2019 年度国家虚拟仿真实验教学项目申报表

学 校 名 称 杭州师范大学

实 验 教 学 项 目 名 称 学生体质干预个性化

运动方案制定的模拟实训

所 属 课 程 名 称 运动干预模拟实训

所 属 专 业 代 码 040201

实验教学项目负责人姓名 徐玉明

有 效 链 接 网 址 http://tyxx.hznu.edu.cn/

教育部高等教育司制

二〇一九年七月

- 1 -

填写说明和要求

1. 以 Word 文档格式，如实填写各项。

2. 表格文本中的中外文名词第一次出现时，要写清全

称和缩写，再次出现时可以使用缩写。

3. 所属专业代码，依据《普通高等学校本科专业目录

（2012 年）》填写 6 位代码。

4. 不宜大范围公开或部分群体不宜观看的内容，请特

别说明。

5. 表格各栏目可根据内容进行调整。

- 2 -

1.实验教学项目教学服务团队情况

1-1实验教学项目负责人情况

姓 名 徐玉明 性别 男 出生年月 1969.07

学 历 博士研究生 学位 博士 电 话 28861325

专业技

术职务 三级教授

行政

职务

科学运动与健

身技能国家级

虚拟仿真实验

教学中心主任

手 机 18968045691

院 系 体育与健康学院 电子邮箱 Xuyuming110@126

.com

地 址 浙江省杭州市余杭区仓前街道

余杭塘路 2318号 邮 编 311121

教学研究情况：主持的教学研究课题（含课题名称、来源、年限，不超过 5 项）；作

为第一署名人在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文（含题目、刊物名称、

时间，不超过 10 项）；获得的教学表彰/奖励（不超过 5 项）。

（一）主持的教学研究课题

1、体适能与运动健康，浙江省省级精品在线课程，2017-2019.

2、体育与运动休闲教学实验中心建设，中央财政支持地方高校项目，2011-2013.

3、体育创新人才培养实验教学模式的探索实践，浙江省新世纪高等教育教学改

革一类项目，2010-2013.

4、体育教育实习改革与《体育与健康》课程接轨的研究，山西省“十五”规划

课题，2001-2003.

5、体育教育专业基础实验的教学研究，山西省教改课题，1999-2000.

（二）作为第一署名人在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文

1、大学生坐位体前屈欲测属性的解析研究.中国体育科技.2013（4）.

2、高校体育专业实验教学发展瓶颈及其突破.体育研究与教育.2012（2）.

3、我国高等师范院校体育专业实验教学的现状与对策研究.2011 International

Conference on Education Science and Management Engineering [C], Scientific

Research Publishing, USA.CPCI-S.

4、运动人体科学课程群的重塑与整合. 2009 全国运动生理学发展与学科建设研

讨会论文.

5、Establishment of Flexible Relatively Evaluation Standard for the

Students Whose Specialty is Physical Education in Normal Schools （ 独

著）.Journal of Beijing Sport University(English ED.)，2005,8(1).

6、感知跳跃测量方法的可靠性研究，体育科学，2004，24（7）.

7、柔韧性测量方法及其欲测属性的研究，北京体育大学学报 2004，27（4）.

8、“健康第一”思想在体育教学中的渗透.中国健康教育，2004，20（5）.

- 3 -

9、相对柔韧性测量方法的简化.沈阳体育学院学报，2004，23（3）.

10、相对柔韧性测评有效性的研究，体育科学，2004，24（4）.

（三）教学表彰或奖励

1、杭州师范大学“马云教育奖 教学卓越奖”，2018.

2、所负责“科学运动与健身技能实验中心”被教育部评为“国家级虚拟仿真实

验教学中心”，2016.

3、杭州师范大学“教学十佳”， 2012.

4、山西省教育厅省级模范辅导员，2002.

5、山西省政府“优秀教学成果”二等奖，2001.

（四）教学相关的软件著作权

1、运动健身指导服务系统， 软件著作权， 2015SR222880

2、自助式大学生体质干预系统， 软件著作权， 2015SR222883

3、学生体质干预模拟实训系统， 软件著作权， 2015SR195741

4、社区健康体能模拟实训系统， 软件著作权， 2015SR222586

5、健身房健康体能模拟实训系统， 软件著作权， 2015SR222908

（五）指导学生学科竞赛

1、浙江省大学生创新计划项目，15项

2、国家级大学生创新创业训练计划项目，6项

3、中国机器人大赛暨 RoboCup 公开赛：一等奖 3项，二等奖 1项，三等奖 1项

4、“未来伙伴杯”中国智能机器人大赛暨 2013 年 WER 世界教育机器人大赛国际

邀请赛：一等奖 1项，二等奖 2项

5、“体彩杯”首届浙江省大学生体育产业创新创业大赛总决赛三等奖 1项

学术研究情况：近五年来承担的学术研究课题（含课题名称、来源、年限、本人所起

作用，不超过 5 项）；在国内外公开发行刊物上发表的学术论文（含题目、刊物名称、

署名次序与时间，不超过 5 项）；获得的学术研究表彰/奖励（含奖项名称、授予单位、

署名次序、时间，不超过 5 项）

（一）近五年来承担的学术研究课题

1、低氧对大鼠 EIMD肌纤维膜损伤的影响机制研究.国家自然科学基金面上项目.

2013—2016. （主持）

2、Calpain3关联 dysferlin 蛋白对 EIMD后肌膜损伤及修复的作用及机制.浙江

省自然科学基金.2018.01-2020.12.（2/6，课题指导）

3、资深赤足跑者的运动生物力学特征分析和运动损伤评估.浙江省科技计划项

目. 2017.01-2018.12.（4/4，课题指导）

4、幼儿园天足健身益智运动的推广. 国家体育总局科学健身指导内容科技服务

- 4 -

项目. 2018.01-2018.12.（2/7，课题指导）

5、基于虚拟现实技术的新功能健身自行车的研发. 国家体育总局科学健身指导

内容科技服务项目. 2018.01-2018.12.（6/6，课题指导）

（二）在国内外公开发行刊物上发表的学术论文

1、低氧调控 EIMD 后 calpain 活性与肌细胞膜损伤机制的探索研究（通讯作者）.

