職業(yè)院校體育訓練器材的創(chuàng)新設計與應用實踐

摘要：科技進步改變了體育教學模式，本文對競技體育發(fā)展中科技進步帶來的利好影響進行系統(tǒng)分析，基于科技時代背景，詳細論述職業(yè)院校體育訓練器材的創(chuàng)新設計思路、應用實踐路徑，意在釋放科技對體育教育事業(yè)改革的價值：為職業(yè)院校體育教學改革提供理論及實踐雙重參考；有力推動職校體育教學的不斷優(yōu)化；促進學生高效學習，使其形成良好的體育學科核心素養(yǎng)，逐步擁有開拓性思維。競技體育的發(fā)展受到多方面因素的綜合影響，其中尤以訓練方法的影響最直接、最顯著，同時，訓練手段的創(chuàng)新與科技水平發(fā)展、體育器材的持續(xù)更迭也有著直接關系。體育器材是實施高質量體育教學活動的物質前提，對提高教學成效意義斐然。然而，體育器材匱乏已經成為了限制職業(yè)院校體育教學的瓶頸，創(chuàng)新體育器材以其獨特優(yōu)勢，為破解當下難題提供了新思路、新方向，具有現(xiàn)實性的意義。作為體育教學的主要引導者、領路人，職校教師要響應時代號召，與時俱進，對標痛點，不斷更新教學理念，發(fā)揮個人輔助者的角色價值，邀請學生、企業(yè)共同參與體育訓練器材的創(chuàng)新設計制作，自覺將其應用于課堂教學，輔助學生完成事半功倍的訓練，實現(xiàn)身心健康成長。1、競技體育發(fā)展中科技進步帶來的積極影響首先，提高競技體育水平?？萍嫉倪M步為競技體育提供了更先進的訓練和監(jiān)測工具，如可穿戴智能設備、虛擬現(xiàn)實技術等都有廣泛應用，通過精準記錄、深度分析運動員的動作細節(jié)，可以鎖定改進空間，提高訓練成效。其次，促進科學化訓練?？萍嫉臐B透豐富了訓練的手段、內容，使用運動生物力學分析、大數(shù)據(jù)智能分析等工具，可以制定出更科學更合理的訓練方案，結合學生生理數(shù)據(jù)，做好運動的個性化安排。再次，優(yōu)化比賽過程?？萍荚诒荣惐O(jiān)測方面的應用主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)分析、裁判輔助上，通過實時采集、動態(tài)化分析運動員的軌跡、速度、力量，可以幫助教練在現(xiàn)場制定更優(yōu)化的戰(zhàn)術。另外，視頻回放技術還能保證比賽結果的公正性，避免優(yōu)異的比賽成績被剝奪、搶走。再者，提升賽事的觀賞性。隨著虛擬現(xiàn)實、無人機等技術被應用于體育賽事中，比賽的組織及運行效率都因此大幅提升，同時觀眾的觀賽體驗也得到了顯著改善：即便觀眾不在現(xiàn)場，通過虛擬現(xiàn)實技術的應用，大家還是能獲得“真實”的、猶如在現(xiàn)場吶喊加油一般的感覺。最后，推動體育事業(yè)的有序前行?？萍歼M步不但提高了競技體育的行業(yè)水平，也為體育產業(yè)的發(fā)展注入了更強勁的動力，如5G技術的應用改善了體育傳播的形式，吸引了大批量民眾的關注，可以進一步推進體育產業(yè)的商業(yè)發(fā)展，讓更多人感知體育魅力、熱愛體育運動。2、職業(yè)院校體育訓練器材的創(chuàng)新設計2.1、就地取材豐富器材從職校體育教學情況來看，并非每項運動都需要搭配與之適應的器材，同時校內現(xiàn)有體育器材未必能滿足所有學生同時訓練的需求。