运动人体科学实验教学改革实践

王 静，田 强，赵云罡，王 磊

(天津体育学院 天津301617)

随着我国全民健身的普及和推广，作为体育科学的一个二级学科，运动人体科学越来越显现出它的重要性，其实际应用价值和现实指导意义也日益凸显。运动人体科学专业课程总体分为理论和实验两部分，所设课程包括运动生理学、运动生物力学、体育保健、运动解剖学、运动生物化学和运动康复医学等学科特色课程及一些基础医学课程，高校特点不同其课程设置也有所区别。运动人体科学本科专业自开设以来，经过了 20多年的发展，其专业培养体系和课程设置正逐渐趋于完善[1]。

实验教学是运动人体科学各门课程的重要组成部分，实验教学促进学生理论联系实际的能力，培养学生的动手能力和创新能力以适应社会需求。本文通过对天津体育学院运动人体科学实验教学状况的调查分析和自身教学实践，发现了一些问题，并针对这些问题提出教学改革的具体建议，旨在提高教学质量，满足当前社会需求。

1 实验教学现状

1.1 实验教学环境

运动人体科学实验课程主要依托于运动生理与运动医学实验室。运动生理与运动医学重点实验室为天津市重点实验室，自 1982年创建以来，在发展和建设过程中不断探索，成立了各学科子实验室。1996年，天津体育学院成立了“天津体育学院实验中心”。2006年，运动人体科学实验室被评为天津市高校优秀教学实验室。2012年，成为天津市运动机能实验教学示范中心。

在致力于科学研究的同时，实验室积极开展运动人体科学、运动康复与健康的本科教学工作，建设并形成了一批优质的教育教学资源，为学校的学科建设、专业建设贡献了重点学科与重点实验室的力量。

1.2 开放情况

以“运动机能教学示范中心”为综合平台的教学实验室包括运动生理学、运动解剖学、运动生物化学、运动保健学、运动康复医学、运动生物力学、运动分子生物学7个教学实验室，共同承担运动人体科学和康复医学与理疗学本科和硕士实验教学工作，也承担着全校其他体育学和非体育学专业本科和研究生教学中体育自然科学课程的实验教学任务，具有突出的专业辐射作用和显著的教学示范效应。

运动生理实验教学是我校发展最早和最为全面的课程之一，运动生理实验教学面向运动人体科学、运动康复、运动心理、体育教育、运动训练、民族传统体育等专业的本科和硕士生开放。

2 实验教学中存在的问题

2.1 实验课时剧增

随着学校对实验教学的重视，实验课程持续增多给实验室工作人员带来了巨大的压力。原有实验课时的比重增大，实验学生增多，班级分组增多，新型实验课增设，每年参与实验的学生人次(人数乘以次数)不断增多。据统计，2013年有 1285名同学在运动生理实验室上实验课，共计4360人次；到2016年增至 2000名学生，共计 7000余人次。实验课时和学生的激增给实验教学带来了压力，而实验方式如何适应更多的学生参与，从而完成实验教学任务成为我们思考的问题。

2.2 实验课教学内容陈旧

实验课教学内容多年变化不大。随着实验设备类型的不断增多与实验方法的不断更新和改进，很明显原有的传统实验仪器设备及技术已不能适应新时代的要求。

2.3 传统授课模式已不适应创新发展要求

传统的实验教学授课模式主要以教师演示、学生重复为主。目前大多实验课程能保证每位学生的实验操作，教师演练结束后，学生分组各自操作练习。而涉及到大型设备的实验课，如直接方法测得最大摄氧量、等动力量测试等内容，在本科生教学中也以演示为主。如何培养学生创新探究问题的能力，激发学生兴趣是实验教师一直探索的课题。

3 实验教学改革创新

3.1 实验教学网络平台搭建

实验教学作为教学的一个重要组成部分，其信息化和网络化是时代快速发展的需求。实验教学网络平台的搭建不仅能有效地解决参与实验学生人数不断增多的问题，而且有利于学生全方位学习知识，培养创新能力。

3.1.1 实验课安排的网络预约系统的开发

主要以运动生理实验课程为基础进行平台搭建及模块开发，以增加教学安排的条理性和有效性。

①任课教师模块，也就是用户模块，主要包括网络用户注册登录模块，用户登录后方可在线进行生理实验课申请，以及调课申请。申请所需填写或选择的内容包括：实验课名称、授课教师、授课对象、人数、授课内容、预计时间等。

②实验员管理模块，主要用于实现系统的后台管理、用户管理和信息管理。其中包括：实现实验类别的添加、修改或删除；对各类别信息栏目的添加、修改或删除；申请的通过与拒绝；实验课时间安排；实验课表数据管理以及负责申请说明、重要通知等。

