姓  名

孟春雷

性别

男

出生年月

197611

学  历

研究生

学位

博士

电    话

03573016759

专业技

术职务

教授

行政

职务

系主任

手    机

15386775757

院  系

太阳集团7237网站

电子邮箱

mclkk2002@163.com

地  址

山西省临汾市尧都区解放东路355号

邮    编

041000

教学研究情况：

1.山西省独立院校体育教育专业本科创新创业课程构建，项目编号：J2017155，山西省高等学校教学改革创新项目，山西省教育厅；0.5万元，在研；

2.山西省体育学公司产品模式多样化研究, 项目编号：2017JG54，山西省研究生教育改革研究课题，山西省教育厅；2万元，已结项；

学术研究情况：

研究课题

1.我国高等太阳集团7237网站校普及型创新创业教育理论与实践研究，项目编号： 17YJA890018，教育部人文社科研究规划基金项目，教育部；10万元，在研。

学术论文

1. 《竞技体育中兴奋剂使用的伦理危害及其化解》，广州太阳集团7237网站学报，1/2，2018.4；

2. 《新常态背景下运动休闲特色小镇创建问题及路径研究》，体育文化导刊，通讯作者，2018.3。

1-2实验教学项目教学服务团队情况

1-2-1 团队主要成员（含负责人，5人以内）

序号

姓名

所在单位

专业技术职务

行政职务

承担任务

备注

1

孟春雷

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教授

系主任

项目总负责人

2

郑旗

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教授

经理

教学管理督导

3

刘宏超

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副教授

科长

虚拟仿真教学

4

侯亚丽

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讲师

虚拟仿真教学

5

王明明

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副教授

室主任

虚拟仿真教学

1-2-2团队其他成员

序号

姓名

所在单位

专业技术职务

行政职务

承担任务

备注

1

卢向阳

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副教授

副经理

虚拟仿真教学

2

陈乐琴

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副教授

副经理

虚拟仿真教学

3

李海伟

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副教授

主任

虚拟仿真教学

4

王燕

泰盟软件公司

工程师

经理

实验教学管理

技术支持

项目团队总人数：9（人）高校人员数量：8（人）企业人员数量：1（人）

2-2实验目的

    运动生物力学是一门实践性很强的课程，近年来随着对人体动作模式、疲劳特征等运动生物力学分析的深入，研究也越来越依赖新颖的方法以及先进的仪器设备。人体表面肌电测试仪通过测量人体在运动过程中有关肌群生物电的变化曲线和数值，分析人体各肌群在动作过程中的活动状态，从而来研究评价动作技术。但传统教学实验仪器数量较少，实验中易受环境声音、距离、信号传输等不确定因素干扰，且耗材均为一次性用品，在有限课时条件下，员工实践时间较短，不能很好、全面的使每位员工掌握实验操作及流程，达不到预期教学效果，故本项目团队开发了一套人体表面肌电测量虚拟仿真系统，从教学和员工学习需求出发，模拟了实验流程、操作及注意事项等过程，为更好的学习运动生物力学的实验手段开拓了新途径。具体目的如下：

（1）了解人体表面肌电测量的意义及价值；

（2）熟悉肌电测量的步骤及要求；

（3）掌握人体表面肌电测量的方法及数据评价；如掌握不同动作采集时间及次数；数据代表的含义；如何进行简单处理等等。提升员工的分析与处理能力。

（4）提高员工学习肌电实验的兴趣，提升操作能力， 为培养具有一定科学研究能力的体育人才。

（5）争取建立更加完善的数据模拟库，包括更加复杂的动作系统模拟。

2-3 实验课时

（1）实验所属课程所占课时： 32学时。     

（2）该实验项目所占课时：  4学时。   

2-4实验原理（简要阐述实验原理，并说明核心要素的仿真度）

通过建立人体表面肌电测量虚拟仿真实验教学系统，模拟实验室人体表面肌电测量的操作流程及实验方法，进行人体基本动作运动时的肌电信号的采集操作。使员工能够更加清晰、真实的了解实验流程及数据分析，该虚拟仿真系统具有即时人机交互、标准规范流程，无耗材反复练习、参与数据保存、可反复多次操练等优势，利用文字、图片、音频和视频等方式，重现肌电测试的软件操作场景。从而帮助员工了解和掌握实验流程。提高教学效率，提升教学效果。

虚拟仿真训练模块：由信息建立、软件设置、动作选择、肌肉选择及处理、贴放电极、采集数据等模块组成，包括实验流程、数据分析等教学过程，使员工能真实体验实验过程。仿真模拟系统通过音频、指示等方式分步指引员工自主完成技能训练，并对员工的学习情况进行实时评价和反馈，指导员工对数据解读的反复纠正和强化，从而规范每位员工的技能操作。

