馮斌馮鶴史健

(1.北京科技大學(xué)天津?qū)W院 天津 301830；2.吉林司法警官職業(yè)學(xué)院 吉林長(zhǎng)春 130062)

基于VR技術(shù)在天津高校引入滑雪教學(xué)的發(fā)展可行性研究

馮斌1馮鶴2史健1

(1.北京科技大學(xué)天津?qū)W院 天津 301830；2.吉林司法警官職業(yè)學(xué)院 吉林長(zhǎng)春 130062)

運(yùn)用文獻(xiàn)資料研究方法、邏輯分析研究方法、實(shí)地調(diào)查研究方法,通過(guò)天津高校運(yùn)用VR技術(shù)開展滑雪課程作為范例, VR技術(shù)課堂當(dāng)中的運(yùn)用、對(duì)天津地區(qū)天然氣候、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地的保障、教師和學(xué)生等影響因素進(jìn)行調(diào)查、總結(jié)及分析,所得到的結(jié)論表明:在天津的高校有能力進(jìn)行滑雪項(xiàng)目的課程教學(xué),教學(xué)效果同東北三大冰雪強(qiáng)省處于持平狀態(tài),并且利用VR技術(shù)將滑雪課程加入高校體育教學(xué)當(dāng)中,利于我國(guó)冬奧項(xiàng)目的推廣,也利于冬季雪上競(jìng)賽項(xiàng)目在天津高校的普及。

VR技術(shù) 滑雪 教學(xué) 天津高校 研究

現(xiàn)如今體育已經(jīng)向著難度更高、更加精準(zhǔn)、更加專業(yè)的方向逐步推進(jìn)，因此體育項(xiàng)目的訓(xùn)練及教學(xué)也相應(yīng)地在技術(shù)方式和科學(xué)水平含量方面得到大幅度的攀升。VR技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)將人體對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界的感覺(jué)進(jìn)行即時(shí)交互再現(xiàn)，包括視覺(jué)反饋、聽(tīng)覺(jué)反饋、觸覺(jué)反饋、作用力反饋等構(gòu)成“虛擬世界”，讓使用者通過(guò)視點(diǎn)控制及復(fù)雜行為建模反饋等技術(shù)獲得“實(shí)景”體驗(yàn)。

天津地處于我國(guó)中北部，但是年均降雪量和降雪次數(shù)都還處于全國(guó)降低水平。因此在日常生活當(dāng)中能夠進(jìn)行一次滑雪運(yùn)動(dòng)已然成為一種奢求，更不用說(shuō)實(shí)施滑雪課程的教學(xué)。而在我國(guó)的東北部三大省份由于其地理方面的先天優(yōu)勢(shì)，長(zhǎng)時(shí)間的雪季，晝夜之間低溫環(huán)境不僅使其在冰雪資源的儲(chǔ)備方面明顯優(yōu)于其他省份，同時(shí)雪上文化也做到了很大程度的普及。全國(guó)冬季運(yùn)動(dòng)會(huì)的獎(jiǎng)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(shì)，這不僅制約著冰雪運(yùn)動(dòng)在全國(guó)范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)水平的提高，同時(shí)也很大程度地遏制了對(duì)于我國(guó)承辦冬季奧運(yùn)會(huì)的推廣及普及程度。因此將VR技術(shù)作為基礎(chǔ)在天津高校實(shí)施滑雪教學(xué)的可行性進(jìn)行研究與分析，為京津冀地區(qū)今后開展雪上運(yùn)動(dòng)的教育教學(xué)及冬奧會(huì)雪上運(yùn)動(dòng)的普及和推廣起到積極的影響和指導(dǎo)性作用。

1 地域、天氣及課程開設(shè)場(chǎng)地設(shè)施的研究

天氣因素和滑雪場(chǎng)地因素的影響對(duì)于滑雪課程的開設(shè)制約較為明顯，天津地區(qū)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(qū)滑雪場(chǎng)地天然雪況不穩(wěn)定；目前天津經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和對(duì)體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的大力支持，6所國(guó)際化的滑雪場(chǎng)地在規(guī)模上嚴(yán)格按照中國(guó)滑雪協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)而建造，雪道及其高度的規(guī)范化、滑雪配套設(shè)施的完善化、場(chǎng)地維護(hù)的專業(yè)化等與東北滑雪場(chǎng)地配置基本持平，可以說(shuō)對(duì)于開展滑雪項(xiàng)目的教學(xué)提供了必要的場(chǎng)地保障。

