中圖分類號:G807.4 文獻標識碼:A 文章編號:1007-6883(2025)03-0093-07
DOI:10.19986/j.cnki.1007-6883.2025.03.011
虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR)最早由美國的JaronLanier于上世紀80年代提出,是一種綜合信息應(yīng)用技術(shù),融合了計算機圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理技術(shù)以及多媒體技術(shù).自從1989年美國國立圖書館建立了人體影像數(shù)據(jù)庫以來,世界各國開始探索并建立可視人及數(shù)字人技術(shù),隨著數(shù)字人技術(shù)的發(fā)展,該項技術(shù)也逐漸應(yīng)用到醫(yī)學(xué)虛擬仿真教學(xué)中[].人工智能技術(shù)的高速發(fā)展,使其在教育中的應(yīng)用越來越廣泛,高等教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型也反映了當前世界教育的發(fā)展趨勢.目前在我國部分高校醫(yī)學(xué)專業(yè)解剖學(xué)教學(xué)中已經(jīng)應(yīng)用了虛擬仿真教學(xué)技術(shù).運動解剖學(xué)歸屬于形態(tài)學(xué)范疇,作為體育學(xué)院各個專業(yè)的公共基礎(chǔ)應(yīng)用學(xué)科,尤其是運動人體科學(xué)及運動康復(fù)專業(yè),其教學(xué)質(zhì)量直接影響到后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí).虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)基于互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù),創(chuàng)建虛擬世界相關(guān)數(shù)據(jù)庫,通過多媒體、人機交互的形式,構(gòu)建虛擬仿真教學(xué)環(huán)境.虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)突破了傳統(tǒng)教學(xué)模式的限制[2],將抽象的內(nèi)容具體化,有效強化學(xué)生記憶,提高教學(xué)效率,改善教學(xué)質(zhì)量,同時也為學(xué)生將來從事運動實踐奠定堅實的解剖學(xué)基礎(chǔ).
13D虛擬仿真技術(shù)在運動解剖學(xué)教學(xué)平臺建設(shè)中應(yīng)用的必然性
虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于臨床教學(xué)國內(nèi)外已有先例,目前在我國部分高校虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于解剖學(xué)教學(xué)[3-4].傳統(tǒng)的解剖學(xué)教學(xué)手段之一的尸體解剖,被認為是學(xué)習(xí)解剖學(xué)的重要教學(xué)手段,但是由于現(xiàn)代尸體來源有限,標本保存和維護均需特殊的環(huán)境和場地[5],還需專人進行管理,并且保存尸體的福爾馬林對人體身體健康存在不利影響.利用3D虛擬仿真技術(shù)建立的數(shù)字化虛擬人體立體直觀,教師和學(xué)生使用不受時間和空間的限制,因而使得解剖學(xué)的學(xué)習(xí)延伸到課堂之外,提高教學(xué)效率[6,因此3D虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于運動解剖學(xué)教學(xué)平臺的建設(shè)對于運動解剖學(xué)的教學(xué)改革具有十分重要的意義.
