攀岩运动从登山运动中派生而来，在全球拥有大批爱好者,是一项国际化程度高的体育项目。2016年，国际奥委会确认攀岩成为奥运会正式比赛项目。攀岩作为一项高危运动，专业性强，风险性高，并且攀岩运动事故具有偶发性、复杂性以及后果严重性等特征，因此国家体育总局将攀岩列为首批高危险性体育项目。显然，如何防范风险成为推动攀岩运动发展的关键要素；从国外成功经验及当下现实情况看，高效培养一批具有熟练应对风险的高素质攀岩人才是化解当下困境唯一路径。

一、实验的必要性及实用性

随着攀岩运动正式成为2021年东京奥运会比赛项目，近年来该项目在国内得以井喷发展，该领域不仅得到政府部门的大力支持，而且吸引了相关体育企业组织的持续性关注。但在现实中逐渐形成一个矛盾：专业型攀岩人才不足与攀岩运动飞速发展之间的结构性矛盾。由于攀岩项目属于一项高危险、专业性的风险性项目，该项目人才培养存在着成本高、风险大、效率低等特征。显然，创新攀岩人才培养方式是解决上述结构性矛盾的唯一出路。对于旨在为社会输送攀岩项目人才的高等学校来说，必将面临如下困境：如何高效培养适应社会需要的专业型的攀岩人才？如何有效解决攀岩人才培养过程中“风险防范”关键性难题？

基于专业型攀岩人才不足与攀岩运动飞速发展之间的结构性矛盾，以及攀岩项目人才培养的特殊性，该课程拟采用虚拟仿真技术回应以上问题。在攀岩项目人才动手能力的培养过程中，通过创新教学方法，能够提供更丰富的实例场景，并能够让学生身临其境地学习和操作，这是一种最直接和有效的教学手段。参与人数的增多也不可避免的伴随着运动伤害事故的增多，不规范的流程、不合格的装备、不正确的操作、不够完备的风险意识等，均是容易引发攀岩伤害事故的重要诱因。因此，这对提高攀岩运动人才培养质量提出了新的要求。此外，在软件开发过程中，基于着眼于未来国际化办学方向和该课程国际化推广，视频字幕、技术讲解、动作示范皆采用规范的双语讲解。

二、教学设计的合理性

本项目以常州大学国家级实验教学示范中心为依托，遵循“能实不虚，虚实结合，以虚补实”的原则，通过户外产业学院校企合作，利用信息技术设计，设计开发了“攀岩风险防范虚拟仿真实验”教学项目。本项目以攀岩教学中的“风险识别”为主要内容,项目以攀岩运动中人员、装备、操作、使用等风险因素，以虚拟现实场景，学生互动参与的形式对攀岩运动中最常出现的人员风险、装备安全隐患、保护手法错误，模拟经历在真实情况下可能出现的风险，有针对性的提升学生高风险因素识别与处理能力。

三、实验系统的先进性

本实验综合运用管理学、教育学、心理学、信息技术科学、物理学等多学科的研究成果，开发了具有自主知识产权的授课软件。在该软件制作过程中，以“360度全景拍摄”为基础，运用三维建模、人机交互、虚拟现实等技术手段，以真实攀岩馆为参照的虚拟场景，高度仿真的“虚拟攀岩馆”，使实验场景和实验对象更直观形象；在使用过程中，将攀岩风险防范识别技术应用于系统中，能自动识别学生攀岩风险管理中出现的操作路径，以此能够全程、全方位予以实时记录，依据既定标准能给予实时反馈和形成性评定；在实验过程中，能够即时交互操作评价，便于学生进行自我评定和相互评定；在整个操作过程中，通过键盘和鼠标使实验者双手在虚拟场景中操作，让学生如同亲临实境，感同身受。

四、实验教学目标

通过实验的实施，需要达到以下目的：

1、知识目标。掌握人员评估、装备认知、装备使用、保护操作等环节的风险识别与标准评估流程，明确因不合格装备、不正确使用装备带来的伤害后果。

2、技能目标。掌握攀岩保护过程中保护站设置、五步保护手法以及下降等操作方法，规避相关操作中可能出现的因人为操作带来的风险。

3、应用能力。提高学生在实际攀岩过程的发现风险的意识，为实际参加训练和比赛的保障工作奠定安全基础。

五、实验特色

实验采用中英双语进行授课，扩大攀岩风险防范虚拟仿真实验的服务对象与服务范围，打破地域、语言、国界制约，服务更多攀岩运动参与者，提升其风险防范意识与能力。

1.实验原理

本实验覆盖攀岩人员状态评估、场地装备认知、攀岩基础操作等攀岩相关知识。

（1）人员状态评估：本实验要求学生掌握攀岩高风险人群识别、运动建议、训练计划的指导。熟悉攀岩高风险人群的认定：凡高血压、心脏病、中风等容易因情绪波动诱发疾病的患者；近六个月内有骨折、内出血、经历手术者；参加活动前24小时内存在酗酒者、过度肥胖者者；以及其他不适宜参加高空剧烈体育活动的人群，均被视为攀岩活动中高风险人群。需要在活动前进行准确评估与筛查并做有效风险管理。其次，就身体机能不同，推进攀岩训练前的体能锻炼方式。

