沈阳体育学院运动生物力学实验教学体系探析①

娄彦涛（沈阳体育学院运动人体科学学院　 辽宁沈阳　110102）

沈阳体育学院运动生物力学实验教学体系探析①

娄彦涛
（沈阳体育学院运动人体科学学院 辽宁沈阳110102）

摘 要：高校实验教学是培养大学生综合能力和创新能力的一种重要方法，作为体育类院校，如何有效提高学生的技术和技能水平，规范高校实验教学状况。该文通过对沈阳体育学院运动生物力学专业多年的实验教学工作，对沈阳体育学院运动生物力学实验教学现状、效果、仪器设备及存在问题进行探讨，提出运动生物力学实验教学体系的构建及实验教学模式，提升学生的科研创新能力，以期为其他体育院校或师范院校体育系运动生物力学实验教学提供参考。

高校实验教学是培养学生实际动手能力的一种必不可少的教学方法，在培养学生的学习积极性、培养学生的独立工作能力和创新思维能力等方面取得了极大的成功，因此被各高校普遍采用。尤其在教育部普通高等学校本科教学水平评估后，各学校实验教学的实验条件都得到了不同程度的改善。

作为体育院校的实验教学，相对于其他理工类综合大学来说还存在一定的差距。在体育院校的实验课程中，运动生物力学是一门实验性很强的学科，在运动生物力学课程内容设置时，实验教学是该科目的重中之重。但是，由于办学条件或运动生物力学学科在该校的重视程度不同，有些院校特别是师范院校在运动生物力学实验教学中存在较多问题。如在实验教学内容安排方面、实验设计方法方面、实验仪器设备方面以及实验的实施过程中都存在一些不足之处。在实验教学内容方面：实验课程设计的大都是演示性和验证性实验，而对于目前我国提出的培养学生的创新能力目标不完全相符。在实验设计方法方面：并没有完全按照学校学生的生源、学生的基础知识背景以及不同专业的学生情况，相应的设计不同的实验课程内容，这样对于不同的人才培养是不利的，因为体育院校的运动训练学专业的学生毕业后的发展方向是成为一名教练员，而体育教学专业的学生毕业后的方向为中小学或高校体育教师，运动人体科学专业学生毕业后的发展方向是作为体育方面科研人员或者体育康复人才；从学生毕业去向的角度出发来看，实验教学内容也不能做到真正的因材施教。在实验仪器设备方面：由于经费或者其他方面原因，导致很多实验仪器（如：运动学、动力学、表面肌电、等速肌力测试系统等仪器设备）不能达到同步采集的目的，最终不能对体育技术动作进行更深层次的综合实验研究。在实验的实施方面：大多实验教学内容都是学生按照任课教师讲授的或实验指导书上的实验步骤进行机械性的学习和进行实验操作，这样将导致学生的主动参与实验的积极性、独立操作能力及思考能力较低，对实验结果以及出现的实验现象分析问题的能力较差。本文通过对沈阳体育学院运动生物力学实验教学内容及存在问题进行探讨，以期为其他体育院校或师范院校体育系运动生物力学实验教学提供参考。

1　实验教学现状

沈阳体育学院成立于1954年，是我国六大体育学院之一；作为东北地区规模最大、建校最早的体育类专业院校，沈阳体育学院的运动生物力学学科在学院领导和佟永典教授、闫红光教授通过几十年的精心发展下，在2005年批准为国家体育总局冬季项目技术诊断与机能评定重点实验室。该重点实验室主要致力于我国冰雪项目的研究，特别是针对自由式滑雪空中技巧项目，运动生物力学学科通过备战近几届冬奥会的科研攻关和科技服务，为我国在该项目上培养出来诸如：欧晓涛、韩晓鹏、李妮娜、刘忠庆、徐梦桃、贾忠洋、齐广璞等较多的世界冠军，也为我国取得冬奥会雪上第一枚金牌做出了较大贡献。

