運動人體科學實驗教學改革實踐

發布時間：2021-03-18所屬分類：教育職稱論文瀏覽：1次

摘 要： 摘要：依托于天津市運動生理與運動醫學實驗室和天津市運動機能實驗教學示范中心，通過分析天津體育學院運動人體科學實驗教學實踐與現狀，闡述了目前實驗教學中遇到的困境和亟待解決的問題，并為提高實驗教學質量、改善運動人體學科就業需求和建設成一流學科

　　摘要：依托于天津市運動生理與運動醫學實驗室和天津市運動機能實驗教學示范中心，通過分析天津體育學院運動人體科學實驗教學實踐與現狀，闡述了目前實驗教學中遇到的困境和亟待解決的問題，并為提高實驗教學質量、改善運動人體學科就業需求和建設成一流學科，提出了多方位改革建議。

　　關鍵詞：運動人體科學實驗教學改革實踐虛擬實驗室PDCA

　　隨著我國全民健身的普及和推廣，作為體育科學的一個二級學科，運動人體科學越來越顯現出它的重要性，其實際應用價值和現實指導意義也日益凸顯。運動人體科學專業課程總體分為理論和實驗兩部分，所設課程包括運動生理學、運動生物力學、體育保健、運動解剖學、運動生物化學和運動康復醫學等學科特色課程及一些基礎醫學課程，高校特點不同其課程設置也有所區別。運動人體科學本科專業自開設以來，經過了20多年的發展，其專業培養體系和課程設置正逐漸趨于完善[1]。

　　實驗教學是運動人體科學各門課程的重要組成部分，實驗教學促進學生理論聯系實際的能力，培養學生的動手能力和創新能力以適應社會需求。本文通過對天津體育學院運動人體科學實驗教學狀況的調查分析和自身教學實踐，發現了一些問題，并針對這些問題提出教學改革的具體建議，旨在提高教學質量，滿足當前社會需求。

　　1實驗教學現狀

　　1.1實驗教學環境

　　運動人體科學實驗課程主要依托于運動生理與運動醫學實驗室。運動生理與運動醫學重點實驗室為天津市重點實驗室，自1982年創建以來，在發展和建設過程中不斷探索，成立了各學科子實驗室。1996年，天津體育學院成立了“天津體育學院實驗中心”。2006年，運動人體科學實驗室被評為天津市高校優秀教學實驗室。2012年，成為天津市運動機能實驗教學示范中心。

　　在致力于科學研究的同時，實驗室積極開展運動人體科學、運動康復與健康的本科教學工作，建設并形成了一批優質的教育教學資源，為學校的學科建設、專業建設貢獻了重點學科與重點實驗室的力量。

　　1.2開放情況

　　以“運動機能教學示范中心”為綜合平臺的教學實驗室包括運動生理學、運動解剖學、運動生物化學、運動保健學、運動康復醫學、運動生物力學、運動分子生物學7個教學實驗室，共同承擔運動人體科學和康復醫學與理療學本科和碩士實驗教學工作，也承擔著全校其他體育學和非體育學專業本科和研究生教學中體育自然科學課程的實驗教學任務，具有突出的專業輻射作用和顯著的教學示范效應。

　　運動生理實驗教學是我校發展最早和最為全面的課程之一，運動生理實驗教學面向運動人體科學、運動康復、運動心理、體育教育、運動訓練、民族傳統體育等專業的本科和碩士生開放。

　　2實驗教學中存在的問題

　　2.1實驗課時劇增

　　隨著學校對實驗教學的重視，實驗課程持續增多給實驗室工作人員帶來了巨大的壓力。原有實驗課時的比重增大，實驗學生增多，班級分組增多，新型實驗課增設，每年參與實驗的學生人次(人數乘以次數)不斷增多。據統計，2013年有1285名同學在運動生理實驗室上實驗課，共計4360人次;到2016年增至2000名學生，共計7000余人次。實驗課時和學生的激增給實驗教學帶來了壓力，而實驗方式如何適應更多的學生參與，從而完成實驗教學任務成為我們思考的問題。

