科技赋能提升大学生体育锻炼效果的实证研究

摘要：在当今快速发展的社会中，大学生们越来越意识到健康生活的重要性，并开始重视体育锻炼。然而，由于时间和空间的限制，他们往往缺乏足够的机会和动力参与体育活动。科技在这个方面发挥着重要的作用，智慧体育、虚拟现实技术和增强现实技术打破了传统体育环境的局限，创造了高度逼真的场景，同时又具有很强的交互性。将其应用于体育锻炼领域，有利于改善锻炼者的锻炼体验，增强锻炼动机，提高体育锻炼的有效性。通过科技赋能，本文探讨科技对大学生体育锻炼效果的积极影响。

关键词：虚拟现实技术" 增强现实技术" 体育锻炼动机" 锻炼效果

中图分类号：G80 文献标识码：A 文章编号：1006-8902-（2024）-08-098-3-ZL

近年来，国家对青少年学生体质健康给予了高度重视，并出台了相应的政策性文件，引导学生参与体育锻炼，培养学生良好的体育习惯，但实际效果不太明显。有学者从体育锻炼动机（刘生杰 2007；徐乃媛，2021；何彬彬 2023；陈善平 2023）、体育锻炼作用（贾品莹 2008；李可 2021）、体育自我效能（张平 2009；孙远航 2022；周意萍 2022）等方面通过问卷调查法进行了探讨，大学生在内部和外部因素的影响下对体育锻炼的重视程度不够。

当代科技飞速发展，出现了智慧体育、虚拟现实技术和增强现实技术，拥有较强的交互性、沉浸性和想象性特征，将这些现代技术融入到体育锻炼中可以有效提高大学生体育锻炼的效果。这些技术的研究应用可以让大学生享受到更加多样化和有趣的锻炼方式，从而提升他们的参与度和持续性，提高运动兴趣，还可以提高其体育锻炼效果。同时，这些技术也可以为教练和研究人员提供更多的数据和反馈，帮助他们更好地指导和改进训练计划。

1、研究对象与方法

1.1、研究对象

南通市某大学1-4年级的男、女大学生，每个年级各随机抽取男、女大学生各25人。

1.2、研究方法

（1）文献查阅法。

通过查阅国内关于虚拟现实和增强现实技术理论、运动方法手段研究，了解虚拟现实和增强现实技术的基本理论以其在体育运动领域中的运用。再查阅关于大学生体育锻炼动机和提高大学生体育锻炼效果方面的文章，从体育锻炼动机方面利用虚拟现实和增强现实技术去增强大学生的体育锻炼动机，从而达到提高大学生体育锻炼效果的目的。

（2）调查问卷法。

查阅相关文献，咨询导师，设计问卷，经过校度检验确定调查内容发放问卷。

（3）数据分析法。

确定需要分析的数据类型，并收集数据。对收集到的数据进行清洗，去除重复、缺失或错误的数据，以保证数据的质量和准确性。对清洗后的数据进行处理，包括数据整合、数据转换和数据归约等操作，便于后续分析。运用数据分析方法和技术，如描述性统计分析、探索性数据分析、数据挖掘等，对数据进行深入分析，以发现数据中的模式和趋势。将分析结果通过图表、图形等方式进行可视化，以便于理解和解释。根据数据分析结果，提出建议和解决方案，支持决策制定。

2、科技赋能体育

科技赋能大学生体育锻炼最终需要落实在智慧体育上。智慧体育（Smart Sports）是基于物联网、云计算、人工智能等网络科学技术的一种数字化体育工程。它整合多元健身信息、各种运动项目和专业体育知识，通过教育教学、大众健身和体育产业转型升级等方式，利用先进科技在体育知识传播信息化、体育数据反馈数字化和体育锻炼过程智能化方面进行创新与发展。智慧体育将科技与体育行为各个环节相结合，以满足人们对体育锻炼的各种需求，带来前所未有的智能化、便捷化和安全化的革新。另外，虚拟现实技术可以模拟出各种运动场景和环境，使大学生能够身临其境地进行体育锻炼。而增强现实技术则可以将虚拟元素与真实世界相结合，为大学生提供更加个性化和交互式的锻炼体验。