1.13D虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)平臺的構(gòu)建可以豐富教學(xué)內(nèi)容
運動解剖學(xué)3D仿真教學(xué)平臺的構(gòu)建可以豐富運動解剖學(xué)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)資源.運動解剖學(xué)教學(xué)包括理論教學(xué)和實踐教學(xué),受到教學(xué)時數(shù)壓縮及教學(xué)條件的影響,傳統(tǒng)的理論課教學(xué)和實驗教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)很難滿足當前社會發(fā)展對學(xué)生理論與運動實踐相聯(lián)系的應(yīng)用能力的要求.高等教育階段,實驗教學(xué)是培養(yǎng)和提高大學(xué)生素質(zhì)與創(chuàng)新能力的重要教學(xué)手段,基于此有學(xué)者構(gòu)建了4個彼此聯(lián)系、逐級遞進的實驗教學(xué)層次,構(gòu)成了所謂的運動解剖學(xué)實驗課教學(xué)新體系:包括基本技能訓(xùn)練、基礎(chǔ)性實驗、綜合性功能實驗、設(shè)計性實驗[7]:目前我國高等院校的運動解剖學(xué)實驗教學(xué)大多還是停留在第一、第二層次,即基本技能訓(xùn)練與基礎(chǔ)性實驗,而缺乏綜合性功能實驗與設(shè)計性實驗的教學(xué)內(nèi)容.目前在部分醫(yī)學(xué)院校和體育學(xué)院開展了解剖學(xué)虛擬仿真教學(xué),數(shù)字化虛擬人體在教學(xué)中應(yīng)用為醫(yī)學(xué)院校解剖學(xué)的教學(xué)提供大量系統(tǒng)解剖學(xué)、局部解剖學(xué)和斷層解剖學(xué)的教學(xué)素材,數(shù)字化虛擬人體(“虛擬人”)的構(gòu)建首先是采集大量的真實人體斷面圖像數(shù)據(jù)信息,再利用計算機技術(shù)進行整合重建得到人體的三維立體結(jié)構(gòu)圖像,是醫(yī)學(xué)與計算機技術(shù)相結(jié)合的成果[8-9].3D虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于運動解剖學(xué)教學(xué)平臺以構(gòu)建運動解剖學(xué)圖片庫、3D動畫資源庫、學(xué)習(xí)資源庫等.根據(jù)運動解剖學(xué)的教學(xué)特點,3D虛擬仿真教學(xué)平臺的構(gòu)建還可以展示骨連接、肌肉起止點、以及肌肉運動的3D動畫.通過3D虛擬數(shù)字人模型放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、隱藏、透明顯示功能,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合解剖學(xué)實物標本、模型和3D虛擬仿真數(shù)字人觀察正常人體形態(tài)結(jié)構(gòu);通過3D虛擬仿真運動動畫觀察運動中的骨骼、關(guān)節(jié)和肌肉的狀態(tài).通過實體標本和3D虛擬仿真數(shù)字人的多維度觀察,攻克運動解剖學(xué)教學(xué)中的難點,適當增加運動解剖學(xué)綜合性功能實驗、設(shè)計性實驗內(nèi)容,提高體育學(xué)生理論聯(lián)系運動實踐的能力,為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)夯實運動解剖學(xué)基礎(chǔ).
1.23D虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用彌補學(xué)時不足的影響
運動解剖學(xué)3D仿真教學(xué)平臺的構(gòu)建可以緩解運動解剖學(xué)學(xué)時數(shù)減少的矛盾、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.為了適應(yīng)社會發(fā)展對人才培養(yǎng)需求的變化,不斷深人進行高校教學(xué)改革,許多高校開始實行大類招生,根據(jù)社會需求變化對專業(yè)人才培養(yǎng)計劃進行了修訂,規(guī)定了運動解剖學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、目的及課時數(shù).在此大背景下運動解剖學(xué)教學(xué)課時數(shù)不斷縮減,以調(diào)動學(xué)生的主觀能動性、提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力.運動解剖學(xué)有大量的專業(yè)名詞、概念和結(jié)構(gòu)與運動實踐關(guān)系極為密切,通過對骨骼、關(guān)節(jié)、肌肉及運動的動作分析等知識的學(xué)習(xí),對體育術(shù)科技術(shù)動作及身體練習(xí)方法的理解,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系運動實踐的能力,為將來提高動作技術(shù)水平及競技能力、體育保健、預(yù)防及減少運動損傷、損傷后的康復(fù)評定及康復(fù)治療等運動實踐服務(wù)打下堅實的基礎(chǔ).但是在有限的教學(xué)課時的情況下,教師的教學(xué)負荷與學(xué)生的學(xué)習(xí)難度均會增加;再者體育學(xué)院學(xué)生重技術(shù)輕理論的傳統(tǒng)思維導(dǎo)致對理論課程不重視,學(xué)生對理論課包括運動解剖學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣較低,加之運動解剖學(xué)學(xué)習(xí)難度較大,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有可能產(chǎn)生厭學(xué)心理,興趣缺乏從而影響運動解剖學(xué)的整體教學(xué)效果.3D虛擬仿真技術(shù)在運動解剖學(xué)教學(xué)平臺構(gòu)建的應(yīng)用可以搭建學(xué)生的自主學(xué)習(xí)平臺,以彌補學(xué)時數(shù)減少帶來的教學(xué)不足.在3D虛擬仿真教學(xué)平臺搭建的基礎(chǔ)上,構(gòu)建運動解剖學(xué)線上課程資源,將教學(xué)大綱、教案、3D虛擬仿真技術(shù)制作的教學(xué)視頻、研究熱點以及相關(guān)電子資源等資料進行上傳,充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力.尤其是對于在課堂上沒有達到預(yù)期學(xué)習(xí)目標的學(xué)生,可以通過3D仿真教學(xué)平臺不斷地補充、鞏固自己的知識,以完成預(yù)期的學(xué)習(xí)目標[10].
