基于ADDIE模型的數(shù)字化體育教學(xué)平臺

黃 榮

隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們可以在任何時間、任何地點學(xué)習(xí)任何知識。數(shù)字化學(xué)習(xí)是教育發(fā)展的必然趨勢，它能夠?qū)處熃虒W(xué)進(jìn)行輔助并減輕教學(xué)負(fù)擔(dān)，學(xué)生則能夠在虛擬實驗室和模擬環(huán)境中學(xué)習(xí)相關(guān)知識和技能[1]。目前，數(shù)字化學(xué)習(xí)已經(jīng)運用于很多的教學(xué)課程，而在體育領(lǐng)域卻發(fā)展緩慢。本文嘗試在體育教學(xué)方面運用一套數(shù)字化學(xué)習(xí)系統(tǒng)，旨在促進(jìn)體育教學(xué)的發(fā)展。

1 教學(xué)設(shè)計與ADDIE模型

教學(xué)設(shè)計是根據(jù)教學(xué)對象和教學(xué)目標(biāo)，運用系統(tǒng)方法將教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)條件、教學(xué)方法、教學(xué)評價等教學(xué)環(huán)節(jié)有序、優(yōu)化地安排成教學(xué)方案的過程[3]。教學(xué)設(shè)計理論遵循學(xué)習(xí)效果最優(yōu)的原則，目的是增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)習(xí)效果。ADDIE[4，5]是指一套系統(tǒng)地發(fā)展教學(xué)的方法，涉及到分析、設(shè)計、開發(fā)、實施和評估五個基本步驟。該模型基于教學(xué)設(shè)計理論，是教學(xué)內(nèi)容設(shè)計的規(guī)范步驟。通?？捎糜谥贫ㄕn程，設(shè)計課件和教學(xué)，也可被用作支持系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)?；贏DDIE模型概念，大部分的教學(xué)策略都可以被考慮到。

圖1為ADDIE模型概念。ADDIE模型包含五個階段，各階段間會相互作用并相互聯(lián)系。ADDIE的開發(fā)就是要嚴(yán)格按照這五個階段的要求設(shè)計和開發(fā)體育數(shù)字化的教學(xué)平臺。下文將依次從設(shè)計和開發(fā)的角度描述如何基于ADDIE模型構(gòu)建體育數(shù)字化的教學(xué)平臺。

圖1 ADDIE概念模型

2 數(shù)字化體育教學(xué)平臺設(shè)計

平臺的設(shè)計工作對應(yīng)ADDIE模型的分析和設(shè)計兩階段任務(wù)。分析階段要確定了解到的需求、證明實際存在的需求及確定中間的差距，這需要邀請體育領(lǐng)域?qū)＜曳治鰞?nèi)容，構(gòu)建教學(xué)框架和學(xué)習(xí)策略，通過課程設(shè)計師分析和體育專家達(dá)成共識。設(shè)計階段始于分析階段的成果，會形成許多的基礎(chǔ)要素，這些基礎(chǔ)要素都會導(dǎo)向第三階段——開發(fā)階段。

2.1 分析階段工作

2.1.1 教學(xué)內(nèi)容分析 這項工作需要分析出體育教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)對象和教學(xué)目標(biāo)。體育課教學(xué)內(nèi)容基本可分為:理論部分和實踐部分。就教學(xué)組織形式而言又包括室內(nèi)教學(xué)和室外教學(xué)。教學(xué)對象是中學(xué)生或非體育專業(yè)的大學(xué)生，因此教學(xué)目標(biāo)就是讓學(xué)生能夠獲取基本體育技能，養(yǎng)成良好的體育習(xí)慣，形成良好的體育道德規(guī)范和體育行為，

以及對體育運動損傷的基本急救措施。理論知識部分的教學(xué)一般在室內(nèi)開展，該部分可以促進(jìn)學(xué)生了解體育運動的技戰(zhàn)術(shù)知識，掌握相關(guān)的體育規(guī)則;實踐部分的教學(xué)，要求學(xué)生能夠熟練掌握基本技術(shù)動作，技術(shù)動作操作的熟練程度以迅速、連貫、精確和輕松為指標(biāo)來衡量[6]。