中国体育科技， 2019（2）.

2、低氧调控 EIMD 后肌细胞膜损伤 MAPK 机制的探索与验证（5/5，未署名通讯作

者）.体育科学， 2017 (11).

3 、 Analyses of exercise-induced muscle damage-specific microRNA

expression and molecular target of sarcolemmal damage in rats（第一作者）.

Sheng li xue bao : Acta physiologica Sinica, 2017(3).

4、低氧调控大鼠运动性肌损伤的特征 MicroRNA 表达（第一作者）.中国运动医

学杂志， 2016 (10).

5、不同方式仰卧起坐腰腹部肌肉表面肌电信号的比较分析（第一作者）.中国体

育科技.2015（6）.

（三）获得的学术研究表彰/奖励

1、运动干预“共享服务平台”，第四届全国高校自制实验教学仪器设备三等奖，

高等教育学会，2016.

2、杭州市“131”中青年人才（重点资助），杭州市人力资源和社会保障局，2017.

3、浙江省高等学校科研优秀成果奖三等奖，浙江省教育厅，2011.

4、2007全国运动生理学论文报告会优秀论文，中国生理学会，2007.

5、山西省高教科研优秀成果奖二等奖，山西省教育厅，2005.

（四）学术兼职

1、杭州师范大学体育学一级学科负责人，运动与健康研究院副院长，博士生导

师

2、杭州师范大学“科学健身与运动技能国家级虚拟仿真实验教学中心”主任

3、中国生理学会体适能研究专业委员会现任主任委员

4、中国系统仿真学会体育系统仿真专业委员会副主任委员

5、浙江省全民健身专家巡讲团副团长

- 5 -

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 徐玉明 杭州师范大学体

育与健康学院 教授

实验中心主

任 总体设计

在线教

学服务

2 陈玉平 杭州师范大学体

育与健康学院 实验师 无 项目设计

在线教

学服务

3 张 辉 杭州师范大学体

育与健康学院 副教授 教学副院长 教学管理

在线教

学服务

4 周建新 杭州师范大学体

育与健康学院 副教授

体教专业部

主任 项目设计

在线教

学服务

5 李战华 杭州师范大学体

育与健康学院

实验师/软件

工程师 无

项目开发、

平台维护

技术支

持

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 潘志庚 杭州师范大学阿

里巴巴商学院 教授

实验中心副

主任 技术顾问

技术支

持

2 李旭鸿 杭州师范大学体

育与健康学院 副教授 无 项目设计

技术支

持

3 张 磊 杭州师范大学体

育与健康学院 副教授 院长助理 实训服务

在线教

学服务

4 汤丽萍 杭州师范大学体

育与健康学院 讲师 教务科科长 成绩管理

在线教

学服务

5 陈忠斌 杭州益研科技有

限公司 高级工程师 技术总监

项目开发与

优化

技术支

持

6 舒天星 杭州益研科技有

限公司 架构师 项目经理

项目开发与

优化

技术支

持

项目团队总人数：11（人）高校人员数量：9（人）企业人员数量：2（人）

注：1.教学服务团队成员所在单位需如实填写，可与负责人不在同一单位。

2.教学服务团队须有在线教学服务人员和技术支持人员，请在备注中说明。

- 6 -

2.实验教学项目描述

2-1名称

学生体质干预个性化运动方案制定的模拟实训

2-2实验目的

传统实训实习条件受限于“被干预对象体质类型覆盖率低、运动干预方案

制定仅限于指南和经验、无法及时反馈运动干预效果、安全无保障而无法多次

试错练习”等等，导致体育教育专业学生在学生体质运动干预能力培养方面存

在缺失或不足，无法满足国家发展战略需求。

为此，本项目以学生体质干预个性化运动方案的制定为抓手，力求在毕业

实习前较短的时间内与实习以及就业相接轨，而并非替代传统实训实习。通过

模拟不同年级、性别、体质等级的 249 个数字虚拟学生（实训被干预学生）以

及体质测试场景，使体育教育专业学生（实训学生）作为未来的体育教师，能

够具备面向小学生、中学生和大学生的体质干预个性化运动方案制定的专业技

能与基本职业规范。具体实验要求：

（1）强化《国家学生体质健康标准》12 个指标的测试细节，进行易错纠

正训练。

（2）熟悉“测量→评价→干预”整体流程，熟练掌握基于不同学生体质

的个性化运动方案制定的科学方法。

（3）深刻领会“运动是把双刃剑”，培养其辩证唯物主义哲学思想，树立

严谨作风和一丝不苟的科学态度，感受教师职业的神圣和敬畏。

2-3 实验课时

（1）实验所属课程所占课时：32 学时

本实验项目所属课程为《个性化运动方案制定的模拟实训》，开设时间为

三年级的第二个学期（四年级实习前），该课程包括 3 个部分：

1）模拟实训系统内容架构及操作方法（4 学时）

2）学生体质干预个性化运动方案制定模拟实训（14 学时）

3）大众健康体能干预个性化运动方案制定模拟实训（14 学时）。

（2）该实验项目所占课时：14 学时

1）模拟实训在线学习 10 学时：线上模拟实训单元练习 1 次 2 学时，要求

连续 5 个单元练习及格才可达标；

2）线下实训报告交流 4 学时：纸质实训报告撰写、分析汇总、交流展示。

- 7 -

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）

（一）运动产生应激反应，可以改善学生体质

许多运动医学与生理学的研究均已证实，规律的运动有助于疾病预防和身

体机能的提高。运动的作用原理和机制是生理性应激反应，它包括三个阶段：

第一阶段对刺激（运动负荷）产生直接反应及代偿反应，比如运动中呼吸加快，

血压升高等等；第二阶段是对刺激部分出现全适应，如身体适应了训练，细胞

活动加强，抵抗力增强；第三阶段是刺激停止后的恢复过程，应激反应逐渐消

失，体内环境恢复到刺激前的情况（由于适应机制的存在，这时体内环境可能

有所改善）。因此，运动训练可以使被干预学生对增大的负荷或工作条件的改

变逐步产生适应而达到体质提高的目的。生理性应激反应可视为运动干预过程

的一种生理学机制，也是本实验项目的基本原理之一。

（二）运动是把“双刃剑”，适宜量化是关键

随着“健康促进”和“运动是良药”等策略相继推出，运动的健康促进作

用得到广为关注。然而运动也是把“双刃剑”，一方面，运动可以有效促进身

体健康；另一方面，科学性不足和不合理的运动达不到效果甚至带来负面影响。

一些学生进行体育锻炼后，在体质健康方面获得了极大的好处，但也有一些学

生耗费了大量的时间和精力，却没有达到初始目的，有的适得其反，有些学生

在改变“运动不足”的同时，却出现了“运动不当”、“运动过度”现象，甚至

引起了运动系统和其它系统的急慢性疾病。因此，运动既然是良药，就要有剂

量，剂量不足或过大反而导致不健康的结局；虽然是良药，也要通过诊断来对

症。因此，科学的运动干预需要个性化、目标化、精准化，实现运动应激的适

宜量化。

（三）科学运动三步曲：“测试→评价→干预”