　　2.2實驗課教學內容陳舊

　　實驗課教學內容多年變化不大。隨著實驗設備類型的不斷增多與實驗方法的不斷更新和改進，很明顯原有的傳統實驗儀器設備及技術已不能適應新時代的要求。

　　2.3傳統授課模式已不適應創新發展要求

　　傳統的實驗教學授課模式主要以教師演示、學生重復為主。目前大多實驗課程能保證每位學生的實驗操作，教師演練結束后，學生分組各自操作練習。而涉及到大型設備的實驗課，如直接方法測得最大攝氧量、等動力量測試等內容，在本科生教學中也以演示為主。如何培養學生創新探究問題的能力，激發學生興趣是實驗教師一直探索的課題。

　　3實驗教學改革創新

　　3.1實驗教學網絡平臺搭建

　　實驗教學作為教學的一個重要組成部分，其信息化和網絡化是時代快速發展的需求。實驗教學網絡平臺的搭建不僅能有效地解決參與實驗學生人數不斷增多的問題，而且有利于學生全方位學習知識，培養創新能力。

　　3.1.1實驗課安排的網絡預約系統的開發

　　主要以運動生理實驗課程為基礎進行平臺搭建及模塊開發，以增加教學安排的條理性和有效性。

　�、偃握n教師模塊，也就是用戶模塊，主要包括網絡用戶注冊登錄模塊，用戶登錄后方可在線進行生理實驗課申請，以及調課申請。申請所需填寫或選擇的內容包括：實驗課名稱、授課教師、授課對象、人數、授課內容、預計時間等。

　�、趯嶒瀱T管理模塊，主要用于實現系統的后臺管理、用戶管理和信息管理。其中包括：實現實驗類別的添加、修改或刪除;對各類別信息欄目的添加、修改或刪除;申請的通過與拒絕;實驗課時間安排;實驗課表數據管理以及負責申請說明、重要通知等。

　　3.1.2解剖虛擬實驗室構建

　　從本質上來說，“虛擬實驗室”是借助于圖形圖像、仿真和虛擬現實操作流程等技術在計算機上所營造的可輔助或部分代替，甚至全部代替傳統實驗各個操作環節的相關軟硬件環境[2]。虛擬實驗室的建立，廣泛利用計算機技術輔助實驗教學，探索運動人體科學中虛擬仿真實驗的實踐與應用，其利用將帶來重大改革。主要設想建立兩個解剖室。

　　解剖室一：此實驗室目的是完成由教師統一控制、學生分機學習的解剖實驗室。具體方案為，配備解剖軟件專業版連接多臺其他電腦，形成局域網，由教師統一控制學生操作平臺，保證教師與學生操作平臺同步。

　　解剖室二：目的是培養學生獨立學習、獨立操作的能力。具體方案為：配備多臺具有解剖軟件操作系統的終端，學生可獨立操作。教師通過此實驗室完成實驗任務或實驗作業的布置，如利用計算機輔助學習膝關節的拼裝。

　　虛擬實驗室雖然能在很大程度上輔助教學，但并不能取代真實的實驗室[3]，二者應根據實際需要結合互補。

　　3.2實驗教學內容和體育項目相結合

　　目前實驗教學主要局限于實驗室操作，我校分別設立了教學實驗室和科研實驗室，二者相對獨立，但又相輔相成。如果能夠把部分實驗教學轉移到運動場地中，根據體育學院專業特色開展實驗教學，不僅使理論聯系實際的效果更好，也切實解決了運動過程中數據獲取困難的問題，而且極大提高了學生學習興趣，提高了教學質量，從而真正實現了實驗到運動場地里去，運動員到實驗室里來這一目標。