虚拟考试模块：针对上肢的额状面前臂屈伸、单侧侧平举、前臂内外旋动作以及下肢的深蹲、CMJ跳动作分别设置了考题，员工可自主选择训练模块及相应考题。每一模块都设有数据解读考题，主要考察员工对采集的肌电信号的认识，对动作涉及的主要肌肉的发力顺序、各肌肉参与程度等知识的了解。此外，还设有公共题，了解人体表面肌电测量的意义和价值。系统会记录员工作答情况，并给予客观的评价。

知识点：共 5 个

（1）额状面前臂屈伸；

（2）单侧侧平举；

（3）前臂内外旋；

（4）深蹲；

（5）CMJ跳。

2-5实验仪器设备（装置或软件等）

（1）人体表面肌电测量虚拟仿真系统;

（2）Noraxon无线表面肌电测量仪;

（3）人体骨骼肌肉模型、模拟人等。

2-6实验材料（或预设参数等）

（1）人体运动动作设置;

（2）贴片、医用酒精、棉签、剃毛刀等。

2-7 实验教学方法（举例说明采用的教学方法的使用目的、实施过程与实施效果）

（1）采用的教学方法及其目的

① CBL教学（Case Based Learning）：利用三维建模、多媒体、虚拟仿真等技术创建人体表面肌电测量虚拟仿真平台，将真实的动作肌电采集案例以动画、操作选择等方式引入其中，使员工在逼真的实验环境下模拟实验操作人员，与虚拟受试者进行肌电采集互动，培养体育专业员工的实践操作能力。

② 翻转课堂教学：开创了运动生物力学实验线上线下教学相结合的个性化、智能化、泛化实践教学新模式，将基于网络的教学和基于翻转课堂的引导式、开放式教学相结合，使员工主动获取人体表面肌电测量的知识和技能，强烈激发员工肌电测量的实践兴趣，极大提高员工的肌电测量操作能力。

③ 科研成果向教学一线转化：本项目团队运动生物力学中人体表面肌电的最新科研成果是教学内容与时俱进的动力，本项目将积极建设更多人体动作模式的肌电数据，充分激发员工兴趣和创新意识，开拓员工的视野，使本虚拟仿真项目具有前瞻性、引领性，最终达到科教协同育人的效果。

（2）实施过程

①人体动作肌电数据库建设：根据教学目标要求，选择恰当的人体动作案例，采集其标准的肌电信号，虚拟动作动画及肌电信号，导入人体表面肌电测量虚拟仿真实验教学系统中。

②线上预习：坚持线上和线下结合，鼓励员工课前登录虚拟仿真实验教学系统自主学习，通过虚拟事例中的文字、图片、音频、视频和虚拟交互等方式自学，观看标准化操作讲解等。

③教师示教与虚拟仿真反复练习：教师团队讲解并示范指导操作。通过3D显示、虚拟操作等方式，给员工创造了实验机会，并可以反复练习以强化记忆。

④员工个体化评估：员工完成人体表面肌电测量虚拟仿真实验后，系统将对每位员工的模拟考核成绩进行评价。

⑤课后复习：实验步骤繁琐、需要肌电耗材等，虚拟仿真可重复的展示在员工面前，员工可在课后反复复习。

（3）实施效果

① 虚拟仿真实验教学的应用，突破了时间与场地的限制

不同于课堂实验教学需要特定的场地和设施，基于互联网技术平台的虚拟仿真实验教学突破了时间和场地的限制。

②互联网支撑下的在线教学模式，提高了实验教学效率

传统实验教学中，不能多人同时进行实验操作练习，人体表面肌电测量虚拟仿真实验平台支持上千人同时参与实验教学。

③指导性互动教学方法，激发了员工的求知兴趣

虚拟仿真实验教学以常见的人体基本动作为切入点，模拟实验环境，操控模拟人动作等，引导员工主动获得知识和技能，产生愉快的学习体验。

④智能考核和强化学习模式，规范了员工肌电数据的分析能力

虚拟仿真教学平台的每一项操作要点均配有语音、文字说明，同时严格的系统考核和实时的反馈可以及时纠正员工操作分析中的失误，允许反复学习的模式提高员工操作分析的规范性。

⑤专业化教学团队结合创新型教学方式，研究应用广效率高

人体表面肌电测量在动作分析中的应用越来越广，且随着国家对体育专业人才培养方案的修订，对体育专业员工的实验实践能力、科学研究能力有了更大的要求，因此本项目可以使员工更好的参与到实验过程中，且利用本实验教学的多样化、生动化特点，教学内容更易被员工接受，员工的学习效果更佳。

2-8实验方法与步骤要求（员工交互性操作步骤应不少于10步）

（1）实验方法描述：

① 操作系统及教学内容认知：所有系统中涉及的设备、辅材、工具均单独建模，点击某个图片进入该对应模型的具体展示及文字说明，能够让用户达到认知的效果，让员工对学习内容有一个初步的了解。

② 学习模式：学习模式中，员工根据实验场景中文字引导，首先设置硬件连接，新建受试者信息，选择测试肌肉，然后根据系统文字提示，进行动作选择、肌肉选择及处理、贴放电极、采集和分析动作数据四个模块的实践操作，每一项操作要点均配有引导说明。

