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中心介绍

发布时间:2013-10-18 16:27      阅读次数:

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中心简介

 

建设基础

 山东体育学院数字体育虚拟仿真实验中心建设前身为山东体育学院计算机信息工程中心。计算机信息工程中心成立于20046月。2009年,鉴于增加实验开放项目总数所带来的资金的投入、实验用房面积的增加和两地办学等我院实际办学条件,打破原有实验室条块分割、资源分散等弊端,借新校区搬迁之机,将与数字体育相关的实验室整合成立新的数字体育实验教学中心。学院高度重视实验中心建设,在学校新校区建设中,学校发展规划制定中,将实验中心建设放在重要位置,统一规划,统一管理。经过3年的建设和发展,数字体育实验中心于2012年经山东省教育厅被批准为山东省骨干学科教学实验中心。中心目前已建成为一个集实验教学、科研于一体的、面向三维人体运动虚拟仿真、计算机网络通信虚拟仿真、体育运动轨迹捕捉、运动项目虚拟仿真与诊断分析等方向的创新型综合型实验室,实验室现有用房面积达到5000平米,设备规模已经超过了1200万元。

 

教学资源的建设

数字体育虚拟仿真实验中心以培养学生综合设计和创新能力为核心,采用虚拟仿真实验与实物实验相结合的教学模式,追求先进,大胆创新。中心整合原有的教育技术、计算机和运动生物力学相关实验室,逐步形成三个稳定的虚拟仿真实验教学内容:

1)三维人体运动虚拟仿真实验教学系统,对人体在运动过程中全身所有骨骼关节所展现出来不同的角度姿态以及相应的三维坐标等信息进行动态捕捉、力学分析和技术整理,创建三维数字人体模型,模拟各运动项目中真实运动动作与姿态,目前已建立了跳高、跳远、铅球、标枪等多个运动项目主要动作变化过程与轨迹的静态分析,对动作的完成情况进行整体全局性的掌握与分析。可为体育教学、训练、科研、技术动作设计、培训、成果展示等提供服务。

2)计算机网络通信虚拟仿真实验教学系统,将开源软件引入通信仿真实验教学中,开发通信仿真组件,实现演示型、基础型、综合型、设计型、创新型5个不同层次的虚拟仿真实验项目。主要教学内容为基于B/S架构的虚拟实验课程,课程模拟真实实验中用到的器材与设备,提供与真实实验相似的实验环境。虚拟实验平台可以提供四大类实验器材:计算机、路由器、交换机、集线器,交换机和路由器主要包括cisco、锐捷、神州数码、华为四种国内外品牌的中低端网络设备,完全可以满足网络实验教学需求。

3)运动项目虚拟仿真与诊断分析实验教学系统,对篮球、足球、排球、网球、羽毛球等运动项目利用虚拟仿真技术创建可视化的运动全过程,为学习者提供生动逼真的学习环境,使技术动作更加形象立体,能够形象地展示肌肉骨骼的形态、轨迹变化情况,学习者能够更加直观地理解技术动作和战术原理,从而突破技战术的重点和难点,纠正错误动作,提高学习者的技战术水平。

 

虚仿实验的教学平台建设

虚拟仿真实验的教学平台包括:在线仿真模拟,实验教学论坛,信息资源共享,用户交互管理,知识库维护等模块。教学平台具有完善的仿真实验管理系统,可以和其他教学教务系统无缝集成;丰富的实验教学资源,基于网络以多媒体技术手段提供,方便学生学习;实验结果自动批改功能,将知识学习和实验动手能力的培养有机融合,形成完整的仿真实验教学体系;界面友好直观,三维仿真和模拟沉浸感强,同时可根据教学需要灵活添加仿真实验运动项目,提供个性化定制服务,通过学生独立自主地在虚拟实验情境中进行实验操作、体验,从而发现问题、解决问题,获得知识、技能,培养探索精神和创新能力。

 

 

校企合作

山东体育学院数字体育实验中心与泰山体育产业集团、中科院等企事业在“国家体育用品工程技术研究中心”框架内,已经建立起面向虚拟仿真新产品研发和人才培养的共建共管合作模式,长期从事泰山爱动体感健身设备等基于虚拟仿真技术的新型健身和运动技术教学设备的研发,产品效能检测和产品应用开发等方面的合作。

在此基础上,由泰山体育产业集团牵头,联合清华大学、中科院深圳先进技术研究院、山东大学、山东体育学院、中航复合材料有限责任公司、青岛英派斯健康科技有限公司等40多家科研单位和企业组建了国家新型健身器材产业技术创新战略(试点)联盟。山东体育学院为副理事长单位,在联盟框架内本实验中心将继续与相关企事业单位就新产品研发、联合申报课题和人才培养开展合作。