沈阳体院运动生物力学目前具有实验教学仪器设备基本齐全，在运动学方面：具有常速摄像机9台，高速摄像机5台；图像解析系统国产的有爱捷解析系统、金牌教练，进口解析系统有美国艾里尔解析系统、德国SIMI解析系统。动力学方面：具有中科院产三维测力平台6台，比利时产FOOTSCAN足底压力鞋垫和2米长三维测力平台各1套；芬兰产16导表面肌电系统一套，美国产艾里尔多功能等速肌力训练系统一套，美国产Cybex-6000等速肌力测试系统一套，德国产ISOMED2000等速肌力测试系统一套、芬兰产GOODBALANCE平衡能力测试系统等。具有运动生物力学教师4名，教授2人，其中具有博士和在读博士3人。目前开设运动生物力学实验课程的专业有运动人体科学专业、运动康复专业、运动训练专业、研究生；比较遗憾的是体育教育专业未开设运动生物力学课程，作为体育教学专业的学生，运动生物力学理论和实验课程应该是他们必修的一门功课，因为在他们从事体育教师这一行业中，对一些基本的体育动作原理（如：鞭打原理和肌肉发力顺序、落地缓冲蹬伸及相向运动等）要有科学的认识和判断，如何培养好沈阳体

院体育教育专业学生的综合能力，也是学院领导今后在体育教育专业学生培养方案中应该考虑的问题。

2　实验教学内容

根据学生的专业不同，在开设运动生物力学实验教学内容也不近相同，运动人体科学专业开设实验课有用图片法测量人体重心实验、三维摄像实验、图像解析实验、用测力平台测力人体重心的有偿和无偿能力实验、用测力平台测量人体不同高度有无缓冲跳深的冲击力变化特点实验、下肢膝关节等速肌肉力量测试实验、正常人常速行走的步态分析实验；其中运动康复专业学生为了提高学生对肌肉力学的更深层次认识，增加了上肢肘关节等速肌力测试实验和等速肌力的向心和离心不同收缩类型的实验。

针对运动训练专业的学生基础情况、课程学时较少和培养目标等的特点，对运动训练专业学生教材侧重于人体运动的生物力学、动作技术的生物力学方面。相对于运动人体科学专业的课程，运动学摄像实验由三维摄像改为二维，还删除了正常人常速行走的步态分析实验；为提高运动训练专业学生的实用性目的，在传授知识的同时，重点培养学生的亲自动手操作能力。

针对研究生这一群体，在实验教学内容上做出了相应的调整，在保留了运动生物力学研究方法中的必要的基础性实验和验证性实验课程内容的同时，重点开设自主设计性实验、综合实验和创新性的实验内容。主要是从研究方法上下功夫，重点对三维运动学摄像和图像解析的原理和注意事项、ISOMED2000等速肌力的肌肉力量诊断入手，重点培养他们在做毕业论文中遇到的实际问题如何解决的能力。

在实验课程规定以外的时间内，运动生物力学实验室在每周规定时间内是向学生开放的，在这段时间内学生可以自己设计实验，重点培养学生的实验创新意识和创新能力。对于学生所需要使用的大型仪器设备，由实验中心指定相应的运动生物力学教师为学生开设以公开实验课的形式对学生进行培训和讲解。

3　实验教学效果

随着计算机技术和测量手段的不断更新，运动生物力学对技术动作研究的手段和仪器方面都有了进一步的提高。运动生物力学是一门实用性非常强的学科，几乎对所有项目的研究都可用运动生物力学的研究方法进行深入研究，并能及时的将研究成果直接反馈到运动训练中，再将研究成果更新到教材和教学中去。沈阳体育学院通过几年的运动生物力学实验教学的发展，在不同专业的学生实验技能、学习兴趣培养方面有了较大提高。首先，在本科生和研究生做毕业论文的选题方面，选择以运动生物力学实验方法进行研究的学生明显增多，从毕业论文的选题、研究方法设计、撰写等方面也有了较大的提高。其次，为了更好的培养学生的团队合作和实际操作能力，运动人体科学学院每年都对运动人体科学和运动康复专业的学生举办实验技能大赛，由10名左右学生组成一个小组，每个小组选定一名指导教师，技能大赛分为实验基础知识比赛、实验现场操作、实验设计和实验成果答辩几部分，最后统计各个比赛部分的分数和总成绩进行表彰。运动生物力学实验教学重视培养学生的实际操作能力，近几年学生在校内申请创新课题和技能大赛中获得各类竞赛奖励多项，仅2010年就获得辽宁省大学生运动技能竞赛一等奖1人、二等奖3人、三等奖2人的好成绩。这样就培养了学生的实验技能的应用能力，致使一大批学生毕业后通过考试进入研究生的学习以及各省市科研所工作。