為此教師要就“體育訓練項目是否需要器材”進行科學分類，針對需要且缺失項目器材的問題邀請學生共同參與制作，及時做好補充，以此作為體育課程的拓展形式。如在長跑訓練中，教師布置任務要求學生負重前行，但由于校內沙袋有限，無法做到一對一供應，這時教師可以邀請學生一起制作沙袋：在5L容量的可樂瓶中放入大量沙子；利用家里的碎布縫制百家枕套，再往其中倒入沙子形成沙包。此舉在滿足學生使用體育器材訓練需求的同時，還能在一定程度上節(jié)約教育經費支出，讓大家在寓教于樂的學習中保持對訓練的參與興趣，不僅經歷持續(xù)訓練，也不斷開拓思維、強化身體素質。2.2、創(chuàng)新設計體育器材在應用體育器材時，教師還要注意做好對體育器材的創(chuàng)新，學生長時間使用同一器材會讓學生產生無趣感、厭煩感，難以保持對體育訓練的最佳熱情。引入豐富多樣的新穎器材，能聚焦學生注意力，賦予學生更多元感受，這一舉動的確值得被借鑒。關于體育器材的創(chuàng)新，除了可以改進單一體育器械之外，還可以對多種器材進行整合，改變器材的傳統(tǒng)職能。如過去，球只能被用于球類運動，墊子只發(fā)揮出支撐、保護的價值，教師可以嘗試將球、繩子、墊子等列為障礙物，督促學生完成跨、跳、繞等動作訓練。相對于現(xiàn)有器材的組合而言，改進創(chuàng)新單一體育器械的難度系數(shù)更高，往往無法憑借教師、學生的努力而成功制作，一般以“校企合作”的方式生成。為方便大家理解，下面以“下肢柔韌練習器”的創(chuàng)新設計為例進行詳細論述，僅供借鑒參考。設計“下肢柔韌練習器”時，教師要堅持運動訓練的生物化學原則，認真探索訓練適應變化特征的生物化學特色，調整器械的設計思路方向，利用人工智能等多類系統(tǒng)賦予器械更先進的信息化特色，結合高原低氧、乳酸穩(wěn)態(tài)訓練方式，突出體育器械的訓練效能。同時，在試用期間需要對使用者的生理變化、生物化學反應指標做好實時監(jiān)控，不斷改進器械，形成良性循環(huán)，提高器械的落地質量。調研發(fā)現(xiàn)，職業(yè)院校體育教學常見的柔韌練習方法有熱效應訓練法、靜力性拉伸法、動力性拉伸法、本體感覺神經肌肉促進法，為釋放“下肢柔韌練習器”的最大化價值，設計的基本思路是將人力操作與逆止器組合在一起，促進學生完成三種常見的下肢柔韌練習過程，以此體現(xiàn)器材的功能性。同時在設計“下肢柔韌練習器”時還要遵照循序漸進的原則，確保學生在使用練習器時能把握好節(jié)奏、步調，避免訓練過度導致韌帶撕裂、受傷等負面問題。由于在訓練中的站立以高踢腿、高抬腿、高控腿等更為常見，所以器材根據(jù)站立型的方式來打造，如此設計，就可以讓基礎練習與實踐應用相結合。最后，為達成最高抬起高度與人體直立呈180度的狀態(tài)，在設計器材時要體現(xiàn)調節(jié)性、自由性，在人體下肢柔韌性的最高標準范圍內，由學生結合個人能力自主調節(jié)。遵循以上思路進行設計，與企業(yè)合作后制造成型的“下肢柔韌練習器”，整體結構大致如下：基座用于固定，靠架用于人體背部貼靠，以“L”造型作為呈現(xiàn)，靠架設有牽引架，牽引架中包含導向輪、牽引繩、導向架。在使用時，學生靠在靠架上，牽引繩的一端捆綁著腳踝，雙手握住另一端，用力拉動后帶動腿部往上抬，達到練習腿部柔韌性的效果。