运动解剖学虚拟仿真实验省级一流课程

刘洋波遵义师范学院上线时间:2024年
  • 所属专业类:体育学类
  • 对应专业:体育教育
  • 课程类型:专业基础课
  • 实验类型:基础练习型
所属课程:运动解剖学

运动解剖学虚拟仿真实验是以人体 CT/MRI扫描数据为基础的交互解剖教育系统,可实现运动系统全方位三维仿真模拟结构解析,对人体解剖结构和运动动作进行多维度、分层次可视化动态展示,帮助学生对运动解剖学知识的实践运用;是实体实验和体育技术教学相结合,有利于构建“虚实结合、理实一体”的翻转课堂教学设计,将运动系统的基础理论和解剖结构与体育动作实践结合起来,有效激发学生的学习兴趣。

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4.9
  • 实验内容

    4.9
  • 操作系统

    4.9
  • 支持服务

    4.9

共享应用每日0点更新

  • 浏览量 16736
  • 实验人次 7697
  • 实验人数 1076
  • 实验平均用时 23'
  • 实验完成率 100%
  • 实验通过率 按人次 100.0%按人数 100.0%
按人次按人数
  • 优秀 77.02%
  • 达标 22.98%
  • 不达标 0%

实验系统浏览器要求

教学支持热线

团队成员

实验教学目标实验原理实验教学过程与实验方法实验步骤实验结果与结论

(1)学生掌握人体各系统,重点是运动系统(骨骼肌、骨骼和关节)的位置、形态结构和功能;

(2)学生能够运用解剖学知识对运动技术动作进行解剖学分析与评价;科学指导体育教学与训练。


(1)实验原理:

3DBody系统是以人体的 CT\MRI扫描数据为基础,构建的全面准确的立体解剖学数据库。该系统全面汇集了人体所有系统和器官的高精度三维数字解剖模型,不同于普通的图片拼接技术,完全基于三维数字模型创建,立体直观,可实现360 度“任意”角度查看,多维展现所需要的视角。



