基于VR技術在天津高校引入滑雪教學的發展可行性研究

馮斌馮鶴史健

(1.北京科技大學天津學院 天津 301830；2.吉林司法警官職業學院 吉林長春 130062)

基于VR技術在天津高校引入滑雪教學的發展可行性研究

馮斌1馮鶴2史健1

(1.北京科技大學天津學院 天津 301830；2.吉林司法警官職業學院 吉林長春 130062)

運用文獻資料研究方法、邏輯分析研究方法、實地調查研究方法,通過天津高校運用VR技術開展滑雪課程作為范例, VR技術課堂當中的運用、對天津地區天然氣候、運動場地的保障、教師和學生等影響因素進行調查、總結及分析,所得到的結論表明:在天津的高校有能力進行滑雪項目的課程教學,教學效果同東北三大冰雪強省處于持平狀態,并且利用VR技術將滑雪課程加入高校體育教學當中,利于我國冬奧項目的推廣,也利于冬季雪上競賽項目在天津高校的普及。

VR技術 滑雪 教學 天津高校 研究

現如今體育已經向著難度更高、更加精準、更加專業的方向逐步推進，因此體育項目的訓練及教學也相應地在技術方式和科學水平含量方面得到大幅度的攀升。VR技術是通過計算機將人體對于現實世界的感覺進行即時交互再現，包括視覺反饋、聽覺反饋、觸覺反饋、作用力反饋等構成“虛擬世界”，讓使用者通過視點控制及復雜行為建模反饋等技術獲得“實景”體驗。

天津地處于我國中北部，但是年均降雪量和降雪次數都還處于全國降低水平。因此在日常生活當中能夠進行一次滑雪運動已然成為一種奢求，更不用說實施滑雪課程的教學。而在我國的東北部三大省份由于其地理方面的先天優勢，長時間的雪季，晝夜之間低溫環境不僅使其在冰雪資源的儲備方面明顯優于其他省份，同時雪上文化也做到了很大程度的普及。全國冬季運動會的獎牌獲得情況也一直被黑龍江、吉林、遼寧所囊括，其他各省完全處于劣勢，這不僅制約著冰雪運動在全國范圍內運動水平的提高，同時也很大程度地遏制了對于我國承辦冬季奧運會的推廣及普及程度。因此將VR技術作為基礎在天津高校實施滑雪教學的可行性進行研究與分析，為京津冀地區今后開展雪上運動的教育教學及冬奧會雪上運動的普及和推廣起到積極的影響和指導性作用。

1 地域、天氣及課程開設場地設施的研究

天氣因素和滑雪場地因素的影響對于滑雪課程的開設制約較為明顯，天津地區位于華北平原東北部，東臨渤海屬于溫帶海洋性氣候。如今北方冬季氣溫也逐年上漲造成天津地區滑雪場地天然雪況不穩定；目前天津經濟的快速發展和對體育運動項目的大力支持，6所國際化的滑雪場地在規模上嚴格按照中國滑雪協會的標準而建造，雪道及其高度的規范化、滑雪配套設施的完善化、場地維護的專業化等與東北滑雪場地配置基本持平，可以說對于開展滑雪項目的教學提供了必要的場地保障。

除此之外，憑借科學技術的創新，以水造雪得到廣泛的應用保證了滑雪場地在白天時間段之內室外溫度維持在15℃以下的情況時就不會出現造雪融化的現象出現。但是天津實際的氣候制約性影響造成了滑雪場地的開設地點遠離市區，只能借助于風景旅游區的滑雪場地建設，以及依靠海拔較高的山區建立的大眾滑雪娛樂區。

表1 天津2013—2015年1、2、3、12月份降雪次數及平均溫度

2 高校滑雪課程當中學生因素影響分析

2.1 高校學生身體機能水平影響分析

無論是夏季體育運動項目還是冬季體育運動項目的學習和訓練都要求學習者具備一定身體的運動基本情況和身體機能水平。滑雪運動對于學習者在身體機能水平上的要求除了基本的身體力量水平和耐力承受水平，同時還要具備一定的維持身體運動重心能力及良好的上下肢協調運動能力。但是對不能達到以上要求或者所具備身體機能水平較低的學生來講，技術動作的學習階段以及熟練掌握階段會處于明顯的劣勢，比如犁式制動技術動作，學生在雙膝內扣過程中，雙腿發力不充分雪板未形成八字滑行或兩雪板間夾角過大不能有效地停止滑行，上體前傾或后仰就會導致不能控制身體重心便很容易摔倒等。