除此之外，憑借科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，以水造雪得到廣泛的應(yīng)用保證了滑雪場(chǎng)地在白天時(shí)間段之內(nèi)室外溫度維持在15℃以下的情況時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)造雪融化的現(xiàn)象出現(xiàn)。但是天津?qū)嶋H的氣候制約性影響造成了滑雪場(chǎng)地的開設(shè)地點(diǎn)遠(yuǎn)離市區(qū)，只能借助于風(fēng)景旅游區(qū)的滑雪場(chǎng)地建設(shè)，以及依靠海拔較高的山區(qū)建立的大眾滑雪娛樂(lè)區(qū)。

表1 天津2013—2015年1、2、3、12月份降雪次數(shù)及平均溫度

2 高?；┱n程當(dāng)中學(xué)生因素影響分析

2.1 高校學(xué)生身體機(jī)能水平影響分析

無(wú)論是夏季體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目還是冬季體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練都要求學(xué)習(xí)者具備一定身體的運(yùn)動(dòng)基本情況和身體機(jī)能水平?；┻\(yùn)動(dòng)對(duì)于學(xué)習(xí)者在身體機(jī)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(shí)還要具備一定的維持身體運(yùn)動(dòng)重心能力及良好的上下肢協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)能力。但是對(duì)不能達(dá)到以上要求或者所具備身體機(jī)能水平較低的學(xué)生來(lái)講，技術(shù)動(dòng)作的學(xué)習(xí)階段以及熟練掌握階段會(huì)處于明顯的劣勢(shì)，比如犁式制動(dòng)技術(shù)動(dòng)作，學(xué)生在雙膝內(nèi)扣過(guò)程中，雙腿發(fā)力不充分雪板未形成八字滑行或兩雪板間夾角過(guò)大不能有效地停止滑行，上體前傾或后仰就會(huì)導(dǎo)致不能控制身體重心便很容易摔倒等。

2.2 高校學(xué)生心理影響分析

往往在傳統(tǒng)的滑雪課程教學(xué)來(lái)看，多數(shù)學(xué)習(xí)者在進(jìn)行第一堂課程的技術(shù)學(xué)習(xí)時(shí)同樣是第一次實(shí)際參加到這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)練習(xí)當(dāng)中來(lái)，對(duì)于運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地雪道高度對(duì)學(xué)生大腦反饋以及對(duì)于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度的不可預(yù)知性的擴(kuò)大化會(huì)直接導(dǎo)致高校學(xué)生產(chǎn)生滑雪運(yùn)動(dòng)的恐懼心理，對(duì)于滑雪運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生明顯的排斥。從滑雪項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)前準(zhǔn)備特點(diǎn)來(lái)看，在進(jìn)行練習(xí)時(shí)所需穿著較長(zhǎng)的雪板以及鞋子和雪板的固定，明顯不同于日常當(dāng)中人行走的直觀“體驗(yàn)”，更加大了高校學(xué)生在雪上移動(dòng)的困難程度，行動(dòng)的不便捷和適應(yīng)階段體能的大幅度消耗以及簡(jiǎn)單的摔倒后思維上波動(dòng)都會(huì)對(duì)高校學(xué)生造成嚴(yán)重的消極學(xué)習(xí)態(tài)度。譬如學(xué)習(xí)伊始，沒(méi)有進(jìn)行滑行只是簡(jiǎn)單的雪上移動(dòng)便會(huì)多次倒地，不僅喪失運(yùn)動(dòng)自信心理產(chǎn)生自卑情緒，還會(huì)在技術(shù)學(xué)習(xí)后的練習(xí)階段盡可能地少參與其中，以多觀察別人訓(xùn)練過(guò)程吸取經(jīng)驗(yàn)為借口而逃避練習(xí)。

