职业院校体育训练器材的创新设计与应用实践

摘要：科技进步改变了体育教学模式，本文对竞技体育发展中科技进步带来的利好影响进行系统分析，基于科技时代背景，详细论述职业院校体育训练器材的创新设计思路、应用实践路径，意在释放科技对体育教育事业改革的价值：为职业院校体育教学改革提供理论及实践双重参考；有力推动职校体育教学的不断优化；促进学生高效学习，使其形成良好的体育学科核心素养，逐步拥有开拓性思维。竞技体育的发展受到多方面因素的综合影响，其中尤以训练方法的影响最直接、最显著，同时，训练手段的创新与科技水平发展、体育器材的持续更迭也有着直接关系。体育器材是实施高质量体育教学活动的物质前提，对提高教学成效意义斐然。然而，体育器材匮乏已经成为了限制职业院校体育教学的瓶颈，创新体育器材以其独特优势，为破解当下难题提供了新思路、新方向，具有现实性的意义。作为体育教学的主要引导者、领路人，职校教师要响应时代号召，与时俱进，对标痛点，不断更新教学理念，发挥个人辅助者的角色价值，邀请学生、企业共同参与体育训练器材的创新设计制作，自觉将其应用于课堂教学，辅助学生完成事半功倍的训练，实现身心健康成长。1、竞技体育发展中科技进步带来的积极影响首先，提高竞技体育水平。科技的进步为竞技体育提供了更先进的训练和监测工具，如可穿戴智能设备、虚拟现实技术等都有广泛应用，通过精准记录、深度分析运动员的动作细节，可以锁定改进空间，提高训练成效。其次，促进科学化训练。科技的渗透丰富了训练的手段、内容，使用运动生物力学分析、大数据智能分析等工具，可以制定出更科学更合理的训练方案，结合学生生理数据，做好运动的个性化安排。再次，优化比赛过程。科技在比赛监测方面的应用主要体现在数据分析、裁判辅助上，通过实时采集、动态化分析运动员的轨迹、速度、力量，可以帮助教练在现场制定更优化的战术。另外，视频回放技术还能保证比赛结果的公正性，避免优异的比赛成绩被剥夺、抢走。再者，提升赛事的观赏性。随着虚拟现实、无人机等技术被应用于体育赛事中，比赛的组织及运行效率都因此大幅提升，同时观众的观赛体验也得到了显著改善：即便观众不在现场，通过虚拟现实技术的应用，大家还是能获得“真实”的、犹如在现场呐喊加油一般的感觉。最后，推动体育事业的有序前行。科技进步不但提高了竞技体育的行业水平，也为体育产业的发展注入了更强劲的动力，如5G技术的应用改善了体育传播的形式，吸引了大批量民众的关注，可以进一步推进体育产业的商业发展，让更多人感知体育魅力、热爱体育运动。2、职业院校体育训练器材的创新设计2.1、就地取材丰富器材从职校体育教学情况来看，并非每项运动都需要搭配与之适应的器材，同时校内现有体育器材未必能满足所有学生同时训练的需求。为此教师要就“体育训练项目是否需要器材”进行科学分类，针对需要且缺失项目器材的问题邀请学生共同参与制作，及时做好补充，以此作为体育课程的拓展形式。如在长跑训练中，教师布置任务要求学生负重前行，但由于校内沙袋有限，无法做到一对一供应，这时教师可以邀请学生一起制作沙袋：在5L容量的可乐瓶中放入大量沙子；利用家里的碎布缝制百家枕套，再往其中倒入沙子形成沙包。此举在满足学生使用体育器材训练需求的同时，还能在一定程度上节约教育经费支出，让大家在寓教于乐的学习中保持对训练的参与兴趣，不仅经历持续训练，也不断开拓思维、强化身体素质。2.2、创新设计体育器材在应用体育器材时，教师还要注意做好对体育器材的创新，学生长时间使用同一器材会让学生产生无趣感、厌烦感，难以保持对体育训练的最佳热情。引入丰富多样的新颖器材，能聚焦学生注意力，赋予学生更多元感受，这一举动的确值得被借鉴。关于体育器材的创新，除了可以改进单一体育器械之外，还可以对多种器材进行整合，改变器材的传统职能。如过去，球只能被用于球类运动，垫子只发挥出支撑、保护的价值，教师可以尝试将球、绳子、垫子等列为障碍物，督促学生完成跨、跳、绕等动作训练。