1.33D虛擬仿真技術(shù)教學(xué)平臺的構(gòu)建可有效改善教學(xué)質(zhì)量
基于3D虛擬仿真技術(shù)教學(xué)平臺的構(gòu)建豐富了運動解剖學(xué)的教學(xué)手段,有效改善教學(xué)質(zhì)量.解剖學(xué)隸屬于形態(tài)學(xué),是醫(yī)學(xué)課程中最重要的基礎(chǔ)課程之一,運動解剖學(xué)作為基于形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)之上的基礎(chǔ)應(yīng)用學(xué)科,是運動人體科學(xué)及運動康復(fù)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程之一.解剖學(xué)的學(xué)科特點是有大量的專業(yè)名詞、概念、結(jié)構(gòu)關(guān)系需要記憶,但是其描述抽象,學(xué)生僅僅依靠傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以在短時間內(nèi)完全理解和準確記憶.目前,多媒體輔助教學(xué)在大學(xué)本科教學(xué)階段已經(jīng)普遍運用,但是傳統(tǒng)的運動解剖學(xué)課件大多以二維圖片展現(xiàn)解剖結(jié)構(gòu),再加上標本、模型或者錄像為輔完成教學(xué),其不能直觀顯示人體的立體層次結(jié)構(gòu),缺乏立體感,學(xué)生對于三維空間結(jié)構(gòu)的理解與掌握有一定的難度,容易產(chǎn)生畏難心理,不能很好的調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性,教學(xué)效果尚欠佳[],特別是運動解剖學(xué)的動作分析的教學(xué)內(nèi)容,將直接指導(dǎo)運動實踐過程,但是依靠傳統(tǒng)的教學(xué)手段難以達到較好的教學(xué)效果.而3D仿真技術(shù)在運動解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用將解剖結(jié)構(gòu)以栩栩如生的3D動畫和逼真的視頻來演示,使得原本抽象復(fù)雜的專業(yè)術(shù)語與解剖結(jié)構(gòu)層析關(guān)系一目了然,讓學(xué)生更加容易理解、記憶進而掌握,從而改進教學(xué)效果.
2基于3D虛擬仿真技術(shù)的運動解剖學(xué)教學(xué)平臺的構(gòu)建途徑
現(xiàn)以2023\~2024級學(xué)生運動解剖學(xué)教學(xué)平臺為例說明基于3D虛擬仿真技術(shù)的運動解剖學(xué)教學(xué)平臺的建設(shè)情況.該校引進了一套德仁科教儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)的“人體3D運動解剖學(xué)軟件系統(tǒng)”(型號:DRVSV1.0.),運動解剖學(xué)授課教師均是具有多年教學(xué)經(jīng)驗的一線教師,近三年來已經(jīng)使用了學(xué)校的“超星泛雅學(xué)習(xí)通”教學(xué)平臺進行教學(xué),具備了一定的經(jīng)驗,熟悉教學(xué)平臺的建設(shè).運動解剖學(xué)線上課程教學(xué)平臺課程首頁設(shè)置了課程介紹、教師團隊、教學(xué)方法介紹、教學(xué)資源、課程章節(jié)等內(nèi)容(圖1).
該校2023\~2024級體育學(xué)院學(xué)生學(xué)習(xí)運動解剖學(xué)課程共計21個班級,人數(shù)504人,運動解剖學(xué)課程學(xué)習(xí)平臺建設(shè)學(xué)習(xí)任務(wù)點章節(jié)53個,非任務(wù)點章節(jié)60個,教師團隊錄制教學(xué)視頻49個,時長共計769分鐘,上傳課程相關(guān)文檔42個,建設(shè)題庫總數(shù)達304題.
