虚拟仿真实验室引入体育保健学的调查研究

朱成东　刘小菲　王丽

为了研究将虚拟仿真实验室引入高校体育保健课堂的可行性，基于丰富高校体育保健学课程和教学模式的目的，本研究采用问卷和访谈法调查了体育保健学及体育健康课程相关高校体育教师对虚拟仿真实验室的认可度与应用意愿度。调查结果发现，大多数高校体育教师对虚拟仿真实验室有一定的了解，并认可其辅助教学作用和提升学生学习兴趣与能力;体育教师很愿意在未来教学中将虚拟仿真实验室引入体育保健学课程并参加相关培训;但由于虚拟仿真实验室的建设并未普及，导致许多教师的操作能力不足，同时目前仍存在一些技术问题。通过此研究建议高校完善虚拟仿真实验室的建设并加强高校體育教师对其的学习，同时真正将所学的知识应用到实际生活中去，做到学以致用。

体育保健学是一门研究人体在体育运动过程中保健规律与措施的一门综合性应用科学。它是一门伴随着体育运动的发展，并在医疗保健与体育运动相结合的进程中逐渐发起来的一门边缘交叉学科。学生通过体育保健学这一课程学习其基本理论，知识与技能，进而能够评定运动者的身体发育、健康状况和运动训练水平，为其体育训练与比赛提供科学依据。体育保健学的教学形式分为课堂教学与实验教学两部分，对于体育保健学课程中“急救包扎、出血的急救、关节脱位的急救、骨折的急救”等一些运动性伤害的现场急救处理的实验项目，由于教学条件有限，对于以上典型运动急救案例，学生无法动手操作，因此需要改变传统的教学观念与方式，积极探索更加科学的教学方法与手段来提升学生们学习的趣味性和主动性，进而提升学生动手实践的能力来提升体育保健学课程的教学质量。

在信息技术迅速发展的时代，互联网、大数据、虚拟现实等技术正在影响着人们的生活与学习，传统教学模式已远远不能满足当代教学的需求，信息化教学模式已然成为提高学生教育质量和实践能力的重要途径之一。其建设与发展是顺应国家政策、响应行业需求、促进体育学科发展需要的重要实现途径之一。虚拟仿真实验教学应用现代信息技术，通过平台模拟实践环境与过程，来引起学生们对体育保健学这门课程的学习兴趣，从而激发他们的学习动力和应用知识的能力，该平台与其他相比具有成本不高、危险性低、能够共享等优势，自2013年我国正式起动建设国家级虚拟仿真实验室教学中心，至今在该共享平台上已有超过1100项国家级教学项目，由此可知我国极其重视开展信息化教学模式。随着虚拟仿真技术日渐成熟，使其广泛地应用于实践教学等方面中。然而，目前采用此种教学形式屈指可数，本文通过阐述将虚拟仿真实验室引入体育保健学的意义，对其特点进行分析与讨论、并对高校体育教师发放问卷调查他们对这期的认可度与应用意愿度。

1 虚拟仿真实验室引入体育保健学的意义

虚拟仿真实验室是一种基于VR技术、数据库技术、互联网技术等构建的开放式网络化的虚拟教学系统。通过采用虚拟技术、仿真技术、计算机图形图像、动画技术等，教师能够在任何地方进行实验操作。当前虚拟仿真实验平台主要有开放式与桌面式单机式两种形式。有研究表明虚拟实验室能够有效提高学生的学习兴趣并将自己所学的知识应用到实际中。不少研究也显示，教师使用虚拟仿真实验室不受时间空间限制，学生也能在课堂中学习到诊断不同类型的运动创伤，通过多媒体工具将教材中难以理解的知识形象地展示给学生，还能够较好地解决目前普遍存在的教学问题，让学生能够较好地掌握这些知识并在实际中加以应用。因此将虚拟仿真实验室引入体育保健学至关重要，这不仅是教学目的更是推进体育保健学课程改革的重要方向之一。体育保健学这门课程的教学目的是让学生了解科学的运动方式、运动性损伤及科学的处理方式，进而积极投入体育活动和运动训练中去，为提升我国体育质量奠定了基础。

2 调查对象与方法

本次研究对象选取全国30名体育保健学相关教师，30名体育健康课程相关教师，对所选取的体育教师进行问卷调查法与访谈法，被调查的60名教师的教龄由2年以下至20年以上均有，其中10年以上教龄占至45%，如下表所示。