　　3.2.1資料的收集

　　通過查閱文獻資料，總結各運動項目特點及不同運動項目機能評定所需指標。根據運動實際，通過問卷的形式，收集學生所需解決問題，增強對運動項目的理解。

　　相關期刊推薦：《天津科技》雜志，于1992年經國家新聞出版總署批準正式創刊，本刊在國內外有廣泛的覆蓋面，題材新穎，信息量大、時效性強的特點，其中主要欄目有：科苑筆談、成果推介、可持續發展等。

　　3.2.2結合器材設定實驗教學內容

　　根據資料將運動項目涉及到的實驗室科學問題進行整理歸類，初步列出可以選擇的實驗內容，再結合實驗室儀器設備進行可行性考察。場地的項目實驗應具備以下特點：①實驗儀器體積小，方便攜帶;②操作簡單，符合學生操作特點;③無創，滿足衛生要求;④適應場地環境要求。

　　3.2.3積極反饋形成良性循環模式

　　根據實地實驗室情況及時反饋信息，不斷優化教學內容，可以引用流程管理學中的PDCA循環管理原則，提高實驗教學管理水平。美國的質量管理專家休哈特博士首先在1924年提出PDCA循環法的內涵及特點，后被美國戴明博士完善和推廣，又稱“戴明環”[4]。PDCA循環法將質量管理的過程分為4個部分：計劃(Plan)、執行(Do)、檢查(Check)、處理(Act)[5]。這樣形成一個良性循環，不斷實驗教學方案并不斷進行修訂，促使實驗教學水平不斷得到提升。

　　3.3教學形式的改革

　　3.3.1實際操作與觀摩課相結合

　　以實際操作為主，觀摩為輔，根據專業設計兩者比例。對易于操作的實驗教學內容通過操作來學習，而對于新科技、產品或者大型貴重設備可以采用觀摩的形式，或者增加一些全實驗室參觀課程，旨在了解各實驗室功能，觀察實驗室科研及各實驗室協作過程，從宏觀上對實驗室進行了解，這樣有利于激發學生實踐設想。

　　3.3.2實驗教學的信息化

　　實驗教學有利于激發學生的學習興趣和認知主體作用，還有利于知識的獲取與實現。對教學信息的有效組織與管理，可為教學提供一個較理想的環境。在當今人工智能時代，高端仿真技術已在有些高校的生理綜合實驗中得以應用[6]。

　　3.3.3小班化實驗教學

　　自然科學相關課程實驗課在教學改革的過程中，都有實行小班化教學的趨勢，小班化實驗教學注重學生能力、興趣的培養[7]。目前，我校運動人體理論課人數高達70余人，在實驗教學中實行分班多次教學，可以有效增加學生動手機會，改善教學質量。

　　4特殊時期實驗教學應急預案

　　4.1新冠肺炎疫情時期

　　在新冠肺炎疫情的影響下，根據教育部提出“停課不停教、停課不停學”的要求[8]，停學時期教師紛紛轉為線上教學，例如使用騰訊會議軟件，拍攝及上傳實驗教學的多媒體資料等方式進行教學。開學時期，在符合防疫要求前提下，實驗教學采用線上線下、虛實結合模式，進而形成多種教學預案。

　　4.2實驗室搬遷時期

　　新實驗室建設以及搬遷是個龐大的工程，為了保證實驗教學的順利開展和培養應用人才目標，根據實地情況兩校區同時開展實驗教學。首先大型儀器由于安裝條件、體積大等實際情況，采取儀器不動、學生動模式，將新校區學生接到老校區進行實驗;其次，對于便攜的儀器、體積小的設備，隨同學生進課堂、進場地，從而實現實驗教學。

　　5結語

　　本文以天津市運動生理與運動醫學重點實驗室為例，從實驗室教學現狀和存在的問題入手，探索了教學模式創新和特殊時期的應急預案，不但有利于重點實驗室建設，同時也保證了教學效果�？傊�，運動人體科學實驗教學改革既要滿足社會需求，也要跟上時代飛速發展的步伐，是一個持續的過程。——論文作者：王靜，田強，趙云罡，王磊