科学运动的三步曲是：“测试→评价→干预”，其中，干预的关键是个性化

运动方案的制定，关乎其科学性和时效性。而测试和评价是制定个性化运动干

预方案制定的基础和依据。只有充分考虑学生个体的体质健康信息和特征，对

应设计运动方案，才能满足学生个性化运动需求，早期预测风险或及时发现危

害，防止运动不当导致的健康风险，实现健身运动方案的个性化定制。本实验

项目学生体质测试和评价的指标选取、测试原理以及评价原理均基于《国家学

生体质健康标准》（2014 年修订）。

（四）本虚拟仿真实验项目的设计原理

本实验以运动干预为中心内容，采用图片、flash、真人视频、音频等多种

媒体模拟真实校园环境、场地、仪器、情景等，模拟进行学生体质健康“测试

→评价→干预”流程，具有“远程共享、以虚促实、虚中有实、虚实互动”的

特点。实训学生以未来教师的实践角度，在识别数字虚拟学生（被干预学生）

的性别、年级、年龄等信息后，针对该虚拟学生进行个性化运动方案制定的模

- 8 -

拟实训。设计原理如下：

1、数字虚拟人的设计

学生体质测试包含小学、初中、高中、大学等年级分段，结合学生体质测

试项目和体质健康特点，系统将其分为小学 3 个阶段，初中、高中、大学各 1

个阶段，共 6 个阶段。每个阶段依据不同项目（BMI、肺活量、坐位体前屈等）、

不同等级（优秀、良好、及格、不及格等），分别模拟出不同体质的数字虚拟

学生共计 249 人，以实现不同年级、不同性别、不同体质特征的全覆盖。

2、虚拟环境的设计

场景主要包括室内测试场地、室外测试场地（田径场）、图书资料库、教

室学习场景。室内测试场地设有身高计、体重计、坐位体前屈、肺活量、立定

跳远、1 分钟仰卧起坐等；室外测试场地设有引体向上测试区、田径场 400 米

跑道等，室内测试场地和室外测试场地可以切换，图书资料库与操作界面可以

切换。

3、模拟实训流程的设计

本实验将不同环节的相关专业基础知识要点融入，以巩固学习效果。

测试环节采用真人教学视频演示学习内容，能实不虚，以实拟实，节约成

本，而且系统流畅度高；模拟真实测试场景，将虚拟场景与真实视频相结合；

通过视频或图片模拟易错情况。

评价环节采用模拟讲授以及图书资料库的数据查询情景。

干预环节使用图示或视频展示，考核涉及干预方案的题目；依据学生选择

的运动方案，模拟不同的具象化干预反馈，如运动量过大、运动量不足、方案

内容针对性不强等效果模拟。

知识点数量：共 2 个

（1）《国家学生体质健康标准》的测试和评价。

（2）学生体质个性化运动方案的制定。

2-5实验仪器设备（装置或软件等）

（1）软件系统

该软件研发于 2015 年，杭州师范大学拥有完全自主知识产权（图 1）。

（2）基本仪器设备

共享服务设备：服务器、防火墙、机柜、平台

学生学习设备：台式电脑或笔记本电脑（主机显示器音响）、上网设备（交

换机）、输入设备（鼠标、键盘）。

- 9 -

图 1 计算机软件著作权登记证书

2-6实验材料（或预设参数等）

（1）实验材料

不同年级、不同性别、不同体质特征的学生是本项目的实验对象或实验材

料，而真实实验无法满足。

（2）预设参数

本实验项目支持学生选取 2 种模式：

第一种模式：随机模式。计算机随机生成数字虚拟学生，为正常模式；

第二种模式：自主模式。实训学生自主定向选取数字虚拟学生参数，可以

预设年级、年龄、性别以及体质特征等。该模式只用于定向性训练，不计入考

核分数。

- 10 -

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）

（一）讲演法

1、使用目的：

该方法应用在“学习”部分，基于各种测试仪器、测试环境的模拟进行演

示，使学生复习和巩固相关知识或原理，获得实训操作的感性认识。

2、实施过程：

采用了以语言传递信息为主的模拟讲授，结合采取真人真实环境的视频录

像演示，进行测试、评价和干预三个环节正确操作方法的直观演示。另外，本

项目在实施中通过微信建群进行个别学生的辅导和答疑，以弥补该方法在教学

互动方面的不足。

3、实施效果：

该方法直观而高效，通过听觉结合视觉的呈现形式，有助于学生理解和强

化，使学生在较短时间内高效率完成大信息量相关基础知识的再学习。

示例：真人视频讲演。采用真人视频录像的形式，进行内容演示。如图 2

和图 3 分别为测试环节学习单元中的体重指数和坐位体前屈的学习视频。

图 2 讲演法教学法示例（体重）

图 3 讲演法教学法示例（坐位体前屈）

- 11 -

（二）情景模拟练习法

1、使用目的：

该方法主要应用在“考核”和”“练习”部分，使专业学生能够熟悉学生

体质干预真实的操作场景和完整的操作流程，身临其境地进行学生体质干预技

能的实训练习，掌握操作细节而避免错误发生，体验体育教师的职业道德、专

业水准与运动风险发生的相关性。

2、实施过程：

1）环境场景模拟：以真实学校体质测试场景为模板，进行情景模拟；

2）干预对象模拟：根据不同年级、性别、体质等级的体质特征，模拟了

249 个数字虚拟学生；

3）实训流程模拟：以实训学生为主体，以随机产生的虚拟学生体质干预

任务为驱动，按照流程完成测试、评价和干预 3 个环节，进行体质干预模拟实

训。

4）操作练习模拟：模拟常见操作情景、运动干预效果以及常见错误问题

等，进行强化训练和情景再现。

3、实施效果：

该方法通过直观感受和情景再现，增加了专业学生对工作环境和全流程的

的熟悉度，有助于专业学生熟练和掌握学生体质干预的基本技能和操作细节；

弥补了传统实训实习中运动评估弱化和干预方案训练效果耗时长等缺点，解决

了实践的时空限制和情境再现等问题，补充和完善了传统实训实习；有利于体

育教师学生将所学知识与具体问题情景相联系，有利于将所学理论和技能进行

综合运用，激发了学生学习的积极性，极大地提高了学习效力。

示例：环境模拟。根据真实的测试场景进行环境模拟，使实训学生间接了