本次研究采用李克特量5级量表（Likertscale），主要包含本人基本信息和12个调查问题，以此来进一步掌握对于将虚拟仿真实验室引入体育保健学的课堂，各高校体育教师对其了解程度、认可度与意愿度。本轮问卷数据统计采取5级计分法，若问卷中出现少答题或多选，该问卷则被视为无效问卷。本次研究共发放60份问卷，回收有效问卷共58份，有效回收率达。经SPSS25.0检验问卷的同质性信度系数ɑ为0.931>0.8，信度较好。

3 调查结果与分析

3.1 高校体育教师对虚拟仿真实验室的了解程度

通过分析高校体育教师对虚拟仿真实验室的了解程度（表2），大学体育教师的选中比率为：33%的教师持基本赞同的态度，32.3%的教师持赞同的态度，14.5%的教师持非常赞同的态度，累计百分比达73%。由此我们可知大部分体育教师对于虚拟仿真实验室了解程度较高。而在教师能否熟练操作虚拟仿真实验室的调查中，在所调查的高校体育教师中：有22.3%的教师持基本赞同的态度、8.1%的教师持赞同的态度、6.5%的教师持非常赞同的态度，累计百分比为39.%。由此我们可知目前大多数体育教师并不了解如何使用虚拟仿真实验室，从以上两个调查结果可以看出，高校体育教师对虚拟仿真实验室的认识程度优于高中体育教师，但是能够熟练使用虚拟仿真实验室的教师较少。通过进一步调查得知，目前只有部分高校设有虚拟仿真实验室，大部分是用于医学或者化学这些学科，用于体育保健学这一学科则是少之又少。以上就是调查结果显示的高校体育教师对虚拟仿真实验室有一定程度的了解但并不会熟练操作的原因。

3.2 高校体育教师对于将虚拟仿真实验室引入体育保健学的认可度

通过分析高校体育教师对于将虚拟仿真实验室引入体育保健学的认可度（表3），在所调查的结果显示，85%的高校体育教师认为会对教师的教学有较大的帮助。而对于学生们的帮助：82.3%的高校体育教师认为能够建立起运动解剖立体概念将会大大提高学生对体育保健学的学习兴趣;81.3%的高校体育教师认为将会提高学生自主学习动机;83.2%的高校体育教师认为能够使学生对科学健身、运动损伤和病症的预防、处理认识更深入;64.6%的高校体育教师认为将会提升学生的应急能力与诊断能力。从以上的统计结果来看，高校体育教师对于其的认可主要是由于能够帮助使教师的课堂更加生动、提高学生的学习兴趣以及实际操作能力，教师可通过虚拟仿真平台模拟出人体骨折的过程，使学生对骨折的产生原因及类型产生深刻的印象，易于学生掌握骨折的症状与体征，并以此为基础学习不同身体部位脚趾的趾骨，跖骨，踝关节的内踝、外踝、后踝，大腿的股骨骨折等的处理方法，为日后体育训练或比赛积累丰富的经验，同时教师也可通过虚拟仿真实验室来模拟“骨折急救的临时固定”，通过该平台学生能够清晰地观察每个步骤的操作流程，快速掌握书本上难懂的知识，然而对于能否提升学生的实际操作能力还有待考量。通过对一些体育教师深入调查，我们得知由于在训练中出现的运动损伤会与虚拟仿真实验室所模拟出来的运动损伤会有一些差别，所以部分体育老师会担心能否会对学生在面对实际情况时出现误导。但由于所调查的其他方面被大部分高校教师所认可，所以依然有87%的高校体育教师会认为学校将认可将虚拟仿真实验引入体育保健学并给予支持。

3.3 未来课堂中使用虚拟仿真实验室的意愿度

通过分析高校体育教师对于未来将虚拟仿真实验室引入体育保健学的意愿度（表4）83.5%的高校体育教师认为未来会将虚拟仿真实验室引入到体育保健学的课堂上;87.3%的高校体育老师认为在科技发展的时代，教师们应该学会利用虚拟仿真实验室;91.1%的高校体育教师表示愿意参加将虚拟仿真实验室引入体育保健学的交流会议。由以上调查结果可知，绝大多数高校体育教师对于将虚拟仿真实验室引入体育保健学的意愿度还是非常高的。但对于“虚拟仿真实验室能够代替现有的實验室”这一问题，只有50%的高校体育老师持支持赞同，与其他问题有较大的差距，通过进一步访谈得知，是由于目前用于体育教学的虚拟仿真实验室还是比较少的，而且学校在已有实验设备的基础上也没有位置来设立虚拟仿真实验室，由于以上种种原因会阻碍将虚拟仿真实验室引入体育保健课堂。

