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运动生物力学的概念范文1
关键词:生物力学 体育教学 健康第一
一、运用生物力学知识,提高教学效率
我们以排球扣球动作为例来讲述: 首先,做出扣球动作示范,然后讲述扣球技术的鞭打原理:一端先做加速运动,在制动过程中其动量向游离端传递,使末端产生极大的运动速度。鞭打动作的关键技术首先是大环节带动小环节的快速运动,然后是大环节至小环节依次突然制动。扣球时,当腾空到最大高度时,身体成反弓姿势,同时开始做相向运动。这一动作包括收腹褶体和屈曲大腿的动作,更重要的是以肩关节为轴,以上臂带动前臂和手,向前上方伸臂的击球动作,这就是鞭打式的击球动作。
第一,根据动量定理:F.ΔT=M(V2一V1) ①
由①得出V2-VI=FT/M ②
这时通过②式得知要获得最快速度V,一是我们打击球的力量F要大,二是击球时间T要快。获得最大击球力量F,因为我们是以肩关节为轴进行扣球,根据转动力学:
转动定律M=Iβ ③
M=RF ④
由③、④式得F=Iβ/R。要想获得最大力——F,就得减小半径R,这就是我们扣球时先曲臂的原因。
第二,讲清楚这个问题之后,开始讲述扣球时为什么边挥臂边伸肘。根据V线=ωR,在转动角速度ω保持较大值的条件下,加大半径R从而增大上肢末端手掌的线速度V线。上臂甩的越直,挥动半径越大,线速度越快,扣球越有力。
第三,利用动量矩的转移。由于是以肩关节为轴转动,因此,按动作的要求可以通过调节各环节的运动形式,实现动量矩的传递和转移。动量矩在身体内的传递主要是利用身体环节的突然制动,从而使这些环节原有的动量矩向相邻环节传递和转移。
至此,学生已经明白了各个环节突然制动是为了获得最大的动量矩,使手指及碗关节产生最大的运动速度。
通过以上力学方面的讲解、分析,把这一较难掌握的技术动作在学生头脑中建立起来清晰的概念。加上合理的引导与适当的鼓励,消除了他们对扣球的心理障碍,增加了信心,提高了学习兴趣,从而使教学质量得到提高。
二、有利于学生理解并掌握技术动作
运用生物力学原理分析动作技术特征,突出动作环节的难点和重点,学生很容易理解,并能有意识地按力学原理完成动作练习,这样掌握动作既快又规范。
例如,在讲解篮球原地投篮技术动作时,按照教学步骤——蹬伸、顶肘、压碗、拨球这四个环节讲授完后,练习时学生为了尽快进球,大部分都是用力向前推球,而忽略了向上顶肘。这时可以简单地进行力学分析:抛物线与入篮角投篮的球出手后,在空间飞行过程中受重力影响,成弧形运行轨迹,通常称之为抛物线。所谓入篮角,是球进入篮圈前一瞬间,运行轨迹的曲线合在该点的切线与平面形成的夹角。抛物线的高与低,决定球入篮角的大小,而入篮角是否适宜,则是影响投篮命中率的关键。抛物线过高,球在空间飞行的时间和路线过长,容易受重力和空气阻力影响,使球飞行的方向改变,从而影响命中率。抛物线过低,球飞行入篮的弧线接近水平,篮圈暴露在球下的范围较小,就不易取得应有的入篮角,也难以命中。实践表明,中等抛物线是比较理想的,容易投篮命中。经过这样简单的讲解,突出顶肘的重要性,学生就能很快地掌握投篮技术动作。
三、促使学生完成体育技术动作的规范化
运用生物力学原理,能帮助学生区分正确动作与错误动作,明确动作完成的顺序,使动作规范化。在教学中,常常发现学生自以为已掌握了动作,其实并没有。教师运用运动生物力学分析正确动作和错误动作的区别,能强化学生对正确动作的理解,从而及时纠正自己的错误。