解和熟悉学生体质干预真实的操作场景。图 4 为模拟的室内及室外测试环境。

在此基础上，辅以干预对象模拟、流程模拟和操作模拟，使学生身临其境完成

实训学习和练习。

- 12 -

图 4 情景模拟教学法示例

2-8实验方法与步骤要求（学生交互性操作步骤应不少于 10 步）

（1）实验方法描述：

模拟学校环境、仪器设备和操作场景，学生主要通过鼠标进行人机交互，

模拟个性化运动方案制定的实训学习。实训环节的设计从实际场景需求出发，

分为测试、评估、干预三个环节，每个环节又分为学习、考核、练习三个单元，

共 9 个练习单元（图 5），通过反复的练习，强化知识点，使学生合理掌握操

作流程，在面对真实的工作环境时，能游刃有余。

图 5 实验方法与步骤设计

（2）学生交互性操作步骤说明：

操作步骤说明

第一部分：登录和检录

1.登录“学生体质干预模拟实训”，进入主界面（图 6），进入并阅读系统

说明。点击跟随教师熟悉系统及通关规则；选择练习模式（图 7）；进入检录

- 13 -

处（图 8），随机选取模拟受试者（系统内模拟学生 249 人），确定受试者基本

信息（年级、性别）

2.获取测试项目及内容

图 6 登陆

图 7 选择练习模式

图 8 检录

- 14 -

第二部分：测试环节

1.鼠标引导模拟人进入测试场景（图 9），根据测试项目的不同及其测试顺

序，测试场景在室内、操场切换，依据界面引导，进入测试场地。

2.进入测试环节的学习单元，通过视频进行学习（图 10）。

3.进入测试环节的考核单元，每个测试项目 2-4 个测试题（图 11）。

4.进入测试环节的练习单元，通过操作交互，练习测试过程（图 12）。

图 9 测试环节（进入场地）

图 10 测试环节（学习）

图 11 测试环节（考核）

- 15 -

图 12 测试环节（练习）

第三部分：评价环节

1.进入评价环节的学习单元，学习各个测试项目的测试目的和意义，以及

成绩的分数和等级计算方法（图 13）。

2.进入评价环节的考核单元，计算测试结果的得分和等级。

3.进入评价环节的练习单元，对测试结果定性评价，并提交（图 14）。

图 13 评价环节（学习）

图 14 评价环节（考核-练习）

- 16 -

第四部分：干预环节

1.进入干预环节的学习单元，学习个性化运动干预方案的构成要素及设计

原则（图 15）。

2.进入干预环节的考核单元，考核相关基础理论知识及实践技能（图 16）。

3.进入干预环节的练习单元，依据测试结果，为模拟对象选择个性化运动

方案，提交后，查看运动效果模拟反馈（图 17、图 18）。

图 15 干预环节（学习）

图 16 干预环节（考核）

图 17 干预环节（练习——方案制定）

- 17 -

图 18 干预环节（练习——效果反馈）

第五部分：生成电子实训报告

操作结束后，系统显示最终得分，结束实训练习。另外，操作者可在登陆

界面进入个人中心（图 19），查看本次电子实训报告、历史实训报告等，可查

阅实验原理、实验目的、实验操作、错误题目等内容。（图 20）

图 19 个人中心

- 18 -

图 20 电子实训报告

交互性操作说明：

由于每次线上模拟实训的被干预对象随机产生，不同年级和性别的测试项

目不同（测试项目为 5-8 项），其交互性操作也不同。每次实训步骤数目分布

如表 1。

表 1 交互性操作分布

环节 单元 流程交互 可选交互 操作交互 场景交互

导入+检录 10 0 0 0

测试

学习 15-21 5-7 0 8-10

考核 15-21 0 10-14 0

操作 11-14 0 9-12 0

评价

学习 43-55 0 0 0

考核 0 17 20-28 0

操作 1 0 5 0

干预

学习 17 0 0 0

考核 13-17 0 13-19 0

操作 2 0 4 1

结束 3 0 0 0

合计

130-161 22-24 61-82 9-11

- 19 -

操作交互示例：

在测试、评价和干预环节中，针对考核和操作单元，基于真人视频，主要

采取以下方式进行交互设计：1）通过真人视频或图片，真实再现测试细节或

常见错误，通过选择和判断，考核测试方法的掌握程度（图 21 和图 22）；2）

通过真人视频，在连续动作中穿插和再现多个不同的错误或无效动作，考核辨

别错误和正确计数能力（图 23 和图 24）；3）通过真人视频结合 FLASH 演示

和模拟掐表过程，练习冲刺撞线的有效判断和准确掐表能力（图 12）；4）通

过真人视频演示不同运动干预手段，考核实训学生对不同手段作用的识别能力

（图 25）。所有操作交互的结果都会反馈给学生。

图 21 肺活量测试方法考核

图 22 跳绳测试方法考核

- 20 -

图 23 仰卧起坐计数考核

图 24 跳绳计数考核

图 25 50米运动干预手段的选择

- 21 -

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：

系统针对学生账号设有后台系统，除常规修改密码及基础信息外，学生可

查看每次实训的得分和电子实训报告。电子实训报告内包含每个模块的错误情

况及得分，最后要求学生线下汇总完成本项目的纸质实训报告，并进行展示交

流。

2-10考核要求

（1）考核方法

学生体质干预个性化运动方案制定模拟实训项目成绩由线上单元练习和

线下报告交流展示两部分组成。每次完成线上单元练习后，系统后台会自动评

分，连续 5 次单元练习及格为最低要求；连续 5 次达标后，练习者仍可以继续

练习来刷分；取最高一次单元练习得分为项目的线上实训成绩。

（2）考核内容

系统考核每个单元练习内除基本流程外的所有交互操作，具体内容包括学

生理论知识考核、实践能力考核、基础技能考核等（表 2）。

表 2 单元练习考核的内容分布

环节 单元 考核内容 分数

体质测试(40%)

