虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入體育保健學(xué)的調(diào)查研究

朱成東　劉小菲　王麗

為了研究將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入高校體育保健課堂的可行性，基于豐富高校體育保健學(xué)課程和教學(xué)模式的目的，本研究采用問(wèn)卷和訪談法調(diào)查了體育保健學(xué)及體育健康課程相關(guān)高校體育教師對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)可度與應(yīng)用意愿度。調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)高校體育教師對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室有一定的了解，并認(rèn)可其輔助教學(xué)作用和提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與能力;體育教師很愿意在未來(lái)教學(xué)中將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入體育保健學(xué)課程并參加相關(guān)培訓(xùn);但由于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)并未普及，導(dǎo)致許多教師的操作能力不足，同時(shí)目前仍存在一些技術(shù)問(wèn)題。通過(guò)此研究建議高校完善虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)并加強(qiáng)高校體育教師對(duì)其的學(xué)習(xí)，同時(shí)真正將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中去，做到學(xué)以致用。

體育保健學(xué)是一門研究人體在體育運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保健規(guī)律與措施的一門綜合性應(yīng)用科學(xué)。它是一門伴隨著體育運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，并在醫(yī)療保健與體育運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的進(jìn)程中逐漸發(fā)起來(lái)的一門邊緣交叉學(xué)科。學(xué)生通過(guò)體育保健學(xué)這一課程學(xué)習(xí)其基本理論，知識(shí)與技能，進(jìn)而能夠評(píng)定運(yùn)動(dòng)者的身體發(fā)育、健康狀況和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練水平，為其體育訓(xùn)練與比賽提供科學(xué)依據(jù)。體育保健學(xué)的教學(xué)形式分為課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分，對(duì)于體育保健學(xué)課程中“急救包扎、出血的急救、關(guān)節(jié)脫位的急救、骨折的急救”等一些運(yùn)動(dòng)性傷害的現(xiàn)場(chǎng)急救處理的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，由于教學(xué)條件有限，對(duì)于以上典型運(yùn)動(dòng)急救案例，學(xué)生無(wú)法動(dòng)手操作，因此需要改變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念與方式，積極探索更加科學(xué)的教學(xué)方法與手段來(lái)提升學(xué)生們學(xué)習(xí)的趣味性和主動(dòng)性，進(jìn)而提升學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力來(lái)提升體育保健學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。

在信息技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)正在影響著人們的生活與學(xué)習(xí)，傳統(tǒng)教學(xué)模式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)代教學(xué)的需求，信息化教學(xué)模式已然成為提高學(xué)生教育質(zhì)量和實(shí)踐能力的重要途徑之一。其建設(shè)與發(fā)展是順應(yīng)國(guó)家政策、響應(yīng)行業(yè)需求、促進(jìn)體育學(xué)科發(fā)展需要的重要實(shí)現(xiàn)途徑之一。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，通過(guò)平臺(tái)模擬實(shí)踐環(huán)境與過(guò)程，來(lái)引起學(xué)生們對(duì)體育保健學(xué)這門課程的學(xué)習(xí)興趣，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力和應(yīng)用知識(shí)的能力，該平臺(tái)與其他相比具有成本不高、危險(xiǎn)性低、能夠共享等優(yōu)勢(shì)，自2013年我國(guó)正式起動(dòng)建設(shè)國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中心，至今在該共享平臺(tái)上已有超過(guò)1100項(xiàng)國(guó)家級(jí)教學(xué)項(xiàng)目，由此可知我國(guó)極其重視開(kāi)展信息化教學(xué)模式。隨著虛擬仿真技術(shù)日漸成熟，使其廣泛地應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)等方面中。然而，目前采用此種教學(xué)形式屈指可數(shù)，本文通過(guò)闡述將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入體育保健學(xué)的意義，對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行分析與討論、并對(duì)高校體育教師發(fā)放問(wèn)卷調(diào)查他們對(duì)這期的認(rèn)可度與應(yīng)用意愿度。