負(fù)面心理因素的影響在實(shí)際的滑雪學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)很大程度地拖延高校學(xué)生身體到達(dá)預(yù)熱水平，致使學(xué)生很難進(jìn)入練習(xí)基本狀態(tài)。這種狀態(tài)的產(chǎn)生在滑雪練習(xí)初期的教學(xué)當(dāng)中最為常見(jiàn)，但是也不排除在技能熟練到一定程度后出現(xiàn)相同的訓(xùn)練效果。例如隨著課程開設(shè)的時(shí)間逐漸增長(zhǎng)，練習(xí)場(chǎng)地也會(huì)隨著時(shí)間和技術(shù)的變化改變到較高的坡道進(jìn)行授課，學(xué)生技術(shù)相對(duì)成熟在訓(xùn)練時(shí)依然選擇較平緩坡度進(jìn)行滑行，或者在進(jìn)行較高坡道練習(xí)過(guò)程中因?yàn)榛兴俣冗^(guò)快、摔倒等原因便會(huì)放棄練習(xí)。

2.3 運(yùn)動(dòng)損傷影響分析

相對(duì)于其他運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目而言，滑雪項(xiàng)目在錯(cuò)誤的技術(shù)動(dòng)作實(shí)施過(guò)程中會(huì)更容易導(dǎo)致學(xué)生發(fā)生運(yùn)動(dòng)損傷情況的發(fā)生，受傷學(xué)生不僅在訓(xùn)練過(guò)程中會(huì)受到身體不適感覺(jué)的影響，運(yùn)動(dòng)損傷嚴(yán)重的更會(huì)在學(xué)習(xí)過(guò)程中耽誤課程而造成自身學(xué)習(xí)進(jìn)度的大幅度落后。在同一自然班當(dāng)中其他學(xué)生在目睹同學(xué)發(fā)生運(yùn)動(dòng)損傷的過(guò)程之后，將運(yùn)動(dòng)錯(cuò)誤過(guò)程擴(kuò)大化，忽視錯(cuò)誤動(dòng)作的產(chǎn)生原因和練習(xí)注意事項(xiàng)，尤其對(duì)于經(jīng)受過(guò)傷病的學(xué)生而言更會(huì)產(chǎn)生對(duì)于滑雪懼怕的內(nèi)心活動(dòng)，消極運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也會(huì)越發(fā)明顯。

3 高?；┱n程教師因素影響分析

3.1 滑雪項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容影響分析

目前不同階段的體育教育把教學(xué)重心都放在了學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)上，從查閱文獻(xiàn)資料了解到，關(guān)于高校開設(shè)各類體育項(xiàng)目的理論課程講授，目前在總課時(shí)數(shù)比例當(dāng)中不足10%，技術(shù)動(dòng)作的重點(diǎn)難點(diǎn)通常在實(shí)踐課程當(dāng)中隨著練習(xí)一直到完成教授，而全國(guó)范圍內(nèi)開設(shè)滑雪課程的高校通常也在沿用這一教學(xué)模式?；╉?xiàng)目運(yùn)動(dòng)速度快、方向性掌握困難、存在外界因素導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)損傷的可能性等項(xiàng)目特點(diǎn)要求參與者在接觸這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)前對(duì)于技術(shù)要點(diǎn)、難點(diǎn)以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中注意事項(xiàng)有詳細(xì)的了解，才能夠避免在學(xué)習(xí)過(guò)程中形成過(guò)多的不安全因素。

3.2 滑雪項(xiàng)目教學(xué)方式影響分析

通過(guò)對(duì)開設(shè)滑雪課程高校的走訪當(dāng)中了解到，學(xué)生滑雪學(xué)習(xí)初期無(wú)論基礎(chǔ)能力的高低全部都要進(jìn)行相同技術(shù)難度的練習(xí)，滑雪課程教學(xué)總體目標(biāo)及授課內(nèi)容統(tǒng)一的情況下不能區(qū)別對(duì)待教學(xué)，沒(méi)有考慮到學(xué)生的個(gè)體差異性對(duì)于教學(xué)方式的重要影響，會(huì)造成教學(xué)當(dāng)中不能有效解決缺重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題，教學(xué)效果大打折扣，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性和學(xué)習(xí)的積極程度形成負(fù)面作用。