2.1.2 課件內(nèi)容分析 這項工作是基于對教學(xué)內(nèi)容的分析，需要確定課程的核心內(nèi)容以及為表現(xiàn)內(nèi)容所使用的媒體類型。課件核心內(nèi)容需要邀請體育領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行分析，構(gòu)建教學(xué)框架和學(xué)習(xí)策略;媒體類型的選擇按照需求性原則和經(jīng)濟(jì)性原則進(jìn)行考量，在滿足教學(xué)需求的前提下，以最少的資金投入提供能提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的專業(yè)的教學(xué)課件。一般而言，對于理論性的教學(xué)內(nèi)容可以較多采用文字、動畫相結(jié)合的課件進(jìn)行課前演示，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)隨時隨地查閱相關(guān)課件進(jìn)行自學(xué);對于實踐性的教學(xué)內(nèi)容可采用視頻、解說相結(jié)合的課件進(jìn)行實時教學(xué)，考慮到目前3G技術(shù)的普及，可以為用戶提供手機教學(xué)視頻瀏覽功能，提高在室外等不具備計算機教學(xué)環(huán)境下的數(shù)字化教學(xué)資源利用率。表1為體育教學(xué)內(nèi)容和課件媒體類型的一般對應(yīng)關(guān)系。

表1 體育教學(xué)內(nèi)容和課件媒體類型對應(yīng)關(guān)系

2.2 設(shè)計階段工作

高校體育數(shù)字化教學(xué)平臺的設(shè)計主要包括各類課件的設(shè)計以及承載課件的信息化平臺的設(shè)計。在這個階段需要設(shè)計出平臺的架構(gòu)、課件的組織結(jié)構(gòu)和內(nèi)容、系統(tǒng)的交互和反饋評價機制、課件中使用的媒體元素和效果等。

2.2.1 課件設(shè)計 根據(jù)分析階段成果，設(shè)計四類不同的多媒體課件，包括:體育技戰(zhàn)術(shù)、體育規(guī)則、器材維護(hù)保養(yǎng)和救護(hù)處置。所有這些課件都可以通過體育數(shù)字化教學(xué)平臺查看。該平臺整合了視頻、聲音、動畫和3D VRML模型等不同的數(shù)字媒體內(nèi)容。

(1)體育技戰(zhàn)術(shù)課件。每一項體育運動都包含了基本動作和高級動作，并且許多動作都會表現(xiàn)出持續(xù)性和連續(xù)性。技戰(zhàn)術(shù)教學(xué)課件應(yīng)當(dāng)按照內(nèi)容從易到難來進(jìn)行安排，課件應(yīng)當(dāng)支持視頻回放、視頻慢放、多角度同步觀看等要求。為此根據(jù)不同體育項目的特點，在體育運動場地周圍合適的位置分別安放攝像頭，從多個角度對運動員的動作進(jìn)行同步錄制。如圖2所示為網(wǎng)球場館中不同角度運動攝影示意圖。

圖2 不同角度運動攝影示意圖

(2)體育規(guī)則課件。體育規(guī)則的教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生能夠回憶起相關(guān)的知識點，對學(xué)習(xí)的內(nèi)容有簡單的了解。體育規(guī)則往往枯燥乏味，因此為了增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并能留下較深刻的印象，體育規(guī)則課件應(yīng)當(dāng)采用簡單易懂、生動活潑、富有激情的表現(xiàn)方式，而2D動畫就能夠很好地滿足上述課件設(shè)計要求。然而在課件中使用動畫應(yīng)當(dāng)防止動畫元素和效果過于繁雜，導(dǎo)致喧賓奪主的問題出現(xiàn)。有文獻(xiàn)[7，8]指出，教學(xué)中使用動畫應(yīng)當(dāng)特別謹(jǐn)慎。使用多媒體教學(xué)資料時，大量的文字和繁復(fù)的圖片將影響到注意力，所以教學(xué)中的動畫設(shè)計應(yīng)當(dāng)遵循講解清晰、文字簡練、圖片恰當(dāng)?shù)脑瓌t。

