實驗簡介：

《脊柱運動康復生物力學虛擬仿真實驗》項目包括脊柱認知、篩查、力學分析和康復手段共四個模塊，內容涉及到運動解剖學、運動生物力學和運動康復等相關知識體系，提供了脊柱評估和個體化康復方案制定等虛擬仿真實驗教學環(huán)節(jié)。

實驗背景：

脊柱作為人體的中軸骨，起到支撐、保護、運動等重要作用。但脊柱結構復雜、穩(wěn)定性較差，意外傷害或長期的不良姿勢都可能對脊柱造成嚴重危害。據(jù)報道，我國中老年人群中97%患有脊柱疾病，近年來，又呈現(xiàn)出年輕化的趨勢，在40歲以下的人群中，約有40%人存在脊柱異常，兒童脊柱側彎癥的發(fā)病率高達25%以上。由此可見針對脊柱的運動康復尤顯重要。運動康復生物力學是運動科學和康復醫(yī)學中一個非常重要的學科，其中，脊柱運動康復生物力學是該學科理論和實踐研究的關鍵領域。脊柱運動康復的生物力學涉及范圍廣泛，與人體運動和康復治療相關的教練、醫(yī)療和科研人員都需要掌握該領域的基礎知識和原理，相關教學與科研需求日益迫切。但由于脊柱結構的復雜性、力學機制的不確定性、評估的高成本、面向人群的特殊性和康復手段的多樣性，使其在實驗教學過程中不易直觀展現(xiàn)與理解。因此，脊柱運動康復生物力學的實驗教學效果存在一定問題，學生反應難學，教師反應難教。

基于以上原因，課程教學團隊依據(jù)“能實不虛、虛實結合、相互補充”的原則，將虛擬仿真技術融入到脊柱康復生物力學實驗教學中。通過3D模型展現(xiàn)設計流程，情景模擬強化功能認知，以問題為導向推動實驗開展，虛實結合，引導學生在虛擬環(huán)境中做真實驗，使其更直觀的了解脊柱的形態(tài)、功能和基本力學規(guī)律，并進一步掌握脊柱疾病的基本評估方法和康復手段。通過線上虛擬交互理解與線下模擬實踐相結合的方式，使學生近距離、全視角、多維度來認識脊柱運動康復生物力學，加強了理論和實踐的雙重學習體驗。

設計原則：

通過本實驗要達到教學目標如下：

1.了解各節(jié)段椎體的結構和相關組織，及其相互作用的力學機制；

2.通過三維仿真場景展示評估脊柱的主要設備，熟悉其構造和原理，掌握其操作要領；

3.通過模擬脊柱評估的異常結果，掌握適宜的運動康復手段；

4.掌握脊柱功能篩查的實驗方法，學會分析篩查報告；

5.培養(yǎng)知識應用能力、綜合實踐能力、思維判斷與分析能力、跨學科思維能力、對新技術的學習能力；培養(yǎng)團隊意識、創(chuàng)新精神、科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。 上述實驗教學目標的達成有助于學生直觀感受感脊柱篩查、診斷、力學分析以及康復流程。使學生能夠在畢業(yè)后的工作中更快掌握對具體問題分析的能力，為畢業(yè)生成長為高層次應用型人才奠定了重要的基礎。

實驗目標：

南京體育學院《運動康復生物力學》是江蘇省精品在線開放課程，是運動人體科學、運動康復、康復治療專業(yè)的主干課程之一，《脊柱康復生物力學虛擬仿真實驗》是基于該課程設立的特殊環(huán)節(jié)實驗。課程主要包括脊柱相關的解剖學和生物力學相關原理、脊柱形態(tài)和功能的評估過程、脊柱相關疾病的損傷原理和康復方法。通過本實驗要達到教學目標如下：

1.了解各節(jié)段椎體的結構和相關組織，及其相互作用的力學機制；

2.通過三維仿真場景展示評估脊柱的主要設備，熟悉其構造和原理，掌握其操作要領；

3.通過模擬脊柱評估的異常結果，掌握適宜的運動康復手段；

4.掌握脊柱功能篩查的實驗方法，學會分析篩查報告；

培養(yǎng)知識應用能力、綜合實踐能力、思維判斷與分析能力、跨學科思維能力、對新技術的學習能力；培養(yǎng)團隊意識、創(chuàng)新精神、科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。

實驗要求：

（1）專業(yè)與年級要求

實驗項目主要面向南京體育學院運動人體科學、運動康復、康復治療專業(yè)的大二和大三年級學生。

（2）基本知識和能力要求等

本實驗項目要求學生學習過的相關課程或已掌握的相關專業(yè)知識，有如下層級：

①基礎層：《運動解剖學》、《運動生理學》。具備一定基礎理論及較好的科學分析能力，初步了解解剖和生理學的相關知識。

②專業(yè)層：《運動醫(yī)學》、《康復醫(yī)學》和《人體運動學》等課程。對于參加實驗的學生要求具備相關的專業(yè)基礎知識，了解功能解剖、運動損傷和運動康復的相關知識。

對不同專業(yè)的具體化要求：

①運動人體科學專業(yè)的學生要求初步具備基本的脊柱功能解剖和生物力學知識，可基本將生物力學原理應用于脊柱相關知識的學習中。

②運動康復和康復治療專業(yè)的學生要求初步具備基本的脊柱功能解剖和康復知識，可基本將康復治療原理應用于脊柱相關知識的學習中。