虛擬現實技術在人體實驗教學中的應用

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摘要：隨著社會信息化發展的日新月異，虛擬現實（virtualreality）技術對全社會各個層面的發展產生了巨大的推動作用，更是現代教育技術發展的重要方向。運動人體科學實驗教學在傳統的教學模式中存在空間和儀器設備等問題限制，通過引入虛擬現實技術能夠有效改善教學環境，提高學生學習興趣，對實現實踐教學目的具有極高的潛在應用價值。本文主要從虛擬現實技術實用性出發，對其應用于運動人體科學實驗教學的作用進行研究。

關鍵詞：虛擬現實技術；運動人體科學；實驗教學

一、運動人體科學實驗室實驗教學

運動人體科學作為體育院系的運動實踐及教學技能的理論基礎，對于體育專業學生人才培養起著重要的奠基作用。體育院系的運動人體科學實驗室根據體育教育專業的本科人才培養方案，基本都以運動解剖學及運動生理學兩門課程的實驗為主要內容。在體育院系中，實驗室從場地及經費角度出發，都基本難以完全滿足真尸骨骼、真尸標本等實驗教具的存放要求，無法與醫護學院等醫學相關專業實驗條件進行比較。運動生理學實驗內容為感官功能、動物實驗等，需要輔以多種儀器設備及動物來輔助實驗教學，讓學生通過對自我及動物的生理功能測試，構建人體生理機能的認知。這些實驗多以單個生理機能的實驗獨立開展，對于人體各大系統的運轉不足以全面系統的展開。傳統的實驗教學已無法滿足學生日益增長的對知識學思辨的需求。在高速發展的信息化時代，必須借助具有時代特色的高新科學手段。

二、虛擬現實技術在運動人體科學的實用性

1.虛擬現實技術的發展

隨著多媒體技術、計算機網絡技術和虛擬現實技術的發展，美國WilliamWulf教授于1989年提出虛擬實驗室概念。我國也提出研究開發數字化實驗和虛擬實驗系統的規劃。虛擬實驗系統的規劃。多所大學的實驗室建設規劃都將在實驗教學中融入虛擬現實技術，搭建虛擬實驗平臺納入重點規劃項目。已建立的生理學等學科的虛擬實驗室均顯示出了良好的教學效果，有效的提高了實驗教學質量。

2.虛擬現實技術對實驗教學的支撐作用

運動人體科學實驗教學中運用虛擬現實技術，能夠有效的改善實驗教學環境，減少儀器設備成本，降低實驗室空間需求；充分發揮虛擬現實技術的仿真性、創造性等特點，將實際中具有時間性、可變性、抽象性且用別的方法很難或無法觀察和實驗驗證的內容展現出來，并能實現一些傳統方法不可實現的實驗，從而豐富實驗教學內容，提高學習興趣。

3.虛擬現實技術的應用前景

科技的發展，涌現出一批高新技術。如何將這些高新科技迅速融入大眾生活及學習中是關鍵問題。虛擬現實技術作為新時代新科技的代表，目前并未與社會需求形成良好的對接，在運動人體科學實驗教學方面應用也還比較稀缺。但其對于運動人體科學實驗教學的作用卻是毋庸置疑的，所以如何能夠有效的在高校的實驗教學中融入虛擬現實技術，有助于現代教學手段的更新迭代，是實驗教學改革的重要方向。

三、虛擬現實技術的應用

1.虛擬現實技術的發展與運動人體科學實驗教學過程具有極高的契合度

對于體育院系通過體考上來的學生，他們更傾向于形象思維。在大一階段開展的運動解剖學及運動生理學，教師通過課堂上采用多媒體手段進行圖片、視頻的展示和理論教學。學生在大量的理論知識灌輸下，容易產生倦怠，僅僅依賴于機械性的記憶，無法有效性完成教學目標。實驗課上輔以標本、儀器等進行實驗教學，內容較為固定，解剖標本對于非醫學專業學生來說容易令其產生畏懼心理，生理技能實驗又難以全面展示各系統完整技能，因此大部分學生會感到抽象、枯燥和不容易理解而失去學習的興趣和熱情。虛擬現實技術提供的教學環境不論從理論，還是實驗，通常不受實踐和空間的約束，并與現實相當接近，不易失真，易于學生理解和操作。學生能夠身臨其境的感受及操作，成為虛擬學習環境的參與者與主導者，充分調動體育專業學生的主觀能動性，更加容易激發其學習興趣，并有助于對內容的理解。

2.運動人體科學實驗教學運用虛擬現實技術，是實驗教學改革的重要發展方向，有效的提高教學效果及培養學生創造創新能力

實驗教學改革是本科教學改革的重要環節，在實驗教學中運用虛擬現實技術是改革的重要發展方向，也是時展的必然要求。虛擬現實技術投入到運動人體科學實驗教學中，可以通過其虛擬的影像特點，進行多元化的整合模擬，充分利用多媒體技術，大量應用實驗照片、視頻、音頻素材，并配合逼真的動畫，為學生構造了一個仿真的實驗環境，可達到清晰、美觀的視覺效果，拓寬學生的認知維度，使學生能夠立體化的縱觀人體從新生兒到中老年的解剖學變化過程。虛擬現實技術還能夠將人體血液循環系統在學生面前進行三維立體展示，讓學生能夠對于其整個循環過程所經歷的各個環節進行重復觀看，有助于理解掌握整個血液循環系統的重難點，提高教師教學效果。學生能夠通過虛擬現實技術對于已學知識進行開放性實驗驗證，提高自主創造創新能力，培養思辨能力。

3.虛擬現實技術的局限性

虛擬現實技術在實驗教學中還有許多問題亟待解決，如單純依賴電腦，無法有效性的進行實際操作，忽略實驗環節的細微問題等。運動人體科學實驗教學基于已有的虛擬仿真試驗項目研究，作為虛擬現實技術應用的重要提供方，通過將實驗內容更大范圍的推廣與應用，能夠促進虛擬現實技術相關產業的發展。

四、結語

虛擬現實技術融入到實驗教學中，能夠起到良好的促進作用，是實驗教學改革的重要方向。但在充分發揮虛擬現實技術，提高學生多維度理解記憶的同時，應結合傳統實驗教學，保留學生實際操作能力的培養，共同磨合協作，以達到最佳的教學效果。

參考文獻：

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作者：楊力源 單位：成都大學