(3)器材維護(hù)保養(yǎng)課件。傳統(tǒng)體育教學(xué)中對器材的維護(hù)和保養(yǎng)大多停留在理論講解層面，學(xué)生難以形成直觀感性認(rèn)識，實際的操作機會就更少。器材維護(hù)保養(yǎng)課件是為了達(dá)到形象化的教學(xué)效果，將采用3D VRML模型來模擬真實的器材維護(hù)保養(yǎng)操作。虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供了3D仿真環(huán)境，使用戶能夠在這樣的環(huán)境中模仿與現(xiàn)實世界事物的交互[9，10]。本文將使用 Java 3D技術(shù)開發(fā)3D動畫。JAVA 3D從高層次為開發(fā)者提供對三維實體的創(chuàng)建、操縱和著色，使開發(fā)工作變得極為簡單。

(4)救護(hù)處置課件。體育救護(hù)處置在教學(xué)中與器材維護(hù)保養(yǎng)存在類似問題，這里同樣使用JAVA 3D技術(shù)開發(fā)急救處置課件。

2.2.2 信息化平臺設(shè)計 課件的存儲、整合和使用需要信息化平臺來實現(xiàn)。平臺使用SQL Server數(shù)據(jù)庫存儲課件，開發(fā)課件管理系統(tǒng)實現(xiàn)對課件的存儲和整合?；趙eb2.0技術(shù)規(guī)范實現(xiàn)課件資源的網(wǎng)絡(luò)化，同時開發(fā)wap頁面提供手機觀看課件的功能。圖3所示為信息化平臺架構(gòu)。

圖3 信息化平臺架構(gòu)

3 數(shù)字化體育教學(xué)平臺開發(fā)

開發(fā)工作包括課件的制作和信息化平臺的開發(fā)。課件制作是一項費時的工作，包括內(nèi)容的確定，文字、圖片、聲音、視頻以及動畫的編輯和制作。平臺的開發(fā)需要一次完成，主要任務(wù)是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的搭建和系統(tǒng)軟件的編寫、測試及部署。需要注意的是課件開發(fā)和平臺開發(fā)不必同步。在信息化平臺部署以后可以隨時整合任何課件，接下來對各種不同課件的制作過程進(jìn)行描述。

3.1 課件開發(fā)

3.1.1 體育技戰(zhàn)術(shù)課件 對于體育技戰(zhàn)術(shù)課件，主要使用視頻媒體課件演示。四個角度的動作同步攝制，可以使我們有效地獲得動作的各種細(xì)節(jié)信息，同時使用繪聲繪影視頻編輯軟件對原始視頻資料進(jìn)行初步剪輯，形成合適的視頻片段。接著對要點和關(guān)鍵動作進(jìn)行慢動作處理，然后請專家和教練檢查這些動作是否正確;根據(jù)專家意見將視頻片段分為標(biāo)準(zhǔn)動作和錯誤動作，通過對比加深學(xué)生對技戰(zhàn)術(shù)的理解和掌握;之后邀請教學(xué)專家對每個視頻片段的內(nèi)容進(jìn)行講解錄音，對錄音內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的編輯處理;最后根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和策略，將處理過的視頻片段和錄制的解說組合成完整的教學(xué)視頻課件。圖4為使用繪聲繪影編輯羽毛球技術(shù)動作的視頻課件。

圖4 視頻編輯應(yīng)用程序

在視頻課件制作完成以后，所有視頻文件需要被轉(zhuǎn)換為Flash的FLV格式。該格式支持網(wǎng)絡(luò)流媒體功能，降低視頻文件對帶寬的要求。通過體育技戰(zhàn)術(shù)課件，學(xué)生可以通過用戶界面從四個不同視角觀察這些動作，同時對比正確和錯誤的動作，以便更好地掌握技術(shù)動作要領(lǐng)和戰(zhàn)術(shù)要點。這樣既增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，還能提高學(xué)習(xí)效果。