四、提高学生的学习能力
如果上课时经常运用生物力学知识讲解动作的要点与难点,经常提问学生某一动作为什么这样做,学生就会养成积极思考的好习惯。教师在指导分析技术动作的基础上,可以选择一些较简单的动作,让学生独立思考。这样学生即掌握了运用生物力学原理分析动作的方法,又学会了动作,从而达到提高学习能力的目的。
五、让学生深刻认识体育的科学性
运动生物力学的概念范文2
一、理想成现实
人类很久以前就有飞往太空的理想,流传于人们中间嫦娥奔月的故事就是其中的一曲,今天随着科学技术特别是力学的发展,这个理想已经变为现实。1969年7月16日早晨9点32分阿波罗11号飞船连同它的三十六层楼房高的土星5号火箭在肯尼迪角的39A综合发射台发射了。当时飞船上载有三名航天员,当飞船与“土星5”火箭第三级分离,飞船沿过渡轨道飞行2.5天后,便开始接近月球,此时飞船服务舱的主发动机减速,使飞船进入环月轨道。接着,两名航天员进入登月舱,并驾驶登月舱与飞船分离,这时飞船指挥舱内的一名航天员继续驾驶飞船绕月球轨道飞行,而另两名航天员则乘登月舱在月面着陆。登月后航天员采集了岩石和土壤(22千克),展开了太阳电池阵,安装了月震仪等。任务完成后,他们乘登月舱的上升级返回月球轨道,与飞船对接,最后返回地球。人们可以听到首次踏上月球表面的船长阿姆斯特朗的名言“这是个人迈出的一小步,但却是人类迈出的一大步”。开罗广播电台将阿波罗登月称为“人类最伟大的成就”。我国也于北京时间2007年10月24日18时05分左右,嫦娥一号探测器从西昌卫星发射中心由三号甲运载火箭成功发射。嫦娥一号”(Chang'E1)月球探测卫星由中国空间技术研究院承担研制,以中国古代神话人物嫦娥命名。中国首次月球探测工程嫦娥一号卫星是中国自主研制、发射的第一个月球探测器。实现了我们的探月梦想。
二、发展中的力学新学科
力学工作者研究了新型的动力机械,使人类控制自然的能力飞速向前发展。目前各种新型的动力机械正在不断地研制出来。
力学的分支工程――热物理就是一门专门研究新能源的利用方法以及各种新型动力机械的学科,在能源转换为动力的过程中发生的各种物理现象则是这门学科的主要内容。
实现高速飞行,除了要有新型的动力机械外,还有许多困难要克服。比如当高速飞行器的速度达到声速十几倍时,飞行器的表面温度可高达摄氏一万度左右,在这种情况下,飞行器表面空气分子已经部离解,如沿用一般的动力学知识研究显然已不行,于是产生了力学的又一分支――高速空气动力学。这是一门专门研究在高温情况下空气动力学物理现象的学科,这门学科揭示的规律能真实的反映各种实际情况,因此是设计高速飞行器的重要理论基础。
第二次世界大战前后,约有二十架英国的重型轰炸机接连失事。为什么会发生这样的事故呢?经过对飞机残骸的研究,发现这些事故都是由于金属“疲劳”造成的。
“疲劳”问题涉及的范围十分广泛,几乎所有的现代工业。比如航空工业、机械工业、原子能工业、造船工业等都普遍存在着产品“疲劳”问题。在这种情况下,固体力学的一个分支――“疲劳”学诞生了,这是一门专门研究“疲劳”的成因、“疲劳”裂纹的产生、裂纹的扩展以及“疲劳”预防的学科,我们运用“疲劳”学知识可以把构件的“疲劳”寿命计算出来,还可以设计出抵抗“疲劳”破坏的新的结构。
