冯斌冯鹤史健

(1.北京科技大学天津学院 天津 301830；2.吉林司法警官职业学院 吉林长春 130062)

基于VR技术在天津高校引入滑雪教学的发展可行性研究

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(1.北京科技大学天津学院 天津 301830；2.吉林司法警官职业学院 吉林长春 130062)

运用文献资料研究方法、逻辑分析研究方法、实地调查研究方法,通过天津高校运用VR技术开展滑雪课程作为范例, VR技术课堂当中的运用、对天津地区天然气候、运动场地的保障、教师和学生等影响因素进行调查、总结及分析,所得到的结论表明:在天津的高校有能力进行滑雪项目的课程教学,教学效果同东北三大冰雪强省处于持平状态,并且利用VR技术将滑雪课程加入高校体育教学当中,利于我国冬奥项目的推广,也利于冬季雪上竞赛项目在天津高校的普及。

VR技术 滑雪 教学 天津高校 研究

现如今体育已经向着难度更高、更加精准、更加专业的方向逐步推进，因此体育项目的训练及教学也相应地在技术方式和科学水平含量方面得到大幅度的攀升。VR技术是通过计算机将人体对于现实世界的感觉进行即时交互再现，包括视觉反馈、听觉反馈、触觉反馈、作用力反馈等构成“虚拟世界”，让使用者通过视点控制及复杂行为建模反馈等技术获得“实景”体验。

天津地处于我国中北部，但是年均降雪量和降雪次数都还处于全国降低水平。因此在日常生活当中能够进行一次滑雪运动已然成为一种奢求，更不用说实施滑雪课程的教学。而在我国的东北部三大省份由于其地理方面的先天优势，长时间的雪季，昼夜之间低温环境不仅使其在冰雪资源的储备方面明显优于其他省份，同时雪上文化也做到了很大程度的普及。全国冬季运动会的奖牌获得情况也一直被黑龙江、吉林、辽宁所囊括，其他各省完全处于劣势，这不仅制约着冰雪运动在全国范围内运动水平的提高，同时也很大程度地遏制了对于我国承办冬季奥运会的推广及普及程度。因此将VR技术作为基础在天津高校实施滑雪教学的可行性进行研究与分析，为京津冀地区今后开展雪上运动的教育教学及冬奥会雪上运动的普及和推广起到积极的影响和指导性作用。

1 地域、天气及课程开设场地设施的研究

天气因素和滑雪场地因素的影响对于滑雪课程的开设制约较为明显，天津地区位于华北平原东北部，东临渤海属于温带海洋性气候。如今北方冬季气温也逐年上涨造成天津地区滑雪场地天然雪况不稳定；目前天津经济的快速发展和对体育运动项目的大力支持，6所国际化的滑雪场地在规模上严格按照中国滑雪协会的标准而建造，雪道及其高度的规范化、滑雪配套设施的完善化、场地维护的专业化等与东北滑雪场地配置基本持平，可以说对于开展滑雪项目的教学提供了必要的场地保障。

除此之外，凭借科学技术的创新，以水造雪得到广泛的应用保证了滑雪场地在白天时间段之内室外温度维持在15℃以下的情况时就不会出现造雪融化的现象出现。但是天津实际的气候制约性影响造成了滑雪场地的开设地点远离市区，只能借助于风景旅游区的滑雪场地建设，以及依靠海拔较高的山区建立的大众滑雪娱乐区。

表1 天津2013—2015年1、2、3、12月份降雪次数及平均温度

2 高校滑雪课程当中学生因素影响分析

2.1 高校学生身体机能水平影响分析

无论是夏季体育运动项目还是冬季体育运动项目的学习和训练都要求学习者具备一定身体的运动基本情况和身体机能水平。滑雪运动对于学习者在身体机能水平上的要求除了基本的身体力量水平和耐力承受水平，同时还要具备一定的维持身体运动重心能力及良好的上下肢协调运动能力。但是对不能达到以上要求或者所具备身体机能水平较低的学生来讲，技术动作的学习阶段以及熟练掌握阶段会处于明显的劣势，比如犁式制动技术动作，学生在双膝内扣过程中，双腿发力不充分雪板未形成八字滑行或两雪板间夹角过大不能有效地停止滑行，上体前倾或后仰就会导致不能控制身体重心便很容易摔倒等。

