基于ADDIE模型的数字化体育教学平台

黄 荣

随着计算机和网络技术的迅猛发展，人们可以在任何时间、任何地点学习任何知识。数字化学习是教育发展的必然趋势，它能够对教师教学进行辅助并减轻教学负担，学生则能够在虚拟实验室和模拟环境中学习相关知识和技能[1]。目前，数字化学习已经运用于很多的教学课程，而在体育领域却发展缓慢。本文尝试在体育教学方面运用一套数字化学习系统，旨在促进体育教学的发展。

1 教学设计与ADDIE模型

教学设计是根据教学对象和教学目标，运用系统方法将教学目标、教学条件、教学方法、教学评价等教学环节有序、优化地安排成教学方案的过程[3]。教学设计理论遵循学习效果最优的原则，目的是增强学生的学习兴趣、提高学习效果。ADDIE[4，5]是指一套系统地发展教学的方法，涉及到分析、设计、开发、实施和评估五个基本步骤。该模型基于教学设计理论，是教学内容设计的规范步骤。通常可用于制定课程，设计课件和教学，也可被用作支持系统的设计和开发。基于ADDIE模型概念，大部分的教学策略都可以被考虑到。

图1为ADDIE模型概念。ADDIE模型包含五个阶段，各阶段间会相互作用并相互联系。ADDIE的开发就是要严格按照这五个阶段的要求设计和开发体育数字化的教学平台。下文将依次从设计和开发的角度描述如何基于ADDIE模型构建体育数字化的教学平台。

图1 ADDIE概念模型

2 数字化体育教学平台设计

平台的设计工作对应ADDIE模型的分析和设计两阶段任务。分析阶段要确定了解到的需求、证明实际存在的需求及确定中间的差距，这需要邀请体育领域专家分析内容，构建教学框架和学习策略，通过课程设计师分析和体育专家达成共识。设计阶段始于分析阶段的成果，会形成许多的基础要素，这些基础要素都会导向第三阶段——开发阶段。

2.1 分析阶段工作

2.1.1 教学内容分析 这项工作需要分析出体育教学的教学内容、教学对象和教学目标。体育课教学内容基本可分为:理论部分和实践部分。就教学组织形式而言又包括室内教学和室外教学。教学对象是中学生或非体育专业的大学生，因此教学目标就是让学生能够获取基本体育技能，养成良好的体育习惯，形成良好的体育道德规范和体育行为，

以及对体育运动损伤的基本急救措施。理论知识部分的教学一般在室内开展，该部分可以促进学生了解体育运动的技战术知识，掌握相关的体育规则;实践部分的教学，要求学生能够熟练掌握基本技术动作，技术动作操作的熟练程度以迅速、连贯、精确和轻松为指标来衡量[6]。

2.1.2 课件内容分析 这项工作是基于对教学内容的分析，需要确定课程的核心内容以及为表现内容所使用的媒体类型。课件核心内容需要邀请体育领域专家进行分析，构建教学框架和学习策略;媒体类型的选择按照需求性原则和经济性原则进行考量，在满足教学需求的前提下，以最少的资金投入提供能提高学生学习热情的专业的教学课件。一般而言，对于理论性的教学内容可以较多采用文字、动画相结合的课件进行课前演示，学生通过网络随时随地查阅相关课件进行自学;对于实践性的教学内容可采用视频、解说相结合的课件进行实时教学，考虑到目前3G技术的普及，可以为用户提供手机教学视频浏览功能，提高在室外等不具备计算机教学环境下的数字化教学资源利用率。表1为体育教学内容和课件媒体类型的一般对应关系。

表1 体育教学内容和课件媒体类型对应关系

2.2 设计阶段工作

高校体育数字化教学平台的设计主要包括各类课件的设计以及承载课件的信息化平台的设计。在这个阶段需要设计出平台的架构、课件的组织结构和内容、系统的交互和反馈评价机制、课件中使用的媒体元素和效果等。

2.2.1 课件设计 根据分析阶段成果，设计四类不同的多媒体课件，包括:体育技战术、体育规则、器材维护保养和救护处置。所有这些课件都可以通过体育数字化教学平台查看。该平台整合了视频、声音、动画和3D VRML模型等不同的数字媒体内容。

(1)体育技战术课件。每一项体育运动都包含了基本动作和高级动作，并且许多动作都会表现出持续性和连续性。技战术教学课件应当按照内容从易到难来进行安排，课件应当支持视频回放、视频慢放、多角度同步观看等要求。为此根据不同体育项目的特点，在体育运动场地周围合适的位置分别安放摄像头，从多个角度对运动员的动作进行同步录制。如图2所示为网球场馆中不同角度运动摄影示意图。

图2 不同角度运动摄影示意图

(2)体育规则课件。体育规则的教学目标要求学生能够回忆起相关的知识点，对学习的内容有简单的了解。体育规则往往枯燥乏味，因此为了增加学生的学习兴趣，并能留下较深刻的印象，体育规则课件应当采用简单易懂、生动活泼、富有激情的表现方式，而2D动画就能够很好地满足上述课件设计要求。然而在课件中使用动画应当防止动画元素和效果过于繁杂，导致喧宾夺主的问题出现。有文献[7，8]指出，教学中使用动画应当特别谨慎。使用多媒体教学资料时，大量的文字和繁复的图片将影响到注意力，所以教学中的动画设计应当遵循讲解清晰、文字简练、图片恰当的原则。