中心在虚仿实验的长效可持续发展方面有非常务实和可操作的举措。中心的学术研究方向和工作计划均将虚仿实验放在重要的位置上,虚仿实验平台与技术的选型非常注重可长久支持性和可二次开发性。

 

资源共享

中心不断探索和建设具有体育院校特色的实验课程体系,进一步提高实验技术与手段,加强虚拟仿真技术在体育中的应用范围,逐步建立虚拟仿真实验教学资源的共享和管理平台,目前已经实现了部分教学实验资源的网络远程共享访问,专业学生能够通过共享平台访问实验资源。

中心下一步将把教学资料,如实验指导书、常用仪器介绍、补充讲义等教学资料做成网页,其中包含了文字、图形、图片、动画等各种不同形式发布到网上。将一些经典实验做成短片、CAI课件上网,学生可以在网上查阅资料,学习更多知识,充分实现资源、信息共享。 同时进一步开发和增强虚仿资源协同共享系统的功能,建立网上虚拟实验环境,并且挖掘和发挥学校网络系统和网络服务器潜力,使虚仿协同共享的容量和同时访问用户数量得到进一步的扩大。

 

教师水平与实验教学水平

数字体育实验中心拥有一支力量雄厚、素质优良、职称结构合理的教师队伍,现有专任实验教师17名,其中教授2名,副教授3名,高级工程师和高级实验师各1名,讲师、实验师和工程师共10名,具有博士学位的4人,部分教师曾任职跨国企业,拥有丰富的IT实践经验,还有人力资源和社会保障部中国高级公务员培训中心、全国信息化计算机技术水平教育培训管理中心认证的高级虚拟现实设计师1人。

近五年来,中心成员先后完成了省部级课题10项,并在国际国内发表了高质量学术论文50余篇,充分保证了高质量的专业实验教学工作。学校非常重视实验教师队伍的建设,制定相应的政策,采取有效的措施,鼓励资深教师投入实验教学工作,不断加强人才的引进工作,积极完善实验教学与理论相结合的教学队伍。使教学、科研、技术兼容,充分发挥硬件优势,科学整合实验设备,教师队伍核心骨干相对稳定,形成了老中青相结合、知识结构合理的实验教师队伍。同时大力培训实验教学队伍教师整体实验水平,实验科技素养,鼓励实验教师深造,学习新知识、新技术,不断创新实验手段,科学有效的培养培训实验师资,逐渐形成一支由学术带头人或高水平教授负责,热爱实验教学,教育理念先进,学术水平高,教学科研能力强,实践经验丰富,熟悉实验技术,勇于创新的体育院校的实验人才梯队。

 

队伍结构与素质

数字体育实验教学中心团队有科学的组织架构(如图所示)。中心实行实验中心领导小组和工作小组领导下的实验中心主任负责制,设主任1名、副主任1名、负责全面工作,包括组织制定实验中心建设规划、人员聘任、仪器管理、人才培养、科学研究等。接受实验中心全体人员的监督,确保实验中心的高效、有序运转,保证各项教学和研究任务的完成。

 

 

学院教学实验指导委员会

数字体育实验中心

体育摄影实验室

摄录像实验室

数字媒体实验室

体育演播实验室

体育仿真-运动生物力学实验室

体育软件开发实验室

计算机硬件实验室

电子电工实验室

体育体感实验室

教师队伍是一支由中青年教学骨干人员组成的有战斗力的团队(如下表所示)。

 

教师基本情况

 

正高

副高

中级

其它

博士

硕士

学士

其它

总人数

平均

年龄

人数

2

5

10

 

4

10

1

2

17

38

占总人数比例

12%

29%

59%

 

23%

59%

6%

12%

 

实验中心实行规范化、科学化、制度化的管理,每学期都要组织有关教师和实验室技术人员认真学习 “虚拟仿真实验课程教师工作职责”、“实验指导教师岗位职责”、“实验室技术人员岗位职责”、“实验室开放管理规定”;对于虚拟仿真学科在研究方法、实验技术、分析测试仪器等方面的新发展,实验中心每学期组织相应的学习、参观或考察等培训活动。2009年至今已先后有多位实验技术人员完成培训和学位进修。其中有一名教师经培训考试合格后获得了人力资源和社会保障部中国高级公务员培训中心、全国信息化计算机技术水平教育培训管理中心颁发(高级虚拟现实设计师)证书,三名教师参加了Autodesk公司的Maya3DMax软件认证教师培训,有两人参加了Avid公司的Meadia composer视频剪辑和Protools音乐软件认证培训,还有多人参加了AnsysMimics软件和MVN动作捕捉系统的使用培训。