2.2 高校学生心理影响分析

往往在传统的滑雪课程教学来看，多数学习者在进行第一堂课程的技术学习时同样是第一次实际参加到这项运动练习当中来，对于运动场地雪道高度对学生大脑反馈以及对于运动过程中速度的不可预知性的扩大化会直接导致高校学生产生滑雪运动的恐惧心理，对于滑雪运动产生明显的排斥。从滑雪项目运动前准备特点来看，在进行练习时所需穿着较长的雪板以及鞋子和雪板的固定，明显不同于日常当中人行走的直观“体验”，更加大了高校学生在雪上移动的困难程度，行动的不便捷和适应阶段体能的大幅度消耗以及简单的摔倒后思维上波动都会对高校学生造成严重的消极学习态度。譬如学习伊始，没有进行滑行只是简单的雪上移动便会多次倒地，不仅丧失运动自信心理产生自卑情绪，还会在技术学习后的练习阶段尽可能地少参与其中，以多观察别人训练过程吸取经验为借口而逃避练习。

负面心理因素的影响在实际的滑雪学习过程中会很大程度地拖延高校学生身体到达预热水平，致使学生很难进入练习基本状态。这种状态的产生在滑雪练习初期的教学当中最为常见，但是也不排除在技能熟练到一定程度后出现相同的训练效果。例如随着课程开设的时间逐渐增长，练习场地也会随着时间和技术的变化改变到较高的坡道进行授课，学生技术相对成熟在训练时依然选择较平缓坡度进行滑行，或者在进行较高坡道练习过程中因为滑行速度过快、摔倒等原因便会放弃练习。

2.3 运动损伤影响分析

相对于其他运动项目而言，滑雪项目在错误的技术动作实施过程中会更容易导致学生发生运动损伤情况的发生，受伤学生不仅在训练过程中会受到身体不适感觉的影响，运动损伤严重的更会在学习过程中耽误课程而造成自身学习进度的大幅度落后。在同一自然班当中其他学生在目睹同学发生运动损伤的过程之后，将运动错误过程扩大化，忽视错误动作的产生原因和练习注意事项，尤其对于经受过伤病的学生而言更会产生对于滑雪惧怕的内心活动，消极运动状态也会越发明显。

3 高校滑雪课程教师因素影响分析

3.1 滑雪项目教学内容影响分析

目前不同阶段的体育教育把教学重心都放在了学生实践能力的培养上，从查阅文献资料了解到，关于高校开设各类体育项目的理论课程讲授，目前在总课时数比例当中不足10%，技术动作的重点难点通常在实践课程当中随着练习一直到完成教授，而全国范围内开设滑雪课程的高校通常也在沿用这一教学模式。滑雪项目运动速度快、方向性掌握困难、存在外界因素导致运动损伤的可能性等项目特点要求参与者在接触这项运动前对于技术要点、难点以及运动过程中注意事项有详细的了解，才能够避免在学习过程中形成过多的不安全因素。

3.2 滑雪项目教学方式影响分析

通过对开设滑雪课程高校的走访当中了解到，学生滑雪学习初期无论基础能力的高低全部都要进行相同技术难度的练习，滑雪课程教学总体目标及授课内容统一的情况下不能区别对待教学，没有考虑到学生的个体差异性对于教学方式的重要影响，会造成教学当中不能有效解决缺重点、难点问题，教学效果大打折扣，对于学生学习的主观能动性和学习的积极程度形成负面作用。

4 天津高校开展滑雪教学对策研究

4.1 通过VR技术建立合理教学模式

在进行高校滑雪课程教学初期阶段，通过VR技术将现实当中的滑雪场地雪道“搬到”教室当中，对于真实世界的建模既包括雪道的实际长度和可视高度、雪场周围环境，又包括地表图像的细化处理及所持雪杖、滑雪板等运动器材的再现。以滑雪运动项目基础知识以及基础技术动作的陆地教学为主，通过技术的巩固链接到虚拟现实环境中进行有效的模仿练习。在雪季来临阶段逐渐脱离VR设备完成在陆地和雪地间的练习衔接，在进行高度练习和长距离练习初期优先进行虚拟辅助授课。