1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入體育保健學(xué)的意義

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室是一種基于VR技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等構(gòu)建的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)化的虛擬教學(xué)系統(tǒng)。通過(guò)采用虛擬技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形圖像、動(dòng)畫(huà)技術(shù)等，教師能夠在任何地方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。當(dāng)前虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要有開(kāi)放式與桌面式單機(jī)式兩種形式。有研究表明虛擬實(shí)驗(yàn)室能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并將自己所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中。不少研究也顯示，教師使用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室不受時(shí)間空間限制，學(xué)生也能在課堂中學(xué)習(xí)到診斷不同類型的運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷，通過(guò)多媒體工具將教材中難以理解的知識(shí)形象地展示給學(xué)生，還能夠較好地解決目前普遍存在的教學(xué)問(wèn)題，讓學(xué)生能夠較好地掌握這些知識(shí)并在實(shí)際中加以應(yīng)用。因此將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入體育保健學(xué)至關(guān)重要，這不僅是教學(xué)目的更是推進(jìn)體育保健學(xué)課程改革的重要方向之一。體育保健學(xué)這門課程的教學(xué)目的是讓學(xué)生了解科學(xué)的運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)性損傷及科學(xué)的處理方式，進(jìn)而積極投入體育活動(dòng)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中去，為提升我國(guó)體育質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。

2 調(diào)查對(duì)象與方法

本次研究對(duì)象選取全國(guó)30名體育保健學(xué)相關(guān)教師，30名體育健康課程相關(guān)教師，對(duì)所選取的體育教師進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查法與訪談法，被調(diào)查的60名教師的教齡由2年以下至20年以上均有，其中10年以上教齡占至45%，如下表所示。

本次研究采用李克特量5級(jí)量表（Likertscale），主要包含本人基本信息和12個(gè)調(diào)查問(wèn)題，以此來(lái)進(jìn)一步掌握對(duì)于將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入體育保健學(xué)的課堂，各高校體育教師對(duì)其了解程度、認(rèn)可度與意愿度。本輪問(wèn)卷數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采取5級(jí)計(jì)分法，若問(wèn)卷中出現(xiàn)少答題或多選，該問(wèn)卷則被視為無(wú)效問(wèn)卷。本次研究共發(fā)放60份問(wèn)卷，回收有效問(wèn)卷共58份，有效回收率達(dá)。經(jīng)SPSS25.0檢驗(yàn)問(wèn)卷的同質(zhì)性信度系數(shù)ɑ為0.931>0.8，信度較好。

3 調(diào)查結(jié)果與分析

3.1 高校體育教師對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的了解程度

通過(guò)分析高校體育教師對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的了解程度（表2），大學(xué)體育教師的選中比率為：33%的教師持基本贊同的態(tài)度，32.3%的教師持贊同的態(tài)度，14.5%的教師持非常贊同的態(tài)度，累計(jì)百分比達(dá)73%。由此我們可知大部分體育教師對(duì)于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室了解程度較高。而在教師能否熟練操作虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的調(diào)查中，在所調(diào)查的高校體育教師中：有22.3%的教師持基本贊同的態(tài)度、8.1%的教師持贊同的態(tài)度、6.5%的教師持非常贊同的態(tài)度，累計(jì)百分比為39.%。由此我們可知目前大多數(shù)體育教師并不了解如何使用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，從以上兩個(gè)調(diào)查結(jié)果可以看出，高校體育教師對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)識(shí)程度優(yōu)于高中體育教師，但是能夠熟練使用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的教師較少。通過(guò)進(jìn)一步調(diào)查得知，目前只有部分高校設(shè)有虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，大部分是用于醫(yī)學(xué)或者化學(xué)這些學(xué)科，用于體育保健學(xué)這一學(xué)科則是少之又少。以上就是調(diào)查結(jié)果顯示的高校體育教師對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室有一定程度的了解但并不會(huì)熟練操作的原因。

3.2 高校體育教師對(duì)于將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入體育保健學(xué)的認(rèn)可度