3、職業(yè)院校體育訓練器材的創(chuàng)新應用3.1、自制設備的應用（1）自制套圈。自制套圈游戲在培養(yǎng)學生專注力上的效果十分顯著，可以指導學生用廢紙板、塑料瓶、膠帶等打造出形狀大小各異的套圈及目標。在這個過程中，學生需要深入分析材料屬性，根據(jù)預設的游戲規(guī)則、學習目標，對套圈的直徑、物體的高度等進行細致設計、精確安排，在此期間學生要手腦并用，以強化空間想象、創(chuàng)新能力。具體來說，在自制套圈游戲時，學生會同時獲得視覺、聽覺、觸覺等多種感官的同步刺激，先就套圈的大小、距離碰撞意見、得出科學判斷，并參考結果調整投擲力度、角度，這對學生的注意力提出了更高要求，是訓練的好方式。另外，教師可以在傳統(tǒng)模式基礎上對套圈游戲升級難度，以此激發(fā)學生挑戰(zhàn)自我極限的熱忱，維持使用器械完成運動的興趣。實踐后的調查結果顯示：參加自制套圈游戲的學生往往表現(xiàn)出比未參加學生更高的專注度，同時課上的整體積極性更高，由此可見，自制套圈游戲在培養(yǎng)學生注意力、提高訓練趣味性上具備獨特的優(yōu)勢。（2）自制障礙物。自制障礙物是提升學生綜合體能的有效方法，教師可以與學生一起收集廢棄的輪胎、木板、繩索等材料，以此打造高低錯落、難度不同的障礙物，輔助學生協(xié)調身體各項能力，參與障礙物的跨越、攀爬、穿越，進一步強化下肢力量，提高敏銳度。如可以要求學生利用廢舊輪胎打造輪胎陣，按照預設線路快速跨越輪胎，比一比誰的用時最短、過程中沒有跌倒；也可以用木板及繩索在操場打造單杠橋，要求學生懸掛前進，提高手部握力。在克服障礙物的過程中，學生需要不斷超越自我，所以此舉能培養(yǎng)學生的自信心、形成堅韌不拔的毅力，對學生長遠的學習、生活、職業(yè)發(fā)展都可以發(fā)揮出積極的影響。（3）自制攀巖墻。自制攀巖墻為攀巖訓練提供了便利條件，在指導期間，教師要充分考慮學生的年齡、身心發(fā)展規(guī)律、運動能力，貼合學情打造難度適合的墻面。如可以對標學生的身高、臂展設定不同高度和間距的攀巖點，以此滿足班級內大多數(shù)學生的攀巖需要。同時在材料選擇上要盡量選擇高質量的類比，如用聚氯乙烯（PVC）或高密度聚乙烯（HDPE）制作巖板；用橡膠、塑料、金屬制作?巖點；用鋼材或木材制成?支撐結構；用具備良好黏結力和耐久性的?砂漿固定巖板和巖點；用泡沫材料打造安全墊。另外，在使用前還需反復檢查確認攀巖墻的安全系數(shù)，做好穩(wěn)定性測試，確保學生能在安全的環(huán)境狀態(tài)下完成攀巖、得到訓練。面對陡峭的攀巖墻，學生要集中個人注意力，調動全身肌肉，手腳并用一步一步地向上爬，在此期間要克服恐高、畏難等情緒，此舉既能鍛煉學生的膽量、毅力，同時還能促進全身肌肉的均衡式發(fā)展，提高身體的協(xié)調性及靈敏度。3.2、智能設備的應用職業(yè)院校體育訓練器材可大致分成自制類及非自制類兩種，上文提到的“下肢柔韌練習器”屬于后者，它們的主要特色是：僅憑教師、學生的努力無法成功制作，但教師可以提供思路方向，與器械企業(yè)工廠建立合作關系，由對方打造，學校購買引入并供給學生日常使用，實現(xiàn)高效訓練的目的?！跋轮犴g練習器”融入了智能化的功能，屬于下文探討的智能健身器材范疇。