实验教学项目特色

1.教学方法创新

(1)教学方法创新:

本虚拟仿真实验教学项目采取虚实结合、线下线上结合的教学方式:

1)实验室观摩大型贵重仪器等速肌力功能评估及电刺激康复训练系统,了解设备的构造,工作原理;

2)实验教师现场演示并讲解仪器的操作步骤;

3)学生线上熟练操作本虚拟仿真实验教学项目;

4)本虚拟仿真实验教学项目通过考核后,学生申请进入实验室,在实验老师指导下操作大型贵重仪器等速肌力功能评估及电刺激康复训练系统(IsoMed2000)。

(2)评价体系创新:

本虚拟仿真实验教学项目纳入“运动疗法技术学”课程的实验教学中,针对本实验教学项目设计调查问卷,问卷内容涉及实验操作方便程度、理论与实际相结合程度、课下使用次数、能力获得感、实验满意度等评价指标,通过统计学生的反馈意见,结合理论与实验老师的反馈意见,以及本虚拟仿真实验教学项目的校外访问的次数进行教学效果评价,并持续改进相关教学评价机制。

(3)对传统教学的延伸与拓展:

由于大型贵重仪器等速肌力功能评估及训练系统(IsoMed2000)价格昂贵,目前我校济南和日照校区分别有一台,而且精密程度高,维修费用高等问题,使得该大型贵重仪器在传统的实验教学中往往以教师现场讲解操作演示为主,学生动手操作的机会不多。同时,电刺激康复训练作为实践的创新内容,在实验实践操作过程中,如果操作不当,存在一定风险。该虚拟仿真实验教学系统提供了现场实验的前提条件和必要性。我院《等速肌力功能评估及电刺激康复训练虚拟仿真实验教学系统》开发于2015年底,经过不断修改完善于2017年12月份开始在我校的技能实践周得到实施应用,随后该虚拟仿真实验教学项目纳入“运动疗法技术学”课程的实验教学,2018年9月准备该项目的专利申报工作。该项目对传统教学的延伸与拓展体现在,学生在课外线上熟练操作本虚拟仿真实验教学项目,并且通过考核后,可以申请进入实验室,在实验教师的指导下进行线下操作。操作熟练后,在技能实践周、实验室开放时间,学生可以进行实验设计完成创新型实验以及科研实验。

2.设计原则

1)安全性原则

系统在应用层面上应采用一整套完善的授权体系,通过对角色设置相应操作权限来保证业务操作的安全性,控制不同的登录用户权限;在数据层面上充分利用数据库提供的安全机制,在数据库备份、数据库恢复方面支持包括数据库日志备份、事务备份、数据库自动备份、灾难恢复等多种方法;系统层面的安全特性通过系统错误捕获、日志功能实现。

2)实用性原则

系统的建设充分贴近学校教学实际,同时利用现有的比较成熟的国家科技支撑计划研究成果,结合学校的特殊要求,进行定制开发,确保系统实用可行。

3)开放性原则

当用户需求发生少量变化或产生较简单的新需求时,用户可以在系统中自行修改或适度开发,从而提高效率、降低成本;系统模块具备灵活构建的功能,系统管理员可以根据工作业务需求增加、修改和删除系统模块及子模块,可以方便地维护信息代码。

4)可扩展性原则

所有功能模块都遵循一套完整而健全的协议,该协议不仅将系统的各模块紧密地融合为一体,而且方便单个功能模块的添加、升级,同时能十分有效地与其他系统进行兼容和数据交换,以实现数据的充分共享。

5)标准化原则

虚拟实验采用教育信息化标准委员会颁发的行业标准和国家标准。实验教学信息采用教育部最新高等学校标准信息子集,及时体现教育信息化进程。科学、规范化的业务设置,为各级管理部门之间的数据共享及数据交换奠定了良好的基础。数据报表完全按教育部上报格式,并保证同步更新。

6)易操作性原则

(1)教学方法创新:

本虚拟仿真实验教学项目采取虚实结合、线下线上结合的教学方式:

1)实验室观摩大型贵重仪器等速肌力功能评估及电刺激康复训练系统,了解设备的构造,工作原理;