学习 学习理论内容 0

考核 理论知识考核（选择、填空，视频或图片题） 25

练习 实践演练（交互形式） 15

体质评价(30%)

学习 学习理论内容 0

考核 计算得分并准确录入 20

练习 将模拟对象等级定性描述 10

运动干预(30%)

学习 学习理论内容 0

考核 理论知识考核（选择、填空，视频或图片题） 10

练习 为模拟对象选择最佳运动方案 20

（3）成绩构成

学生体质干预个性化运动方案制定的模拟实训项目成绩，占《个性化运动

方案制定的模拟实训》课程总成绩的 60%，其中线下报告交流展示占总成绩的

10%；线上单元练习占总成绩的 50%。

说明：《个性化运动方案制定的模拟实训》课程总成绩的其余 40%为大众

健康体能干预个性化运动方案制定的模拟实训项目成绩，其中线下报告交流展

示占总成绩的 10%；线上单元练习占总成绩的 30%。

- 22 -

2-11面向学生要求

（1）专业与年级要求

本项目主要面向专业为体育教育专业以及其它相近专业，如武术与民族传

统体育、社会体育、休闲体育等专业学生都可以进行学习；年级要求为正式实

习前的本科三年级。

（2）基本知识和能力要求

遵守师德规范和职业道德，能理解学校教育的准则和规范，有人文科学素

养和社会责任感。具有相关的专业知识：完成运动解剖学、运动生理学、体育

保健学、运动营养学、体适能评定、运动训练学、体能训练等课程的学习或具

有相关的知识储备。

2-12实验项目应用及共享情况

（1） 本校上线时间 ： 2015 年 6 月上线

（2） 已服务过的本校学生人数：822 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 ：2018 年，已服务人数：597 人

