案例分享|脊柱康复生物力学虚拟仿真实验

背景与痛点

脊柱作为人体的中轴骨，起到支撑、保护、运动等重要作用，但因结构复杂、稳定性较差，极易受到意外伤害或长期不良姿势造成的损伤。据报道，我国中老年人群中97%患有脊柱疾病，近年来，又呈现出年轻化的趋势，在40岁以下的人群中，约有40%的人存在脊柱异常，儿童脊柱侧弯症的发病率高达25%以上。因此，针对脊柱的运动康复尤显重要。

作为运动康复生物力学学科理论和实践研究的关键领域，脊柱运动康复生物力学涉及范围广泛，与人体运动和康复治疗相关的教练、医疗和科研人员，都需要掌握该领域的基础知识和原理，相关教学与科研需求日益迫切。

由于脊柱结构的复杂性、力学机制的不确定性、评估的高成本、面向人群的特殊性和康复手段的多样性，使其在实验教学过程中不易直观展现与理解，并且机体变化具有不可逆性，进行人体实验涉及伦理问题，传统的教学和科研方法往往难以达到理想效果。

解决方案：原则与方针

恒点与南京体育学院共同设计开发“脊柱康复生物力学虚拟仿真实验”，通过虚拟仿真技术在逼真的、交互式的环境中学习和探索脊柱的运动康复生物力学，应用问题导向法，激发学生的学习兴趣，提高他们的批判性思维和解决问题的能力。

解决方案：设计亮点

本实验将虚拟仿真技术与传统教学方法结合，通过使用3D模型和情景模拟，具有以下几个优点：

1、灵活性。线上虚拟环境允许学生在任何有网络连接的地方进行学习，打破了传统课堂教学的时间和空间限制。学生可以根据自己的学习节奏和时间安排，随时随地访问教学资源。

2、实践性。通过模拟实际操作，学生可以更好地理解理论知识，培养动手能力和实践技能。

3、多样性。虚实结合的教学模式可以提供丰富多样的学习资源和活动，这些都能增加学生的学习兴趣和积极性。

4、个性化。学生可以根据自己的学习需求和目标，选择适合自己的学习内容和方法。教师也可以根据学生的表现和反馈，调整教学策略，实现个性化的教学。

5、安全性。在实体实验开展前采用虚拟仿真技术反复操练，可以大大提升实验安全性，并降低实验成本。

6、高效性。通过虚拟仿真技术，学生可以在短时间内完成大量的实践操作，提高了学习效率。同时，线下实践可以帮助学生巩固线上学习的内容，使学生近距离、全视角、多维度来认识脊柱运动康复生物力学，更好地理解和掌握脊柱的相关知识和康复技术。

在整个学习过程中，学生不仅会获得专业知识，通过问题引导，帮助掌握脊柱评估、治疗方案设计、治疗技巧等脊柱康复生物力学的相关技能，还会培养出包括知识应用能力、综合实践能力、批判性思维和问题解决能力在内的多种重要技能，以及团队协作意识和创新精神，形成对待工作科学严谨的态度，为将来从事相关工作打下坚实的基础。