3.1.2 體育規(guī)則課件 體育規(guī)則課件使用Flasn動畫開發(fā)工具制作。在每個體育規(guī)則課件中，配以適當(dāng)?shù)慕庹f詞進(jìn)行講解。通過使用Flash的腳本語言編寫人機交互功能，通過交互功能用戶便能夠選擇感興趣的內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。圖5顯示了演示足球規(guī)則的Flash課件。

圖5 足球比賽規(guī)則flash課件

3.1.3 器材維護(hù)保養(yǎng)課件 在制作器材維護(hù)保養(yǎng)課件時，可使用Java 3D進(jìn)行開發(fā)。在項目中，已創(chuàng)建了羽毛球拍、網(wǎng)球拍等的維護(hù)和保養(yǎng)相關(guān)課件，以后會陸續(xù)對其他器材設(shè)施制作維護(hù)保養(yǎng)相關(guān)的課件。

3.1.4 救護(hù)處置課件 在制作救護(hù)處置課件時，使用Java 3D進(jìn)行開發(fā)。在項目中，已創(chuàng)建了心臟復(fù)蘇急救課程相關(guān)課件，并且還將創(chuàng)建其他急救處置教學(xué)課件，如三角繃帶和管繃帶的使用方法。圖6演示了使用Java 3D模型創(chuàng)建的心臟復(fù)蘇術(shù)課件。

圖6 心臟復(fù)蘇術(shù)課件

3.2 信息化平臺開發(fā)

在平臺開發(fā)中，所使用的開發(fā)工具為Visual Studio開發(fā)平臺。開發(fā)主要工作包括:課件資料的上傳和下載、用戶在線課件瀏覽、流媒體播放功能等。為了實現(xiàn)瀏覽器統(tǒng)一訪問各類課件資源，需要將視頻文件轉(zhuǎn)換為FLV流媒體格式進(jìn)行保存，3D模型轉(zhuǎn)換為VRML格式文件以支持網(wǎng)絡(luò)傳輸。此外對于多角度觀看體育技戰(zhàn)術(shù)視頻課件，用戶需要通過瀏覽器界面與系統(tǒng)進(jìn)行交互，控制各個角度播放器的播放。同時瀏覽器界面還要提供重復(fù)播放功能，因為這些視頻課件綜合了慢動作和解說等教學(xué)方式，學(xué)生能夠通過該平臺來學(xué)習(xí)體育動作。

3.3 實施和評估

目前，體育數(shù)字化教學(xué)平臺已向體育教育領(lǐng)域的多位教授進(jìn)行了演示，同時分別邀請中學(xué)生和大學(xué)生各100名學(xué)生進(jìn)行了實際使用，大多數(shù)人認(rèn)為對某些特定體育項目是有所幫助的。根據(jù)他們的總結(jié)評論，基于ADDIE的體育教學(xué)平臺的方案是可行的。然而，需要強調(diào)的是任何形式的教學(xué)技術(shù)與基于面對面的教師教學(xué)培訓(xùn)方式必須相互結(jié)合，不能一味地依靠數(shù)字化教學(xué)，只有這樣才能形成良好的教學(xué)效果。

4 小結(jié)

本文開發(fā)了一個針對體育教學(xué)的數(shù)字化平臺，該平臺基于ADDIE模型的概念并制作了相關(guān)課件。使用像視頻、聲音、動畫和Java3D技術(shù)等不同的多媒體數(shù)字內(nèi)容和元素來表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。對于學(xué)生而言，所有系統(tǒng)提供的課件不僅可用于學(xué)習(xí)和改進(jìn)體育技能，而且還可幫助他們建立體育道德認(rèn)同;讓他們獲得急救處置的技巧和知識，這些技巧和知識可能會在發(fā)生意外時幫助他們自己或其他的人挽救生命。目前，平臺只提供了教學(xué)用的多媒體課件，將來還將對計算機輔助測試和計算機輔助教育管理等方面進(jìn)行設(shè)計和開發(fā)，與本文的計算機輔助教學(xué)進(jìn)行整合，構(gòu)成完整的計算機教學(xué)平臺。

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