虛擬實驗對運動人體科學實驗教學的促進與使用策略

廉西娟

摘 要：運動人體科學實驗室一門實驗課程，是由多學科交叉構(gòu)成的，是體育教學的重要組成部分。虛擬實驗作為運動人體科學實驗教學的有效抓手，對展示運動人體科學實驗的原理，強化原理的認知等有著非常重要的意義?；诖耍撐慕Y(jié)合運動人體科學實驗教學的實際，就虛擬實驗的使用策略展開了研究。

關鍵詞：虛擬實驗 運動人體科學 實驗教學 促進

中圖分類號：G807.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2813（2017）07（b）-0015-02

運動人體科學實驗可以幫助體育院系的學生提高創(chuàng)新思維，拓寬體育院系的學生的知識面，有利于學生對于體育運動的技能的更深入的理解。但是各大體育院系對于實驗課程并沒有足夠的重視，導致實驗設施嚴重不足，這不僅打擊了學生對于實驗課程的興趣，還影響了學生的動手能力，操作能力的鍛煉和提高。新課改的目標就是要提高學生的素質(zhì)教育，要完善體育院系的實驗課程。

1 傳統(tǒng)運動人體科學實驗教學的不足

實驗課一直都是高校中體育院系的一門必修課。在傳統(tǒng)的實驗教學過程中，教師都是按照已經(jīng)確定好的教學大綱來進行的。傳統(tǒng)的實驗課程的目的也是為了提高學生的動手能力和獨立思考的能力。但是傳統(tǒng)的實驗課程卻沒有取得預期的教學效果，學生對于有的人體實驗課程也不太感興趣。第一，體育院系中的實驗設備數(shù)量不足。實驗課必定是要通過學生操作和執(zhí)行實驗的過程來明白所學的內(nèi)容。但是隨著高校的不斷擴招，體育院系的學生的數(shù)量也越來越多，但是體育院系的領導對運動人體實驗課也不是十分的重視，對實驗課程所需要的實驗設備投入較少，使得實驗課程的設備數(shù)量不足，或者是過于陳舊而無法滿足實驗的需要，從而影響的了體育人體實驗課的順利進行。第二，傳統(tǒng)的體育實驗課的教學方法落后。傳統(tǒng)的實驗課上教師還是以講解驗證性的實驗為主，而學生也只能是按照原有的實驗過程來照做一遍。這樣會使學生失去對實驗的興趣，也不能鍛煉學生的創(chuàng)新能力。所以說傳統(tǒng)的實驗課不能真正的體現(xiàn)出實驗課的內(nèi)涵。第三，在體育實驗的教學內(nèi)容中，也會有一些難度較高的實驗安排。但是這些難度較高的實驗，由于實驗的過程比較復雜，又很難找到可以進行實驗的對象，導致這樣的實驗雖然學生感興趣，但是卻無法實際的進行。

2 虛擬實驗對運動人體科學實驗教學的促進及優(yōu)勢

虛擬實驗早在25年前就已經(jīng)被美國的教授提出來了。虛擬實驗顧名思義就是在虛擬的環(huán)境中進行實驗，而不是在現(xiàn)實環(huán)境中進行的實驗。隨著計算機虛擬技術的進一步的完善，虛擬技術已經(jīng)應用到了很多的領域中。對于高校的運動人體實驗課程將虛擬實驗引入進來是一個非常不錯的選擇。第一，虛擬實驗可以克服實驗設備不足的缺點，在計算機中就可以輕松的完成實驗，提高了學生對實驗課程的興趣和積極性。第二，虛擬實驗可以克服傳統(tǒng)的實驗教學方法落后的情況。在虛擬實驗過程中，學生可以按照自己的意愿來改變實驗的影響因素，來觀察得到的不同的結(jié)果，提高了學生的創(chuàng)新能力和積極思考的能力。第三，虛擬實驗不需要昂貴的實驗器材，也不需要尋找實驗對象。運動人體實驗的實驗對象是人，這使得在現(xiàn)實中進行一些實驗是不可能完成的，但是虛擬實驗可以在計算機中模擬人類的行為和動作，這樣就可以完成一些復雜的人體實驗了。