2.1構(gòu)建運動解剖學(xué)教學(xué)圖片動畫資源庫
運動解剖學(xué)教學(xué)平臺上的圖片動畫資源庫包括運動系統(tǒng):全身骨骼、骨連接、肌肉(包括肌肉動畫,肌肉起止點:頭部肌肉起止點、頸部肌肉起止點、肩部肌肉起止點、上肢肌肉起止點和下肢肌肉起止點、肌肉動畫圖);脈管系統(tǒng)、感覺器官、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)臟學(xué)、內(nèi)分泌系統(tǒng)(消化系統(tǒng)、男性生殖系統(tǒng)、女性生殖系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng))以及整體人等3D結(jié)構(gòu).如圖2所示.
2.2基于3D虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建運動解剖學(xué)課程章節(jié)學(xué)習(xí)平臺
根據(jù)運動解剖學(xué)的章節(jié)內(nèi)容將教學(xué)大綱、教案上傳到平臺,并同步將運動解剖學(xué)章節(jié)內(nèi)容按照知識點制作基于3D虛擬仿真系統(tǒng)的授課視頻等資料上傳到平臺.方便學(xué)生利用碎片時間提前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)從而加深對于知識的理解與掌握,尤其是對于在課堂上沒有達到預(yù)期學(xué)習(xí)目標的學(xué)生,可以通過基于3D虛擬仿真技術(shù)的教學(xué)平臺不斷地補充、鞏固自己的知識,以完成預(yù)期的學(xué)習(xí)目標.通過學(xué)習(xí)平臺,教師可以實時監(jiān)測學(xué)生學(xué)習(xí)的進度,以督促未完成學(xué)習(xí)的同學(xué)按時完成學(xué)習(xí)任務(wù),學(xué)生自己也可以在學(xué)習(xí)平臺上看到自己的學(xué)習(xí)狀態(tài),及時完成教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù).在學(xué)期末,教師可以通過查看學(xué)生的學(xué)習(xí)總進度了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,可以在期末考試之前再次督促學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù),達到學(xué)習(xí)預(yù)警的作用.如此基于3D虛擬仿真技術(shù)的教學(xué)平臺的構(gòu)建可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性,同時可以隨時向教師反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,達到人才培養(yǎng)的目的.
2.3在運動解剖學(xué)教學(xué)平臺上同步設(shè)置專題討論區(qū)
在運動解剖學(xué)教學(xué)平臺上同步設(shè)置專題討論區(qū)主要目的是讓學(xué)生更多地參與討論與運動解剖學(xué)密切相關(guān)的運動實踐案例.讓學(xué)生利用已學(xué)到的運動解剖學(xué)知識分析運動實踐中面臨的一些案例,比如根據(jù)運動解剖學(xué)的知識制定某塊肌肉或肌肉群的力量與柔韌性的訓(xùn)練方案,培養(yǎng)學(xué)生將理論知識和運動實踐有機結(jié)合起來的能力,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及解決運動實踐問題的能力.專題討論區(qū)還兼具教師給學(xué)生或者學(xué)生之間相互輔導(dǎo)答疑的功能,主要目的是利用專題討論區(qū)助力教師及時和學(xué)生交流溝通,掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,任課教師針對學(xué)生的疑問給予及時解惑.
2.4設(shè)置運動解剖學(xué)課后練習(xí)及自主考試
在運動解剖學(xué)的教學(xué)平臺上,設(shè)置課后章節(jié)測驗和綜合測試對于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成效至關(guān)重要.這些測試不僅能夠幫助學(xué)生鞏固課堂所學(xué)知識,還能通過即時反饋機制,讓學(xué)生及時了解自己對知識點的掌握程度.例如,教師可以在平臺上發(fā)布與當天教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)的練習(xí)題,題目形式多樣,包括但不限于選擇題、填空題和簡答題等.學(xué)生完成練習(xí)后,系統(tǒng)能夠立即提供反饋,指出正確答案和解析,這樣學(xué)生就可以在第一時間內(nèi)查漏補缺,強化對知識點的理解.到了學(xué)期末,教師可以設(shè)計一系列綜合性測試題,這些題目覆蓋整個學(xué)期的核心知識點,以此來評估學(xué)生的整體學(xué)習(xí)成果.學(xué)生通過這些測試題進行自我檢測,能夠全面了解自己在學(xué)期中的學(xué)習(xí)進展和存在的問題.在平臺上布置線下的課后作業(yè)是讓學(xué)生復(fù)習(xí)所學(xué)知識內(nèi)容的另一種重要學(xué)習(xí)方式,具有一定程度的限制性.布置作業(yè)的時候設(shè)定學(xué)生提交作業(yè)的截止時間,在一定程度上可以培養(yǎng)學(xué)生的自律能力.在布置作業(yè)的同時在平臺上設(shè)定作業(yè)的參考答案,再設(shè)置為學(xué)生提交作業(yè)、教師批改之后可以查看,如此,學(xué)生可以根據(jù)教師提供的參考答案,自行修正,提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力.全部作業(yè)資料均可以在作業(yè)庫中查看,也便于學(xué)生日后查看、復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)知識點.