③ 考核模式：选择采集界面中的贴边考题，员工可根据数据采集界面的实况进行考题回答，系统自动给出考核明细情况。

（2）员工交互性操作步骤说明：

第一步：打开虚拟仿真实验平台

打开浏览器，在地址栏中输入实验项目展示网站网址：/syzx/xnfzsys.htm，点击虚拟仿真实验室，即可进入用户登录界面，输入账户及密码，即可进入实验环境首页，界面下半部分为实验的相关信息，包括实验简介、实验模拟和思考题。如图所示。

第二步：了解实验简介

进入实验简介，依次了解什么是肌电图，动作单位和肌电图，肌电信号的组成，表面肌电信号的实质，影响肌电信号的因素，表面肌电测试设备。

第三步：进入实验模拟

点击实验模拟，填写个人档案信息。

点击知道了

第四步：根据提示，按步骤进行，肌电软件操作设置。

第五步：建立受试者信息

选择配置

点击开始测量

第六步：进行肌电测试

进入“人体表面肌电虚拟仿真实验室”，选择上下肢肌肉，如图6所示，选择上肢肌肉。

第七步：选择所要测试的肌肉，进行电极片的贴放，包含肱二头肌、肱三头肌、三角肌、肱桡肌四个电极贴放点的学习，如图所示，点击选择肱二头肌。

进行肱二头肌的电极片的贴放，如图八所示找到肱二头肌位置，将电极片贴上，并连接电极。

使用酒精对肱二头肌部位进行消毒

第九步 依次进行肱三头肌，三角肌，肱桡肌四个电极贴放以及电极的连接。

第十步 采集肌电信号，一次开始为一次收缩；查看该动作的肌电情况。

如图所示点击额状面屈肘关节，

依次查看上肢侧平举，前臂内外旋的肌电情况。

第十一步，如图所示点击考题

完成考题

2-9实验结果与结论要求

（1）是否记录每步实验结果：√是 £否

（2）实验结果与结论要求：√实验报告 £心得体会 其他            

（3）其他描述：

本项目中设置了多个人体基本动作的表面肌电采集情境，员工可以从肌电测量硬件设置、软件操作、测试肌肉处理及安放电极、结果采集与分析等方面进行学习和强化，达到与实际操作同样的学习效果。同时，教师设置考核环节，评判员工是否掌握了操作要点和肌电数据分析，判断员工实践操作的准确性和规范性是否达到了要求。人体表面肌电测量虚拟仿真实验模拟项目由5个模块组成，员工完成每个模块之后，系统将自动给出考核明细，评价员工掌握情况。

2-10考核要求

（1）考核内容

每一模块的考核内容均包括员工操作能力，分析数据的能力等。系统将跟踪记录员工的学习情况，并针对性地考核员工的数据分析能力和实践操作技能。

（2）考核方法

员工在虚拟仿真实验教学系统中，选择各动作对应的考题模块进行回答。考核完毕系统自动给出考核明细及评价。若未达标，系统可进行强化学习与二次测试。

（3）考核形式

① 个人身份登录学习：员工首次注册必须留下本人有效联系方式（邮箱、电话或微信），并在每次登陆教学平台时进行身份验证。员工在平台上的所有学习活动（如网上学习等）均须本人独立完成，不得顶替冒用他人身份登陆本课程在线进行学习活动。

② 积极推进过程评价：小模块的考核和学习反馈贯穿于在线学习的全过程，让员工产生内生性的学习动力，提高学习效果。任课教师可从员工的出勤率、观看时间、模块考核成绩等方面记录员工的学习情况。

③ 采用“综合得分”评价员工学习情况：综合得分=实验预习（15%）+肌电测量操作（35%）+考题得分（20%）+实验报告（30%）。

具体评分细则如下：

表1 虚拟仿真实验考核要求以及评分细则表

2-11面向员工要求

（1）专业与年级要求

面向专业：体育教育、运动训练、社会体育指导与管理、武术与民族传统体育专业的员工。年级要求：大学二年级以上，系统学习了运动解剖学、运动生理学等相关课程的员工。

（2）基本知识和能力要求

在使用本虚拟仿真实验系统学习前，对于大二、大三的员工，要求员工已经较为系统地完成了人体系统解剖、生理学、运动生物力学等专业课程的学习，具备一定的理论基础；对于大四和参与实习的员工，要求员工已经掌握了运动生物力学课程的理论学习，并对人体表面肌电测量的一些基本过程和数据指标有深入的理解。

2-12实验项目应用及共享情况

（1） 本校上线时间 ： 2020-5-19;      

（2） 已服务过的本校员工人数： 452人;

（3） 是否纳入到教学计划： √是  £否

(勾选“是”，请附所属课程教学大纲）

（4） 是否面向社会提供服务：√是  £否

（5） 社会开放时间 ：2020-5-19   ，已服务人数: 256。