相对于现有器材的组合而言，改进创新单一体育器械的难度系数更高，往往无法凭借教师、学生的努力而成功制作，一般以“校企合作”的方式生成。为方便大家理解，下面以“下肢柔韧练习器”的创新设计为例进行详细论述，仅供借鉴参考。设计“下肢柔韧练习器”时，教师要坚持运动训练的生物化学原则，认真探索训练适应变化特征的生物化学特色，调整器械的设计思路方向，利用人工智能等多类系统赋予器械更先进的信息化特色，结合高原低氧、乳酸稳态训练方式，突出体育器械的训练效能。同时，在试用期间需要对使用者的生理变化、生物化学反应指标做好实时监控，不断改进器械，形成良性循环，提高器械的落地质量。调研发现，职业院校体育教学常见的柔韧练习方法有热效应训练法、静力性拉伸法、动力性拉伸法、本体感觉神经肌肉促进法，为释放“下肢柔韧练习器”的最大化价值，设计的基本思路是将人力操作与逆止器组合在一起，促进学生完成三种常见的下肢柔韧练习过程，以此体现器材的功能性。同时在设计“下肢柔韧练习器”时还要遵照循序渐进的原则，确保学生在使用练习器时能把握好节奏、步调，避免训练过度导致韧带撕裂、受伤等负面问题。由于在训练中的站立以高踢腿、高抬腿、高控腿等更为常见，所以器材根据站立型的方式来打造，如此设计，就可以让基础练习与实践应用相结合。最后，为达成最高抬起高度与人体直立呈180度的状态，在设计器材时要体现调节性、自由性，在人体下肢柔韧性的最高标准范围内，由学生结合个人能力自主调节。遵循以上思路进行设计，与企业合作后制造成型的“下肢柔韧练习器”，整体结构大致如下：基座用于固定，靠架用于人体背部贴靠，以“L”造型作为呈现，靠架设有牵引架，牵引架中包含导向轮、牵引绳、导向架。在使用时，学生靠在靠架上，牵引绳的一端捆绑着脚踝，双手握住另一端，用力拉动后带动腿部往上抬，达到练习腿部柔韧性的效果。3、职业院校体育训练器材的创新应用3.1、自制设备的应用（1）自制套圈。自制套圈游戏在培养学生专注力上的效果十分显著，可以指导学生用废纸板、塑料瓶、胶带等打造出形状大小各异的套圈及目标。在这个过程中，学生需要深入分析材料属性，根据预设的游戏规则、学习目标，对套圈的直径、物体的高度等进行细致设计、精确安排，在此期间学生要手脑并用，以强化空间想象、创新能力。具体来说，在自制套圈游戏时，学生会同时获得视觉、听觉、触觉等多种感官的同步刺激，先就套圈的大小、距离碰撞意见、得出科学判断，并参考结果调整投掷力度、角度，这对学生的注意力提出了更高要求，是训练的好方式。另外，教师可以在传统模式基础上对套圈游戏升级难度，以此激发学生挑战自我极限的热忱，维持使用器械完成运动的兴趣。实践后的调查结果显示：参加自制套圈游戏的学生往往表现出比未参加学生更高的专注度，同时课上的整体积极性更高，由此可见，自制套圈游戏在培养学生注意力、提高训练趣味性上具备独特的优势。（2）自制障碍物。自制障碍物是提升学生综合体能的有效方法，教师可以与学生一起收集废弃的轮胎、木板、绳索等材料，以此打造高低错落、难度不同的障碍物，辅助学生协调身体各项能力，参与障碍物的跨越、攀爬、穿越，进一步强化下肢力量，提高敏锐度。如可以要求学生利用废旧轮胎打造轮胎阵，按照预设线路快速跨越轮胎，比一比谁的用时最短、过程中没有跌倒；也可以用木板及绳索在操场打造单杠桥，要求学生悬挂前进，提高手部握力。在克服障碍物的过程中，学生需要不断超越自我，所以此举能培养学生的自信心、形成坚韧不拔的毅力，对学生长远的学习、生活、职业发展都可以发挥出积极的影响。（3）自制攀岩墙。自制攀岩墙为攀岩训练提供了便利条件，在指导期间，教师要充分考虑学生的年龄、身心发展规律、运动能力，贴合学情打造难度适合的墙面。如可以对标学生的身高、臂展设定不同高度和间距的攀岩点，以此满足班级内大多数学生的攀岩需要。