3 虛擬實驗在運動人體科學教學中的應用策略

3.1 虛擬實驗在驗證型實驗中應用

驗證性實驗就是已經(jīng)經(jīng)過前人的多次反復的驗證，實驗結(jié)果是唯一而且確定的實驗。驗證性實驗的目的不是為了鍛煉學生的思維能力，而是要加強學生對于已有的知識的理解，幫助學生將已有的知識記憶下來。但是傳統(tǒng)的驗證性實驗多數(shù)是動物實驗，為了完成這些動物實驗，體育院系要購買大量的活體動物，比如蛙心灌流實驗，就要準備大量的青蛙。但是數(shù)量大的青蛙也很難買到，特別是現(xiàn)在動物保護意識的提高，運用動物來做實驗也引起了社會各界人士的質(zhì)疑。而且在現(xiàn)實的實驗中，一旦操作失誤就會導致整個實驗的失敗，也浪費了實驗的動物。而虛擬實驗中就不存在這些問題。虛擬實驗不需要真正的動物來進行實驗，會更加的環(huán)保和人性化。此外，虛擬實驗可以節(jié)約一大筆購買實驗對象和設備的資金。由于虛擬實驗是在計算機中完成的，所以體育院系無需再購買動物，即使學生在操作的過程中出現(xiàn)了失誤，也可以在計算機中重新開始實驗，不會造成浪費。

3.2 虛擬實驗在綜合型實驗中應用

綜合型實驗是一些需要在實驗過程中綜合利用學生的知識和技能的實驗，這類實驗對于學生能力的要求較驗證型實驗要高很多。學生必須在實驗的過程中充分調(diào)動自身的知識和肢體的協(xié)調(diào)能力等才能完成實驗。這類實驗可以很好的鍛煉學生的動手能力、思維能力和對事物的思考能力。雖然一些體育院系也開設了一些較為簡單的綜合型實驗，如動脈血壓的測評、人體體溫的測評等，但是復雜的綜合型實驗就很難在現(xiàn)實中完成了。而虛擬實驗可以在計算機中為學生提供一些精密而昂貴的實驗儀器來幫助學生模擬實驗的情況，學生就可以觀察到這些復雜的人體反應。比如人體左心室收縮間期和舒張間期的測定，在現(xiàn)實中需要借助心電圖機和一些監(jiān)測儀器才能完成，這對于體育院系而言是個很大的負擔，但是虛擬實驗就可以在計算機中輕松的模擬出這些儀器的功能，讓學生在計算機中進行操作，還能有完全真實的體驗，來完成整個實驗的過程。

3.3 虛擬實驗在設計型實驗中應用

設計型實驗是體育院系中人體運動實驗課程中最難的一類實驗。設計型實驗需要學生自己靈活的運用已有的知識，來自己設計實驗，自己確定實驗中的一些變量，確定實驗中這些變量的變化幅度等等情況，最終得出結(jié)論。這類實驗有些類似與科研實驗，還沒有確定的答案，而是要靠學生自己的設計去發(fā)現(xiàn)問題，找出答案。這對學生的能力要求是非常高的，不僅要學生掌握體育方面的知識，還要學生具有其他學科的相關知識或者是某些常識，才能夠完成對實驗的設計和操作。目前在體育院系中進行設計型實驗還是十分困難的，一般都會安排多個學生組成一個小組，每個學生在小組中都會有不同的任務，來分別應對實驗中可能出現(xiàn)的問題，并且進行記錄。如果在小組中配合失誤，就會導致整個的實驗結(jié)果出現(xiàn)誤差，甚至是錯誤的結(jié)論。而且不同的學生對于實驗的理解不同，也容易出現(xiàn)對實驗如何設計和進行的爭執(zhí)，難以讓每個學生都按照自己的想法和理解去完成實驗。但是虛擬實驗中，每個學生都可以獨自來完成設計型實驗，因為計算機可以幫助學生進行記錄和處理一些突發(fā)的事件，簡化了實驗的復雜度。

4 結(jié)語

虛擬實驗教學是一種依靠計算機教學軟件來完成的實驗課程，通過虛擬的實驗軟件，可以模擬出許多復雜的實驗情境，讓一些原本在現(xiàn)實生活中無法進行的實驗也可以在計算機中進行。豐富了學生的實驗經(jīng)歷，開拓了學生的眼界，也可以鍛煉學生的思維能力和處理問題的能力。而且虛擬實驗也可以避免一些無辜的動物遭受實驗的痛苦，也更加符合時代的要求，符合現(xiàn)代人的心理，也更加的環(huán)保和人性化，也有利于學生在心理上接受這些實驗。但是完全都是虛擬實驗也會降低學生對于真實實驗的感覺，所以體育院系可以適當?shù)膶⑻摂M實驗和真實的實驗進行結(jié)合，合理的對實驗的形式進行安排。

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