排球裁判员操作性思维可视化软件的设计与应用On the Design and Realization of Visualized CAI Software in Volleyball Referee
2016-03-21岳元德罗亚娟PENGWeiYUEYuandeLUOYajuan
彭 崴,岳元德,罗亚娟PENG Wei, YUE Yuande, LUO Yajuan
排球裁判员操作性思维可视化软件的设计与应用
On the Design and Realization of Visualized CAI Software in Volleyball Referee
彭 崴,岳元德,罗亚娟
PENG Wei, YUE Yuande, LUO Yajuan
摘 要:排球裁判员培训过程中,理论规则培训和实践操作培训相对脱节,对于规则操作性思维的练习不够,培训效果不佳。通过文献资料法、调查研究、逻辑分析法和软件工程法对目前排球裁判员培训和软件设计存在的不足进行分析研究,从而针对相关问题设计研究一款能弥补其不足的可视化软件,以期达到在理论培训的同时,增强操作性思维的效果。
关键词:排球裁判员;可视化;软件;设计与应用
作者单位:四川医科大学体育学院,四川 泸州,646000。Institute of P.E., Sichuan Medical University, Luzhou Sichuan, 646000, China.
Abstract:The author found that the main problem in volleyball referee training is the contradictory between abstract rules and realistic practice, and the contradictory has been a problem last long period. By using the methods of documentary, survey research, logistic analyzing and software engineering, the author list systematically the current situation of CAI volleyball teaching, compared the difference in design, operate and display. Designed CAI software to make up for a deficiency of in sufficient in the combine of theory and practice.
Key words:Volleyball referee; CAI; Software; Design and realization
如何加强排球裁判员理论与实践的联系,提高对规则操作性思维训练,一直是排球裁判员培训过程中亟待解决的难点。目前排球裁判员培训过程中对于多媒体的运用多聚焦在对规则的解析和形象生动化等方面,对于互动性和规则操作性思维训练上关注很少。因此,设计研究一款兼顾对规则生动化解析,又对规则操作性思维训练这样互动性较强的可视化软件具有一定的现实意义和理论指导意义。
1 可视化软件的研究现状
所谓可视化是指通过计算机软件的支持,将事物及其发展变化的形式和过程,用仿真化、形象化的方式表现出来,一般而言,包括数据、模型和过程3方面的可视化,从用户角度看可视化主要就是信息提供的可视化,也就是信息服务界面的可视化。
目前在排球裁判员培训的可视化软件的研究主要停滞在对于概念解析的广泛运用上,即用静止的图片来对抽象的概念进行具体化和直观化的解析,或是师生通过网络进行交流。在一定程度上与现代教学中常用的概念图作为可视化的方案有异曲同工之处,因此这样的可视化软件也存在着概念图所存在的问题:(1)对于规则的描述是静态的,而实践活动过程本身是个动态过程,有着许多不可预测性,静止的图不能够对这种具有运动特征的关系进行精确的描述。(2)图的特征只能达到对规则进行直观的表达,要将实践中动态过程进行表现,这是此类软件无法做到的。
2 可视化软件系统设计
2.1 系统开发工具的设计