通過(guò)分析高校體育教師對(duì)于將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入體育保健學(xué)的認(rèn)可度（表3），在所調(diào)查的結(jié)果顯示，85%的高校體育教師認(rèn)為會(huì)對(duì)教師的教學(xué)有較大的幫助。而對(duì)于學(xué)生們的幫助：82.3%的高校體育教師認(rèn)為能夠建立起運(yùn)動(dòng)解剖立體概念將會(huì)大大提高學(xué)生對(duì)體育保健學(xué)的學(xué)習(xí)興趣;81.3%的高校體育教師認(rèn)為將會(huì)提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī);83.2%的高校體育教師認(rèn)為能夠使學(xué)生對(duì)科學(xué)健身、運(yùn)動(dòng)損傷和病癥的預(yù)防、處理認(rèn)識(shí)更深入;64.6%的高校體育教師認(rèn)為將會(huì)提升學(xué)生的應(yīng)急能力與診斷能力。從以上的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，高校體育教師對(duì)于其的認(rèn)可主要是由于能夠幫助使教師的課堂更加生動(dòng)、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及實(shí)際操作能力，教師可通過(guò)虛擬仿真平臺(tái)模擬出人體骨折的過(guò)程，使學(xué)生對(duì)骨折的產(chǎn)生原因及類型產(chǎn)生深刻的印象，易于學(xué)生掌握骨折的癥狀與體征，并以此為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)不同身體部位腳趾的趾骨，跖骨，踝關(guān)節(jié)的內(nèi)踝、外踝、后踝，大腿的股骨骨折等的處理方法，為日后體育訓(xùn)練或比賽積累豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)教師也可通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室來(lái)模擬“骨折急救的臨時(shí)固定”，通過(guò)該平臺(tái)學(xué)生能夠清晰地觀察每個(gè)步驟的操作流程，快速掌握書(shū)本上難懂的知識(shí)，然而對(duì)于能否提升學(xué)生的實(shí)際操作能力還有待考量。通過(guò)對(duì)一些體育教師深入調(diào)查，我們得知由于在訓(xùn)練中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)損傷會(huì)與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室所模擬出來(lái)的運(yùn)動(dòng)損傷會(huì)有一些差別，所以部分體育老師會(huì)擔(dān)心能否會(huì)對(duì)學(xué)生在面對(duì)實(shí)際情況時(shí)出現(xiàn)誤導(dǎo)。但由于所調(diào)查的其他方面被大部分高校教師所認(rèn)可，所以依然有87%的高校體育教師會(huì)認(rèn)為學(xué)校將認(rèn)可將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)引入體育保健學(xué)并給予支持。

3.3 未來(lái)課堂中使用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的意愿度

通過(guò)分析高校體育教師對(duì)于未來(lái)將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入體育保健學(xué)的意愿度（表4）83.5%的高校體育教師認(rèn)為未來(lái)會(huì)將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入到體育保健學(xué)的課堂上;87.3%的高校體育老師認(rèn)為在科技發(fā)展的時(shí)代，教師們應(yīng)該學(xué)會(huì)利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室;91.1%的高校體育教師表示愿意參加將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入體育保健學(xué)的交流會(huì)議。由以上調(diào)查結(jié)果可知，絕大多數(shù)高校體育教師對(duì)于將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入體育保健學(xué)的意愿度還是非常高的。但對(duì)于“虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室能夠代替現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室”這一問(wèn)題，只有50%的高校體育老師持支持贊同，與其他問(wèn)題有較大的差距，通過(guò)進(jìn)一步訪談得知，是由于目前用于體育教學(xué)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室還是比較少的，而且學(xué)校在已有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基礎(chǔ)上也沒(méi)有位置來(lái)設(shè)立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，由于以上種種原因會(huì)阻礙將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入體育保健課堂。

綜上可知，大部分高校體育教師對(duì)于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室有一定程度的了解，但是由于目前對(duì)于將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入體育保健學(xué)還沒(méi)有受到過(guò)多的重視，導(dǎo)致目前能夠熟練使用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的老師數(shù)量較少。高校體育教師對(duì)于引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室會(huì)提高學(xué)生對(duì)體育保健學(xué)的興趣、自主學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、對(duì)科學(xué)健身、運(yùn)動(dòng)損傷和病癥的預(yù)防、處理認(rèn)識(shí)更深入等方面還是比較認(rèn)可，但對(duì)其提升學(xué)生的實(shí)際操作能力認(rèn)可度較低。較多高校體育老師認(rèn)為學(xué)校會(huì)認(rèn)可虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的作用并支持將其引入體育保健學(xué)的課堂，而高校體育老師也非常愿意去學(xué)習(xí)如何使用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室并引入自己的課堂中去。

4 建議

根據(jù)以上調(diào)查結(jié)果可知，高校體育教師對(duì)于將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入體育保健學(xué)的認(rèn)可度與意愿度較高。但是由于目前已建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的高校數(shù)量較少，用于體育教學(xué)的更是少之又少，導(dǎo)致許多高校體育教師對(duì)其只是了解并不會(huì)使用，很難將其引入到自己的課堂中去。因此給出以下幾點(diǎn)建議：

