教学资源
罗列主要实验项目(提供不少于2 个典型实验项目的具体实验流程)及采取的主要虚拟技术。
主要实验项目及采取的主要虚拟技术
中心依托广东省体育教师综合技能实验中心在数字化设计、仿真、虚拟现实等方向的技术力量和学科优势,坚持自主开发为主,主要采用了虚拟现实技术,并借助相关软件实现仿真实验。
目前,中心已构建了“人体运动能力-体育教师教学能力-体育教师活动组织”为主线的虚拟实验教学体系,陆续建设了技能原理虚拟仿真平台、教学教法虚拟仿真平台、学习体验虚拟仿真平台、实习实训虚拟仿真平台、开放性实验虚拟仿真平台、师范类育人虚拟仿真平台。开发了具有独立知识产权的《人体行走步态足底压力分布的测定与分析实验》、《人体肌肉动作时序的肌肉测量与分析实验》、《动作技能迁移与注意力分配能力的测定实验》、《Tendo爆发力与速度反馈系统实验》、《全身等长肌力检测系统实验》、《POWERMAX-VII无氧测试训练功率自行车实验》、《Ergoline100有氧功率车实验》、《四门红外线速度灵敏测试系统》、《公众演讲焦虑感虚拟仿真实验》等仿真实验教学资源,并开设了相关虚拟仿真实验。
1 虚拟仿真实验室系统建设
体育教师技能虚拟仿真实验教学管理平台在校园网络的基础上,构建统一的用户管理、资源管理和统一权限管理的虚实一体化实验管理和共享平台。平台主要包括实验中心门户网站、实验教学管理系统、虚拟仿真实验资源系统、实验室开放预约管理系统。其结构如下图。

图2.2.1-1 中心实验室综合运行管理模块图
平台以学校实验室管理流程和基本事务管理为核心,以规范实验室管理信息化为准则,充分利用学校实验室资源,更好地服务于学生。系统依托校园网络构建管理模式,采用 B/S结构,突破地域空间的限制,整个实验数据放在服务器上,管理人员、教师在办公室、宿舍通过网络对仪器设备、实验项目、实验过程等进行管理监控,而学生则可以在机房或在能上网的地方进行实验预约,实现实验室资源的充分利用和实验室管理的科学化和规范化。该平台的主要功能:
(1)中心门户网站
体育教师技能虚拟仿真实验教学中心门户网站,对外公布中心教学信息、中心新闻、中心通知公告、中心介绍、实验课程、教学平台、仿真实验、教学资源等,是教学平台各系统功能的链接窗口,注册用户通过预约登记的方式使用实验教学信息化平台上的教学资源。本平台信息同时通过校园门户网站对校内外公布,并在校园网门户提供了对本平台的链接。如图2.3.2-1所示。

图2.2.1-2 中心门户网站
(2)实验教学管理系统
实验教学管理系统以实验教学为中心提供教学教务管理、教学资源管理、教学过程管理、实验考试管理、实验指导和答疑等功能,详细功能介绍。
表2.2.2-1 实验教学管理系统详细功能
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功能 |
子功能 |
内容 |
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教学教务管理 |
培养计划管理 |
制定培养计划 |
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开课计划管理 |
制定学期开课计划 |
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开课管理与审核 |
对开设课程进行审核并发布开课信息 |
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实验进度安排 |
针对已开课程进行实验安排 |
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教学资源管理 |
实验课程管理 |
管理实验课程,包括新增、修改和删除 |
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实验项目管理 |
管理实验项目,包括新增、修改和删除 |
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实验大纲管理 |
管理实验大纲,包括新增、修改和删除 |
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实验课件管理 |
管理实验课件,包括新增、修改和删除 |
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资源类型管理 |
根据需要对实验课程、项目、习题等类型进行增删 |
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教学过程管理 |
实验预习管理 |
教师上传预习资料,学生进行实验预习 |
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实验考勤管理 |
登录系统记录考勤 |
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实验预约管理 |
预约相应时段的实验项目 |
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实验考试管理 |
实验试卷管理 |
教师设置实验试卷的题目、分值及时间等 |
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实验报告管理 |
学生填写实验报告并提交,教师批阅 |
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实验成绩管理 |
成绩调整、导出和查询 |
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实验指导和答疑 |
在线实验交流 |
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该系统分为学生、教师、教务管理员、系统管理员四种角色,每类用户登录后实现各自的操作。
系统管理员端:进行用户管理、系统管理和站点成员管理;
教务端:给各实验室下达教学任务,进行排课和开课审核。
教师端:根据教务的开课计划,进行典型实验库的维护、实验安排、查看学生实验进行、批改实验结果及实验报告、统计并发布实验成绩等。
学生端:根据培养计划和选课规则进行选课和自主选择实验课程,查看自己的实验课表,并根据教师要求进行实验预习、完成实验、提交实验报告和进行成绩查询。

(3)虚拟仿真实验资源系统
虚拟仿真实验资源系统是虚拟仿真实验中心信息化平台的核心,分为基础类虚拟仿真实验、专业类虚拟仿真实验和提升类虚拟仿真实验。
(4)实验室开放预约管理系统
学生可根据自己的兴趣爱好和时间安排进行实验预约以及工位预约,进行个性实验,也可以向实验室提出设备借出申请。教师也可以组织兴趣小组预约实验室来开展课外实验,同时也可以向实验室提出设备借出申请。
表2.2.2-2实验室开放预约管理系统功能表
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功能模块 |
功能描述 |
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实验室信息管理 |
实验室管理员对实验室及工位、设备相关信息进行增删查改 |
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预约工位 |
预约现实实验室工位及设备,预约成功后前往实验室做实验 |
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设备借出 |
通过系统查询可以外借的设备,申请及归还设备登记 |
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预约实验项目 |
通过系统预约申请相应的虚拟实验项目或现实实验项目 |
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实验室预约审核 |
教务及时对用户提出的实验室预约申请进行查询及审核 |
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设备借出审核 |
实验室管理员查询及审核实验设备的借出与归还状态 |
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实验室使用率 |
统计各个实验室课时使用、工位预约、实验室预约情况 |
2虚拟仿真资源建设
人体运动能力虚拟仿真是对人体运动技能与机能诊断实验的重要组成部分,主要通过对目前实验虚拟化,可以在网上开展的虚拟仿真实验。虚拟仿真实验模拟真实实验场景,以及实验用到的器材和设备。其中实验涉及运动生理学、运动生物力学、运动生物化学、竞技体能测试训练、运动伤害现场急救、运动心理学等部分。通过这些实验的操作学习,可对体育相关专业实验的学习起到重要作用。