二十世纪30年代以来,一系列的由于寒冷而引起的脆断事故,特别是桥梁和船舶的破坏,引起人们的极大注意。为了探索这类事故原因,诞生了固体力学的另一分支――断裂力学,这是一门专门研究结构和材料的断裂规律以及放断措施的综合性学科,它主要研究外部条件和应力间的关系,确定材料的抗裂性能参量、指标及测试方法,提出合理选材的原则,建立起新的设计概念和安全措施,以控制和防止结构的断裂破坏。
三、力学的新贡献
现代飞机的速度增加得很快,由于空气动力加热造成的高温使飞机常用的铝合金和镁合金的机械性能急剧下降,当温度持续上升到260―315摄氏度时,这两种合金就完全不能使用了。与此同时,飞机结构还将承受更为严重的冲击和振动。
为了解决上述问题,力学工作者研究出了一种新型材料――复合材料。复合材料由两种或多种具有不同性能的材料经人工复合而成,具有相当优异的力学性能,例如,高强度、高硬度、耐高温,可在1100―1300摄氏度下正常工作,此外,复合材料的耐腐蚀性、电绝缘性能、减震性能和抗磁性能也都很好,并且易于成型和加工。由于复合材料具有如此优异的力学性能,它在宇航和机械制造业中得到十分广泛地应用。现在已经用玻璃纤维复合材料制造火箭、导弹和发动机壳体,用玻璃钢制造汽车机车的机身及配件,制造石油管道、煤矿支柱、电机护环、带电操作工具等。
四、生物体内也有力学
尽管我们对宇宙空间和微观世界已有一定的认识,相比之下,对生命过程的了解却很不够。青少年朋友们,你们可知道水里动物为什么会游泳?昆虫、鸟类为什么会飞?血液为什么会流动吗?原来,生物中存在着许多力学问题,我们如果掌握了生物中的力学规律,就有可能拯救很多人的生命,为人类谋福利。例如,第一次世界大战期间,流行性感冒蔓延,许多人并发肺炎形成肺脓肿,医生怕病人感染,就在患者的胸壁开孔排脓,结果却使不少人死亡。经研究才明白这种手术违背呼吸的力学规律,后被制止才避免了更大的损失。
运动生物力学的概念范文3
摘 要 自行车是一项国际性的运动项目,在自行车运动中,有效的进行科学训练以及针对训练进行监控研究,是影响自行车竞技水平的一个重要因素。本文主要就针对自行车运动科学训练理论与训练监控研究现状进行了简要的分析,希望能够通过本文的分析,为相关的人员带来一定的借鉴和参考。
关键词 自行车 科学训练理论 训练监控 现状
自行车运动是一项考验耐力以及速度的运动项目,这一运动项目可以在多个道路形式上进行,而且备受大赛的关注,在不同的大型国际比赛中,都包含自行车运动项目。自行车运动项目在国际上被公认为第三大体育赛事,这就说明了开展自行车运动训练的重要性。我国针对自行车运动也开展了多项科研工作,以期能够有效的提高我国自行车运动员的整体实力。
一、自行车运动科学训练理论研究现状
针对运动训练学理论进行研究的过程中,研究的主要内容就是训练所要达到的目标,训练开展的主要内容,训练所需要的负荷量等。运动训练的主要目的就是为了能够对运动员的潜力进行有效的开发。通常而言,过渡运动不但不会激发出好的训练效果,而且还会适得其反,另外,在训练当中没有采取有效的监控,就会使得训练具有盲目性,无法真正的发挥出训练的真实水平。因此,就需要在开展运动训练的过程中,重视科学的训练,充分的了解各种专项训练中所包含的细节内容,从而可以更好的推动专项运动训练的发展。
我国的自行车训练在初期阶段主要是坚持应用三从一大为指导思想,利用大量的运动训练,来提升我国自行车运动员的技能水平,然而,我国的运动员整体技能水平还是与发达国家有着明显的差距,造成这一情况出现的主要原因就是我国自行车运动训练没有抓住核心的训练方式,不注重实战,从而使得训练的效果大打折扣,因此,要注重实战训练,以实战经验来提升我国自行车运动员的整体水平。