2.1、移动应用程序

移动应用程序已经成为大学生们进行体育锻炼的重要工具。例如，健身类应用程序可以根据个人的身体情况和目标，制订合适的锻炼计划。此外，这些应用还提供了详细的运动指导和记录功能，帮助大学生进行有效的锻炼。

移动程序对于科技赋能体育锻炼主要体现在以下几个方面：

（1）提供便利性：移动程序可以随时随地提供锻炼指导和计划，不受时间和地点限制。学生可以通过手机随时查看并进行锻炼，无需专门到体育场馆或健身房；

（2）定制化的锻炼计划：移动程序可以根据学生的个人情况和健康目标，提供定制化的锻炼计划。通过分析学生的身体状况、锻炼习惯和目标，为每个学生制订相应的锻炼计划，提高锻炼效果；

（3）督导和监控：移动程序可以通过内置的传感器和监测设备对学生的锻炼情况进行监控和记录。通过监测心率、步数、身体活动量等数据，程序可以帮助学生掌握自己的锻炼进度和效果，并提供相应的建议和调整；

（4）提供锻炼指导和技巧：移动程序可以提供丰富的锻炼指导和技巧，帮助学生正确理解和掌握各种锻炼动作和技术。通过图文、视频等形式展示，可以帮助学生更好地进行锻炼，并减少受伤风险；

（5）社交和竞争机制：移动程序可以与社交网络相结合，提供给学生社交和竞争的机会。学生可以通过分享锻炼成果、相互点赞和建立虚拟竞争等方式，增强锻炼的趣味性和动力，并与其他学生一起共同进步。

研究表明，使用健身类应用程序进行体育锻炼的大学生们在持续锻炼的情况下，获得的体重减轻和肌肉力量提升效果更显著。例如，一项研究分别将一组大学生分为使用运动计划应用程序和没有使用应用程序的两组，并对他们进行为期三个月的体育锻炼。结果显示，使用应用程序的组别在体重和肌肉力量方面获得了更好的效果。

2.2、虚拟现实技术（VR）

虚拟现实是一种利用计算机技术生成的模拟环境，它可以让用户沉浸在一个三维的虚拟世界中，通过佩戴特殊的设备，如头戴显示器、手套等，用户可以在虚拟环境中进行交互、探索和体验，包括头戴显示器、手套、身体跟踪设备等，这些设备负责为用户提供沉浸式的体验。软件系统包含渲染引擎、物理引擎、人工智能算法等，这些软件负责模拟虚拟世界的环境和用户与环境的交互，以创建丰富的虚拟世界。虚拟现实技术在多个领域都有广泛的应用，如游戏、教育、医疗、建筑设计、军事训练等。例如，在教育领域，虚拟现实技术可以用来创建虚拟实验室，让学生在安全的环境中进行实验；在医疗领域，虚拟现实技术可以用于心理治疗和手术训练。

2.3、增强现实技术（AR）

AR（Augmented Reality）是增强现实的简称，是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术。增强现实技术是人类视觉、听觉、触觉、嗅觉等多种感官的延伸，同时也是人类中枢神经系统的延伸，是一种综合性的媒介技术，包括渲染引擎、计算机视觉算法、人机交互接口等，这些软件负责将虚拟信息融入现实世界，并实现用户与虚拟信息的交互，它通过在现实世界的场景中叠加计算机生成的图像、文字、音频或其他数据，实现虚拟与现实的叠加和交互。用户可以通过手机、平板电脑或特殊的AR设备（如AR眼镜）来体验增强现实。简而言之就是让虚拟世界变得更加“真实”。