同時,教學(xué)平臺的自動成績統(tǒng)計功能,能夠為學(xué)生提供一個清晰的成績單,展示他們在各個知識點上的得分情況,從而識別出自己的薄弱環(huán)節(jié),教師也可以通過這個功能,及時了解全班學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,進而對教學(xué)計劃和方法進行調(diào)整,以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求.此外,教學(xué)平臺還可以通過數(shù)據(jù)分析與評價模塊,為教師提供關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)行為的詳細數(shù)據(jù).這些數(shù)據(jù)包括學(xué)生觀看教學(xué)視頻的頻率、完成作業(yè)的時間、參與討論的積極性等,幫助教師更全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和偏好,從而提供更有針對性的指導(dǎo)和支持.
3基于3D虛擬仿真技術(shù)的運動解剖學(xué)教學(xué)平臺建立的應(yīng)用價值及展望
3.1基于3D虛擬仿真技術(shù)的運動解剖學(xué)教學(xué)平臺教學(xué)使用情況
基于3D虛擬仿真技術(shù)的運動解剖學(xué)教學(xué)平臺展示的解剖結(jié)構(gòu)立體直觀,可以分層顯示正常人體大體及微觀結(jié)構(gòu),360度無死角,無論是教師教學(xué)還是學(xué)生自學(xué)均無障礙.通過系統(tǒng)中3D虛擬仿真動畫以及系統(tǒng)呈現(xiàn)出來的“直觀形象、廣、深、精準”數(shù)字化資源,能實現(xiàn)運動解剖學(xué)理論實踐一體化、多層次、開放式教學(xué),充分提高學(xué)生對人體結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的趣味性、積極性,從而提高運動解剖學(xué)及功能解剖學(xué)的教學(xué)質(zhì)量.該校自2022級開始在運動解剖學(xué)教學(xué)中申請了線上線下混合式教學(xué)且全面投入使用,經(jīng)過兩年的建設(shè),運動解剖學(xué)3D虛擬仿真教學(xué)平臺累計訪問量824433次,累計選課人數(shù)達1108人次.2023年5月教學(xué)平臺“運動解剖學(xué)3D虛擬仿真教學(xué)平臺構(gòu)建”在“廣東省高校教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型優(yōu)秀案例征集與展示”活動中榮獲三等獎.運動解剖學(xué)課程于2023年9月獲批“校級線上線下一流課程”.運動解剖學(xué)3D虛擬仿真教學(xué)平臺課程任務(wù)點類型分布為視頻學(xué)習(xí)任務(wù)占比 44.44% 、文檔學(xué)習(xí)任務(wù)占比 33.33% 、章節(jié)測驗學(xué)習(xí)任務(wù)占比 22.22% .教學(xué)平臺上學(xué)習(xí)任務(wù)的綜合成績包括學(xué)生學(xué)習(xí)視頻任務(wù)、上課簽到、完成課后章節(jié)測驗及課后作業(yè)四個部分,每個部分占比為 25% .以2022級某一個班統(tǒng)計的綜合成績?yōu)槔?,從學(xué)生的綜合成績分布來看,顯示80\~100分的同學(xué)占比達到了 95.65% 60\~80分的同學(xué)占比只有 4.35% .從這些數(shù)據(jù)來看,大部分學(xué)生完成了正常的學(xué)習(xí)任務(wù),具有一定的成效.