下面以全局視角切入，說說不同智能化、非自制設備在體育訓練過程中的應用方法。（1）智能穿戴設備的應用。智能穿戴設備，顧名思義，是擁有數(shù)字化功能，還可以直接被穿戴在身上的各類設備的統(tǒng)稱，它們的最大特色是：能動態(tài)化監(jiān)測學生的心率、步數(shù)、每項運動過程消耗的卡路里總數(shù)值，還能與手機相連，在后臺直接反饋數(shù)據(jù)，讓學生第一時間了解在過去訓練中個人的身體素質狀況，以此為參考調整當下運動狀態(tài)、優(yōu)化后續(xù)運動計劃。另外，部分高端的智能穿戴設備還具備GPS定位功能，可以詳實記錄用戶的運動軌跡。在職業(yè)學校的體育訓練中，教師可以引入智能穿戴設備，要求體育專業(yè)學生購買并做到設備不離身，詳細記錄每天的運動軌跡，分析運動數(shù)據(jù)，明確自己在過去訓練中的優(yōu)勢、不足，揚長避短，最終實現(xiàn)持續(xù)進步。（2）智能健身器材的應用。智能健身器材內置的傳感器和算法，可以為用戶提供個性化的訓練建議。教師要向學校積極反饋目前在智能健身器材上的缺失，讓學校站在頂層視角投入資金，引入先進的智能健身器材，滿足學生日常訓練需要。如要引入智能跑步機，確?？梢愿鶕?jù)學生的體重、速度、步伐等數(shù)據(jù)，智能化地調整跑步機的傾斜角度、轉軸速度，為學生提供適配的運動難度；也可以引入智能啞鈴，以此監(jiān)測學生的肌肉力量，為學生制訂科學的訓練計劃，保證后續(xù)的日常訓練具備針對性、指向性。（3）虛擬現(xiàn)實技術在體育運動中的應用。虛擬現(xiàn)實技術簡稱VR技術，集計算機、電子信息、仿真技術為一體，在計算機技術的輔助下可以形成一個真實的3D虛擬環(huán)境，讓學生獲得身臨其境的感受，為體育訓練帶去更多全新的體驗。具體來說，引入虛擬現(xiàn)實設備，能夠讓學生“真實”地參與各種多人運動，如以團隊成員之一的身份參與足球、籃球這類團隊比賽，完成網球雙人比賽。此舉不但能讓學生感受到運動的魅力、趣味，同時還能讓大家將掌握的理論、技能應用到真實的場景中，不斷提高運動水平及反應能力，更重要的是，虛擬現(xiàn)實技術具有調整現(xiàn)場場景、難度級別的功能，可結合最近發(fā)展區(qū)水平自動調節(jié)，保證與學生的練習需要維持同步。3.3、設計應用器材游戲體育器材是日常體育教學的重要工具，除此之外，也是延伸、擴展體育游戲的核心載體，在教學中，教師可以搭配不同器材，提高整體教學效率。鑒于職校學生的年紀不大，對學習的熱情不高，教師可以合理設計器材游戲，最大限度地發(fā)揮器材在服務教學上的作用。安徽電視臺推出的《男生女生向前沖》節(jié)目一直有較高的收視率，也成為了踐行“全民體育”理念的重要形式，許多學生都表現(xiàn)出對該節(jié)目的高興趣度。雖然在校內，教師無法布置出完全一樣的關卡或者直接將這一大型運動器械組合搬到現(xiàn)場，但可以利用多種體育器材打造闖關活動，如可以用乒乓球臺做一個關卡，學生打滿10局才能成功闖關；也可以將籃球列為一關，連續(xù)投中10個籃后才能進入下一關。對每個闖關成功的學生，教師都要給予一定獎勵，以此保持學生的參與熱情，實現(xiàn)對各類體育器械的充分利用。4、結語綜上所述，在職業(yè)院校體育訓練中，器材發(fā)揮著至關重要的作用。得益