自行车运动对于体能的要求相对较高,只有拥有良好的体能,才能够最大限度的发挥出我国自行车运动员的真实技能水平。我国也开展了较多自行车运动员体能的研究工作,然而,研究所得的一些体能概念却较为混乱,而且并不适用于我国自行车运动员。借鉴中外各种研究资料,可以了解到,其实体能主要包括的内容就是身体机能、运动素质以及身体形态三个方面,体能的核心就是运动素质,也就是对运动员所具有的力量、速度以及耐力等素质。体能影响着运动员的健康状况以及技能发挥。一般来说,体能可以被分为一般体能和专项体能。
自行车运动具有较强的竞争性,在自行车运动逐渐发展的过程中,自行车运动训练理念也在进一步的深入发展,并且有一些新的训练方法和理念被融合到自行车科学训练理论中,使得自行车运动训练的方式不断的丰富。
二、我国自行车运动训练监控研究现状
(一)自行车运动员体能监控研究现状
体能对于自行车比赛成绩有着一定的影响作用。通常而言,自行车比赛的项目较多,而且赛程都比较长,这样就需要消耗大量的体能,才能够完成比赛,而要想在比赛中,获得好的成绩,就需要有良好的体能。现阶段,我国的自行车运动员在经过体能监控研究后,可以明显的了解到,我国的运动员体能被分为两个部分,其一是专项素质,其二就是机能。自行车运动员体能监控研究的内容也是以这两方面为重点展开。
(二)自行车运动员技能监控研究现状
自行车的骑行技术在一定程度上会对专项体能产生较大的影响作用,也会对竞技水平产生一定的影响,因此,在对自行车运动训练进行监控研究的过程中,也需要针对自行车运动员技能实施有效的监控研究。
我国的相关专家开展了自行车运动员脚踏技术的研究,在脚踏的过程中,充分的结合一些合力、又用力以及效率等数据来辅助研究,结合的相相应的辅助运动力学观点,在理论分析的基础上,从而总结得出一套行之有效的踏蹬技术方法。同时,另外一些学者也针对自行车运动的原地起动技术的动作和训练进行了实验性的研究,并利用生物力学的观点来总结得出一套新的原地起动技术,这项新的技术在实践中也得到了有效的应用。
我国针对自行车运动员骑行技术的研究还有很多,而无论是何种研究,都遵从了生物力学的观点和理念,以生物力学的角度来进行分析,特别是对于一些起动的动作等展开的研究相当的丰富,而其中极为少数的研究是关于骑行技术以及骑行过程中所遇到的风阻的。在研究中,一些研究人员也针对骑行机械效率进行了简要的分析和实验,运动员在长期进行专项训练的过程中,由于训练的辛苦程度,会使得自行车运动员的专项体能水平在初期有一个快速的提升,而要想能够使得自行车运动员可以在比赛中充分的激发自身的身体机能,已取得良好的成绩,就需要减少不必要的体能损耗,尽可能的输出有效功率,从而取得良好的运动成绩。而要想做到这一点,就需要为自行车配备良好的装备,并且运动员能够充分的掌握各种骑行技术,在骑行的过程中,可以保持良好的姿态,这些一因素都是影响自行车运动员成绩的重要因素,也是研究工作中的重点内容。
三、结语
我国对于优秀自行车运动员成绩提高关系密切的专项体能的特点认识还不够,致使专项训练理论以及训练方法与手段的创新不足,这需要我国广大自行车教练员和科研人员更多地学习国外先进经验,结合自身情况,以提高我国自行车运动的训练与科研水平。
参考文献:
[1] 仇乃民,李少丹.我国场地自行车青少年运动员训练特点及分析[J].湖北体育科技.2013(05).
