計算機輔助技術在體育技能提升中的應用

丁斌

（黑龍江八一農墾大學軍事體育部，大慶 163319）

1 計算機輔助技術在體育教學中的作用

1.1 為學生提供直觀且形象的感受

在傳統(tǒng)的教學方式之下，往往就是教師對相關的動作要點進行講解，之后，再通過自身的示范來把教學完成，但是，在教師對學生進行講解的這一過程當中，學生往往會由于這些理論知識內容的枯燥、學習內容的抽象而不能夠把精神集中。而在教師向學生進行示范的這一過程當中，很多動作通常就是轉瞬即逝，學生要想完全記清楚就是十分困難了，更別說是學會了，在這樣的情況之下，必然會對教學的質量產生消極的影響。但是，采用多媒體輔助技術的教學，教師可以把所要講解和示范的內容全部制作成為多媒體課件，在課堂上，教師通過把課件播放給學生，通過視頻加上教師自身講解，來把比較抽象的理論變得具體化和形象化，在這之后再傳授給學生，必然要有效得多，這樣也能夠促使學生注意力集中[1]。而在進行存在有難度的動作的示范的時候，采用多媒體視頻示范的方式，來反復地把視頻做出回放，就能夠促使學生對每一個動作都能把握好，這樣一來，必然能夠有效地使學生體育技能的提升[2]。

1.2 激發(fā)學生興趣，提升學習狀態(tài)

通過多媒體的教學，通過大量聲音、文字以及圖像的綜合使用，來為學生帶來新的課堂體驗，使學生不僅僅能夠在傳統(tǒng)教學的枯燥乏味得到擺脫，而且還能夠對多媒體當中所蘊含的豐富的信息進行充分的利用，來促使學生在不知不覺中把相應的知識掌握好。從而能夠有效地把學生的積極性和興趣調動起來，從而幫助學生在具體的學習過程當中能夠最大限度地把自己的想象力發(fā)揮出來。由于多媒體技術作用能夠實現隨時隨地的把目前體育方面的最新消息把握好，而通過這些信息的掌握，不僅能夠使得學生的知識面得到拓寬，而且還能夠促使學生綜合素質的不斷提升[3]。

1.3 促進學生正確動作概念的樹立

和一般的文化教學不同的是，體育教學在動作上面有著十分高的要求，而對于這些動作的講解，教師都需要通過動作的分解來完成，這樣一來，就存在一個問題，那就是對于那些需要在一瞬間完成的動作，對于那些結構比較復雜的動作，教師必然是很難能夠將其分解開來的，所以，對于這些動作，教師示范比較困難，毫無疑問學生就很難能夠有效掌握好。加上教師在進行動作的示范的這一過程當中，是很容易受到外來因素的干擾的，這樣一來，每一次向學生示范的動作都是或多或少存在差異的，這就在一定程度上更加加深了教學的困難。而通過運用計算機輔助技術，來把課堂上標準的動作向學生示范，在這樣的情況下，配之以教師的有效講解，就能夠把上述說到的限制因素排除，學生在這樣標準的動作之下，就能夠對自己動作的準確性進行保證[4]。

2 計算機輔助技術在體育技能提升中的應用

2.1 計算機輔助技術在體育技能提升中應用的功能要求

首先，就是要把虛擬訓練的場景構建起來。按照運動項目對訓練場景的相關要求，來把模型建立起來。

其次，就是要進行運動數據的獲取。這一點就是要通過傳感器跟蹤設備，來直接把運動實體的運動數據記錄下來，通過所記錄的運動數據，來把計算機動畫生成[5]。從這一方式的優(yōu)點上面來看，最大的優(yōu)點就是可以把學生真實的運動數據捕捉到，這樣所形成的畫面就會異常逼真，從而對其科學性也進行了有效保障。

第三，就是要進行生理生化以及心理數據的采集。對于生理生化以及運動員的心理等來講，可以說這三者是運動員所處的競技狀態(tài)的一個重要的反映，當然，對于不同的運動項目來講，都是能夠通過各種傳感器以及智能化的儀器，來對運動員的生理生化的數據以及心理的數據實現采集。

第四，就是要進行動作的重演和展現。對于這里所說的動作的重演和展現，實際上就是建立在計算機輔助仿真系統(tǒng)的要求上面的，對于傳統(tǒng)的攝像手段來講，要想把這些動作的再現以及重演等等實現是存在很大的困難的。這一點，舉個例子來講，對于體操這一體育項目來講，教練員通過對體操運動員實行模型的建立，在此基礎上進行重新的編排，從而來促使其產生新的技術動作，以此來把體操運動員的動作重現出來，這樣一來，運動員就能夠在完全虛擬的環(huán)境當中，仿佛身臨其境般的體驗和感受，這樣一來，就能夠實現對運動員技術的動作的改進以及創(chuàng)新等等，最終促使運動員技能的提升。

