角度测量

如在“跨越式跳高”一课的准备部分，教师设计了体感检测小游戏“趣味踢气球”。一是通过结合体感镜头，捕捉骨骼点进行实时追踪，进行肢体部位角度测量，检测学生在摆动时两腿是否伸直，突破过杆不屈腿这一教学重点；二是帮助学生初步体验跨越式跳高时两腿依次摆动的动作，并在游戏的升级练习中提高动作连贯性。而在传统的跨越式跳高课中，教师往往会采用教师示范、学生模仿练习的方式达到这一目的，这样的练习过程往往是枯燥且低效的，因为教师无法完全关注到每个学生的动作规范。

（二）AR动作示范，为学生提供不间断、私人定制式学习空间

在教学“武术组合动作一”时，教师利用了三维动画演示，将动作呈现三维立体效果，学生在练习时还可以自主选择动作演示角度，如并步抱拳，初学时动画呈现的是背面示范，并不能看到抱拳的定格位置，这时可以让组长触碰屏幕将示范角度调节，给学生更加直观的演示；接着通过分解动作、完整动作的动画演示，随时将动作细节呈现在学生面前，既突出了学练重点，也为学生建立了完整的动作印象，激发了学生的学习兴趣。在“跨越式跳高”一课中，教师融入了AR动作示范：既有教师上一步跳过立起体操垫的示范，又有上三步完整跨越式跳高动作示范，并根据课堂教学需要设计了正常速度及慢放镜头的切换。在无间断的AR动作示范下，随时将动作细节呈现在学生面前，既突出了学练重点，也为学生建立了完整的动作印象，帮助学生建立正确的动作概念。

（三）体感人机交互，使拓展性游戏教材更加灵动与高效

在传统的武术课中，教师往往只能通过讲解示范的方式让学生掌握蹬腿动作，教学形式单一，练习内容枯燥。如在教学“武术组合动作一”时，教师运用了多种情境互动游戏化学练方式，通过体感游戏“格挡来拳”检测学生格挡的路线及时机，如果学生能准确把握格挡的路线和时机，大屏幕上就会显示成功的次数，引导学生在虚实交互的快乐体验中掌握格挡动作；教师引导学生通过体感游戏“防守反击”，感受格挡冲拳的攻防含义，反复体验弓马步的转换，如果弓马步转换动作到位，大屏幕上的标靶就会被击碎；教师还可以引导学生通过体验游戏“蹬沙袋”，强化蹬腿动作，并对腿部骨骼点的空间位置变化进行实时追踪，检测蹬腿时是否有屈伸，如学生做到了屈伸蹬沙袋，大屏上的沙袋就会前后摇摆。这种情境互动游戏化方式，使学生学练更积极，动作完成率更高。

在教学“跨越式跳高”时，体感游戏“摘苹果”环节是跳高教材的运动负荷补偿，既有传统游戏的竞争模式，又与新技术有机结合，不仅明显提升了学生的注意力，增强了学生的参与感，而且循环式的得分制，还提高了游戏的强度，建立了直观公正的评价机制。

四、AR体感交互技术应用于教学的创新点及效果思考

以AR体感交互技术为典型代表的新一代人机交互技术可以帮助体育学习的技术评估手段从定性向定量进步，降低主观随意性，提高课堂效率。相对于传统的教学方法，AR体感交互体育课堂具有更佳的实时性、定量性、可视性和干预性，并且无须穿戴式设备，实现基于游戏的自主学习，数据驱动的有效学习，在体育动作技能学习场景中具有独特的应用价值，是教育信息化创新应用的支撑技术，也是人工智能的典型应用。

AR体感交互技术应用于课堂教学，从培养学生的兴趣出发，融入不同形式的体验游戏，营造轻松愉悦的课堂氛围，提高学生学习自主性，从而突破传统课堂教学中教师的教和学生的学这种单向输送模式，让课堂变得生动有趣。

AR体感交互技术激发了学生的学习兴趣，调动了他们的积极性，拓宽了他们的视野。新技术通过文字、图形、图像、动画、音频等方式，使课堂教学过程图文并茂，生动活泼，引导学生从一个知识的接收者向知识的猎取者转变。新媒体技术融入体育课堂教学，对教学内容、教学方法与手段、师生角色定位等都会带来全方位的影响。在教学中教师要引入多元评价手段，对学生体育技能的掌握情况分学段评价，从深度和广度上考量学生的参与度。技术的变革促使教师自觉更新知识、更新教学方法手段、跟紧时代步伐，从而把新技术更熟练地运用于课堂。

【参考文献】

[1]詹美晶.探讨如何以多媒体提高小学生学习体育运动技能兴趣的策略[J].考试周刊，2020（41）.

[2]田双.巧用多媒体技术优化小学体育教学[J].中国教育技术装备，2012（1）.