运动生物力学的概念范文4
兼取意法两国之长
这座大本营全称为圣乔治公园国家足球中心,位于英格兰中部斯塔福德郡特伦特河畔,占地330英亩。负责设计的是Red Box集团,他们此前的作品包括桑德兰的光明球场和水上运动中心,这一次英足总给他们提出的要求,是以法国克莱枫丹训练基地为样本进行设计。
前任英格兰主帅卡佩罗在任时,也对圣乔治公园项目大加支持,因此英格兰媒体认为,熟悉意大利科维尔恰诺训练基地的卡佩罗也提出过一些建议,让圣乔治公园得以兼取意法两国之长。
最终落成的圣乔治公园基地不仅拥有12座世界顶级的室外训练场,还配备了一座全比赛尺寸的室内训练场,此外还配备了最顶级的水疗中心、生物力学训练馆、视频数据分析系统,以及医疗和运动科技的高尖端设施。
按照队长杰拉德的说法,这是他见过的最棒的足球训练基地。这里的医疗康复中心不仅能为球队提供常规的理疗服务,甚至可以承担紧急的外科手术。生物力学训练馆更是引进了航天领域的高精尖技术,能够为球员模拟出不同海拔的训练环境。
造价超1亿英镑
按照惯例,这座基地也由英皇室成员负责揭幕剪彩。身为英足总名誉总裁的威廉王子自然责无旁贷地携凯特王妃,在本周二正式为训练基地揭幕。身为球迷的威廉还顺道参观了各项高端设施,并且观看了三狮军团国脚们的训练。
王子在揭幕仪式的发言中,将这座基地和伦敦的奥林匹克公园相提并论:“圣乔治公园基地是一座拥有全新概念的足球训练基地,它不仅会为国家队提供世界顶级的设施,更重要的是,它还将扮演类似大学的角色,会有成百上千的教练从这里毕业,此外,这座基地还为附近的居民提供了就业机会和社交中心。参观这里的感觉和我第一次走进奥林匹克公园的感觉如出一辙。”
拥有新温布利大球场和圣乔治公园训练基地,让英足总成为了基础设施最为充裕富足的足球机构之一。基地主席希普香克斯宣称,这是英足总“着眼于未来的一笔投资”,足总的目标是使圣乔治公园基地成为“未来教练员、球员、球队行政管理人员和各级官员向往的终极圣地”。希普香克斯认定新基地将让英格兰足球长期收益:“现在这一切仅仅是个开端,我们自然希望能迅速收到回报,但这终究是一项长期投资,这座基地所带来的全部益处,将在十年后充分显现出来,我们希望越来越多持有欧足联高级教练执照的主教练能从这里走出来。”英足总希望这次硬件设施近乎于一步到位的全面升级,能拉近英格兰和意大利、西班牙、法国及德国在青训和教练培训上的差距。
运动生物力学的概念范文5
【关键词】体育;科学研究;领域;动态
中图分类号:G80 文献标志码:A 文章编号:1673-8500(2014)03-0089-01
“知识主体”问题不仅在一般科学和不同的具体科学具体学科内出现,同样也在体育科学领域内出现。这一问题与体育科学的内容有关,并在很多方面和方法上与体育的社会发展紧密相连。体育科学的研究领域却涵盖人文社会科学和自然科学的两方面。从体育学一级学科的分类我们可以看出这一点。当代体育面临的新课题进内容分为体育学下设四个二级学,涵盖了社会生活的各个方面。
一、体育科学研究的理论领域
科学理论的内在完备性标准要求科学理论体系必须具有自洽性和相容性。所谓自洽性,是指科学理论内部的无矛盾性,它要求理论本身融贯一致,能够自圆其说不允许在同一理论内部存在矛盾命题,一个不能自怡的理论是不合理的,至少是有待改善的,一个成功的科学理论体系不仅要内部自恰,而且要与相关的背景知识相一致。背景知识,就是已经得到确证并且被普遍接受的科学理论。虽然新建构的科学理论与原有理论发生冲突一般总是难免的。但是,它不能与原有科学理论中经过检验的真理成分相矛盾。在近几年,在很大程度上,已扩大了体育现象的角度和方面。这可以用举例的方式来解释,如果下列体育现实模式被考虑:职业的体育,国家资助的机构中的体育,体育俱乐部和体育协会中的体育,商业建制中的体育,和私人的或非机构化的体育。结果,体育科学的知识主体范围不断增加。在下列列出的四部中,说明体育科学知识主体的模式,试图对与体育科学理解有关的,迅速扩展的体育领域的这种新挑战做出回答。