4 天津高校開展滑雪教學(xué)對(duì)策研究

4.1 通過(guò)VR技術(shù)建立合理教學(xué)模式

在進(jìn)行高?；┱n程教學(xué)初期階段，通過(guò)VR技術(shù)將現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的滑雪場(chǎng)地雪道“搬到”教室當(dāng)中，對(duì)于真實(shí)世界的建模既包括雪道的實(shí)際長(zhǎng)度和可視高度、雪場(chǎng)周圍環(huán)境，又包括地表圖像的細(xì)化處理及所持雪杖、滑雪板等運(yùn)動(dòng)器材的再現(xiàn)。以滑雪運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目基礎(chǔ)知識(shí)以及基礎(chǔ)技術(shù)動(dòng)作的陸地教學(xué)為主，通過(guò)技術(shù)的鞏固鏈接到虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中進(jìn)行有效的模仿練習(xí)。在雪季來(lái)臨階段逐漸脫離VR設(shè)備完成在陸地和雪地間的練習(xí)銜接，在進(jìn)行高度練習(xí)和長(zhǎng)距離練習(xí)初期優(yōu)先進(jìn)行虛擬輔助授課。

在課堂授課期間對(duì)于營(yíng)造學(xué)習(xí)氛圍尤為重要，尤其在模擬練習(xí)時(shí)根據(jù)環(huán)境的生成技術(shù)的應(yīng)用，多人間共同練習(xí)和未參加練習(xí)的則觀察學(xué)生，對(duì)于在練習(xí)當(dāng)中出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作學(xué)生之間相互鼓勵(lì)和監(jiān)督，不僅對(duì)課堂組織起到積極的作用，還能夠保證在室外進(jìn)行雪道滑行練習(xí)時(shí)學(xué)生進(jìn)行充分的身體預(yù)熱活動(dòng)、學(xué)生進(jìn)行技術(shù)動(dòng)作練習(xí)高效性、避免運(yùn)動(dòng)危險(xiǎn)性因素，調(diào)節(jié)學(xué)生室外練習(xí)時(shí)緊張的內(nèi)心活動(dòng)等都會(huì)發(fā)揮重要影響。

4.2 通過(guò)VR教學(xué)規(guī)劃授課內(nèi)容

VR技術(shù)在教學(xué)當(dāng)中的應(yīng)用對(duì)于青少年學(xué)生來(lái)講又能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈吸引力，但是天津高校學(xué)生參加滑雪課程的學(xué)習(xí)多數(shù)處于零基礎(chǔ)狀態(tài)，直線滑行、犁式滑行、犁式制動(dòng)、犁式轉(zhuǎn)彎、蹬冰滑行等基礎(chǔ)性技術(shù)動(dòng)作便構(gòu)成了滑雪教學(xué)的主要內(nèi)容，在課程開展過(guò)程中嚴(yán)格遵循體育教育的內(nèi)在規(guī)律循序漸進(jìn)，依據(jù)學(xué)生身體機(jī)能水平和學(xué)習(xí)能力進(jìn)行內(nèi)容的區(qū)別教學(xué)，逐步塑造學(xué)生運(yùn)動(dòng)自信心，提升目標(biāo)追求意識(shí)。比如在學(xué)生進(jìn)行第一次滑雪虛擬現(xiàn)實(shí)課程的實(shí)踐當(dāng)中，學(xué)生著裝進(jìn)行模仿練習(xí)前對(duì)于模擬環(huán)境的危險(xiǎn)條件進(jìn)行說(shuō)明，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)護(hù)具穿著的安全性和雪板固定的穩(wěn)定性，能在興奮之余強(qiáng)化對(duì)安全保障誤區(qū)糾正的記憶；在雪期第一次進(jìn)行雪道實(shí)際教學(xué)目標(biāo)要求不宜過(guò)高，虛擬環(huán)境的模仿練習(xí)雖然很大程度上貼合現(xiàn)實(shí)環(huán)境但是還會(huì)存在一定差異，明確過(guò)渡期的教學(xué)內(nèi)容，避免造成學(xué)生運(yùn)動(dòng)疲勞。