3.1.2 解剖虚拟实验室构建

从本质上来说，“虚拟实验室”是借助于图形图像、仿真和虚拟现实操作流程等技术在计算机上所营造的可辅助或部分代替，甚至全部代替传统实验各个操作环节的相关软硬件环境[2]。虚拟实验室的建立，广泛利用计算机技术辅助实验教学，探索运动人体科学中虚拟仿真实验的实践与应用，其利用将带来重大改革。主要设想建立两个解剖室。

解剖室一：此实验室目的是完成由教师统一控制、学生分机学习的解剖实验室。具体方案为，配备解剖软件专业版连接多台其他电脑，形成局域网，由教师统一控制学生操作平台，保证教师与学生操作平台同步。

解剖室二：目的是培养学生独立学习、独立操作的能力。具体方案为：配备多台具有解剖软件操作系统的终端，学生可独立操作。教师通过此实验室完成实验任务或实验作业的布置，如利用计算机辅助学习膝关节的拼装。

虚拟实验室虽然能在很大程度上辅助教学，但并不能取代真实的实验室[3]，二者应根据实际需要结合互补。

3.2 实验教学内容和体育项目相结合

目前实验教学主要局限于实验室操作，我校分别设立了教学实验室和科研实验室，二者相对独立，但又相辅相成。如果能够把部分实验教学转移到运动场地中，根据体育学院专业特色开展实验教学，不仅使理论联系实际的效果更好，也切实解决了运动过程中数据获取困难的问题，而且极大提高了学生学习兴趣，提高了教学质量，从而真正实现了实验到运动场地里去，运动员到实验室里来这一目标。

3.2.1 资料的收集

通过查阅文献资料，总结各运动项目特点及不同运动项目机能评定所需指标。根据运动实际，通过问卷的形式，收集学生所需解决问题，增强对运动项目的理解。

3.2.2 结合器材设定实验教学内容

根据资料将运动项目涉及到的实验室科学问题进行整理归类，初步列出可以选择的实验内容，再结合实验室仪器设备进行可行性考察。场地的项目实验应具备以下特点：①实验仪器体积小，方便携带；②操作简单，符合学生操作特点；③无创，满足卫生要求；④适应场地环境要求。

3.2.3 积极反馈形成良性循环模式

根据实地实验室情况及时反馈信息，不断优化教学内容，可以引用流程管理学中的 PDCA循环管理原则，提高实验教学管理水平。美国的质量管理专家休哈特博士首先在 1924年提出 PDCA循环法的内涵及特点，后被美国戴明博士完善和推广，又称“戴明环”[4]。PDCA循环法将质量管理的过程分为 4个部分：计划(Plan)、执行(Do)、检查(Check)、处理(Act)[5]。这样形成一个良性循环，不断实验教学方案并不断进行修订，促使实验教学水平不断得到提升。

3.3 教学形式的改革

3.3.1 实际操作与观摩课相结合

以实际操作为主，观摩为辅，根据专业设计两者比例。对易于操作的实验教学内容通过操作来学习，而对于新科技、产品或者大型贵重设备可以采用观摩的形式，或者增加一些全实验室参观课程，旨在了解各实验室功能，观察实验室科研及各实验室协作过程，从宏观上对实验室进行了解，这样有利于激发学生实践设想。

3.3.2 实验教学的信息化

实验教学有利于激发学生的学习兴趣和认知主体作用，还有利于知识的获取与实现。对教学信息的有效组织与管理，可为教学提供一个较理想的环境。在当今人工智能时代，高端仿真技术已在有些高校的生理综合实验中得以应用[6]。

3.3.3 小班化实验教学

自然科学相关课程实验课在教学改革的过程中，都有实行小班化教学的趋势，小班化实验教学注重学生能力、兴趣的培养[7]。目前，我校运动人体理论课人数高达 70余人，在实验教学中实行分班多次教学，可以有效增加学生动手机会，改善教学质量。

4 特殊时期实验教学应急预案

4.1 新冠肺炎疫情时期

在新冠肺炎疫情的影响下，根据教育部提出“停课不停教、停课不停学”的要求[8]，停学时期教师纷纷转为线上教学，例如使用腾讯会议软件，拍摄及上传实验教学的多媒体资料等方式进行教学。开学时期，在符合防疫要求前提下，实验教学采用线上线下、虚实结合模式，进而形成多种教学预案。

4.2 实验室搬迁时期

新实验室建设以及搬迁是个庞大的工程，为了保证实验教学的顺利开展和培养应用人才目标，根据实地情况两校区同时开展实验教学。首先大型仪器由于安装条件、体积大等实际情况，采取仪器不动、学生动模式，将新校区学生接到老校区进行实验；其次，对于便携的仪器、体积小的设备，随同学生进课堂、进场地，从而实现实验教学。

5 结 语

本文以天津市运动生理与运动医学重点实验室为例，从实验室教学现状和存在的问题入手，探索了教学模式创新和特殊时期的应急预案，不但有利于重点实验室建设，同时也保证了教学效果。总之，运动人体科学实验教学改革既要满足社会需求，也要跟上时代飞速发展的步伐，是一个持续的过程。