排球裁判員操作性思維可視化軟件的設計與應用On the Design and Realization of Visualized CAI Software in Volleyball Referee

彭 崴，岳元德，羅亞娟P(guān)ENG Wei, YUE Yuande, LUO Yajuan

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排球裁判員操作性思維可視化軟件的設計與應用
On the Design and Realization of Visualized CAI Software in Volleyball Referee

彭 崴，岳元德，羅亞娟
PENG Wei, YUE Yuande, LUO Yajuan

摘 要：排球裁判員培訓過程中，理論規(guī)則培訓和實踐操作培訓相對脫節(jié)，對于規(guī)則操作性思維的練習不夠，培訓效果不佳。通過文獻資料法、調(diào)查研究、邏輯分析法和軟件工程法對目前排球裁判員培訓和軟件設計存在的不足進行分析研究，從而針對相關(guān)問題設計研究一款能彌補其不足的可視化軟件，以期達到在理論培訓的同時，增強操作性思維的效果。

關(guān)鍵詞：排球裁判員；可視化；軟件；設計與應用

作者單位：四川醫(yī)科大學體育學院，四川 瀘州，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

如何加強排球裁判員理論與實踐的聯(lián)系，提高對規(guī)則操作性思維訓練，一直是排球裁判員培訓過程中亟待解決的難點。目前排球裁判員培訓過程中對于多媒體的運用多聚焦在對規(guī)則的解析和形象生動化等方面，對于互動性和規(guī)則操作性思維訓練上關(guān)注很少。因此，設計研究一款兼顧對規(guī)則生動化解析，又對規(guī)則操作性思維訓練這樣互動性較強的可視化軟件具有一定的現(xiàn)實意義和理論指導意義。

1 可視化軟件的研究現(xiàn)狀

所謂可視化是指通過計算機軟件的支持，將事物及其發(fā)展變化的形式和過程，用仿真化、形象化的方式表現(xiàn)出來，一般而言，包括數(shù)據(jù)、模型和過程3方面的可視化，從用戶角度看可視化主要就是信息提供的可視化，也就是信息服務界面的可視化。

目前在排球裁判員培訓的可視化軟件的研究主要停滯在對于概念解析的廣泛運用上，即用靜止的圖片來對抽象的概念進行具體化和直觀化的解析，或是師生通過網(wǎng)絡進行交流。在一定程度上與現(xiàn)代教學中常用的概念圖作為可視化的方案有異曲同工之處，因此這樣的可視化軟件也存在著概念圖所存在的問題：（1）對于規(guī)則的描述是靜態(tài)的，而實踐活動過程本身是個動態(tài)過程，有著許多不可預測性，靜止的圖不能夠?qū)@種具有運動特征的關(guān)系進行精確的描述。（2）圖的特征只能達到對規(guī)則進行直觀的表達，要將實踐中動態(tài)過程進行表現(xiàn)，這是此類軟件無法做到的。

2 可視化軟件系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)開發(fā)工具的設計

本軟件采用的開發(fā)工具是Microsoft Visual C++ 6.0。Visual C++ 采用了面向?qū)ο蟮某绦蛟O計語言C++，其表達能力相當強大，主要體現(xiàn)在編程語句和出錯處理能力上。Visual C++采用的框架是MFC（微軟基礎類庫）。MFC是一個很大的、擴展了的C++類層次結(jié)構(gòu)，它能使開發(fā)Windows應用程序變得更加容易。MFC是在整個Windows家族中都是兼容的，這一特征正是本軟件在后期使用和推廣中所需要的。

數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)的核心，并且考慮到系統(tǒng)在后期運行過程中將包含許多視頻，因而系統(tǒng)選用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是Microsoft SQL Server。MS Server不僅具有強大的兼容性，最重要的是它能滿足軟件根據(jù)實際情況對實戰(zhàn)部分的視頻進行調(diào)整等一系列對軟件的完善，從而達到與實際接軌的效果。

2.2 系統(tǒng)運行的設計

圖1 系統(tǒng)運行設計圖

本系統(tǒng)根據(jù)培訓模式的需要，并遵循教學程序的規(guī)律，將軟件分為理論規(guī)則學習模塊和實戰(zhàn)操作練習模塊兩大部分。從圖1中可以看出，可視化系統(tǒng)由理論和實戰(zhàn)兩個相對獨立的模塊構(gòu)成，它們之間沒有直接聯(lián)系，都是相對獨立的與數(shù)據(jù)庫中的各自數(shù)據(jù)表A和數(shù)據(jù)表B 聯(lián)系。數(shù)據(jù)表A、B之間僅僅是通過一些共享的字段相互關(guān)聯(lián)，這樣兩個模塊之間就不會出現(xiàn)相互干擾的現(xiàn)象，各司其職，整個系統(tǒng)在運行過程中能更好的發(fā)揮各個模塊的功能。