2)实验教师现场演示并讲解仪器的操作步骤;

3)学生线上熟练操作本虚拟仿真实验教学项目;

4)本虚拟仿真实验教学项目通过考核后,学生申请进入实验室,在实验老师指导下操作大型贵重仪器等速肌力功能评估及电刺激康复训练系统(IsoMed2000)。

(2)评价体系创新:

本虚拟仿真实验教学项目纳入“运动疗法技术学”课程的实验教学中,针对本实验教学项目设计调查问卷,问卷内容涉及实验操作方便程度、理论与实际相结合程度、课下使用次数、能力获得感、实验满意度等评价指标,通过统计学生的反馈意见,结合理论与实验老师的反馈意见,以及本虚拟仿真实验教学项目的校外访问的次数进行教学效果评价,并持续改进相关教学评价机制。

(3)对传统教学的延伸与拓展:

由于大型贵重仪器等速肌力功能评估及训练系统(IsoMed2000)价格昂贵,目前我校济南和日照校区分别有一台,而且精密程度高,维修费用高等问题,使得该大型贵重仪器在传统的实验教学中往往以教师现场讲解操作演示为主,学生动手操作的机会不多。同时,电刺激康复训练作为实践的创新内容,在实验实践操作过程中,如果操作不当,存在一定风险。该虚拟仿真实验教学系统提供了现场实验的前提条件和必要性。我院《等速肌力功能评估及电刺激康复训练虚拟仿真实验教学系统》开发于2015年底,经过不断修改完善于2017年12月份开始在我校的技能实践周得到实施应用,并且实现了济南和日照校区两地共享,随后该虚拟仿真实验教学项目纳入“运动疗法技术学”课程的实验教学,2018年2月份该项目首次为《运动疗法技术学》课程实施线上线下教学,2019年3月份该项目第二次为《运动疗法技术学》课程实施线上线下教学。并于2018年9月准备该项目的软件著作权申报工作,并成功申报(软件著作权登记证书号:软著登字第4252089号,登记号:2019SR0831332)。该项目对传统教学的延伸与拓展体现在,学生在课外线上熟练操作本虚拟仿真实验教学项目,并且通过考核后,可以申请进入实验室,在实验教师的指导下进行线下操作。操作熟练后,在技能实践周、实验室开放时间,学生可以进行实验设计完成创新型实验以及科研实验。

本项目于2019年3月份向北京体育大学运动医学与康复学院实现开放共享(见附件《虚拟仿真实验开发使用协议书》)。

3.实验方案设计思路

第一、等速肌力功能评估及训练系统(IsoMed2000)与电刺激康复训练系统在本校有且只有一套,无法满足面向所有的学生,通过研究开发和部署开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台,可以满足面向所有的学生学习并操作等速肌力功能评估及训练系统与电刺激康复训练系统。

第二、在实验操作过程中,使用电刺激会存在一定的风险,假如操作不当(使用的电流过大)会给受试者造成畏惧电的心理阴影。学生在电脑上登录虚拟仿真实验教学平台,可以学习虚拟的等速肌力功能评估及训练系统与电刺激训练系统实验,掌握实验步骤以及实验原理,通过考核后,进入实验室操作,能够极大程度降低存在的风险。 

第三、此实验主要的实验对象有普通人群、特殊人群(下肢偏瘫、下肢肌肉萎缩的患者)、运动员等。特殊人群来实验室进行测试与训练不现实,而且学校里没有这样的特殊人群。虚拟仿真实验教学平台能够满足学生学习对特殊人群评估与训练,丰富实验的内容,让学生能够全面的掌握此实验。

第四、由于大型贵重仪器等速肌力功能评估及训练系统(IsoMed2000)价格昂贵,目前我校济南和日照校区分别有一台,而且精密程度高,维修费用高等问题。所以在学生实际操作大型贵重仪器之前,很有必要先进行线上的本虚拟仿真实验项目的操作,操作熟练并通过考核后,进入实验室在实验教师的指导下进行现场操作,可以降低大型贵重仪器的损坏率、提高使用成本和使用效率。