 

 

校园网络及教学信息化平台水平

学校校园网为本中心的资源共享平台的运行容量和并发需求、可靠性、网络带宽及安全等均提供了良好的保障。

目前,我院校园网络核心交换速率已达到万兆,核心与汇聚之间的骨干网实现双千兆/万兆互联,千兆光纤通达校园所有大楼,桌面接入速度均达到千兆,网络覆盖所有教学楼、办公楼、实验室、图书馆、各场馆和学生公寓,并实现济南和日照校区的高速互联,为教学信息化平台的建设和应用提供了网络环境和技术基础。目前济南校区互联网出口为300M,日照校区为500M

网络管理与安全

校园网数据中心主要应用服务器均采用多路多核,双机热备解决方案,重要数据库服务器均通过HBA卡接入到一台AS1000光纤磁盘阵列中,并为数据库服务器提供存储空间,同时所有服务器均部署了企业版杀毒软件,保证应用系统的安全可靠运行。

校园网络部署H3C防火墙和入侵防御系统,保障网络关键应用和服务的带宽,优化其带宽资源,为教学活动的有效开展提供有力的支撑。

 网络管理采用H3C新一代智能管理中心iMC,实现了对网络设备、用户及业务的统一管理,在网络资源的集中管理基础上,实现拓扑、故障、性能、配置、安全等管理功能,校园网的建设真正朝着“高速、稳定、安全、可控、可管”的目标迈进。

 

组织保障与管理规范

中心行政上独立于各院系,学科归属上挂靠基础理论系,同时依托计算机、教育技术学、运动人体科学等的学科力量,在运动仿真等方向有着强大的学科支撑。在《山东体育学院工作实验室工作人员编制核定、职位设置与职务聘任规程》等相关制度规范下,中心教学队伍人员稳定,结构合理,力量雄厚,教学能力强,教学经验丰富,教学思想、教学方法和教学手段先进,教学效果好,深受学生的欢迎和同行的高度评价。是一支责任感强、团结协作精神好的优秀教学团队。多年来不仅完成了大量的实验与实践教学任务,而且还承担了多项教改项目和科研项目。

为确保实验教学质量,中心本着“加强制度建设,实施督导结合,规范过程控制,鼓励模式创新”的原则建设和发展了实验教学质量保证体系,取得了较好的实践效果。

资金保障

 体育教学与训练实验中心和运动技战术分析实验教学平台两个项目基本建设所需700余万元申请省财政拨款支持,后续的建设从学院学科专业建设经费中筹措。

创新和特色

数字体育实验中心在实验课程开设上紧跟体育学科与教育技术学科、计算机科学与技术学科交叉发展的态势,取长补短,注重实际结合实验的综合计划,注重培养学生的动手应用能力,将先进的虚拟现实技术、仿真技术、多媒体技术和计算机技术等引入到数字体育的实验教学中,并为体育学科的虚拟实验教学、网络应用、模拟训练,以及数字体育的传播和全民体育精神的倡导提供了有力的平台。数字体育实验中心开设的实验项目特色鲜明,以体育为主导,将虚拟仿真等现代化信息技术应用到体育,特别是体育的数字化应用,注重体育多媒体教学、网络教学、体育训练与教学系统设计、体育运动轨迹捕捉及人体建模仿真、体育虚拟模拟训练等创新型实验建设。特色具体如下:

1.      录制竞技体育视频,通过现有和自行研发的视频处理软件处理视频,进行动作分解、动作三维信息提取和生物力学分析等,为体育虚拟教学和竞技体育服务。

2.      制作体育类三维动画产品,为网络可视化教学和体育运动项目传播做出贡献。

3.      进行三维人体建模,并在此基础上进行人体生物力学分析,为提高运动技术水平和预防运动损伤做出贡献。

4.      对在人体建模和生物力学仿真的基础上,利用虚拟现实技术,以实验室硬件为平台,搭建虚拟训练系统。

5.      体育仪器设计和仿真,对体育类辅助训练仪器进行机械设计和力学仿真、人体工学设计和仿真、电子学设计和仿真,为研究智能化体育仪器设备打下基础。

6.      制作体育类音视频教材,和民间健身项目类影视节目,为体育教学服务。并利用互联网平台,建成为宣传全民健身的音视频网络传播平台。

7.      探索体感技术在体育领域的应用,为改进体育教学手段和促进全民健身服务。

 

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