第五，就是要對圖示化的訓練效果做出分析。對于這一分析方式來講，所指的就是要通過圖示，來把誤差分析的結果表示出來，這樣的評估方式，主要包括兩種，分別是在線式評估方法以及離線式評估方法。

2.2 計算機輔助技術在體育技能提升中應用的關鍵技術

（1）獲取人體運動參數

對于人體運動參數的獲取來講，也就是要詳細的對運動員的運動做出分析和描述，并對運動員的行為做出理解，以此來把各種運動員運動參數獲得。對于這一點，主要可以分成兩個部分來講：

第一，快速且精確地把人體輪廓提取出來。對于這一技術來講，雖說困難但又十分重要的問題，之所以這么說是因為要想在動態(tài)的環(huán)境當中，把圖像準確地捕獲時會受到諸多因素的影響，這些因素包括了大氣的變化、光照條件的變化、背景的混亂干擾、運動目標的影子以及物體和環(huán)境之間的遮擋等等。這一系列的因素，都在一定程度上使得人體輪廓的準確獲取存在一定的困難[6]。在進行人體輪廓的提取這一基礎之上，我們還能夠進一步對動作全景圖的合成進行研究，能夠實現不同動作的疊加播放。對于動作全景圖來講，它在對運動員以及教練員進行動作的分析以及整體動作的完成等等的情況方面存在很大的幫助。對于實現不同動作的疊加播放來講，它能夠把各種不同的動作全部疊加到一起，放在同一個背景之下進行播放，這樣一來，對于運動員以及教練員在進行動作的分析的時候，把微小的差別找出來。

第二，準確地捕獲運動員運動數據。對于運動捕獲技術來講，它主要就是通過對傳感器以及三維形式的充分利用，來把真實人體的動作記錄下來，在這之后，計算機就能夠按照所記錄的數據來對屏幕上的虛擬人產生驅動。對于這一方式來講，從其優(yōu)點來看，最主要就是它是主體人運動的一個復制品，正是因為此，它的效果才十分的逼真，同時還能夠把許多比較復雜的運動生成。這一方法，比較典型的運動捕獲的設備包括：光學式設備、電磁式設備以及機械室設備。從運動捕獲這一工作的具體流程上面來看，它主要包括了規(guī)劃、原始數據的獲取、跟蹤、辨識、骨架轉換以及對虛擬角色的映射等等的過程。從運動捕獲的數據處理方式上面來看，主要包括了運動的信號處理、運動的偏移映射、運動的混合、運動物理以及運動圖等等。

（2）物理和生理建模

對于目前所說的計算機輔助技術體育仿真系統(tǒng)當中的人體建模來講，它所指的往往就是以人體物理特征和生理特性為基礎的模型的建立，需要指出的是，這里所說的人體物理特性所指的主要就是人體形態(tài)、人體結構、人體素質、人體運動能力以及人體適應能力等等。這里所說的生理特性所指的主要就是人體的脈搏、血壓以及肺活量等等，是生理上新陳代謝的指標，也是器官以及各個系統(tǒng)的機能指標。具體來講，這一點主要包括了兩個方面。

第一，虛擬人動畫。這一技術主要是從上個世紀的80年代開始的，一直發(fā)展至今，共經歷了四個發(fā)展階段，這四個階段：運動學控制階段、動力學控制階段、基于控制器的運動控制以及運動捕獲，在這四個階段當中，運動捕獲技術所具有的特點就是高效，并且真實感比較強[7]。

第二，實時繪制以及交互。我們知道，對于模型的建立來講，它主要是涉及到的虛擬場景以及虛擬人等的問題，并且還包括了具體的虛擬人參與到虛擬體育仿真環(huán)境當中，在這樣的情況之下，進行實時繪制和交互就異常重要了。從實時繪制交互技術的分類上面來看，主要可以分成可見性判斷繪制技術、層次細節(jié)繪制技術以及基于圖像的繪制技術。另外，需要指出的就是，這里所說的交互指的就是運動員通過計算機輔助技術當中的交互識別，和系統(tǒng)產生相互的作用。這里所說的計算機輔助技術交互設備，主要包括了電磁跟蹤設備、攝像機、觸覺設備、三維導航設備以及口頭通訊設備等等。這里所說的交互，是通過交互這樣的方式，來進行人體物理特性以及生理特性等等參數的選擇[8]。

