《运动解剖学课程》3D模拟教学模式设计与实践

发表时间:2021/3/19   来源:《教育学文摘》2020年第32期   作者:伍骥
[导读] 从当前的运动解剖学教学实来看,在教学过程中存在较多弊端
        伍骥
        (湖南涉外经济学院  湖南长沙 410205)
        摘要:从当前的运动解剖学教学实来看,在教学过程中存在较多弊端,具体教学模式脱离运动实践,没有制定完善的教学大纲,教学资源开发不合理,教学目的不明确,学习效果不理想等。因此,本文首先分析《运动解剖学课程》教学存在的问题,然后结合实际情况,针对《运动解剖学课程》3D模拟教学模式设计与实践展开论述与分析。
关键词:《运动解剖学课程》;3D模拟教学模式;设计;实践
基金项目:2018年湖南省普通高校教学改革研究项目: 湘教通【2018】436号第784项“翻转课堂理念下《运动解剖学》课程3D模拟教学法的设计与应用”。
        运动解剖学是一门在解剖学基础上研究体育运动对人体形态结构产生的影响及其规律的学科,在体育专业教学中占据十分重要的地位。但是受到教学水平和教学技术的限制,有的学校在《运动解剖学课程》教学过程中,很难实现3D模拟教学。为了提升教学效率,改善教学现状,教师需要引进先进的教育技术,采用3D模拟教学模式,,不断优化现有教学资源,为学生建立更加真实的教学环境,提升教学的针对性,激发学生的学习兴趣,提升教学效果。这为当前教育教学创新提供了新的支撑和创新平台,推动了智慧校园的形成与发展。因此,本文主要针对《运动解剖学课程》3D模拟教学模式设计与实践展开论述与分析,提出了合理化的建议和对策。
一、《运动解剖学课程》教学存在的问题
《运动解剖学课程》具有很强的专业性,在实际教学过程中,由于受到多种因素的影响,存在不少的问题,直接影响了教学效果。下面主要针对《运动解剖学课程》教学存在的问题展开论述。
(一)教材内容陈旧
        目前除北京体育大学、上海体育学院有它们自编的教材外,全国其他高校体育教育专业通用的运动解剖学教材已经做过了多次改版,很多教材都使用了20多年,甚至更长,这对教学内容的更新产生了十分不利的应先。从运动解剖学教材演变历史来看,这些教材大都来源于医学教材,大多数的内容主要从医学专业的角度开展的,沿用医学的教学内容和教学方式,在很大程度上不能充分体验体育的特点,缺乏对体育运动实践进行针对性和有效性的指导,而体育专业的学生由于相关理论和知识不足,在学习过程中,难度比较大,很难理整个教学内容。并且从实际教学内容来看,随着体育运动行业的发展,解剖理念不断更新,而原有的内容已经与现代社会脱节,很难满足当前体育科研教学的需要,导致有的学生的缺乏学习兴趣,学习效果不理想。
(二)教师队伍体育素质不高
        从目前来看,我国各大高校内的专门进行运动解剖教学的教师资源比较匮乏,很多都来自于医学院校,他们具备专业的理论知识,具有丰富的一线医学教学经验,但是由于他们对于体育专业技术掌握的很少,尤其缺乏对运动解剖学内容的了解,因而在授课过程中,教师不能充分把理论与技术很好结合,实际的教学呢日用难以与体育运动解剖联系起来,大大增加了教学的难度,并且从学生的角度来看,学生由于基础比较差,很难对专业的知识做到融会贯通和学以致用,很难把已经学到的知识与实际工作结合起来。因此,学校需要不断引进和培养高素质的体育运动解剖专业的教师,提升他们专业的教学能力,不断运用先进的教学方式,从而弥补以往教学中存在的不足。
(三)教学理念和教学方法落后
现阶段的运动解剖课主要采用传统的讲解方式,教学方法简单,缺乏合理的指导,虽然涉及到实验课程,但是不能提升整体的教学效率。另外,从教学硬件的角度来看,有的实验仪器设备条件的限制,多以验证性实验为主,缺乏创新实验,无法激发学生积极参与的主动性,缺乏专业的指导,学生只能按照相应的流程进行实验,依然没有摆脱传统教学方式的束缚,很难激发学生的主观能动性和创造性思维,导致教学氛围单一,教学枯燥,不利于学生未来发展。从教学方法上将,教师没有结合实际情况,采取因材施教的方法,采用千篇一律的方式,缺乏针对性和趣味性,学生就如同听“天书”一样,很难获得良好的学习效果。
二、《运动解剖学课程》3D模拟教学模式设计与实践
针对以往教学存在的问题和局限性,下面主要针对《运动解剖学课程》3D模拟教学模式设计与实践进行分析和论述,坚持以问题为中心的原则,以小组讨论的形式,根据运动解剖学课程关节前交叉韧带损伤和半月板损伤等,让学生扮演医生,利用3D解剖软件进行虚拟解剖,针对实际的问题,提出针对性的解决方案。
(一)研究对象和方法
在本次研究对象选择过程中,主要选择运动医学课程见习的学生40人,男生27人,女生13人,然后进行随机分成两个小组——观察组和对照组,每组20人。两组学生都是由于同一位老师进行教学,教学大纲和教学内容都一样。在对照组中,教师按照既定的教学大纲,根据以往灌输式的教学方式,利用解剖图片和人体模型进行教学。而在观察组中,教师主要利用3D解剖软件的方式,进行模拟教学,教师结合教学大纲的要求,然后选择经典的病例,分成两个小组进行讨论,在每次上课开始前,教师会让学生带着问题去预习,然后熟悉3D模拟等相关技术,为以后学习和思考提供重要的参考依据。在课上,教师会要求学生对的患者进行问诊、检查等,然后对最终的诊断结果进行讨论与分析。