本软件采用的开发工具是Microsoft Visual C++ 6.0。Visual C++ 采用了面向对象的程序设计语言C++,其表达能力相当强大,主要体现在编程语句和出错处理能力上。Visual C++采用的框架是MFC(微软基础类库)。MFC是一个很大的、扩展了的C++类层次结构,它能使开发Windows应用程序变得更加容易。MFC是在整个Windows家族中都是兼容的,这一特征正是本软件在后期使用和推广中所需要的。
数据库是整个系统的核心,并且考虑到系统在后期运行过程中将包含许多视频,因而系统选用的数据库系统是Microsoft SQL Server。MS Server不仅具有强大的兼容性,最重要的是它能满足软件根据实际情况对实战部分的视频进行调整等一系列对软件的完善,从而达到与实际接轨的效果。
2.2 系统运行的设计
图1 系统运行设计图
本系统根据培训模式的需要,并遵循教学程序的规律,将软件分为理论规则学习模块和实战操作练习模块两大部分。从图1中可以看出,可视化系统由理论和实战两个相对独立的模块构成,它们之间没有直接联系,都是相对独立的与数据库中的各自数据表A和数据表B 联系。数据表A、B之间仅仅是通过一些共享的字段相互关联,这样两个模块之间就不会出现相互干扰的现象,各司其职,整个系统在运行过程中能更好的发挥各个模块的功能。
3 模块开发工具设计
3.1 理论模块设计
3.1.1 理论模块运行设计 理论模块主要用于理论规则、与规则相对应的各种犯规性质视频的可视化显示以及查询功能。为了方便软件随着理论规则变化的更新和添加或删减各种视频,在数据库系Microsoft SQL Server中采用相对独立的表格来实现,在表格中可以根据需要在相对应的表格内容中增加或删减信息。数据表格内容主要包括:书签、题目、关键词、正确视频、犯规视频、备注,6个内容与可视化界面上的目录、细则、视频和搜索对应。而其中细则的后台制作则是通过Web形式来实现可视化和相关规则间的链接。
3.1.2 理论模块操作设计 基于以上设计,用户在学习模块的可视化界面中,通过鼠标在规则目录显示框选择学习内容。选择目录以后,数据库自动筛选出与目录相对应的详细的规则条例进行可视化的显示。视频的可视化则通过点击“正确视频”和“犯规视频”两个按键来实现动态画面的显示,并且用户可以观看所学规则在实际比赛中的正确和犯规两种表现形式。同时在这个观看视频的过程中,用户可以通过播放器上的功能按键对视频的播放进行控制,如没有看清的地方进行回放等。查询框的设置,用户可以通过键盘在查询框中输入规则中的关键词,然后点击查询键,便在规则纲目显示框中显示出含有关键词的所有目录,而在规则条例显示框中则显示出与目录对应的详细条例以及在通过点击播放相对应的视频。
图2 理论模块操作界
3.2 实践模块开发工具设计
3.2.1 实践模块运行设计 实践模块用于软件比赛视频的可视化实现以及用户对于各种犯规进行判罚的操作性思维练习。其可视化界面由视频选择(A)、鸣哨(B)、犯规性质的判断(C)和完成操作(D),4个活动元素构成,软件运行过程(见图2)。因而,在实现实践模块可视化操作过程中,通过活动元素视频选择(A)进入数据库进行视频的筛选,然后才能进入到实践的可视化系统。运用活动元素鸣哨(B)和犯规性质的判断(C)的操作控制了犯规性质选择界面的弹出和隐藏,同时达到对操作视频播放的控制,活动元素鸣哨(B)与犯规性质的判断(C)的具有可逆功能。但一旦执行了活动元素完成(D),用户所操作的数据则立即保存到数据库中,并与数据库中的标准答案界面一同弹出。
图3 实践模块运行设计图
在实践模块数据库中主要由3个字数据表构成整个系统中的数据表B:
犯规性质:序号、犯规性质
判罚信息:比赛序号、犯规序号、犯规时间、犯规性质
参考答案:比赛序号、犯规序号、犯规时间、犯规性质
3者之间通过一些共享字段来实现联系,但又相对独立,在运行过程中不会相互影响。
3.2.2 实践模块操作设计 界面的按键功能设计主要包括以下4方面:
图4 鸣哨操作界面
(1)鸣哨:练习视频开始播放以后,一个比赛回合的中止通过点击鸣哨键来暂停视频,从而进行犯规性质的选择,对此回合犯规性质进行判罚。判罚完毕后,视频的再次播放也需要通过点击鸣哨键来完成。
(2)犯规性质:通过鼠标点击犯规性质按键,界面上会弹出包括比赛过程中可能出现的全部犯规性质的对话框,用户通过鼠标点击自己认为与视频中出现的相符合的犯规性质进行判罚。
图5 鸣哨原因选择界面
(3)提交:在整个练习视频判罚完毕以后,用户通过点击“提交”按键,就把自己在整个练习视频中的判罚结果输入了软件,软件自动对提交的结果与标准判罚进行核对,并出现用户在练习中的判罚结果与标准判罚一一对应的显示框,让用户一目了然自己的正误情况。