（2）场地装备认知：学生能正确、规范、标准的场地器材使用方法，对不同环节的风险拥有感知能力，最大限度的对风险进行有效管理。学生需要对《GB 19079.4体育场所开放条件与技术要求第4部分：攀岩场所》、《GB/T 23268.1 运动保护装备要求 第1部分：登山动力绳》、《GB/T10001.1公共信息图形符号》等标准有所了解。需要了解相关器械的正确使用方法，并能对场地的安全风险进行判别，并做出合理处置与管理。

（3）装备使用（高风险操作模拟）：本实验为课程的重点环节，通过虚拟手段，真实还原错误使用器材带来的高风险伤害事故。重点头盔、安全带、动力绳、主锁、快挂、保护器（ATC、GRIGRI）、扁带、绳结的错误使用进行伤害事故模拟。

（4）攀岩基础操作：保护站设置、顶绳保护方法（五部保护法）、先锋攀登保护与下降方法为攀岩运动中基本保护技术。本实验为课程的重点环节，通过虚拟手段规范的操作演示让学生直观感受正确操作规范，通过通过错误操作模拟演示，真实还原错误使用器材带来的高风险伤害事故，使学生明确高风险操作容易造成严重后果，在后期实践操作中进行风险管控。

知识点：共12个

1）攀岩高风险人群识别

2）攀岩场地的安全风险判断

3）攀岩头盔的佩戴方式与其风险防范意义

4）攀岩安全带的佩戴方式与其风险防范意义

5）攀岩动力绳的质量把控与风险判断

6）攀岩主锁的使用方式与其风险防范意义

7）正确的攀岩保护手法与其风险防范意义

8）正确的送绳手法与其风险防范意义

9）攀岩保护站角度与其风险原理

10）攀岩动力绳的正确使用与其风险防范意义

11）先锋攀爬中攀岩快挂的正确使用与其风险防范意义

12）攀岩保护器的正确使用与其风险防范意义

2.核心要素仿真设计

本实验的核心要素包括：攀岩装备使用、器材操作高风险情况、场地风险评估。各要素仿真度如下：

（1）攀岩装备使用虚拟仿真。虚拟设备及其使用，均取材于实物，按照真实比例模拟制作。设备细节及操作步骤由运动康复学专业教师反复确认、修改，保证实验设备及使用步骤的科学、合理性。基础保护装备中，本实验分别就头盔、安全带、动力绳、主锁、快挂、保护器、等器材的作用进行三维动画展示。让学生通过本实验从更为直观、细微的角度了解相关器械的正确使用方法。

（2）高风险情况虚拟仿真：通过虚拟手段，真实还原错误使用器材带来的高风险伤害事故。重点对头盔、安全带、动力绳、主锁、快挂等装备进行伤害事故模拟。通过错误操作模拟演示，真实还原错误使用器材带来的高风险伤害事故，使学生明确高风险操作容易造成严重后果，在后期实践操作中进行风险管控。

（3）场地风险评估虚拟仿真

根据《GB 19079.4体育场所开放条件与技术要求第4部分：攀岩场所》、《GB/T 10001.1 公共信息图形符号》等标准进行场地建模。实验中学生需要对场地的安全风险进行判别，并作出合理的处置与管理。

（4）攀爬考评

通过虚拟手段规范的操作演示让学生直观感受正确操作规范，通过错误操作模拟演示，真实还原错误使用器材带来的高风险伤害事故，使学生明确高风险操作容易造成严重后果，在后期实践操作中进行风险管控。

1.学生交互性操作步骤见表，共16步

2.交互性步骤详细说明

实验交互部分分为获取许可证、获取攀岩保护、开始攀岩三大部分。

（1）获取许可证部分，分为固定题目和随机题目两个模块，固定题目为每次实验必要考核的题目，数量较少，随机题目为每次实验随机在题库中进行抽取的题目，数量较多，考察点全面。

（2）获取攀岩保护部分，学生在场景中自由漫游，通过寻找5种攀岩保护装备，触发16种不同的选择，每一步选择会对攀岩过程造成不同的影响。只要不是最安全的，都会在攀岩时触发不同的事件，展示高风险行为后果的虚拟仿真动画，导致勇者值减少，旁白：“这世界没有侥幸，每一点疏忽都会被意外无限放大。”学生可以通过完成题目获取重新开始的机会。如果学生全部选择了最安全的佩戴方式，系统会问他：“这样攀登虽然很安全，但你的得分会很低，你确定要以这种方式攀岩吗”，如果他能坚持选择最安全的方式，他在攀岩时就能顺利登顶并安全下降，并直接获得最高的得分，此时旁白：“安全登顶的勇士才是真的勇士”。

获取攀岩保护的架构图如下：

3）开始攀岩部分，根据不同的攀岩方式（顶绳攀岩、先锋攀岩），分别有7到8个程序判定节点，根据学生在获取攀岩保护部分所做的选择，和面临突发情况的处理选择，会触发不同的高风险情况演示。

每一个节点都有多层次的判定机制和赋分原则，风险情况随机出现，学生在前面获取装备时发生错误后，在此处仍然可以进行补救，完成题目可以获得继续向前的机会。