2.2 高校學生心理影響分析

往往在傳統的滑雪課程教學來看，多數學習者在進行第一堂課程的技術學習時同樣是第一次實際參加到這項運動練習當中來，對于運動場地雪道高度對學生大腦反饋以及對于運動過程中速度的不可預知性的擴大化會直接導致高校學生產生滑雪運動的恐懼心理，對于滑雪運動產生明顯的排斥。從滑雪項目運動前準備特點來看，在進行練習時所需穿著較長的雪板以及鞋子和雪板的固定，明顯不同于日常當中人行走的直觀“體驗”，更加大了高校學生在雪上移動的困難程度，行動的不便捷和適應階段體能的大幅度消耗以及簡單的摔倒后思維上波動都會對高校學生造成嚴重的消極學習態度。譬如學習伊始，沒有進行滑行只是簡單的雪上移動便會多次倒地，不僅喪失運動自信心理產生自卑情緒，還會在技術學習后的練習階段盡可能地少參與其中，以多觀察別人訓練過程吸取經驗為借口而逃避練習。

負面心理因素的影響在實際的滑雪學習過程中會很大程度地拖延高校學生身體到達預熱水平，致使學生很難進入練習基本狀態。這種狀態的產生在滑雪練習初期的教學當中最為常見，但是也不排除在技能熟練到一定程度后出現相同的訓練效果。例如隨著課程開設的時間逐漸增長，練習場地也會隨著時間和技術的變化改變到較高的坡道進行授課，學生技術相對成熟在訓練時依然選擇較平緩坡度進行滑行，或者在進行較高坡道練習過程中因為滑行速度過快、摔倒等原因便會放棄練習。

2.3 運動損傷影響分析

相對于其他運動項目而言，滑雪項目在錯誤的技術動作實施過程中會更容易導致學生發生運動損傷情況的發生，受傷學生不僅在訓練過程中會受到身體不適感覺的影響，運動損傷嚴重的更會在學習過程中耽誤課程而造成自身學習進度的大幅度落后。在同一自然班當中其他學生在目睹同學發生運動損傷的過程之后，將運動錯誤過程擴大化，忽視錯誤動作的產生原因和練習注意事項，尤其對于經受過傷病的學生而言更會產生對于滑雪懼怕的內心活動，消極運動狀態也會越發明顯。

3 高校滑雪課程教師因素影響分析

3.1 滑雪項目教學內容影響分析

目前不同階段的體育教育把教學重心都放在了學生實踐能力的培養上，從查閱文獻資料了解到，關于高校開設各類體育項目的理論課程講授，目前在總課時數比例當中不足10%，技術動作的重點難點通常在實踐課程當中隨著練習一直到完成教授，而全國范圍內開設滑雪課程的高校通常也在沿用這一教學模式。滑雪項目運動速度快、方向性掌握困難、存在外界因素導致運動損傷的可能性等項目特點要求參與者在接觸這項運動前對于技術要點、難點以及運動過程中注意事項有詳細的了解，才能夠避免在學習過程中形成過多的不安全因素。

3.2 滑雪項目教學方式影響分析

通過對開設滑雪課程高校的走訪當中了解到，學生滑雪學習初期無論基礎能力的高低全部都要進行相同技術難度的練習，滑雪課程教學總體目標及授課內容統一的情況下不能區別對待教學，沒有考慮到學生的個體差異性對于教學方式的重要影響，會造成教學當中不能有效解決缺重點、難點問題，教學效果大打折扣，對于學生學習的主觀能動性和學習的積極程度形成負面作用。

4 天津高校開展滑雪教學對策研究

4.1 通過VR技術建立合理教學模式

在進行高校滑雪課程教學初期階段，通過VR技術將現實當中的滑雪場地雪道“搬到”教室當中，對于真實世界的建模既包括雪道的實際長度和可視高度、雪場周圍環境，又包括地表圖像的細化處理及所持雪杖、滑雪板等運動器材的再現。以滑雪運動項目基礎知識以及基礎技術動作的陸地教學為主，通過技術的鞏固鏈接到虛擬現實環境中進行有效的模仿練習。在雪季來臨階段逐漸脫離VR設備完成在陸地和雪地間的練習銜接，在進行高度練習和長距離練習初期優先進行虛擬輔助授課。