(3)器材维护保养课件。传统体育教学中对器材的维护和保养大多停留在理论讲解层面，学生难以形成直观感性认识，实际的操作机会就更少。器材维护保养课件是为了达到形象化的教学效果，将采用3D VRML模型来模拟真实的器材维护保养操作。虚拟现实技术提供了3D仿真环境，使用户能够在这样的环境中模仿与现实世界事物的交互[9，10]。本文将使用 Java 3D技术开发3D动画。JAVA 3D从高层次为开发者提供对三维实体的创建、操纵和着色，使开发工作变得极为简单。

(4)救护处置课件。体育救护处置在教学中与器材维护保养存在类似问题，这里同样使用JAVA 3D技术开发急救处置课件。

2.2.2 信息化平台设计 课件的存储、整合和使用需要信息化平台来实现。平台使用SQL Server数据库存储课件，开发课件管理系统实现对课件的存储和整合。基于web2.0技术规范实现课件资源的网络化，同时开发wap页面提供手机观看课件的功能。图3所示为信息化平台架构。

图3 信息化平台架构

3 数字化体育教学平台开发

开发工作包括课件的制作和信息化平台的开发。课件制作是一项费时的工作，包括内容的确定，文字、图片、声音、视频以及动画的编辑和制作。平台的开发需要一次完成，主要任务是网络环境的搭建和系统软件的编写、测试及部署。需要注意的是课件开发和平台开发不必同步。在信息化平台部署以后可以随时整合任何课件，接下来对各种不同课件的制作过程进行描述。

3.1 课件开发

3.1.1 体育技战术课件 对于体育技战术课件，主要使用视频媒体课件演示。四个角度的动作同步摄制，可以使我们有效地获得动作的各种细节信息，同时使用绘声绘影视频编辑软件对原始视频资料进行初步剪辑，形成合适的视频片段。接着对要点和关键动作进行慢动作处理，然后请专家和教练检查这些动作是否正确;根据专家意见将视频片段分为标准动作和错误动作，通过对比加深学生对技战术的理解和掌握;之后邀请教学专家对每个视频片段的内容进行讲解录音，对录音内容进行相应的编辑处理;最后根据教学内容和策略，将处理过的视频片段和录制的解说组合成完整的教学视频课件。图4为使用绘声绘影编辑羽毛球技术动作的视频课件。

图4 视频编辑应用程序

在视频课件制作完成以后，所有视频文件需要被转换为Flash的FLV格式。该格式支持网络流媒体功能，降低视频文件对带宽的要求。通过体育技战术课件，学生可以通过用户界面从四个不同视角观察这些动作，同时对比正确和错误的动作，以便更好地掌握技术动作要领和战术要点。这样既增强了学生的学习动力，还能提高学习效果。

3.1.2 体育规则课件 体育规则课件使用Flasn动画开发工具制作。在每个体育规则课件中，配以适当的解说词进行讲解。通过使用Flash的脚本语言编写人机交互功能，通过交互功能用户便能够选择感兴趣的内容进行学习。图5显示了演示足球规则的Flash课件。

图5 足球比赛规则flash课件

3.1.3 器材维护保养课件 在制作器材维护保养课件时，可使用Java 3D进行开发。在项目中，已创建了羽毛球拍、网球拍等的维护和保养相关课件，以后会陆续对其他器材设施制作维护保养相关的课件。

3.1.4 救护处置课件 在制作救护处置课件时，使用Java 3D进行开发。在项目中，已创建了心脏复苏急救课程相关课件，并且还将创建其他急救处置教学课件，如三角绷带和管绷带的使用方法。图6演示了使用Java 3D模型创建的心脏复苏术课件。

图6 心脏复苏术课件

3.2 信息化平台开发

在平台开发中，所使用的开发工具为Visual Studio开发平台。开发主要工作包括:课件资料的上传和下载、用户在线课件浏览、流媒体播放功能等。为了实现浏览器统一访问各类课件资源，需要将视频文件转换为FLV流媒体格式进行保存，3D模型转换为VRML格式文件以支持网络传输。此外对于多角度观看体育技战术视频课件，用户需要通过浏览器界面与系统进行交互，控制各个角度播放器的播放。同时浏览器界面还要提供重复播放功能，因为这些视频课件综合了慢动作和解说等教学方式，学生能够通过该平台来学习体育动作。

3.3 实施和评估

目前，体育数字化教学平台已向体育教育领域的多位教授进行了演示，同时分别邀请中学生和大学生各100名学生进行了实际使用，大多数人认为对某些特定体育项目是有所帮助的。根据他们的总结评论，基于ADDIE的体育教学平台的方案是可行的。然而，需要强调的是任何形式的教学技术与基于面对面的教师教学培训方式必须相互结合，不能一味地依靠数字化教学，只有这样才能形成良好的教学效果。

4 小结

本文开发了一个针对体育教学的数字化平台，该平台基于ADDIE模型的概念并制作了相关课件。使用像视频、声音、动画和Java3D技术等不同的多媒体数字内容和元素来表现教学内容。对于学生而言，所有系统提供的课件不仅可用于学习和改进体育技能，而且还可帮助他们建立体育道德认同;让他们获得急救处置的技巧和知识，这些技巧和知识可能会在发生意外时帮助他们自己或其他的人挽救生命。目前，平台只提供了教学用的多媒体课件，将来还将对计算机辅助测试和计算机辅助教育管理等方面进行设计和开发，与本文的计算机辅助教学进行整合，构成完整的计算机教学平台。

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