(一)传统领域第一类包括体育科学的传统领域,它们已存在了一段时间,并且它们代表着整个体育科学知识主体的相当一部分。在第一类中,要考虑下列七种理论领域:体育医学,体育生物力学,体育心理学,体育教育学,体育社会学,体育历史和体育哲学。这七种理论领域也代表着从经验分析的(例如,体育医学)到解释理论的(例如,体育哲学)研究方法的广泛理论立场。七种领域是:体育医学,体育生物力学,体育心理学,体育教育学,体育社会学,体育历史,体育哲学。这种列举顺序是以逻辑推理因素为基础的。七种理论领域次序开始于体育医学和体育生物力学,它们人类身体存在(自然科学)方面接近人类。下列三种理论领域:体育心理学,体育教育学,体育社会学-以整体方式,代表着人类行为(社会行为科学)。最后两种理论领域,体育历史和体育哲学,代表着与过去,现在和未来有关的综合性元因素;(解释学标准的科学)。因此,这种模式也可被看作是从抽象到具体,从自然科学到人类学,从经验分析到理论解释,从说明的到标准的等等的一个连续统一体。七种理论领域的连续统一体内,存在着多种关联。这些相互关系必须被认可和发展。而且,和大多数相互影响关系一起,所有的七种理论领域都有母体学科。
(二)体育科学的新领域近年来特别是大约1980年始,以一种更科学的方式发展起来的。这也因为体育作为一种社会现象的重要性已大大增加,并成为我们社会的一种相关因素。结果,越来越多的人类生活的维度在与体育联系中发挥着重要作用。这五个理论领域给出的顺序是根据德语的字母顺序,而不是根据逻辑推理因素。它们是在体育科学内,近来刚刚发展起来的。这些理论领域是:信息学和体育―体育信息;政治学和体育―体育政治;法律学和体育-体育法;面向技术的科学和体育―体育场所/体育设备;经济学和体育-体育经济学。这些理论领域的发展是具体体育新的职业需求的直接后果,除了教授体育和体育,这些职业需求,也已在校内外出现。
二、体育科学研究的具体学科
体育科学的具体学科与体育有着非常亲近的关系。它们是:包括运动行为理论,游戏理论,和训练理论。它们与运动行为,游戏紧密相关,把体育作为体育科学的主要目标点,并试图把与运动行为,游戏和训练题目有关的,理论领域的成果统一起来。它们一方面与体育有关,然而,另一方面,它们又与其它现象和科学科目有关。例如:体育中的表现和表现能力;音乐和运动行为;娱乐性的体育;体育和健康;适应性体育;体育新闻业;体育中的攻击/暴力。对这种抽象概念水平上来说,还有一些其他的例子;(例如,体育和年龄老化,体育和管理,体育和环境)。这些例子向人们显示了,在体育科学内容方面,可能达到的程度。这些具体学科也需要那些相互影响的科目成果的整合,这通常是一项很难达成的任务。有这四类的帮助,才有可能为体育科学广泛的知识主体提供一种综合性的分析,并对问题:“体育科学的内容是什么?”给出一个满意的答案。体育科学的历史很短,可以说仅仅是上个世纪的事。国际体育科学和教育理事会用几年的时间,集中国际上知名的专家,按一门成熟学科的五个规模的统一要求,对19门体育学科进行了归纳总结,目的在于出版一本关于体育科学各学科领域的基本信息的手册。(1)适应身体运动;(2)生物力学;(3)训练科学;(4)比较体育;(5)运动人体测量;(6)神经运动心理学,运动技能学习与控制;(7)体育哲学;(8)体育政治学;(9)体育社会学;(10)运动训练生理学;(11)竞技运动和锻炼心理学;(12)体育设施;(13)体育史;(14)体育信息;(15)体育法律;(16)体育管理;(17)运动医学;(18)体育教育学;(19)运动视觉。
三、结语
“体育科学的研究领域是什么?”被呈现在体育科学研究中,这似乎代表一个静态的模式;然而,因为在理论领域和具体学科内的变化是不断变化的,所以,它也有动态的特性。体育科学的研究领域将会呈现不断变化的态势。
参考文献:
[3]王利.浅论体育科学的研究领域[J].祖国,2012,(18):179.
[1]徐元民.体育学导论[M].台北:台湾品度股份有限公司,2003.