图6 测试结果界面
(4)暂停:点击暂停键便中断练习。其主要是为了用户在练习过程中遇到其他重要事情时,可以暂时性的停止练习,并可以在解决其他事情以后在以前练习的基础上继续完成练习。
3.3 视频的编辑设计
视频的编辑采用了非线性编辑。非线性视频编辑是对数字视频文件的编辑和处理,它与计算机处理其它数据文件一样,在微机的软件编辑环境中可以随时、随地、多次反复地编辑和处理。而非线性编辑系统在实际编辑过程中只是编辑点和特技效果的记录,因此任意的剪辑、修改、复制、调动画面前后顺序,都不会引起画面质量的下降。并且非线性编辑具有3大优点:(1)在收集素材时具有实时性。(2)后期制作更方便。(3)非线性编辑系统是建立在计算机基础上的,所以联网容易,可以实现资源共享。因此,非线性编辑能提供十分自由的创作空间和使用的方便性,并且本软件中所有需要用到的视频资料均属于数字化视频,并且某些视频根据规则需要进行特效的加工处理及相关视频的链接。
考虑到软件的运用,整个软件的视频在播放过程中都采用与电脑系统兼容性较强的Windows Media Player播放器,也更加符合本系统开发工具Microsoft Visual C++ 6.0的特点。
4 应 用
随机抽调20名裁判等级为二级裁判员的排球专选班学生担任教学比赛的临场裁判员工作,其中10名学生在学习过程中应用了排球裁判员操作思维可视化软件。四川医科大学体育学院3位排球教师,参考全国联赛裁判员临场工作评分表,分别从临场裁判的气质、反应和准确性3个方面对其进行评分,其最终效果见表1。
表1 学生临场裁判工作评分统计表
从图中可以看出,9.0分以上,气质方面4人,反应方面3人,准确性方面12人;其中使用了排球辅助教学软件的人数分别是:气质方面3人,反应方面3人,准确性方面8人。8.0—8.9分,气质方面7人,反应方面9人,准确性方面5人;其中使用了排球辅助教学软件的人数分别是:气质方面5人,反应方面6人,准确性方面2人。7.0—7.9分,气质方面6人,反应方面5人,准确性方面3人;其中使用了排球辅助教学软件的人数分别是:气质方面2人,反应方面1人。6.0—6.9分,气质方面3人,反应方面3人,均为未使用排球辅助教学软件的学生。从总分统计来看,27分以上的2人,都是使用了排球辅助教学软件的;24—26.9分的13人中,8人使用了排球辅助教学软件;而21—23.9分的5人都未使用排球辅助教学软件。
无论是从单项评分效果,还是最后的总分,排球裁判员操作性思维可视化软件的应用在高分阶段都占据了绝对的优势。可见,软件的应用能帮助学生在临场裁判工作中表现得更自信、沉稳,在对各种犯规信号刺激的反应更加敏捷,使得他们在判罚时的注意力更好的集中在判罚的正确性上,从而提高了判罚的准确性,减少了误判和漏判的几率。达到软件设计与应用的效果和目的。
5 结 论
(1)排球裁判员操作性思维可视化软件对裁判员培训内容的系统性,理论与实践联系的紧密性有着显著的改善和增强,并充分发挥在解析规则时更加轻松直观、全面,有效地展示各种规则中同一犯规性质在比赛中的各种犯规的具体表现。
(2)用户在应用排球裁判员操作性思维可视化软件进行学习理论规则的同时,能够进行操作性思维练习,得到直观的强化训练,达到良好的互动性,让理论学习与实践联系更加紧密。
(3)排球裁判员操作性思维可视化软件可以同时对多人进行操作性思维的锻炼,教师可以根据结果对操作人员进行统一及时的点评,解决了目前培训过程存在的人多机会少的问题。
(4)排球裁判员操作性思维可视化软件在一定程度上还能减少排球裁判员培训和考核过程中所必须消耗的人力物力。
6 建 议
随着本软件的进一步研究和完善,本软件以期扩展成多机联网,并对各种犯规判罚的解析,录入音频,并在实践部分加入裁判手势的表现,让使用者更有临场执法的逼真感,裁判学习更加全面。而操作部分还可以进行规模化的考试,大量的考试者可以同时在计算机上进行临场裁判的判罚考试,软件自动抽题,避免前后左右之间作弊可能,最后系统自动给出分数。这样软件的功能在排球裁判员培训中将得到充分的发挥,软件的潜能也将得到最大限度的开发。
参考文献:
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基金项目:2014年泸州医学院教育教学改革研究项目,项目编号:JG2014065。
收稿日期:2015-07-22
中图分类号:G842
文献标识码:A
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