虚拟实验对运动人体科学实验教学的应用

摘要:运动人体科学实验室一门实验课程,是由多学科交叉构成的,是体育教学的重要组成部分。虚拟实验作为运动人体科学实验教学的有效抓手,对展示运动人体科学实验的原理,强化原理的认知等有着非常重要的意义。基于此,该文结合运动人体科学实验教学的实际,就虚拟实验的使用策略展开了研究。

关键词:虚拟实验；运动人体科学；实验教学；促进

运动人体科学实验可以帮助体育院系的学生提高创新思维,拓宽体育院系的学生的知识面,有利于学生对于体育运动的技能的更深入的理解。但是各大体育院系对于实验课程并没有足够的重视,导致实验设施严重不足,这不仅打击了学生对于实验课程的兴趣,还影响了学生的动手能力,操作能力的锻炼和提高。新课改的目标就是要提高学生的素质教育,要完善体育院系的实验课程。

1传统运动人体科学实验教学的不足

实验课一直都是高校中体育院系的一门必修课。在传统的实验教学过程中,教师都是按照已经确定好的教学大纲来进行的。传统的实验课程的目的也是为了提高学生的动手能力和独立思考的能力。但是传统的实验课程却没有取得预期的教学效果,学生对于有的人体实验课程也不太感兴趣。第一,体育院系中的实验设备数量不足。实验课必定是要通过学生操作和执行实验的过程来明白所学的内容。但是随着高校的不断扩招,体育院系的学生的数量也越来越多,但是体育院系的领导对运动人体实验课也不是十分的重视,对实验课程所需要的实验设备投入较少,使得实验课程的设备数量不足,或者是过于陈旧而无法满足实验的需要,从而影响的了体育人体实验课的顺利进行。第二,传统的体育实验课的教学方法落后。传统的实验课上教师还是以讲解验证性的实验为主,而学生也只能是按照原有的实验过程来照做一遍。这样会使学生失去对实验的兴趣,也不能锻炼学生的创新能力。所以说传统的实验课不能真正的体现出实验课的内涵。第三,在体育实验的教学内容中,也会有一些难度较高的实验安排。但是这些难度较高的实验,由于实验的过程比较复杂,又很难找到可以进行实验的对象,导致这样的实验虽然学生感兴趣,但是却无法实际的进行。

2虚拟实验对运动人体科学实验教学的促进及优势

虚拟实验早在25年前就已经被美国的教授提出来了。虚拟实验顾名思义就是在虚拟的环境中进行实验,而不是在现实环境中进行的实验。随着计算机虚拟技术的进一步的完善,虚拟技术已经应用到了很多的领域中。对于高校的运动人体实验课程将虚拟实验引入进来是一个非常不错的选择。第一,虚拟实验可以克服实验设备不足的缺点,在计算机中就可以轻松的完成实验,提高了学生对实验课程的兴趣和积极性。第二,虚拟实验可以克服传统的实验教学方法落后的情况。在虚拟实验过程中,学生可以按照自己的意愿来改变实验的影响因素,来观察得到的不同的结果,提高了学生的创新能力和积极思考的能力。第三,虚拟实验不需要昂贵的实验器材,也不需要寻找实验对象。运动人体实验的实验对象是人,这使得在现实中进行一些实验是不可能完成的,但是虚拟实验可以在计算机中模拟人类的行为和动作,这样就可以完成一些复杂的人体实验了。

3虚拟实验在运动人体科学教学中的应用策略

3.1虚拟实验在验证型实验中应用

验证性实验就是已经经过前人的多次反复的验证,实验结果是唯一而且确定的实验。验证性实验的目的不是为了锻炼学生的思维能力,而是要加强学生对于已有的知识的理解,帮助学生将已有的知识记忆下来。但是传统的验证性实验多数是动物实验,为了完成这些动物实验,体育院系要购买大量的活体动物,比如蛙心灌流实验,就要准备大量的青蛙。但是数量大的青蛙也很难买到,特别是现在动物保护意识的提高,运用动物来做实验也引起了社会各界人士的质疑。而且在现实的实验中,一旦操作失误就会导致整个实验的失败,也浪费了实验的动物。而虚拟实验中就不存在这些问题。虚拟实验不需要真正的动物来进行实验,会更加的环保和人性化。此外,虚拟实验可以节约一大笔购买实验对象和设备的资金。由于虚拟实验是在计算机中完成的,所以体育院系无需再购买动物,即使学生在操作的过程中出现了失误,也可以在计算机中重新开始实验,不会造成浪费。

3.2虚拟实验在综合型实验中应用

综合型实验是一些需要在实验过程中综合利用学生的知识和技能的实验,这类实验对于学生能力的要求较验证型实验要高很多。学生必须在实验的过程中充分调动自身的知识和肢体的协调能力等才能完成实验。这类实验可以很好的锻炼学生的动手能力、思维能力和对事物的思考能力。虽然一些体育院系也开设了一些较为简单的综合型实验,如动脉血压的测评、人体体温的测评等,但是复杂的综合型实验就很难在现实中完成了。而虚拟实验可以在计算机中为学生提供一些精密而昂贵的实验仪器来帮助学生模拟实验的情况,学生就可以观察到这些复杂的人体反应。比如人体左心室收缩间期和舒张间期的测定,在现实中需要借助心电图机和一些监测仪器才能完成,这对于体育院系而言是个很大的负担,但是虚拟实验就可以在计算机中轻松的模拟出这些仪器的功能,让学生在计算机中进行操作,还能有完全真实的体验,来完成整个实验的过程。

3.3虚拟实验在设计型实验中应用

设计型实验是体育院系中人体运动实验课程中最难的一类实验。设计型实验需要学生自己灵活的运用已有的知识,来自己设计实验,自己确定实验中的一些变量,确定实验中这些变量的变化幅度等等情况,最终得出结论。这类实验有些类似与科研实验,还没有确定的答案,而是要靠学生自己的设计去发现问题,找出答案。这对学生的能力要求是非常高的,不仅要学生掌握体育方面的知识,还要学生具有其他学科的相关知识或者是某些常识,才能够完成对实验的设计和操作。目前在体育院系中进行设计型实验还是十分困难的,一般都会安排多个学生组成一个小组,每个学生在小组中都会有不同的任务,来分别应对实验中可能出现的问题,并且进行记录。如果在小组中配合失误,就会导致整个的实验结果出现误差,甚至是错误的结论。而且不同的学生对于实验的理解不同,也容易出现对实验如何设计和进行的争执,难以让每个学生都按照自己的想法和理解去完成实验。但是虚拟实验中,每个学生都可以独自来完成设计型实验,因为计算机可以帮助学生进行记录和处理一些突发的事件,简化了实验的复杂度。

4结语

虚拟实验教学是一种依靠计算机教学软件来完成的实验课程,通过虚拟的实验软件,可以模拟出许多复杂的实验情境,让一些原本在现实生活中无法进行的实验也可以在计算机中进行。丰富了学生的实验经历,开拓了学生的眼界,也可以锻炼学生的思维能力和处理问题的能力。而且虚拟实验也可以避免一些无辜的动物遭受实验的痛苦,也更加符合时代的要求,符合现代人的心理,也更加的环保和人性化,也有利于学生在心理上接受这些实验。但是完全都是虚拟实验也会降低学生对于真实实验的感觉,所以体育院系可以适当的将虚拟实验和真实的实验进行结合,合理的对实验的形式进行安排。

参考文献

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作者：廉西娟 单位：西安交通大学体育中心