3、研究分析与结果

3.1、大学生体育锻炼的动机

动机研究的一个重要观点是根据动机的来源将动机分为内部动机和外部动机。外部动机指的是由于外部因素的影响，如奖赏、竞争、社会认同等而参与体育运动。例如，为了获得奖学金而参加运动竞赛，或者因为朋友的邀请而参加运动活动，这些都是外部动机驱使的行为。外部动机通常与具体的目标或奖励相关，当目标实现或奖励获得后，运动动机可能会降低。内部动机指的是由于内部因素的影响，如对运动的兴趣、成就感、自我提升的需求等而参与体育运动。例如，因为喜欢运动带来的快乐而坚持锻炼，或者因为运动有助于减轻压力而积极参与，这些都是内部动机驱使的行为。内部动机通常与个人价值观、兴趣和需求相关，具有较强的持久性。

在体育运动中，外部动机和内部动机并不是完全独立的，它们之间存在一定的相互作用。例如，一个运动员可能因为外部奖励（如奖金、荣誉）而开始参加运动竞赛，但在竞赛过程中，他可能会逐渐培养出对运动的兴趣和成就感，从而转变为内部动机驱动。反之，一个原本出于内部动机参与运动的人，也可能会因为外部奖励的诱惑而受到影响。

通过调查，大学生业余体育锻炼的首要动机就是健身塑形，其次是爱好和减轻心理压力，尽管大学生体育锻炼动机多样化，但仍面临一些挑战。例如，一些学生缺乏体育锻炼的动力和时间，或者因为运动设施不足或运动氛围不浓，导致参与度不高。因此，了解大学生体育锻炼动机可以帮助大学生提高体育锻炼的有效性。

3.2、科技赋能大学生体育锻炼的实际运用

科技在大学生体育锻炼中的实际运用可以有多个方面。首先，科技可以提供更加智能化的健身设备和应用程序，帮助大学生制订科学合理的锻炼计划。例如，智能手环、智能运动鞋等可以监测运动数据，提供运动指导和反馈，帮助大学生更好地掌握自己的运动状态和进展；

其次，科技还可以为大学生提供线上健身课程和教学资源。通过网络平台和移动应用，大学生可以随时随地参与线上健身课程，获得专业的指导和训练计划。这样不仅提高了健身的便捷性，也拓宽了大学生锻炼的选择和可能性；

再次，科技还可以用于提供个性化的健康管理和营养指导。通过健康管理软件和智能设备，大学生可以记录自己的饮食、睡眠、心率等数据，进行健康评估和管理。同时，科技还可以提供个性化的营养指导，根据大学生的身体状况和运动需求，推荐适合的饮食搭配和补充营养；

最后，科技还可以为大学生提供社交和竞技的平台。通过移动应用和社交网络，大学生可以与其他运动爱好者互动、分享运动成果，甚至参与线上比赛和挑战。这样不仅提升了锻炼的趣味性和参与度，也促进了大学生之间的交流和互动。

总的来说，科技在大学生体育锻炼中的实际运用可以提供更加智能化、便捷化和个性化的服务和支持，帮助大学生更好地管理健康、规划锻炼，并丰富锻炼的乐趣和社交互动。

3.3、VR、AR技术在提高体育锻炼效果中的应用

虚拟现实技术具备明显的特征：交互性、沉浸性，以及想象性。可以充分利用这些特征为体育锻炼创造一个沉浸式的运动体验和训练环境，提供互动性锻炼环境：通过VR/AR技术，用户可以沉浸在虚拟的锻炼环境中，与传统的锻炼方式相比，这种互动性更强的锻炼方式可以提高用户的锻炼兴趣和动力，同时可以增强锻炼的趣味性。VR/AR技术可以将体育运动转化为游戏，让用户在轻松愉快的游戏中锻炼。例如，一些VR运动游戏可以模拟网球、羽毛球、篮球等运动，让用户在虚拟现实中与朋友或电脑进行对决，从而提高锻炼的趣味性。VR/AR技术可以实时捕捉用户的运动数据，为用户提供精准的运动指导。通过AR眼镜，用户可以实时查看自己的运动姿势、心率、燃烧卡路里等数据，从而调整运动强度，提高锻炼效果。VR/AR技术还可以让用户在有限的空间内进行多种运动锻炼。一些VR健身设备应用可以通过手势识别，让用户在较小的空间内进行瑜伽、太极等锻炼。此外，AR技术还可以将运动指导信息直接叠加到现实环境中，使用户在进行锻炼时能更方便地获取指导信息。