同时在材料选择上要尽量选择高质量的类比，如用聚氯乙烯（PVC）或高密度聚乙烯（HDPE）制作岩板；用橡胶、塑料、金属制作‌岩点；用钢材或木材制成‌支撑结构；用具备良好黏结力和耐久性的‌砂浆固定岩板和岩点；用泡沫材料打造安全垫。另外，在使用前还需反复检查确认攀岩墙的安全系数，做好稳定性测试，确保学生能在安全的环境状态下完成攀岩、得到训练。面对陡峭的攀岩墙，学生要集中个人注意力，调动全身肌肉，手脚并用一步一步地向上爬，在此期间要克服恐高、畏难等情绪，此举既能锻炼学生的胆量、毅力，同时还能促进全身肌肉的均衡式发展，提高身体的协调性及灵敏度。3.2、智能设备的应用职业院校体育训练器材可大致分成自制类及非自制类两种，上文提到的“下肢柔韧练习器”属于后者，它们的主要特色是：仅凭教师、学生的努力无法成功制作，但教师可以提供思路方向，与器械企业工厂建立合作关系，由对方打造，学校购买引入并供给学生日常使用，实现高效训练的目的。“下肢柔韧练习器”融入了智能化的功能，属于下文探讨的智能健身器材范畴。下面以全局视角切入，说说不同智能化、非自制设备在体育训练过程中的应用方法。（1）智能穿戴设备的应用。智能穿戴设备，顾名思义，是拥有数字化功能，还可以直接被穿戴在身上的各类设备的统称，它们的最大特色是：能动态化监测学生的心率、步数、每项运动过程消耗的卡路里总数值，还能与手机相连，在后台直接反馈数据，让学生第一时间了解在过去训练中个人的身体素质状况，以此为参考调整当下运动状态、优化后续运动计划。另外，部分高端的智能穿戴设备还具备GPS定位功能，可以详实记录用户的运动轨迹。在职业学校的体育训练中，教师可以引入智能穿戴设备，要求体育专业学生购买并做到设备不离身，详细记录每天的运动轨迹，分析运动数据，明确自己在过去训练中的优势、不足，扬长避短，最终实现持续进步。（2）智能健身器材的应用。智能健身器材内置的传感器和算法，可以为用户提供个性化的训练建议。教师要向学校积极反馈目前在智能健身器材上的缺失，让学校站在顶层视角投入资金，引入先进的智能健身器材，满足学生日常训练需要。如要引入智能跑步机，确保可以根据学生的体重、速度、步伐等数据，智能化地调整跑步机的倾斜角度、转轴速度，为学生提供适配的运动难度；也可以引入智能哑铃，以此监测学生的肌肉力量，为学生制订科学的训练计划，保证后续的日常训练具备针对性、指向性。（3）虚拟现实技术在体育运动中的应用。虚拟现实技术简称VR技术，集计算机、电子信息、仿真技术为一体，在计算机技术的辅助下可以形成一个真实的3D虚拟环境，让学生获得身临其境的感受，为体育训练带去更多全新的体验。具体来说，引入虚拟现实设备，能够让学生“真实”地参与各种多人运动，如以团队成员之一的身份参与足球、篮球这类团队比赛，完成网球双人比赛。此举不但能让学生感受到运动的魅力、趣味，同时还能让大家将掌握的理论、技能应用到真实的场景中，不断提高运动水平及反应能力，更重要的是，虚拟现实技术具有调整现场场景、难度级别的功能，可结合最近发展区水平自动调节，保证与学生的练习需要维持同步。3.3、设计应用器材游戏体育器材是日常体育教学的重要工具，除此之外，也是延伸、扩展体育游戏的核心载体，在教学中，教师可以搭配不同器材，提高整体教学效率。鉴于职校学生的年纪不大，对学习的热情不高，教师可以合理设计器材游戏，最大限度地发挥器材在服务教学上的作用。安徽电视台推出的《男生女生向前冲》节目一直有较高的收视率，也成为了践行“全民体育”理念的重要形式，许多学生都表现出对该节目的高兴趣度。虽然在校内，教师无法布置出完全一样的关卡或者直接将这一大型运动器械组合搬到现场，但可以利用多种体育器材打造闯关活动，如可以用乒乓球台做一个关卡，学生打满10局才能成功闯关；也可以将篮球列为一关，连续投中10个篮后才能进入下一关。对每个闯关成功的学生，教师都要给予一定奖励，以此保持学生的参与热情，实现对各类体育器械的充分利用。4、结语综上所述，在职业院校体育训练中，器材发挥着至关重要的作用。得益