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 吉林長春 130062)

運(yùn)用文獻(xiàn)資料研究方法、邏輯分析研究方法、實地調(diào)查研究方法,通過天津高校運(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、對天津地區(qū)天然氣候、運(yùn)動場地的保障、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(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)是通過計算機(jī)將人體對于現(xiàn)實世界的感覺進(jìn)行即時交互再現(xiàn)，包括視覺反饋、聽覺反饋、觸覺反饋、作用力反饋等構(gòu)成“虛擬世界”，讓使用者通過視點(diǎn)控制及復(fù)雜行為建模反饋等技術(shù)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(shù)都還處于全國降低水平。因此在日常生活當(dāng)中能夠進(jìn)行一次滑雪運(yùn)動已然成為一種奢求，更不用說實施滑雪課程的教學(xué)。而在我國的東北部三大省份由于其地理方面的先天優(yōu)勢，長時間的雪季，晝夜之間低溫環(huán)境不僅使其在冰雪資源的儲備方面明顯優(yōu)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(yùn)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(yùn)動在全國范圍內(nèi)運(yùn)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(yùn)會的推廣及普及程度。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)動的教育教學(xué)及冬奧會雪上運(yùn)動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)場地設(shè)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(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)展和對體育運(yùn)動項目的大力支持，6所國際化的滑雪場地在規(guī)模上嚴(yán)格按照中國滑雪協(xié)會的標(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、場地維護(hù)的專業(yè)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(xué)提供了必要的場地保障。

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)用保證了滑雪場地在白天時間段之內(nèi)室外溫度維持在15℃以下的情況時就不會出現(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

無論是夏季體育運(yùn)動項目還是冬季體育運(yùn)動項目的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練都要求學(xué)習(xí)者具備一定身體的運(yùn)動基本情況和身體機(jī)能水平?；┻\(yùn)動對于學(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，同時還要具備一定的維持身體運(yùn)動重心能力及良好的上下肢協(xié)調(diào)運(yùn)動能力。但是對不能達(dá)到以上要求或者所具備身體機(jī)能水平較低的學(xué)生來講，技術(shù)動作的學(xué)習(xí)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(shù)動作，學(xué)生在雙膝內(nèi)扣過程中，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大不能有效地停止滑行，上體前傾或后仰就會導(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)時同樣是第一次實際參加到這項運(yùn)動練習(xí)當(dāng)中來，對于運(yùn)動場地雪道高度對學(xué)生大腦反饋以及對于運(yùn)動過程中速度的不可預(yù)知性的擴(kuò)大化會直接導(dǎo)致高校學(xué)生產(chǎn)生滑雪運(yùn)動的恐懼心理，對于滑雪運(yùn)動產(chǎn)生明顯的排斥。從滑雪項目運(yùn)動前準(zhǔn)備特點(diǎn)來看，在進(jìn)行練習(xí)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(dāng)中人行走的直觀“體驗”，更加大了高校學(xué)生在雪上移動的困難程度，行動的不便捷和適應(yīng)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(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，沒有進(jìn)行滑行只是簡單的雪上移動便會多次倒地，不僅喪失運(yùn)動自信心理產(chǎn)生自卑情緒，還會在技術(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)練過程吸取經(jīng)驗為借口而逃避練習(xí)。

負(fù)面心理因素的影響在實際的滑雪學(xué)習(xí)過程中會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，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)的時間逐漸增長，練習(xí)場地也會隨著時間和技術(shù)的變化改變到較高的坡道進(jìn)行授課，學(xué)生技術(shù)相對成熟在訓(xùn)練時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)過程中因為滑行速度過快、摔倒等原因便會放棄練習(xí)。

2.3 運(yùn)動損傷影響分析

相對于其他運(yùn)動項目而言，滑雪項目在錯誤的技術(shù)動作實施過程中會更容易導(dǎo)致學(xué)生發(fā)生運(yùn)動損傷情況的發(fā)生，受傷學(xué)生不僅在訓(xùn)練過程中會受到身體不適感覺的影響，運(yùn)動損傷嚴(yán)重的更會在學(xué)習(xí)過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)動損傷的過程之后，將運(yùn)動錯誤過程擴(kuò)大化，忽視錯誤動作的產(chǎn)生原因和練習(xí)注意事項，尤其對于經(jīng)受過傷病的學(xué)生而言更會產(chǎn)生對于滑雪懼怕的內(nèi)心活動，消極運(yùn)動狀態(tài)也會越發(fā)明顯。

3 高?；┱n程教師因素影響分析

3.1 滑雪項目教學(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)各類體育項目的理論課程講授，目前在總課時數(shù)比例當(dāng)中不足10%，技術(shù)動作的重點(diǎn)難點(diǎn)通常在實踐課程當(dāng)中隨著練習(xí)一直到完成教授，而全國范圍內(nèi)開設(shè)滑雪課程的高校通常也在沿用這一教學(xué)模式?；╉椖窟\(yùn)動速度快、方向性掌握困難、存在外界因素導(dǎo)致運(yùn)動損傷的可能性等項目特點(diǎn)要求參與者在接觸這項運(yùn)動前對于技術(shù)要點(diǎn)、難點(diǎn)以及運(yùn)動過程中注意事項有詳細(xì)的了解，才能夠避免在學(xué)習(xí)過程中形成過多的不安全因素。