同时，VR课程还可以根据个人需求进行定制化，提供个性化的指导和反馈。VR技术可以用于模拟各种运动场景和比赛情境。通过VR眼镜，大学生可以体验足球比赛、篮球比赛等，提高他们的运动感知能力和反应速度。此外，VR还可以用于模拟特定运动技巧的训练，如高尔夫挥杆、网球发球等，帮助大学生更好地掌握技巧和提升水平；虚拟竞技和互动：通过VR技术，大学生可以参与虚拟的运动竞技和互动游戏。通过VR游戏，他们可以与其他玩家进行虚拟比赛或合作挑战，激发竞争意识和团队合作精神。

VR技术通过模拟真实场景，让用户沉浸在一个完全虚拟的世界中；而AR技术则将虚拟元素叠加到现实世界中，为用户带来一种全新的交互体验。将这两种技术相结合，不仅可以弥补各自的不足，还能为各个领域带来前所未有的变革。所以将两者结合运用将会拓宽使用渠道，增强虚拟现实的效果。例如，增强现实辅助训练，AR技术可以将虚拟信息叠加到真实环境中，提供实时的指导和反馈。通过AR眼镜或手机应用，大学生可以看到运动姿势的实时纠正和改进建议，帮助他们更准确地进行锻炼。

3.4、结果

通过我们的调查研究，发现科技赋能对大学生体育锻炼起到了重要作用。我们首先利用问卷调查的方法考察了科技手段对大学生锻炼动机的激发效果，发现在运动当中合理的运用科学技术可以提高大学生的体育锻炼动机，当大学生有了锻炼动机，才会更多地进入到体育锻炼当中来。在此基础上，从虚拟现实和增强现实技术方面着重研究，虚拟现实技术可以在任何时间地点为锻炼者提供身临其境的锻炼环境和出色的运用效果。相比较传统的运动方式，此技术的运用让运动拥有了更多的新奇性和可玩性，大大增强了大学生的锻炼动机。同时在锻炼中运用这样的技术，锻炼效果并不会降低，反而会提高他们的锻炼效果。

4、结语

虚拟现实技术、增强现实技术是时代快速发展的产物，是一种新型的技术手段，正确地依托这两项现代技术，可以为大学生带来全新的运动体验，构建沉浸式的运动和训练环境，从而增强大学生们的锻炼动机，大学生有了锻炼动机才能够进入到体育锻炼中来。在此基础上对大学生加以有效指导就能够有效提高他们的锻炼频率和效果。在未来大学生是发展中国特色社会主义的中坚力量，后疫情时代下发展全体大学生身体素质健康的任务更是任重而道远。因此，基于数字化、智能化的新发展趋势，在合理正确地应用虚拟现实技术和增强现实技术基础上，去增强大学生体育锻炼动机并提高大学生体育锻炼效果是一项可行性极高的研究。

参考文献：

[1]高楠，刘革平，谢涛，等.沉浸式虚拟现实对学习者知识迁移效果及效率的影响研究[J].远程教育杂志，2023，41（01）.

[2]李华，孙福财，李寒梅.智慧体育背景下大学生体育锻炼成效提升策略研究[J].呼伦贝尔学院学报，2022，30（06）.

[3]黄谦，熊优，江礼磊，等.数字科技赋能体育强国建设的逻辑理路与推进路径[J].体育科研，2023，44（04）.

基金项目：2023年江苏省大学生创新训练计划资助项目“科技赋能提升大学生体育锻炼效果的实证研究”（202310304052Z）。

作者简介：张峻辰（2002-），男，江苏扬州人，研究方向：学校体育教育；

通讯作者：张世杰（1978-），男，河南濮阳人，研究方向：运动健康促进。