滑雪運(yùn)動(dòng)對(duì)于高校學(xué)生依然存在身體力量、速度、耐力、靈敏、協(xié)調(diào)五大要素的要求，VR技術(shù)雖然能夠彌補(bǔ)在陸地訓(xùn)練技術(shù)動(dòng)作完善的空白，但是在力量、耐力等方面的作用相對(duì)較弱。但是VR設(shè)備對(duì)學(xué)生滑雪練習(xí)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的獲取并生成實(shí)時(shí)電腦動(dòng)畫經(jīng)過(guò)視覺(jué)等外在真實(shí)感覺(jué)交互反饋給使用者這一功能的使用，不僅明確學(xué)習(xí)當(dāng)中技術(shù)錯(cuò)誤動(dòng)作并且加以改進(jìn)，同時(shí)也能夠最短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)在完成技術(shù)動(dòng)作過(guò)程中不同的發(fā)力方式以及身體運(yùn)動(dòng)形態(tài)的變化，及時(shí)對(duì)具體產(chǎn)生現(xiàn)象進(jìn)行針對(duì)性體能訓(xùn)練。

4.3 通過(guò)VR教學(xué)樹立滑雪運(yùn)動(dòng)自信心

通過(guò)VR技術(shù)進(jìn)行滑雪教學(xué)，教師和學(xué)生都要明確每次課程應(yīng)當(dāng)達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)。教師在教學(xué)內(nèi)容的范圍內(nèi)通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)不同學(xué)生采取不同方式，才能夠有效地調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)熱情樹立起項(xiàng)目訓(xùn)練的自信心，淡化學(xué)生的恐懼心理。反之學(xué)生一味地追求虛擬環(huán)境的刺激體驗(yàn)忽視每堂課程需要達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)，在實(shí)際雪道練習(xí)時(shí)只會(huì)盲目地模仿，在練習(xí)失敗后會(huì)造成更大的挫敗感和恐懼感。同時(shí)滑雪運(yùn)動(dòng)對(duì)于學(xué)生而言所產(chǎn)生的懼怕心理不單單來(lái)自于項(xiàng)目自身特點(diǎn)，比如雪道周邊的植被、樹木、攔截網(wǎng)等環(huán)境因素，快速滑行階段不能有效地制動(dòng)或者改變方向，運(yùn)動(dòng)者很容易撞擊周圍攔截物。在學(xué)習(xí)過(guò)程中模擬運(yùn)動(dòng)過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)所處滑行環(huán)境做出正確判斷，強(qiáng)調(diào)快速反應(yīng)能力的生成，減輕心理壓力，避免在實(shí)際雪道滑行當(dāng)中的傷害事故發(fā)生。這樣不僅保證高校學(xué)生在身體健康成長(zhǎng)的同時(shí)心理也保持健康的方向發(fā)展。

4.4 通過(guò)VR技術(shù)完成動(dòng)作示范和教學(xué)對(duì)比

教師在虛擬環(huán)境中完成技術(shù)動(dòng)作示范保存的運(yùn)動(dòng)影像，不僅是直觀的運(yùn)動(dòng)表象，還能夠促成學(xué)生在練習(xí)后對(duì)于自身運(yùn)動(dòng)形態(tài)同示范動(dòng)作的鮮明對(duì)比，模仿相同技術(shù)后尋找在同一動(dòng)作完成時(shí)身體對(duì)于骨骼和肌肉的控制，這種外在視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等直觀感受結(jié)合身體內(nèi)在平衡能力、協(xié)調(diào)能力的認(rèn)知狀態(tài)，清晰化教師的“模糊”示范，更利于良好滑雪技術(shù)的形成。學(xué)生多次練習(xí)的影像對(duì)比，使教師在滑雪施教過(guò)程中更具針對(duì)性，學(xué)生也能從中觀察到自身技術(shù)動(dòng)作的完善過(guò)程，體會(huì)到實(shí)際的成就感。

5 結(jié)語(yǔ)

文章通過(guò)對(duì)天津地區(qū)自然氣候及滑雪場(chǎng)地的實(shí)際情況、滑雪課程中影響因素、基于VR技術(shù)在天津地區(qū)開展滑雪課程對(duì)策的可行性進(jìn)行了研究?？梢灶A(yù)見(jiàn)到隨著2022年北京冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)日期的臨近，在天津地區(qū)高校對(duì)于滑雪項(xiàng)目的體育教育會(huì)進(jìn)行更加深入的研究，在高校體育教育過(guò)程中應(yīng)用VR技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)虛擬滑雪教學(xué)，提升在高校滑雪課程當(dāng)中的科學(xué)性。

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