4　实验教学存在问题

运动生物力学是一门以实验手段和方法为主的实用性很强的学科，也是一门以实验仪器和设备为主体学科，研究手段和方法的先进性也决定了研究的深度和广度。目前，在实验教学内容安排上、实验仪器设备的使用上等较多方面仍存在一些问题。在实验内容安排上，感觉实验课程的课时不够现象，如在三维图像解析实验内容中，每组学生有12名左右，要在2学时内让每个学生都掌握三维解析的实验原理和步骤是十分困难的；但是，又因为运动生物力学总体的学时相当有限，如果增大实验课程学时则无疑会减少理论课程的学时量，再加上体育院校的学生本身就存在基础知识比较薄弱的现象，所以应该增大运动生物力学的课时量，建议在总学时中最少要有1/3的课时用于实验课，这就要求上级领导机关下决心，积极协助学院建立最需要的实验室仪器设备。另外，在实验课程内容中的演示性实验、验证性实验内容较多，创新性实验和综合类实验比重较少。

在实验仪器方面，沈阳体育学院运动生物力学出现较多仪器设备不是出之于统一厂家，在进行综合实验方面出现很多仪器设备不能同步测量的问题，如运动学的三维摄像、动力学的测力台、足底压力系统、等速肌力测试系统和表面肌电测试系统，在综合实验测试时，很难找出时序的同步测试点和采用频率不成比例的现象。动力学测试仪器中缺少国际上公认的较先进的三维测力平台（如瑞士产：kistler），三维图像解析系统学生人均较少等问题。另外，学院应该制定一些调动教师上实验课程的工作积极性以及实验员指导实验的工作量考核办法和发放相应的津贴，并对指导学生实验技能大赛效果良好的指导教师进修相应的奖励等措施，以期达到提高学生的综合和创新的实验技能目的。

5　结语

运动生物力学实验教学体系要想较好的发展，是由学院领导的高度重视、任课教师的高度责任心、课程安排的合理程度、学生的主动参与程度等多方面有关。首先，运动生物力学的总课时量要充分，在总课时中要安排不少于三分之一的课时为实验教学课时。其次，在实验教学内容上要增加综合性、创新性的实验，让学生较多的进行团队合作以及自主设计实验内容，这样方可开拓学生的视野，加深对理论知识的理解。最后，要不断增加仪器设备和实验室面积的投入经费和力度，让学生可以多多接触国际上比较领先的运动生物力学实验仪器设备，如（lifemod、anybody等）计算机仿真软件、运动学的（VICON、Motion等）红外线高速捕获系统等，这样才能更全面的提高学生的综合能力和创新能力。

参考文献

[1]赵用强，黄晓丽.地方院校运动人体科学实验开放教学模式探讨[J].实验科学与技术，2013，11（6）：119-121.

[2]闫红光.运动康复生物力学[M].北京师范大学出版社，2013.

[3]张念坤，黄志刚.运动生物力学实验教学内容改革及效果分析[J].南京体育学院学报（自然科学版），2012，11（5）：24-26.

[4]张健，杨世美.对普通高等体育院校运动生物力学教学现状与对策的分析[J].第十四届全国运动生物力学学术交流大会论文集，2010（9）：466-468.

[5]王文军.运动生物力学中运动捕捉技术和体育系统仿真的应用分析[J].网络语信息工程，2014（13）：47-49.

关键词：运动生物力学 实验教学 体系 探析

Shenyang University of Sport Biomechanics Analysis Experiment Teaching System

Lou Yantao
（Institute of human movement science，Shenyang University of Sport，Shenyang Liaoning，110102，Chian）

Abstract：Experimental teaching in colleges and universities is to cultivate college students' comprehensive ability and innovation ability of a kind of important method， as a sports colleges and universities，how to effectively improve the students' technology and skills level，standardize the experimental teaching in colleges and universities.This article through to the shenyang sports college sports biomechanics of professional experiment teaching for many years，Treat shenyang University of Sport biomechanics experiment teaching present situation、 effect 、apparatus and existing problems of equipment were discussed，Propose the construction of experimental teaching system and sports biomechanics experimental teaching mode，and exalt students' innovation capacity，In order to fasten the other sports colleges or normal universities sports biomechanics experiment teaching to provide the reference.

Key Words：sports biomechanics；experimental teaching；System；Analysis

作者简介：①娄彦涛（1979—），男，河南开封人，在读博士研究生，讲师，研究方向：运动生物力学。

中图分类号：G80

文献标识码：A

文章编号：2095-2813（2015）02（b）-0066-02