知识点:
6
  1. 1. 全三维展示人体的12大系统,显示5000多个解剖结构的三维形态。可任意角度观察结构的形态特征,任意组装拆解相关解剖结构。可反复操作,加深对人体结构的了解。
  2. 2. 全三维动画展示人体16个主要关节在不同轴向上的运动轨迹,通过配以分解镜头式的三维动画,为学生提供一种崭新的学习视角和思维路径,激发学习兴趣,帮助理解和掌握关节功能解剖学。包括肩锁关节、踝关节、肘关节、髋关节、膝关节、颈部、骨盆、桡尺骨连结、骶髂关节、肩胛胸关节、肩关节、胸锁关节、胸肋关节、颞下颌关节、胸腰段脊柱、腕关节共16个关节区域的关节动作,3D动画200个以上。
  3. 3. 全三维动画展示骨骼肌的功能、运行轨迹。将全身划分为八个部位:面部、 颈部、上臂、前臂、胸腹、背部、髋部、下肢。每部分由功能、训练、概述三个子板块构成。1000+训练动作库,包含徒手,器械与绳索,球类,拉力绳等。覆盖肌力、核心、体能、功能性、拉伸、体操六种主要训练目的。为体育教学提供专业的教学参考资源。
  4. 4. 全三维动画展示骨骼肌的动作分析库。按区域分为头部、颈部、胸部、脊柱、上肢和下肢动作,包含200+视频,由同一动作,不同角度3D动画构建,区别于肌肉功能以单块肌肉为主,基础动作分析以动作为主展示相关肌群在运动中的互相协作关系。
  5. 5. 将3D模型和触发点有机结合起来,用于分析运动损伤,可直观清晰的观察每块肌肉触发点所在位置;3D模型和2D图片结合起来,观察每个触发点牵涉的疼痛位置;通过疼痛区域反向查看有哪些相关肌肉的触发点。
  6. 6. 3D肌筋膜链系统包含12条肌筋膜链,通过3D展示每条肌筋膜链所涉及的相关结构与肌筋膜链的路线轨道,清晰整体观察了解肌筋膜理论。每条肌肉链分别包含姿态功能、运动功能等文字信息与3D力线、轨道、车站等模型结构。
(2)核心要素仿真设计:
      ①全身骨的形态及骨性标志
      ②骨连接的形态与功能
      ③骨骼肌的形态、功能、神经支配、起止点
将全身划分为六个部位:头部、颈部、上肢、胸腹、背部、下肢。每部分由概述、功能、训练三个子板块构成。
       概述:由三维渲染图及图谱构成,包含起止点、主要作用、支配神经等理论内容,为学生建立理论基础,从根本上理解肌肉。
       功能:由 450+动画构成,从多角度详细展示单块肌肉的功能动画。
       训练:2000+训练动作库,选取如哑铃杠铃、 自重、弹力带、拉力绳等器材。 覆盖肌力、核心、体能、功能性、拉伸、体操六种主要训练目的。以单块肌肉为 主,综合评估及选取训练动作,以达到在同一动作中,尽可能多的训练到各部位肌 肉;并以颜色区分动作中肌肉的功能性,帮助学生更好的区分训练中的目标机、 协同肌、稳定肌及拮抗肌,从主观上了解训练动作、更有针对的控制及锻炼肌肉, 减少在运动中可能造成的损伤。
       肌群动作:由同一动作不同角度的 200 个以上视频构建,区别于肌肉功能以单块肌肉为主,基础动作解析以动作为主展示相关肌群在运动中的互相协作关系。
(1)学生交互性操作步骤:
共10 步
1对运动系统相应位置的骨骼进行三维观察学习能准确说出骨的位置、形态;会辨认骨的表面标志5(满分-失分)/满分*0.055
2对运动系统相应位置的关节进行三维观察学习能准确说出关节的结构特点;能正确描述关节结构与功能的关系5(满分-失分)/满分*0.055
3对运动系统相应位置的骨骼肌进行三维观察学习准确描述主要肌群的位置、起止点、功能、训练方法14(满分-失分)/满分*0.115
4对仿真虚拟画面与 实物、图片进行对 照能准确描述单个骨骼、关节、骨骼肌虚拟仿真视觉与实物标本的差异5(满分-失分)/满分*0.054
5进入单个基础动作的三维动画观察能准确描述单个基础动作的原动肌、对抗肌、中和肌10(满分-失分)/满分*0.110
6进入基础组合动作解析,选择相应部位 +技术动作进行三维动画观看。能说出两个以上环节组合动作中主要骨骼肌之间的协作关系15(满分-失分)/满分*0.1515
7某一技术动作的3D多维技术分析能准确描述某一技术动作中各环节骨骼肌之间的协作关系15(满分-失分)/满分*0.1515
8技术动作的运动解剖学原理解析能描述某一完整(预备至结束)技术动作全程各环节骨骼、关节、骨骼肌之间的协作关系10(满分-失分)/满分*0.1515
9运动训练的错误动作分析掌握技术动作的正确训练方法;知道易犯错误及纠正方法5(满分-失分)/满分*0.055
10提交实验报告,进行 教学评价按要求撰写实验报告,认真、客观进行教学评价5(满分-失分)/满分*0.1510
(2)交互性步骤详细说明:

进入系统后选择本次实验课所需模块

图片1.png 

运动系统相应位置骨骼进行三维观察学习

图片 2.png 

 运动系统相应位置关节进行三维观察学习

图片 3.png 

 运动系统相应位置骨骼肌进行维观察学习

拖动鼠标左键不放,解剖模型可以围绕 XYZ 三个轴向旋转,可以任意角度观 察模型;拖动鼠标右键不放,模型可上下左右平移;滑动鼠标滚轮,模型可缩小, 放大;点击自由拆分功能,可层层剥离解剖模型,观察不同层次的相关结构;左 键点击解剖结构,可显示该解剖结构的中英文名称,可查看该结构的名词解释。