3.实验教学项目相关网络及安全要求描述

3-1有效链接网址

http://tyxx.hznu.edu.cn/

3-2网络条件要求

（1）说明客户端到服务器的带宽要求（需提供测试带宽服务）

至少 5M 宽带。

（2）说明能够支持的同时在线人数（需提供在线排队提示服务）

至少可同时在线 300 人。

3-3用户操作系统要求（如 Windows、Unix、IOS、Android等）

（1）计算机操作系统和版本要求

无

- 23 -

（2）其他计算终端操作系统和版本要求

无

（3）支持移动端：☑是 否

3-4用户非操作系统软件配置要求（如浏览器、特定软件等）

(1) 需要特定插件 是 ☑否

（勾选“是”，请填写）插件名称 插件容量

下载链接

（2）其他计算终端非操作系统软件配置要求（需说明是否可提供相关软件下

载服务）

浏览器：Chrome、火狐浏览器、IE9 以上

3-5用户硬件配置要求（如主频、内存、显存、存储容量等）

（1）计算机硬件配置要求

处理器：Inter 2GHz 及以上

内存：2GB 及以上

硬盘空间：40G

显卡：128M 显存 Geforce 8600GT 或同级显卡以上

网络：1000Mbps 以太网卡

显示器：14 英寸以上

网速（最低）：1M/s

（2）其他计算终端硬件配置要求

无

3-6用户特殊外置硬件要求（如可穿戴设备等）

（1）计算机特殊外置硬件要求

无

（2）其他计算终端特殊外置硬件要求

无

3-7 网络安全

（1） 项目系统是否完成国家信息安全等级保护 是 ☑否

（勾选“是”，请填写）

- 24 -

4.实验教学项目技术架构及主要研发技术

指标 内容

系统架构图及简要说明

实验教

学项目

开发技术 VR AR MR 3D 仿真☑二维动画HTML5

其他

开发工具

Unity3D 3D Studio Max

MayaZBrush SketchUp

☑Adobe FlashUnreal Development Kit

Animate CCBlender ☑Visual Studio

其他

运行环境

服务器

CPU 双 核、内存 16 GB、磁盘 40

GB、

显存 0.125 GB、GPU 型号 Inter

操作系统

☑Windows Server Linux 其他 具体版

本

数据库

☑Mysql SQL Server Oracle

其他

备注说明 （需要其他硬件设备或服务器

数量多于 1 台时请说明）

项目品质（如：单场景模

型总面数、贴图分辨率、

每帧渲染次数、动作反馈

时间、显示刷新率、分辨

率等）

1、每帧渲染次数：2 次 （5fps 处理

10 次， 25fps 处理 2 次 和 50fps 处理 1 次）

2、动作反馈时间：19-20 毫秒

3、显示刷新率：60Hz

4、分辨率：1920*1080

- 25 -

5.实验教学项目特色

（体现虚拟仿真实验教学项目建设的必要性及先进性、教学方式方法、评价

体系及对传统教学的延伸与拓展等方面的特色情况介绍。）

（一）实验方案设计思路

1、必要性

（1）国家对学生体质达标提出较高要求

随着时代和社会需求的发展，学生体质干预在学校体育工作中的地位越

来越重要。2019 年 7 月 15 日发布的《国务院关于实施健康中国行动的意见》

提出，到 2022 年和 2030 年，国家学生体质健康标准达标优良率分别达到 50%

及以上和 60%及以上。这无疑对体育教育专业学生的运动干预能力培养提出

了较高要求，现有实训实习对学生运动干预能力的培养现状和效果，尚不能

满足未来学校体育的这一需求，急需加强专业学生的学生体质干预个性化运

动方案的制定能力。

（2）学生体质干预个性化运动方案制定的实训条件难以满足

体育教育专业的传统实践教学，多注重于队列练习和运动技能的演示，

在学生体质干预个性化运动方案设计和制定的能力培养方面，主要制约于以

下问题：

被干预对象体质类型覆盖率低

运动干预方案限于指南和经验

设备套数有限而流程不完整

无法及时反馈运动干预效果

安全无保障而无法试错练习

这些问题导致专业学生在相关素质、技能、经验方面的缺失或不足，表

现出对未来工作环境和角色陌生、实践经验缺乏，操作流程不熟悉等。因此，

有必要通过虚拟仿真实训项目的建设，突破条件的限制和瓶颈，强化“测量

→评价→干预”整体化流程，补充和完善传统实训实习，与未来就业进行无

缝对接。

2、先进性

（1）设计理念先进

本项目研发重点在于学生体质数据模拟的高逼真度和高覆盖率。考虑到

即使花费高昂的费用，采用先进的 3D 技术，也很难实现不同学生体质的图像

逼真显示。而选用了 FLASH 二维动画技术，并镶嵌真人视频和图片，实现低

成本和高流畅性，体现出“能实不虚、以虚促实、虚实互动、远程共享”的

设计理念。开发了数据丰富的后台管理系统，使实训学生每次单元练习有不

- 26 -

同的体验，虽然是同样的流程，但是实训对象不同，考核的内容不同，结果

也不同。

（2）实验内容先进

学生体质干预个性化运动方案制定的模拟实训是体育师范生上岗前职业

技能培养的一部分，是国家战略发展需求。项目通过模拟学生体质运动干预

的实际工作环境和任务，使练习者熟悉和掌握《国家学生体质健康标准》各

指标的测试、评价方法以及个性化运动方案制定，其先进性和通用性较强，

专业实训效果逼真，支持远程共享和互动模拟，目前国内尚无同类产品。

（3）资源共享流畅

该实验项目打破了传统的教学模式，采用开放条件的在线互动实训模式，

支持远程在线实训练习，有利于专业学生主动参与、互动、合作交流。项目

资源共享流畅度高，能够方便地开展大范围班级实验并向社会开放。目前，

该虚拟仿真教学资源不仅惠及本校专业学生，也逐步开启面向兄弟院校相关

专业的免费服务开放。

（二）教学方法创新

1、科学化

采用模拟仿真软件，采用图片、flash、视频等多种媒体模拟真实职业环

境、场地、仪器等，提高实训项目的适用性和经济性，其操作流程与实际一

致，运动干预方案依据个体的测试和评价结果自动生成，体现了科学知识和

科学方法相统一的原则。

2、启发式

可直观地再现运动干预的“测试、评价和干预”三步曲，弥补传统实验

空白。不仅使学生了解运动健身“是什么”、“为什么”，而且熟悉和掌握运动

健身“做什么”、“怎么做”，结合体育专业学生特点从实训实践中得到应用启

发。

3、安全性

本项目降低了实验成本，解决了运动实践的安全问题，可以进行反复操

作。后台能够根据练习者的失分统计结果，做出及时归纳，指出不足，提出

建议。与传统实训相比，更加便于早期发现问题和进行教师指导，突破了原

有教学的局限性，减小顶岗实习的安全隐患。

（三）评价体系创新

1、精准评估反馈

针对学生实训学习过程，系统将全程记录实验过程及考核结果，最终出

具实训报告，将各个环节的错误及分数及时反馈给学生，并给予针对性的评

价，使学生可以精确地了解自身的不足，进行针对性的强化学习。

2、保障质量稳定

- 27 -

为提高专业学生的实训效果，保证其质量，项目系统设置要求实训练习

者需要在随机生成虚拟干预对象的模式下，至少连续 5 次达标后，才可通过

系统测试。由于随机生成被干预对象，防止考核结果的片面性和偶然性，充

分保障实训质量，严把人才培养出口关。

3、鼓励多练刷分

以专业指导能力获得提高为最终目标，鼓励其多次练习，不断优化，精

益求精。基于大数据后台，连续 5 次达标后，练习者可继续进行“流程相同

而数据不同”的新一轮实训来刷分，取最高一次得分为本项目的最终实训成

绩。

（四）对传统教学的延伸与拓展

本项目使体育教育专业学生身临其境，感受到实际工作的流程和细节，

体验到实际工作的风险与责任，与线下实习虚实相结合，打破了时间、空间

以及设备对传统实习学生体质运动干预的限制，激发了学生的学习兴趣，极

大地提高了学习效力，弥补了传统实训实习的不足，减少了实训实习的运动

风险，有效降低了教师指导工作量，支持远程学习和练习，实现了优质资源

的广泛共享。主要体现如下：

1）干预方案的个性化：传统实训或实习的被干预对象，一般仅限于实训

实习学校的某一年级或班级，很难覆盖多个年级和年龄段。如果在本校实训

则更无法满足被干预对象的需求，学生体质干预实训的覆盖度很难保证，无