3.2促進教師拓展改革教學(xué)方法、提高數(shù)字化教學(xué)素養(yǎng)
在高等教育中,教師的角色不僅是知識的傳遞者,更是學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐技能的培養(yǎng)者.隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字化教學(xué)已成為提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段.特別是在運動解剖學(xué)這一領(lǐng)域,3D虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用為教學(xué)改革提供了新的機遇.通過引人3D虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng),有條件還可以引人VR技術(shù)引入運動解剖學(xué)的教學(xué)[12],教師可以設(shè)計更具挑戰(zhàn)性的教學(xué)內(nèi)容,如設(shè)計性、綜合性和創(chuàng)新性實驗,這些實驗?zāi)軌虼龠M學(xué)生對運動解剖學(xué)知識的深人理解和應(yīng)用.這種教學(xué)方式不僅能夠提高學(xué)生的實踐操作能力,還能激發(fā)他們的創(chuàng)新思維,培養(yǎng)他們解決復(fù)雜問題的能力.3D虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用也對教師提出了更高的要求.教師需要不斷更新自己的數(shù)字化教學(xué)技能,以適應(yīng)新的教學(xué)工具和方法.這包括掌握3D建模、虛擬環(huán)境設(shè)計以及如何有效地將這些技術(shù)融入到教學(xué)中.通過參與虛擬仿真教學(xué)的實踐,教師可以提升自己的現(xiàn)代數(shù)字化教學(xué)素養(yǎng),這不僅有助于提高教學(xué)質(zhì)量,也能為教師的科研工作提供更好的條件.在這種現(xiàn)代化的教學(xué)環(huán)境中,教師可以利用3D虛擬仿真技術(shù)模擬真實的解剖場景,讓學(xué)生在沒有解剖實體的情況下,也能進行細致的觀察和操作.這種模擬環(huán)境為學(xué)生提供了一個安全、可重復(fù)的實踐平臺,使他們能夠在沒有風險的情況下嘗試,從而更好地掌握知識.3D虛擬仿真技術(shù)在運動解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用,不僅能夠提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維,還能推動教師不斷更新教學(xué)方法,提升自身的數(shù)字化教學(xué)素養(yǎng).這種教學(xué)方式的推廣,將為培養(yǎng)具有應(yīng)用性和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才提供有力支持.
3.3基于3D虛擬仿真技術(shù)的運動解剖學(xué)教學(xué)平臺可拓展社會服務(wù)
基于3D虛擬仿真技術(shù)的運動解剖學(xué)教學(xué)平臺的資源可為地方大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù),通過廣、深、精準、直觀的形態(tài)學(xué)教學(xué)資源等,搭建地方運動解剖學(xué)的教育教學(xué)科研平臺,不僅能夠為大學(xué)生提供應(yīng)用性創(chuàng)新能力的培養(yǎng),將來還能夠擴展其社會服務(wù)功能.利用3D虛擬仿真技術(shù),可以為中小學(xué)生及普通民眾提供生動、直觀的解剖學(xué)知識普及.這種科普宣教方式不僅能夠提高公眾的健康意識,還能促進健康行為的形成.根據(jù)《中小學(xué)健康教育指導(dǎo)綱要》的通知,健康教育是培養(yǎng)學(xué)生健康意識與公共衛(wèi)生意識的重要途徑.3D虛擬仿真技術(shù)可以為中小學(xué)生提供更加直觀和互動的學(xué)習(xí)體驗,例如,通過虛擬仿真實驗教學(xué),學(xué)生可以更直觀地了解人體結(jié)構(gòu),從而更好地理解健康生活方式的重要性,幫助他們掌握必要的健康知識和技能,促進健康行為和生活方式的養(yǎng)成.