4.1 加強(qiáng)高校體育虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)工作

隨著虛擬仿真技術(shù)日漸成熟，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在教育領(lǐng)域，體育保健學(xué)作為體育教育中的一門關(guān)鍵的課程，傳統(tǒng)體育保健課程常采用微視頻或ppt等教學(xué)形式，相較于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室形式較為單一，不能體現(xiàn)該課程教學(xué)內(nèi)容的特色。為進(jìn)一步豐富高校體育保健學(xué)這一課程，首先高?？梢栽诟鱾€(gè)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)實(shí)驗(yàn)室配備的計(jì)算上安裝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的軟件，以課程內(nèi)容中的實(shí)際案例為專題，詳細(xì)講解肩膀損傷、腰部損傷、膝部損傷、軟組織損傷等運(yùn)動(dòng)性損傷的處理過(guò)程，以此將該課程的實(shí)用性落實(shí)到生活中，激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而培養(yǎng)出全面發(fā)展的體育教師。其次需充分利用互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，比如有效借助微課、雨課堂等在線課程資源，來(lái)實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容資源共享，讓學(xué)生在疫情期間充分利用以上資源，做到不停學(xué)，不停課。

4.2 加強(qiáng)教師對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室軟件的學(xué)習(xí)

傳統(tǒng)體育保健課堂中主要以老師講解為主，學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)損傷診斷及運(yùn)動(dòng)性病癥等相關(guān)知識(shí)基本來(lái)自書(shū)本的內(nèi)容和視頻，而這些章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)比較抽象并復(fù)雜，同時(shí)還會(huì)涉及臨床診斷、病理變化、實(shí)際操作等內(nèi)容，若按照傳統(tǒng)教學(xué)模式，導(dǎo)致目前課堂教學(xué)效果不理想。而教師們?nèi)裟軌蛴行Ю锰摂M仿真實(shí)驗(yàn)室，更加生動(dòng)并直觀地觀察運(yùn)動(dòng)性病癥等臨床表現(xiàn)，從而能夠加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，例如運(yùn)動(dòng)中比較常出現(xiàn)的肌肉痙攣，其原理是肌絲滑行，教師通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室將這個(gè)抽象且復(fù)雜的過(guò)程轉(zhuǎn)變成可視直觀的動(dòng)畫(huà)，將知識(shí)點(diǎn)生動(dòng)形象地向?qū)W生們展示。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課堂可將兩種課堂最大限度地結(jié)合在一起，在網(wǎng)絡(luò)課堂中既保證其原有的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中的手腦并用：通過(guò)操作鼠標(biāo)鍵盤(pán)進(jìn)一步觀察不同類型運(yùn)動(dòng)損傷的臨床表現(xiàn)，真正做到對(duì)實(shí)驗(yàn)的“心中有數(shù)”，極大地提高了進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室實(shí)際操作和思考能力。

4.3 完善虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室是在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，利用Jave、Flesh等技術(shù)研究而成，將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入體育保健學(xué)的課堂上，通過(guò)模擬各種運(yùn)動(dòng)損傷的情景，不僅能讓學(xué)生們掌握相關(guān)知識(shí)，還能提升他們的動(dòng)手實(shí)踐能力，同時(shí)也能夠培養(yǎng)他們從發(fā)現(xiàn)到分析最后解決問(wèn)題的能力。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室若要培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)對(duì)能力，則軟件所展示出的運(yùn)動(dòng)損傷類型應(yīng)盡可能與臨床表現(xiàn)吻合。若與實(shí)際相差較多，會(huì)對(duì)學(xué)生造成一定的誤導(dǎo)。因此在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)時(shí)需請(qǐng)教資深教師給予建議，通過(guò)反復(fù)檢查與校對(duì)，使虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室軟件在原有基礎(chǔ)上得到改善，也為未來(lái)能夠更快將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室引入到體育保健學(xué)的課堂中去。

本文系遼寧省社會(huì)科學(xué)規(guī)劃基金項(xiàng)目（L19CTY002）;教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（202101377015）;2021年度遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革研究?jī)?yōu)質(zhì)教學(xué)資源建設(shè)與共享項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)701）。