法实现运动干预方案的个性化和精准化实训。而本虚拟仿真实训项目所设计

的数字虚拟学生可以实现被干预对象的全覆盖，可以随意设计被干预对象的

体质特征和干预需求，进行针对性练习。

2）实训流程的完整性：以往学生体质运动干预方案的制定，主要来自于

自身经验或限于运动指南，与测试评价等环节，而无法实现“测试、评价、

干预”的整体流程实训。本虚拟仿真实训项目解决了集中实训导致的测试仪

器套数不足或缺失的问题，保证了学生体质干预实训流程的完整性。

3）干预效果及时反馈：由于运动干预具有耗时较长的特点，其实际干预

效果在短时间内很难呈现，是真实实训和实习难以做到的，而本项目采用虚

拟仿真手段可以轻松展现，将运动干预方案的效果或不良后果可视化，及时

反馈给学生，大大提高实训效率。

4）反复操作确保安全：学生体质干预的对象是学生，是人，不合理操作

很容易造成损伤的发生，运动安全无法保障。传统实训无法试错或试错成本

较高，甚至涉及到教师的职业道德，而虚拟仿真实训项目可以进行反复多次

强化练习，为后续真实实习的高质量完成奠定基础。本实验项目内设 249 个

数字虚拟对象，随机生成模式的多次实训流程相同但是数据并不同，考核和

操作结果也不同，支持多次反复实训。

- 28 -

6.实验教学项目持续建设服务计划

（本实验教学项目今后 5 年继续向高校和社会开放服务计划及预计服务人数）

（１）项目持续建设与服务计划：

1）实验项目的持续更新：

①丰富资源库：在现有的测试→评价→干预的三个环节中，考核单元和练

习单元的内容包含大量的试题、视频、图片等资源。立项后，本项目将持续更

新和扩大该资源库，并依据实际的变化，保证项目的丰富性、前沿性和科学性；

②开发新资源：今后将考虑在部分环节增加虚拟现实和增强现实技术的应

用，高仿真实训情景，增加项目的沉浸感和探索性。

2）硬件更新与管理平台完善：

对服务器、网络设备、防火墙等进行配置升级，对系统进行优化，提高系

统流畅度，使学生感受更佳；对管理平台内容进行分级设置及优化，便于项目

的开放共享，以满足更多高校和地方的使用。

（２）面向高校的教学推广应用计划：

项目依托科学运动与健身技能国家级虚拟仿真实验教学中心，充分运行虚

拟教学资源的共享机制，面向其它高校相关体育专业进行推广使用，并提供高

质量的在线服务和保障工作。计划在立项后，依托虚拟仿真实验教学创新联盟

和其它平台展开宣传和应用推广工作，力争每年达到 5 所相关高校，今后 5 年

面向高校的服务人数预计达到 2 万人以上。

（3）面向社会的推广应用计划：

立项后，将继续面向社会免费开放至少 5 年，预计今后 5 年面向社会服务

人数达到 1 万人。之后，将继续遵守教育部高等教育司关于加强国家虚拟仿真

实验教学项目持续服务和管理有关工作的规定，免费开放内容不少于 50%。

随着 5G 的应用，将在仿真度、互动性以及干预个性化等方面升级，进一

步加大资源共享与辐射范围。

- 29 -

7.知识产权

软件著作权登记情况

软件著作权登记情况 ☑已登记 未登记

完成软件著作权登记的，需填写以下内容

软件名称 学生体质干预模拟实训系统

是否与项目名称一致 是 ☑否

著作权人 杭州师范大学;徐玉明;马红梅;郑冬霞;罗宇婷;陈玉

平;张忠玲

权利范围 全部权利（原始取得）

登记号 2015SR195741

8.诚信承诺

本人承诺：所申报的实验教学设计具有原创性，项目所属学校对本实验

项目内容（包括但不限于实验软件、操作系统、教学视频、教学课件、辅助

参考资料、实验操作手册、实验案例、测验试题、实验报告、答疑、网页宣

传图片文字等组成本实验项目的一切资源）享有著作权，保证所申报的项目

或其任何一部分均不会侵犯任何第三方的合法权益。

本人已认真填写、检查申报材料，保证内容真实、准确、有效。

实验教学项目负责人（签字）：

年 月 日

- 30 -

9.附件材料清单

1.政治审查意见（必须提供）

（本校党委须对项目团队成员情况进行审查，并对项目内容的政治导向

进行把关，确保项目正确的政治方向、价值取向。须由学校党委盖章。无统

一格式要求。）

2.校外评价意见（可选提供）

（评价意见作为项目有关学术水平、项目质量、应用效果等某一方面的

佐证性材料或补充材料，可由项目应用高校或社会应用机构等出具。评价意

见须经相关单位盖章，以 1 份为宜，不得超过２份。无统一格式要求。）

- 31 -

10申报学校承诺意见

本学校已按照申报要求对申报的虚拟仿真实验教学项目在校内进行公示，

并审核实验教学项目的内容符合申报要求和注意事项、符合相关法律法规和教

学纪律要求等。经评审评价，现择优申报。 本虚拟仿真实验教学项目如果被认定为“国家虚拟仿真实验教学项目”，

学校将严格贯彻《教育部高等教育司关于加强国家虚拟仿真实验教学项目持续

服务和管理有关工作的通知》（教高司函〔2018〕56 号）的要求，承诺将监督

和保障该实验教学项目面向高校和社会开放，并提供教学服务不少于 5 年，支

持和监督教学服务团队对实验教学项目进行持续改进完善和服务。

（其他需要说明的意见。）

主管校领导（签字）：

（学校公章）

年 月 日

- 32 -

附件：

《个性化运动方案制定的模拟实训》

课程教学大纲

（Simulation Training for Formulation of Individualized Exercise

Program）

大纲主撰人：徐玉明 大纲审核人：张辉 周建新

【课程代码】 064812321 【课程修习类型】必修

【开课学院】体育与健康学院 【适用专业】体育教育专业

【学分数】1 【学时数】32（12/20）

【建议修读学期】三短 【先修课程】专业基础系列课程

一、课程简介

本课程为在线模拟实践课程，以运动干预为中心内容，将实验教学与顶岗实习以及就

业接轨。通过模拟体育各专业实际工作环境和任务，学生身临其境，真正感受到实际体质

健康运动干预工作的流程和细节；对自己的专业能力有比较清晰和正确的认识，能够在最

短的时间内提高专业技能、实践经验、工作方法等；体验到体育教师或教练的专业水准与

其道德要求和风险责任的密切关系，并且能在后续实训和今后的学习工作中，针对不足而

不断提高和完善自己。

This course is an online simulation practice course and exercise intervention is the central

content, it can link experimental teaching with post-internship and employment. By simulating

the actual working environment and tasks of various sports majors, students are immersed in

the situation and truly feel the process and details of the actual physical health exercise

intervention, and then students will have a clearer and more correct understanding of their

profession and ability to improve their professional skills, practical experience, and work

methods in the shortest possible time. Students can also experience the close relationship

between the professional level of physical education teachers or coaches and their ethical

requirements and risk responsibilities and can continuously improve themselves according to

their own shortcomings in the follow-up training and future study and work.