综上可知，大部分高校体育教师对于虚拟仿真实验室有一定程度的了解，但是由于目前对于将虚拟仿真实验室引入体育保健学还没有受到过多的重视，导致目前能够熟练使用虚拟仿真实验室的老师数量较少。高校体育教师对于引入虚拟仿真实验室会提高学生对体育保健学的兴趣、自主学习动机、对科学健身、运动损伤和病症的预防、处理认识更深入等方面还是比较认可，但对其提升学生的实际操作能力认可度较低。较多高校体育老师认为学校会认可虚拟仿真实验室的作用并支持将其引入体育保健学的课堂，而高校体育老师也非常愿意去学习如何使用虚拟仿真实验室并引入自己的课堂中去。

4 建议

根据以上调查结果可知，高校体育教师对于将虚拟仿真实验室引入体育保健学的认可度与意愿度较高。但是由于目前已建立虚拟仿真实验室的高校数量较少，用于体育教学的更是少之又少，导致许多高校体育教师对其只是了解并不会使用，很难将其引入到自己的课堂中去。因此给出以下几点建议：

4.1 加强高校体育虚拟仿真实验室的建设工作

随着虚拟仿真技术日渐成熟，虚拟仿真实验在各个领域得到了广泛的应用，尤其是在教育领域，体育保健学作为体育教育中的一门关键的课程，传统体育保健课程常采用微视频或ppt等教学形式，相较于虚拟仿真实验室形式较为单一，不能体现该课程教学内容的特色。为进一步丰富高校体育保健学这一课程，首先高校可以在各个运动人体科学实验室配备的计算上安装虚拟仿真实验室的软件，以课程内容中的实际案例为专题，详细讲解肩膀损伤、腰部损伤、膝部损伤、软组织损伤等运动性损伤的处理过程，以此将该课程的实用性落实到生活中，激发学生们的学习兴趣，进而培养出全面发展的体育教师。其次需充分利用互联网等技术，比如有效借助微课、雨课堂等在线课程资源，来实现课程内容资源共享，让学生在疫情期间充分利用以上资源，做到不停学，不停课。

4.2 加强教师对虚拟仿真实验室软件的学习

传统体育保健课堂中主要以老师讲解为主，学生学习运动损伤诊断及运动性病症等相关知识基本来自书本的内容和视频，而这些章节的知识点比较抽象并复杂，同时还会涉及临床诊断、病理变化、实际操作等内容，若按照传统教学模式，导致目前课堂教学效果不理想。而教师们若能够有效利用虚拟仿真实验室，更加生动并直观地观察运动性病症等临床表现，从而能够加深学生对知识点的理解，例如运动中比较常出现的肌肉痉挛，其原理是肌丝滑行，教师通过虚拟仿真实验室将这个抽象且复杂的过程转变成可视直观的动画，将知识点生动形象地向学生们展示。虚拟仿真实验课堂可将两种课堂最大限度地结合在一起，在网络课堂中既保证其原有的优势，同时，使学生实现在网络中的手脑并用：通过操作鼠标键盘进一步观察不同类型运动损伤的临床表现，真正做到对实验的“心中有数”，极大地提高了进入实验室实际操作和思考能力。

4.3 完善虚拟仿真实验软件

虚拟仿真实验室是在“互联网+”背景下，利用Jave、Flesh等技术研究而成，将虚拟仿真实验室引入体育保健学的课堂上，通过模拟各种运动损伤的情景，不仅能让学生们掌握相关知识，还能提升他们的动手实践能力，同时也能够培养他们从发现到分析最后解决问题的能力。虚拟仿真实验室若要培养学生的应对能力，则软件所展示出的运动损伤类型应尽可能与临床表现吻合。若与实际相差较多，会对学生造成一定的误导。因此在虚拟仿真实验室设计时需请教资深教师给予建议，通过反复检查与校对，使虚拟仿真实验室软件在原有基础上得到改善，也为未来能够更快将虚拟仿真实验室引入到体育保健学的课堂中去。

本文系辽宁省社会科学规划基金项目（L19CTY002）;教育部产学合作协同育人项目（202101377015）;2021年度辽宁省普通高等教育本科教学改革研究优质教学资源建设与共享项目（项目编号701）。