運動解剖學(xué)知識在社會健康服務(wù)中扮演著重要角色.通過3D虛擬仿真技術(shù),我們能夠為公眾提供直觀的解剖學(xué)展示,幫助他們理解運動對肌肉、骨骼的影響,以及如何通過正確的運動方式預(yù)防傷害.例如,可以組織師生在社區(qū)開展健康講座,利用仿真模型展示標準的運動姿勢,教育居民如何有效鍛煉特定肌肉群,同時避免運動損傷.通過這些服務(wù),運動解剖學(xué)不僅停留在理論層面,而是真正轉(zhuǎn)化為提升公眾健康水平的實用工具,
4結(jié)語
人工智能的高速發(fā)展促使數(shù)字技術(shù)成為高等教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要工具,3D虛擬仿真技術(shù)在運動解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用,不僅體現(xiàn)了高校數(shù)字化賦能的趨勢,也為教育創(chuàng)新提供了新的思路和方法.基于3D虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建的運動解剖學(xué)教學(xué)平臺具備直觀立體展示、師生交互性強、學(xué)生的自主學(xué)習(xí)不受時間空間的限制等優(yōu)點,使得優(yōu)質(zhì)教育資源得以共享,促進了教育公平.同時有助于學(xué)生運動解剖學(xué)的學(xué)習(xí)效果的提升和授課教師的數(shù)字化教學(xué)素養(yǎng)的提升.該技術(shù)的推廣與應(yīng)用,也標志著教育科技領(lǐng)域的一次深刻變革,為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神與實踐能力的運動醫(yī)學(xué)人才奠定了堅實基礎(chǔ),
參考文獻:
[1]MichaelJA.The visible human projet:From body tobits[J].Annu IntConf IEEEEng MedBiol Soc.,2016:3338-3341.
[2]周亦武,鄧偉年,羅桑旦增,等.法醫(yī)病理學(xué)虛擬仿真教學(xué)實驗室的建設(shè)與展望[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育,2019,3(21):231-234.
[3]Peterson DC,Mlynarczyk GS.Analysisof traditional versus three-dimensionalaugmentedcurriculumonanatomi-callearning outcome measures[J]. Anat Sci Educ,2016,9 (6):529-536.
[4]徐世一,祝星宇,孟永海,等.虛擬仿真教學(xué)在中醫(yī)藥實訓(xùn)課程中的應(yīng)用[J].中國數(shù)字醫(yī)學(xué),2024(7):110-114.
[5]黃金玉,徐能全,王華京,等.醫(yī)維度虛擬仿真教學(xué)平臺在系統(tǒng)解剖學(xué)理論教學(xué)中的應(yīng)用[J].贛南醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2022,42(12):1338-1340
[6]吳天秀,符華春,蔡潔.三維虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)3Dbody在系統(tǒng)解剖學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用體會[J].解剖學(xué)雜志,2020,43(1):77-79.
[7]喬玉成,盧向陽,張紅娟,等.運動解剖學(xué)實驗課程體系和教學(xué)模式的創(chuàng)新與實踐[J].山西師大體育學(xué)院學(xué)報,2008(4):118-120.
[8]吳菊花.虛擬仿真技術(shù)在體育專業(yè)運動解剖學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].體育科技,2020,41(5):159-160.
[9]熊天慶,顏丙春,烏日汗,等.基于虛擬仿真技術(shù)結(jié)合數(shù)字人系統(tǒng)的實驗教學(xué)方法在護理專業(yè)人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].解剖學(xué)雜志,2024,47(1):69-71.
[10]孫羽,李諶,呂曉虹,等.虛擬仿真系統(tǒng)聯(lián)合小程序在影像斷層解剖學(xué)課程中的應(yīng)用[J].中國繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育,2024(12):183-187.
[11]劉洋波.基于3Dbody虛擬仿真的運動系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計與實施[J].遵義師范學(xué)院學(xué)報,2023,25(3):156-160.
[12]陳杰,李琨,王星,等.VR技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中國高等醫(yī)學(xué)教育,2024(7):120-121.
Construction of a Sports Anatomy Teaching Platform Based on 3D Virtual Simulation Technology
ZHANG Ying,ZHANG Guo-hua,ZHAO Ke-yong,WEI Xiao-na (College of Physical Education,Hanshan Normal University,Chaozhou,Guangdong,521041)
Abstract:With therapid advancement of modern technology,the application of artificial intelligence in higher education has become increasingly widespread.Theglobal trend in pedagogical development is gradually shifting towards teaching methods based on networkedvirtual simulation technology. In response to the limitations of traditional teaching approaches in terms of intuitiveness and interactivity,the application of 3D virtual simulation technology in sportsanatomy education representsa concrete manifestation of digital empowerment in higher education institutions.This paper explores the construction of a sports anatomy teaching platform through four aspects: developing a database of animated instructional images for sports anatomy,creating a chapter-based learning platform for sports anatomy courses,establishing dedicated discusion forums,and implementing post-class exercises and autonomous examinations.Furthermore,the paper analyzes the application value of the platform upon implementation and provides prospects for future development and utilization.
Key words: sports anatomy;3D virtual simulation;teaching platform