- 33 -

二、实验教学目标与基本要求

本课程包括学生体质干预个性化运动方案制定模拟实训、大众健康体能干预个性化运

动方案制定模拟实训两个项目，通过模拟实训，使学生在知识、能力和素质等方面达到如

下教学目标：

1、知识方面

（1）学生体质干预个性化运动方案制定模拟实训

了解国家学生体质测试共计 12 个项目的测试意义、测试细则，并掌握操作方法；掌

握国家学生体质测试评分方法；针对不同年级、性别、项目、成绩等级的学生，掌握个性

化运动干预方法。

（2）大众健康体能干预个性化运动方案制定模拟实训

了解并掌握社区、健身房等不同条件下 5 大类体能的测试意义、方法和内容；掌握体

能评估的评价方法；针对不同年龄、性别、体能水平的大众人群，掌握个性化运动干预方

法。

2、 能力方面

能针对不同的人群，进行体质评估及个性化运动健康促进方案的制定。

3、 素质方面

培养学生认真负责、独立思考的态度，学以致用；培养教师职业素养与基本职业规范。

三、课程教学目标对培养要求的支撑

培养要求 课程支撑点 课程教学目

标

知识要求

学生体质干预个性化运动方案制定模拟实训着重于体育师范

生上岗前的职业技能培养，采用小学至大学各年级的随机角色模

拟，后台模拟各类型角色共 249 人，并以学校运动场馆为场景模拟，

使练习者熟悉和掌握《国家学生体质健康标准》各指标的测试方法

和评价方法以及干预技能。

大众健康体能干预个性化运动方案制定模拟实训是为提高非

师范生的社会体育指导能力而建立的，采用角色模拟青少年

（14-17）、青年（18-40）、中年（41-65）、老年（66 岁以后）各年

龄段服务对象，后台模拟各类型角色共 396 人，并分别以社区、健

身房为场景模拟，分 2 个消费层次，使练习者熟悉和掌握大众健康

体能各指标的测试方法和评价方法以及干预技能。

目标 1、2、3

能力要求

基于系统的主要内容，在反复的操作练习下，能够对该专业的

就业方向所面对的人群，进行体质的测试、评估、干预，感受到实

际的体质健康运动干预工作的流程和细节，并学以致用。

目标 4

- 34 -

培养要求 课程支撑点 课程教学目

标

素质要求 系统中自带的测试题及真实情况模拟，使学生能够独立思考，

有运动干预的宏观意识，掌握基础职业规范和技能。 目标 5、6

四、主要仪器设备

学生体质干预模拟实训系统，大众健康体能模拟实训系统(社区健康体能模拟实训系

统，健身房健康体能模拟实训系统)

模拟实训平台地址：1）中心网站：http://tyxx.hznu.edu.cn:81，注册登陆进入“共享服

务平台”，点击进入不同的模拟实训系统。2）学校网站：http://www.hznu.edu.cn/，“机构

设置”选择“研究机构”，进入科学运动与健身技能国家级虚拟仿真实验教学中心，注册登

陆进入“共享服务平台”，点击进入不同的模拟实训系统。 3 ）学院网站：

http://ty.hznu.edu.cn/，点击“实验室建设”，进入科学运动与健身技能国家级虚拟仿真实

验教学中心，注册登陆进入“共享服务平台”，点击进入不同的模拟实训系统。

五、实验课程内容和学时分配

内 容 总学时 理论学时 实验、实践学

时

1 模拟实训系统内容架构及操作方法 4 4 0

2 学生体质干预个性化运动方案制定模拟实训 14 4 10

3 大众健康体能干预个性化运动方案制定模拟实训 14 4 10

总 计 32 12 20

注：每个模拟项目的线上模拟实训每次 2 学时，至少练习 5 次，共计 10 学时；线下

分析汇总、交流展示 4 学时。

六、成绩考核

1、考核方式：

在线考试

2、考核方法：

对每个实验项目内除基本流程外的所有交互操作进行考核，具体内容包括学生理论知

识考核、实践能力考核、基础技能考核等。完成每次模拟实训，2 个模拟实训项目会自动

评分，连续 5 次评分达到及格后，为该项目达标，最高 1 次的成绩才能有效计入该项目得

分。连续 5 次达标后，练习者可以继续练习来刷分，取最高一次得分为每个项目的实训成

绩。

3、成绩构成：

平时成绩占总成绩的 20%，项目得分占总成绩的 80%。

- 35 -

其中，学生体质干预个性化运动方案制定的模拟实训项目成绩，占总成绩的 60%，其

中线下报告交流展示占总成绩的 10%；线上单元练习占总成绩的 50%。大众健康体能干预

个性化运动方案制定的模拟实训项目成绩占总成绩的 40%为，其中线下报告交流展示占总

成绩的 10%；线上单元练习占总成绩的 30%。

七、建议教材及参考书目

运动干预相关课程的教材

八、其他说明

本课程采用虚拟互动+远程在线的手段进行教学，主要的教学方法有：

1、情景模拟教学法

模拟真实的职业操作场景，使学生能够在学习中熟悉职业环境，熟练掌握职业技能。

将学生、群众等不同的测试对象具象化，将学校、健身房、社区等测试场景区分并具象化。

使学生能直接感受到测试环境及测试设备，为指导后续实践提供更好的效果。

2、程序教学法

使练习者掌握完整的运动干预的步骤及流程，从测试到评估，到干预的流程更加清晰

化。实训过程中，按照流程走完测试、评价和干预 3 个环节，每个环节下包括学习、考核

及练习三部分，层次清晰，结构完整。通过完整的测试、评价以及运动干预方案的设计等

流程，学生能清晰化，并熟练和掌握学生体质干预和大众健康体能干预的基本技能，有助

于制定个性化运动方案。可填补传统实验实训中运动评估的弱化和干预方案训练的缺失。

3、在线教学法

系统内容丰富多样，使学生可以随时随地进行学习和练习，并得到及时反馈。学生通

过网络，无需安装软件，即可进行学习。模拟实训平台设置了多个角色，涉及面广，且具

有练习内容全面，运动干预方案齐全等特点，通过模拟实训项目能够根据练习者的失分统

计结果，做出及时归纳，指出不足，提出建议。与一般实验及顶岗实习相比，更加便于早

期发现问题和进行教师指导，补充教师本身的局限性。