在课堂授课期间对于营造学习氛围尤为重要，尤其在模拟练习时根据环境的生成技术的应用，多人间共同练习和未参加练习的则观察学生，对于在练习当中出现错误动作学生之间相互鼓励和监督，不仅对课堂组织起到积极的作用，还能够保证在室外进行雪道滑行练习时学生进行充分的身体预热活动、学生进行技术动作练习高效性、避免运动危险性因素，调节学生室外练习时紧张的内心活动等都会发挥重要影响。

4.2 通过VR教学规划授课内容

VR技术在教学当中的应用对于青少年学生来讲又能够产生强烈吸引力，但是天津高校学生参加滑雪课程的学习多数处于零基础状态，直线滑行、犁式滑行、犁式制动、犁式转弯、蹬冰滑行等基础性技术动作便构成了滑雪教学的主要内容，在课程开展过程中严格遵循体育教育的内在规律循序渐进，依据学生身体机能水平和学习能力进行内容的区别教学，逐步塑造学生运动自信心，提升目标追求意识。比如在学生进行第一次滑雪虚拟现实课程的实践当中，学生着装进行模仿练习前对于模拟环境的危险条件进行说明，重点强调护具穿着的安全性和雪板固定的稳定性，能在兴奋之余强化对安全保障误区纠正的记忆；在雪期第一次进行雪道实际教学目标要求不宜过高，虚拟环境的模仿练习虽然很大程度上贴合现实环境但是还会存在一定差异，明确过渡期的教学内容，避免造成学生运动疲劳。

滑雪运动对于高校学生依然存在身体力量、速度、耐力、灵敏、协调五大要素的要求，VR技术虽然能够弥补在陆地训练技术动作完善的空白，但是在力量、耐力等方面的作用相对较弱。但是VR设备对学生滑雪练习产生运动数据的获取并生成实时电脑动画经过视觉等外在真实感觉交互反馈给使用者这一功能的使用，不仅明确学习当中技术错误动作并且加以改进，同时也能够最短时间内发现在完成技术动作过程中不同的发力方式以及身体运动形态的变化，及时对具体产生现象进行针对性体能训练。

4.3 通过VR教学树立滑雪运动自信心

通过VR技术进行滑雪教学，教师和学生都要明确每次课程应当达到的学习目标。教师在教学内容的范围内通过虚拟现实技术对不同学生采取不同方式，才能够有效地调动学习热情树立起项目训练的自信心，淡化学生的恐惧心理。反之学生一味地追求虚拟环境的刺激体验忽视每堂课程需要达到的学习目标，在实际雪道练习时只会盲目地模仿，在练习失败后会造成更大的挫败感和恐惧感。同时滑雪运动对于学生而言所产生的惧怕心理不单单来自于项目自身特点，比如雪道周边的植被、树木、拦截网等环境因素，快速滑行阶段不能有效地制动或者改变方向，运动者很容易撞击周围拦截物。在学习过程中模拟运动过程，引导学生及时发现所处滑行环境做出正确判断，强调快速反应能力的生成，减轻心理压力，避免在实际雪道滑行当中的伤害事故发生。这样不仅保证高校学生在身体健康成长的同时心理也保持健康的方向发展。

4.4 通过VR技术完成动作示范和教学对比

教师在虚拟环境中完成技术动作示范保存的运动影像，不仅是直观的运动表象，还能够促成学生在练习后对于自身运动形态同示范动作的鲜明对比，模仿相同技术后寻找在同一动作完成时身体对于骨骼和肌肉的控制，这种外在视觉、听觉等直观感受结合身体内在平衡能力、协调能力的认知状态，清晰化教师的“模糊”示范，更利于良好滑雪技术的形成。学生多次练习的影像对比，使教师在滑雪施教过程中更具针对性，学生也能从中观察到自身技术动作的完善过程，体会到实际的成就感。

5 结语

文章通过对天津地区自然气候及滑雪场地的实际情况、滑雪课程中影响因素、基于VR技术在天津地区开展滑雪课程对策的可行性进行了研究。可以预见到随着2022年北京冬季奥林匹克运动会日期的临近，在天津地区高校对于滑雪项目的体育教育会进行更加深入的研究，在高校体育教育过程中应用VR技术，可以实现虚拟滑雪教学，提升在高校滑雪课程当中的科学性。

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10.16655/j.cnki.2095-2813.2016.34.099

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