3.2 滑雪項目教學(xué)方式影響分析

通過對開設(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)別對待教學(xué)，沒有考慮到學(xué)生的個體差異性對于教學(xué)方式的重要影響，會造成教學(xué)當(dāng)中不能有效解決缺重點(diǎn)、難點(diǎn)問題，教學(xué)效果大打折扣，對于學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性和學(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)對策研究

4.1 通過VR技術(shù)建立合理教學(xué)模式

在進(jìn)行高校滑雪課程教學(xué)初期階段，通過VR技術(shù)將現(xiàn)實當(dāng)中的滑雪場地雪道“搬到”教室當(dāng)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(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)動器材的再現(xiàn)。以滑雪運(yùn)動項目基礎(chǔ)知識以及基礎(chǔ)技術(shù)動作的陸地教學(xué)為主，通過技術(shù)的鞏固鏈接到虛擬現(xiàn)實環(huán)境中進(jìn)行有效的模仿練習(xí)。在雪季來臨階段逐漸脫離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。

在課堂授課期間對于營造學(xué)習(xí)氛圍尤為重要，尤其在模擬練習(xí)時根據(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，對于在練習(xí)當(dāng)中出現(xiàn)錯誤動作學(xué)生之間相互鼓勵和監(jiān)督，不僅對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)時學(xué)生進(jìn)行充分的身體預(yù)熱活動、學(xué)生進(jìn)行技術(shù)動作練習(xí)高效性、避免運(yùn)動危險性因素，調(diào)節(jié)學(xué)生室外練習(xí)時緊張的內(nèi)心活動等都會發(fā)揮重要影響。

4.2 通過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)用對于青少年學(xué)生來講又能夠產(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、犁式轉(zhuǎn)彎、蹬冰滑行等基礎(chǔ)性技術(shù)動作便構(gòu)成了滑雪教學(xué)的主要內(nèi)容，在課程開展過程中嚴(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)動自信心，提升目標(biāo)追求意識。比如在學(xué)生進(jìn)行第一次滑雪虛擬現(xiàn)實課程的實踐當(dāng)中，學(xué)生著裝進(jìn)行模仿練習(xí)前對于模擬環(huán)境的危險條件進(jìn)行說明，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)化對安全保障誤區(qū)糾正的記憶；在雪期第一次進(jìn)行雪道實際教學(xué)目標(biāo)要求不宜過高，虛擬環(huán)境的模仿練習(xí)雖然很大程度上貼合現(xiàn)實環(huán)境但是還會存在一定差異，明確過渡期的教學(xué)內(nèi)容，避免造成學(xué)生運(yùn)動疲勞。

滑雪運(yùn)動對于高校學(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(shè)備對學(xué)生滑雪練習(xí)產(chǎn)生運(yùn)動數(shù)據(jù)的獲取并生成實時電腦動畫經(jīng)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(xué)習(xí)當(dāng)中技術(shù)錯誤動作并且加以改進(jìn)，同時也能夠最短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)在完成技術(shù)動作過程中不同的發(fā)力方式以及身體運(yùn)動形態(tài)的變化，及時對具體產(chǎn)生現(xiàn)象進(jìn)行針對性體能訓(xùn)練。

4.3 通過VR教學(xué)樹立滑雪運(yùn)動自信心

通過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)通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)對不同學(xué)生采取不同方式，才能夠有效地調(diào)動學(xué)習(xí)熱情樹立起項目訓(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)境的刺激體驗忽視每堂課程需要達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)，在實際雪道練習(xí)時只會盲目地模仿，在練習(xí)失敗后會造成更大的挫敗感和恐懼感。同時滑雪運(yùn)動對于學(xué)生而言所產(chǎn)生的懼怕心理不單單來自于項目自身特點(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或者改變方向，運(yùn)動者很容易撞擊周圍攔截物。在學(xué)習(xí)過程中模擬運(yùn)動過程，引導(dǎo)學(xué)生及時發(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)生在身體健康成長的同時心理也保持健康的方向發(fā)展。

4.4 通過VR技術(shù)完成動作示范和教學(xué)對比

教師在虛擬環(huán)境中完成技術(shù)動作示范保存的運(yùn)動影像，不僅是直觀的運(yùn)動表象，還能夠促成學(xué)生在練習(xí)后對于自身運(yùn)動形態(tài)同示范動作的鮮明對比，模仿相同技術(shù)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(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)的影像對比，使教師在滑雪施教過程中更具針對性，學(xué)生也能從中觀察到自身技術(shù)動作的完善過程，體會到實際的成就感。

5 結(jié)語

文章通過對天津地區(qū)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(shù)在天津地區(qū)開展滑雪課程對策的可行性進(jìn)行了研究?？梢灶A(yù)見到隨著2022年北京冬季奧林匹克運(yùn)動會日期的臨近，在天津地區(qū)高校對于滑雪項目的體育教育會進(jìn)行更加深入的研究，在高校體育教育過程中應(yīng)用VR技術(shù)，可以實現(xiàn)虛擬滑雪教學(xué)，提升在高?；┱n程當(dāng)中的科學(xué)性。

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