运动生物力学的概念范文6
按照外科学教学大纲的要求,在临床骨科教学中,骨折的类型和发生机制是骨科损伤疾病的教学重点。在传统的教学环节中,这部分仅仅通过课本上的模式图或典型的X线片来进行说明,学生在认知过程中缺乏对立体形象和发病机制的了解,仅仅掌握了一些概念性的名词术语。我们科室通过采集正常人体不同部位的CT断层影像,运用逆向工程与有限元的基本概念和理论,采用医学专用的建模软件Mimics读取原始的股骨CT图片的DICOM格式,利用阈值分割算法完成股骨的图像分割,并利用面绘制算法对股骨及其内部的髓腔进行三维仿真,然后根据股骨髓腔几何解剖状态应用CAD软件设计个性股骨假体(图1)。在骨折这一内容的教学设计中,我们还结合Mimics软件自带的有限元分析模块,计算模拟出不同应力状态下骨骼的受力情况,利用不同的颜色分布,直观地显示出各个部位的受力分布,对其中的受力情况进行分析,帮助学生理解临床椎体压缩性骨折最易发生部位背后所涉及的力学机制(图2),进一步让学生了解骨折的外科治疗。另外,还可以利用Mimics基于灰度值赋材质,实现股骨有限元模型材料正确的非均匀及各向异性描述,模拟假体材料置换后股骨的应力情况。我们还结合科室课题研究,对诸如脊柱压缩性骨折的骨水泥治疗等对椎体的生物力学改善进行了延伸。通过这些方法,学生不仅学习了临床的骨科治疗方法,更为实际临床工作奠定了基础。
通过实际教学比较,学生对理解骨折的机制和治疗方案有一个全新的认知。为了进一步满足学生对运动系统软组织的作用了解,我们还利用计算机对运动过程中复杂的肌肉和骨骼力学进行分析。Anybody是商业化软件中唯一兼与人机工程学和生物力学的分析软件,其可以通过导入完整的人体肌肉骨骼模型,用于产品的人机工程学设计。可以计算模型中各块骨骼、肌肉和关节的受力、变形、肌腱的弹性能、反抗肌肉作用和其它对于工作中的人体有用的特性等。在骨科教学中,关于骨肿瘤和骨关节炎症的发展如果只给出临床分型的图片还是不能激起学生的学习兴趣,采用动画对骨科疾病的动态显示,能够更加直观和良好地阐述疾病的演变过程。在实现方面,可以利用已经制作完成的三维影像,利用Flash等动画制作软件,合成四维的动画,插入到课件中进行播放。通过计算机仿真技术,我们让传统的教学从二维变成三维,从静止变成运动,从单一介绍结果到借助计算机分析机制,多层次地丰富了课堂教学内容。
计算机仿真技术解决了骨科学教学中人体组织结构复杂、立体形态难于表述的矛盾。在临床教学中,从声像、文字、动画等多个角度刺激学生,对学生有较强的吸引力和感染力,极大地调动了学生求学、求知的欲望,激发了学生的学习积极性、主动性、创造性,加深学生对抽象知识的理解,促进学生综合素质的提高。计算机仿真技术的一大优势在于将传统的书本描绘的平面图片转换为仿真的三维模型,能精确地表达人体形态的各个器官、骨骼、肌肉、血管等组织,特别是关节解剖结构。它将学生置于具体真实的三维重建的多媒体环境中,学生在虚拟现实中探索、理解教学内容,从而在潜移默化中达到培养学生创新素质和能力的目的[10-12]。另外,同学普遍接受计算机技术在课堂教学的应用,对计算机仿真技术的应用尤其是动画很感兴趣,提高了课堂参与的互动性。
与传统的教学模式相比,计算机辅助教学模式存在着明显优势,在信息技术发展的今天,教师必须将传统教学经验与现代科学技术相结合,充分利用计算机多媒体的优势,制作良好的课件及视频,以更好地完善教学方法,提高教学质量[13]。计算机仿真技术(computersimulationtechnology,CST)超越了普通的多媒体技术,它利用计算机科学和技术的成果建立被仿真的系统的模型,并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。虚拟仿真技术应用于骨科学教学系统中后,可以对骨科的知识领域中涉及到的实物教学进行必要的补充、完善和扩展,能够保证骨科教学系统具有良好的开放性和真实感的交互,促进骨科教学模式和理念的进一步变化,也必将成为整个教学改革的一个重要的发展方向。