图片 4.png

对仿真虚拟画面与实物图片进行对照,做到“虚实结合 

图片 5.png

 

进入单个技术动作的三维动画观察与分析

图片 6.png


     ⑦进入组合动作解析,选择相应部位+技术动作进行三维动画观察与分析

图片 7.png

⑧某一技术动作 3D 多维动作技术分析。

可收藏当前的三维场景,方便下次调取使用;可通过 2D 画笔、3D 画笔进行重点标记;可通过隐藏、透明、独立显示等功能,观察解剖结构;可通过 3D 骨性 标志,查看相关骨骼的骨性标志;点击 3D 骨骼肌查看骨骼肌相关功能动画和相关 训练动作分析。

图片 8.png

             技术动作的运动解剖学原理解析

图片 9.png

 运动训练的错误动作分析

图片 10.png

  最后提交实验报告,进行教学评价。

图片 11.png


实验教学过程:

(1)课前预习

基于3DBody虚拟仿真软件平台,学生可以通过手机终端登录3DBody小程序 或APP提前学习相关运动解剖学的三维影像课程资源,结合线下进行课前预习。 通过线上线下预习,为实验课中运动技术动作的三维动画讲解与分析打基础。     

(2)课堂教学

课堂教学中,教师简要介绍实验内容及原理,学生在虚拟仿真终端完成相关虚拟仿真任务。实验任务包括:三维观察相关组织与器官的形态结构;结合解剖结构进行运动动作分析;现场研讨科学锻炼与训练方法。

(3)课后复习

学生课后可通过3DBody虚拟仿真软件平台复习、巩固所学内容;通过反思和总结,培养学生分析和解决实际问题的能力,增强学生的学习能力,促进学生相关知识和技能掌握。

实验方法:

     坚持“学生中心、问题导向、兴趣引领、实践育人”的实验教学理念,采用“情景教学法”、“案例教学法”、“翻转课堂教学法 ”相结合,有效结合运动动作实际与运动解剖学相关的虚拟仿真场景。


不同的实验条件和操作对照

(1)教学方法。对照班采用以PPT为载体的传统讲授法进行教学,教师按课程标准组织教学,实验班运用3Dbody软件以问题为导向的方法进行教学。

(2)评价方法。课程结束后,采取笔试与实验考核相结合的方法进行测试,笔试与实验考核内容两班均相同,制定了统一的评分标准,考试成绩具有可比性;笔试成绩70分,采用闭卷的方式进行;实验考核成绩30分,内容为画同一个器官结构图和辨别五个器官标本结构;笔试与实验考核总成绩在90分以上为优秀,在在70-89分为良好,60-69分为合格,60分以下为不合格。

(3)问卷调查。利用问卷星收集两个班学生对运动解剖学的教学内容、教学方法、教学效果、课程考核及整体满意度五项进行问卷调查(简称“五项问卷调查 ”), 每项分值1-5分不等,满分25分。分数在22分以上者为非常满意,分数在18—22分为比较满意,分数在14— 18分为满意,分数14分以下者为不满意。

实验结果与结论

两班学生课程考核总成绩比较:实验班学生课程考核总成绩,明显优于对照班学生的考试总成绩;“五项问卷调查 ”结果比较:实验班学生对运动解剖学“五项问卷调查 ”结果显示教学满意率为94.4%,明显高于对照班学生的76.7%,实验班比较满意和非常满意的学生较多,不满意的学生很少。

3Dbody软件在运动解剖学教学中的应用取得了良好的教学效果,为运动解剖学教学信息化建设起到了促进作用,为适应新时代教学改革作了较好的铺垫,值得体育类专业教学借鉴。


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  • 开课课程情况5
  • 开设班级数量6
  • 覆盖学校数量2
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