在課堂授課期間對于營造學習氛圍尤為重要，尤其在模擬練習時根據環境的生成技術的應用，多人間共同練習和未參加練習的則觀察學生，對于在練習當中出現錯誤動作學生之間相互鼓勵和監督，不僅對課堂組織起到積極的作用，還能夠保證在室外進行雪道滑行練習時學生進行充分的身體預熱活動、學生進行技術動作練習高效性、避免運動危險性因素，調節學生室外練習時緊張的內心活動等都會發揮重要影響。

4.2 通過VR教學規劃授課內容

VR技術在教學當中的應用對于青少年學生來講又能夠產生強烈吸引力，但是天津高校學生參加滑雪課程的學習多數處于零基礎狀態，直線滑行、犁式滑行、犁式制動、犁式轉彎、蹬冰滑行等基礎性技術動作便構成了滑雪教學的主要內容，在課程開展過程中嚴格遵循體育教育的內在規律循序漸進，依據學生身體機能水平和學習能力進行內容的區別教學，逐步塑造學生運動自信心，提升目標追求意識。比如在學生進行第一次滑雪虛擬現實課程的實踐當中，學生著裝進行模仿練習前對于模擬環境的危險條件進行說明，重點強調護具穿著的安全性和雪板固定的穩定性，能在興奮之余強化對安全保障誤區糾正的記憶；在雪期第一次進行雪道實際教學目標要求不宜過高，虛擬環境的模仿練習雖然很大程度上貼合現實環境但是還會存在一定差異，明確過渡期的教學內容，避免造成學生運動疲勞。

滑雪運動對于高校學生依然存在身體力量、速度、耐力、靈敏、協調五大要素的要求，VR技術雖然能夠彌補在陸地訓練技術動作完善的空白，但是在力量、耐力等方面的作用相對較弱。但是VR設備對學生滑雪練習產生運動數據的獲取并生成實時電腦動畫經過視覺等外在真實感覺交互反饋給使用者這一功能的使用，不僅明確學習當中技術錯誤動作并且加以改進，同時也能夠最短時間內發現在完成技術動作過程中不同的發力方式以及身體運動形態的變化，及時對具體產生現象進行針對性體能訓練。

4.3 通過VR教學樹立滑雪運動自信心

通過VR技術進行滑雪教學，教師和學生都要明確每次課程應當達到的學習目標。教師在教學內容的范圍內通過虛擬現實技術對不同學生采取不同方式，才能夠有效地調動學習熱情樹立起項目訓練的自信心，淡化學生的恐懼心理。反之學生一味地追求虛擬環境的刺激體驗忽視每堂課程需要達到的學習目標，在實際雪道練習時只會盲目地模仿，在練習失敗后會造成更大的挫敗感和恐懼感。同時滑雪運動對于學生而言所產生的懼怕心理不單單來自于項目自身特點，比如雪道周邊的植被、樹木、攔截網等環境因素，快速滑行階段不能有效地制動或者改變方向，運動者很容易撞擊周圍攔截物。在學習過程中模擬運動過程，引導學生及時發現所處滑行環境做出正確判斷，強調快速反應能力的生成，減輕心理壓力，避免在實際雪道滑行當中的傷害事故發生。這樣不僅保證高校學生在身體健康成長的同時心理也保持健康的方向發展。

4.4 通過VR技術完成動作示范和教學對比

教師在虛擬環境中完成技術動作示范保存的運動影像，不僅是直觀的運動表象，還能夠促成學生在練習后對于自身運動形態同示范動作的鮮明對比，模仿相同技術后尋找在同一動作完成時身體對于骨骼和肌肉的控制，這種外在視覺、聽覺等直觀感受結合身體內在平衡能力、協調能力的認知狀態，清晰化教師的“模糊”示范，更利于良好滑雪技術的形成。學生多次練習的影像對比，使教師在滑雪施教過程中更具針對性，學生也能從中觀察到自身技術動作的完善過程，體會到實際的成就感。

5 結語

文章通過對天津地區自然氣候及滑雪場地的實際情況、滑雪課程中影響因素、基于VR技術在天津地區開展滑雪課程對策的可行性進行了研究。可以預見到隨著2022年北京冬季奧林匹克運動會日期的臨近，在天津地區高校對于滑雪項目的體育教育會進行更加深入的研究，在高校體育教育過程中應用VR技術，可以實現虛擬滑雪教學，提升在高校滑雪課程當中的科學性。

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10.16655/j.cnki.2095-2813.2016.34.099

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2095-2813(2016)12(a)-0099-03