3 模塊開發(fā)工具設計

3.1 理論模塊設計

3.1.1 理論模塊運行設計 理論模塊主要用于理論規(guī)則、與規(guī)則相對應的各種犯規(guī)性質(zhì)視頻的可視化顯示以及查詢功能。為了方便軟件隨著理論規(guī)則變化的更新和添加或刪減各種視頻，在數(shù)據(jù)庫系Microsoft SQL Server中采用相對獨立的表格來實現(xiàn)，在表格中可以根據(jù)需要在相對應的表格內(nèi)容中增加或刪減信息。數(shù)據(jù)表格內(nèi)容主要包括：書簽、題目、關(guān)鍵詞、正確視頻、犯規(guī)視頻、備注，6個內(nèi)容與可視化界面上的目錄、細則、視頻和搜索對應。而其中細則的后臺制作則是通過Web形式來實現(xiàn)可視化和相關(guān)規(guī)則間的鏈接。

3.1.2 理論模塊操作設計 基于以上設計，用戶在學習模塊的可視化界面中，通過鼠標在規(guī)則目錄顯示框選擇學習內(nèi)容。選擇目錄以后，數(shù)據(jù)庫自動篩選出與目錄相對應的詳細的規(guī)則條例進行可視化的顯示。視頻的可視化則通過點擊“正確視頻”和“犯規(guī)視頻”兩個按鍵來實現(xiàn)動態(tài)畫面的顯示，并且用戶可以觀看所學規(guī)則在實際比賽中的正確和犯規(guī)兩種表現(xiàn)形式。同時在這個觀看視頻的過程中，用戶可以通過播放器上的功能按鍵對視頻的播放進行控制，如沒有看清的地方進行回放等。查詢框的設置，用戶可以通過鍵盤在查詢框中輸入規(guī)則中的關(guān)鍵詞，然后點擊查詢鍵，便在規(guī)則綱目顯示框中顯示出含有關(guān)鍵詞的所有目錄，而在規(guī)則條例顯示框中則顯示出與目錄對應的詳細條例以及在通過點擊播放相對應的視頻。

圖2 理論模塊操作界

3.2 實踐模塊開發(fā)工具設計

3.2.1 實踐模塊運行設計 實踐模塊用于軟件比賽視頻的可視化實現(xiàn)以及用戶對于各種犯規(guī)進行判罰的操作性思維練習。其可視化界面由視頻選擇（A）、鳴哨（B）、犯規(guī)性質(zhì)的判斷（C）和完成操作（D），4個活動元素構(gòu)成，軟件運行過程（見圖2）。因而，在實現(xiàn)實踐模塊可視化操作過程中，通過活動元素視頻選擇（A）進入數(shù)據(jù)庫進行視頻的篩選，然后才能進入到實踐的可視化系統(tǒng)。運用活動元素鳴哨（B）和犯規(guī)性質(zhì)的判斷（C）的操作控制了犯規(guī)性質(zhì)選擇界面的彈出和隱藏，同時達到對操作視頻播放的控制，活動元素鳴哨（B）與犯規(guī)性質(zhì)的判斷（C）的具有可逆功能。但一旦執(zhí)行了活動元素完成（D），用戶所操作的數(shù)據(jù)則立即保存到數(shù)據(jù)庫中，并與數(shù)據(jù)庫中的標準答案界面一同彈出。

圖3 實踐模塊運行設計圖

在實踐模塊數(shù)據(jù)庫中主要由3個字數(shù)據(jù)表構(gòu)成整個系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)表B：

犯規(guī)性質(zhì)：序號、犯規(guī)性質(zhì)

判罰信息：比賽序號、犯規(guī)序號、犯規(guī)時間、犯規(guī)性質(zhì)

參考答案：比賽序號、犯規(guī)序號、犯規(guī)時間、犯規(guī)性質(zhì)

3者之間通過一些共享字段來實現(xiàn)聯(lián)系，但又相對獨立，在運行過程中不會相互影響。

3.2.2 實踐模塊操作設計 界面的按鍵功能設計主要包括以下4方面：

圖4 鳴哨操作界面

（1）鳴哨：練習視頻開始播放以后，一個比賽回合的中止通過點擊鳴哨鍵來暫停視頻，從而進行犯規(guī)性質(zhì)的選擇，對此回合犯規(guī)性質(zhì)進行判罰。判罰完畢后，視頻的再次播放也需要通過點擊鳴哨鍵來完成。

（2）犯規(guī)性質(zhì)：通過鼠標點擊犯規(guī)性質(zhì)按鍵，界面上會彈出包括比賽過程中可能出現(xiàn)的全部犯規(guī)性質(zhì)的對話框，用戶通過鼠標點擊自己認為與視頻中出現(xiàn)的相符合的犯規(guī)性質(zhì)進行判罰。

圖5 鳴哨原因選擇界面

（3）提交：在整個練習視頻判罰完畢以后，用戶通過點擊“提交”按鍵，就把自己在整個練習視頻中的判罰結(jié)果輸入了軟件，軟件自動對提交的結(jié)果與標準判罰進行核對，并出現(xiàn)用戶在練習中的判罰結(jié)果與標準判罰一一對應的顯示框，讓用戶一目了然自己的正誤情況。