教师需要充分发挥学生的主体作用和自身的引导作用,让每一位学生能够参与进来,然后根据3D解剖软件进行模拟观察和解剖,高校了解揭破结构的位置,教师需要针对实际情况,对学生的掌握情况进行引导。在培训完成以后,教师需要对两组学生的学习情况进行评价,具体包括学习能力、临床诊断能力、解决问题能力以及团队合作能力等,针对实际评价的结果,为后续教学提供重要的参考和借鉴。
(二)《运动解剖学课程》3D模拟教学模式实践
《运动解剖学课程》作为骨外科中一门非常中重要的学科。为了让学生更加清晰认识人体运动解剖结构,教师要指导学生真正了解运动解剖学和局部解剖学。但是受到以往教学模式的影响,教师对教学存在一定的误解,无法对教学进行专业性的指导。由于骨骼肌肉系统具有复杂、精细、立体的特点,对学生基本素养要求很高。因此,教师要坚持以学生为中心的原则,采用团队合作的方式,共同分析和解决教学中遇到的困难。
第一,明确设计目标和思路。根据运动解剖课程的教学要求,制作交互性强、能够激发学生学习兴趣的软件,充分利用3D虚拟技术为学生提供更加清晰全面的界面,可以代替原有的教学工具,提升教学效率。教师可以利用三维交互技术让骨骼和肌肉模型清晰展现在学生面前,可以利用视频展示某一块肌肉的具体功能,为了让学生更好的理解与接受,可以增加播放、快进、慢放等功能。还可以利用GIF动画全面展示特定肌肉的方法,让学生更加精准了解骨骼和肌肉的形态。
第二,系统结构。根据运动解剖学课程教学需求,在教学中需要以骨骼和肌肉作为主体内容,设计成三个层次:第一层次,全身骨骼展示和全身肌肉展示;第二层次,单一骨骼展示、单一骨骼描述、单一肌肉展示、单一肌肉描述;第三层次,单一肌肉起止点、单一肌肉功能、单一肌肉练习手段。通过细分,让学生能够从整体上了解运动解剖教学软件系统结构图,提升教学的针对性和有效性。第三,学生通过鼠标和键盘对三维骨骼和肌肉模型进行角度、位置的调整,从不同角度进行观察,然后对肌肉和骨骼进行文字描述,这样就能从360度全方位和多角度进行观察,然后对运动解剖提供重要的指导和帮助。第四,在导航设计过程中,随着系统层次进一步优化,层次逐渐减少,整个界面更加的简洁与直观,通过文字超链接、图片热区等几种方式进行导航。其中Shockwave 3D导航就是使用鼠标单击单一肌肉或者骨骼模型,系统就会自动跳转到二级界面,便于观察与分析。第五,在进行三维骨骼和肌肉模型创建过程中,需要利用相应的软件进行导出,然后得到相应的界面。通过三维动画可以观看相应的动作,比如固定收缩动作和旋内和旋外动作,然后利用视频的方式播放出来。为了让相关技术工作展示得更加逼真,需要保证几何体质量、纹理质量和动画质量,这对计算机的性能和配置要求比较高。第六,做好交互设置。教师可以利用动作行为中的3D行为,比如摄影机移动、模型转动等,然后单击鼠标,配合键盘进行设计,实现对三维界面的控制与交互。在通常情况下,通过3D类行为,设置相应的3D动画模型,然后添加触发器,做好设置,就能做好三维交互设置,操作起来简单快捷。教师利用行为库和语言设置形成二维交互,从完成导航设置,做好视频播放。在打包发布环节,可以把Shockwave 3D连同其他媒体素材一起打包到可执行文件中,也可以利用平台发布到网上,完成教学课件制作,提升教学效率。
三、教学反思
《运动解剖学课程》3D模拟教学模式实际应用,可以帮助学生能够直观观察肌肉和骨骼的形态,为做好运动解剖学习提供指导和帮助,最大限度提升教学的效率。虽然3D模拟教学模式极大改变了以往单一的教学方式,为广大师生提供了便利,但是依然存在一些问题,需要进一步的改进。第一,可以进一步提升软件运行速度,最大限度减少文件的容量。比如在骨骼和肌肉界面中,三维模型已经囊括了所有的肌肉模型,不需要再次导入,但是受到各种因素的影响,需要利用单一肌肉和骨骼模型进行导入,才能实现各种功能,但是这无疑增加了软件的容量,降低了系统运行的速度。设计人员需要多利用已经导入的模型,防止出现多次重复导入,避免对教师教学产生不利的影响。第二,进一步完善三维交互功能,增强可操作性,为了提升自带行为库对模型进行精确的控制,需要增加模型设计程序,才能有效控制模型。第三,针对现有文字导向和三维模型热区导航的基本情况,需要增加部分隐藏表层肌肉的功能,才能让导航变得更加便利。另外,针对三维肌肉模型,在鼠标移动到这一位置时,可以增加不同的颜色,为学生做好肌肉模型的选择提供借鉴,便于直接操作。
四、结语
综上所述,针对《运动解剖学课程》教学存在的问题,教师根据具体的教学内容,可以尝试采用3D模拟教学模式,从色彩、精度、质感以及仿真感等方面构建高准度的解剖图,建立便于学生观察的立体结构,建立交互式的人机界面,提升现场感和真实感,激发学生实际参与的兴趣,激发积极主动性,提升现有的教学质量与效率,为教学提供更多的教学思路和方法。


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