3 計算機輔助技術在體育技能提升中的應用效果分析——以跳遠為例

隨機選取了某學校的學生40名，將其分成兩組，每組20人，即對照組和實驗組，對實驗組實行的是計算機輔助技術進行教學，而對照組則使用普通的教學方法教學，在實驗完之后，采用SPSS14.0軟件來對其結果進行對比和分析。在經過統(tǒng)計和分析之后，得出以下的結論：

首先，從實驗組和對照組運動學習情況來看（表1）。

表1 實驗組和對照組運動學習情況Table 1 Motor learning status of experimental group and control group

從上述表格可以看出，實驗組在運動學習量表前后側差值平均數的得分是0.23，而對照組僅僅只是-1.35，要明顯高于對照組，在運動認知分量表、在運動情感分量表以及在運動技能分量表等等上面的平均數，實驗組都要比對照組來的高。在經過了t的檢驗之后，對大學生學習的影響有著明顯的差異，并且這一差異是趨于整體的，只有在技能分上面，兩者之間的差距比較小。從中可以知道，采用計算機輔助技術進行體育教學，是具有明顯效果的，也就是說，計算機輔助技術在體育技能提升當中有著積極作用[9]。

其次，從實驗組和對照組在學習前后測差異的 差值檢驗上面來看（表2）。

表2 實驗組和對照組在學習前后測差異的差值檢驗Table 2 Differences test of experimental group and control group difference measured before and after learning

從上表當中我們可以看出，t=-4.72，p=0.01<0.05，所以可以判斷出差異比較顯著，另外，從認知和情感這兩個分量表上面來看，可以說都是達到了比較明顯的水平，只有在技能分量表上面，并沒有達到比較顯著的差異，從中可以得出這樣的結論：在技能方面并不會由于計算機輔助技術的使用而得到提升，但是在其他方面都能夠有所提升。

第三，從實驗組運動學習量表前后測差異上面來看（表 3）。

表3 實驗組運動學習量表前后差異Table 3 Differences of experimental group pretest and posttest in motor learning scale

從上表當中，我們可以看出，對實驗組的差異實行了t的檢驗之后，在運動學習、情感以及技能上面都達到了顯著的水平，從中可以得出這樣的結論：在學生經過了計算機輔助教學之后，在情感以及技能等等上面都會得到提升，這一教學方式是能夠對學生的技能學習產生重要的影響的。

4 結語

主要研究了計算機輔助技術在體育技能提升當中的有效應用的問題，針對這一技術在體育教學中的作用以及這一技術在體育技能提升中的關鍵性技術以及功能要求等進行了詳細的分析[10]。從中可以知道，把多媒體技術和體育教學有機地結合起來，不僅能夠有效提升學生的知識面，而且還能促使學生對教學內容的理解更加深刻，對教學技術動作的掌握更加牢固，最終有效提升學生的體育技能，是一種值得推廣的技術。

［1］李宏強.普通高校體育教師怎樣利用多媒體進行體育教學［J］.考試周刊，2009，34：11-13.

［2］李平，孟躍華.多媒體在體育教學中的應用［J］.中國信息技術教育，2009，16：25-34.

［3］童燕.多媒體環(huán)境下高校體育專業(yè)體操教學方法的研究［D］.長沙：湖南師范大學，2009.

［4］徐士韋，譚小勇，陶應軍.多媒體技術在體育教學中的應用探析［J］.山西體育科技，2009（3）：19-25.

［5］袁鵬.多媒體課件在體育教學中的理論研究與探索［J］.企業(yè)科技與發(fā)展，2010（12）：46-56.

［6］劉永祥，吳進新，胥凡.多媒體課件在高校太極拳教學中的優(yōu)勢作用［J］.西昌學院學報:自然科學版，2008（4）：78-79.

［7］張勇.淺談多媒體技術在體育教學中的應用［J］.內江科技，2010（6）：11-12.

［8］李航.高校體育多媒體教學應用的現狀分析［J］.內江科技，2009（8）：65-66.

［9］姚艷雅.淺談多媒體在體育教學中的運用［J］.中國信息技術教育，2009，14：23-26.

［10］張偉東，孟凡會，白海軍，等.普通高校體育教輔開放平臺的設計與應用［J］.黑龍江八一農墾大學學報，2012，24（4）88-91.