圖6 測試結(jié)果界面

（4）暫停：點擊暫停鍵便中斷練習。其主要是為了用戶在練習過程中遇到其他重要事情時，可以暫時性的停止練習，并可以在解決其他事情以后在以前練習的基礎上繼續(xù)完成練習。

3.3 視頻的編輯設計

視頻的編輯采用了非線性編輯。非線性視頻編輯是對數(shù)字視頻文件的編輯和處理，它與計算機處理其它數(shù)據(jù)文件一樣，在微機的軟件編輯環(huán)境中可以隨時、隨地、多次反復地編輯和處理。而非線性編輯系統(tǒng)在實際編輯過程中只是編輯點和特技效果的記錄，因此任意的剪輯、修改、復制、調(diào)動畫面前后順序，都不會引起畫面質(zhì)量的下降。并且非線性編輯具有3大優(yōu)點：（1）在收集素材時具有實時性。（2）后期制作更方便。（3）非線性編輯系統(tǒng)是建立在計算機基礎上的，所以聯(lián)網(wǎng)容易，可以實現(xiàn)資源共享。因此，非線性編輯能提供十分自由的創(chuàng)作空間和使用的方便性，并且本軟件中所有需要用到的視頻資料均屬于數(shù)字化視頻，并且某些視頻根據(jù)規(guī)則需要進行特效的加工處理及相關(guān)視頻的鏈接。

考慮到軟件的運用，整個軟件的視頻在播放過程中都采用與電腦系統(tǒng)兼容性較強的Windows Media Player播放器，也更加符合本系統(tǒng)開發(fā)工具Microsoft Visual C++ 6.0的特點。

4 應 用

隨機抽調(diào)20名裁判等級為二級裁判員的排球?qū)＿x班學生擔任教學比賽的臨場裁判員工作，其中10名學生在學習過程中應用了排球裁判員操作思維可視化軟件。四川醫(yī)科大學體育學院3位排球教師，參考全國聯(lián)賽裁判員臨場工作評分表，分別從臨場裁判的氣質(zhì)、反應和準確性3個方面對其進行評分，其最終效果見表1。

表1 學生臨場裁判工作評分統(tǒng)計表

從圖中可以看出，9.0分以上，氣質(zhì)方面4人，反應方面3人，準確性方面12人；其中使用了排球輔助教學軟件的人數(shù)分別是：氣質(zhì)方面3人，反應方面3人，準確性方面8人。8.0—8.9分，氣質(zhì)方面7人，反應方面9人，準確性方面5人；其中使用了排球輔助教學軟件的人數(shù)分別是：氣質(zhì)方面5人，反應方面6人，準確性方面2人。7.0—7.9分，氣質(zhì)方面6人，反應方面5人，準確性方面3人；其中使用了排球輔助教學軟件的人數(shù)分別是：氣質(zhì)方面2人，反應方面1人。6.0—6.9分，氣質(zhì)方面3人，反應方面3人，均為未使用排球輔助教學軟件的學生。從總分統(tǒng)計來看，27分以上的2人，都是使用了排球輔助教學軟件的；24—26.9分的13人中，8人使用了排球輔助教學軟件；而21—23.9分的5人都未使用排球輔助教學軟件。

無論是從單項評分效果，還是最后的總分，排球裁判員操作性思維可視化軟件的應用在高分階段都占據(jù)了絕對的優(yōu)勢?？梢姡浖膽媚軒椭鷮W生在臨場裁判工作中表現(xiàn)得更自信、沉穩(wěn)，在對各種犯規(guī)信號刺激的反應更加敏捷，使得他們在判罰時的注意力更好的集中在判罰的正確性上，從而提高了判罰的準確性，減少了誤判和漏判的幾率。達到軟件設計與應用的效果和目的。

5 結(jié) 論

（1）排球裁判員操作性思維可視化軟件對裁判員培訓內(nèi)容的系統(tǒng)性，理論與實踐聯(lián)系的緊密性有著顯著的改善和增強，并充分發(fā)揮在解析規(guī)則時更加輕松直觀、全面，有效地展示各種規(guī)則中同一犯規(guī)性質(zhì)在比賽中的各種犯規(guī)的具體表現(xiàn)。

（2）用戶在應用排球裁判員操作性思維可視化軟件進行學習理論規(guī)則的同時，能夠進行操作性思維練習，得到直觀的強化訓練，達到良好的互動性，讓理論學習與實踐聯(lián)系更加緊密。

（3）排球裁判員操作性思維可視化軟件可以同時對多人進行操作性思維的鍛煉，教師可以根據(jù)結(jié)果對操作人員進行統(tǒng)一及時的點評，解決了目前培訓過程存在的人多機會少的問題。

（4）排球裁判員操作性思維可視化軟件在一定程度上還能減少排球裁判員培訓和考核過程中所必須消耗的人力物力。

6 建 議

隨著本軟件的進一步研究和完善，本軟件以期擴展成多機聯(lián)網(wǎng)，并對各種犯規(guī)判罰的解析，錄入音頻，并在實踐部分加入裁判手勢的表現(xiàn)，讓使用者更有臨場執(zhí)法的逼真感，裁判學習更加全面。而操作部分還可以進行規(guī)?；目荚嚕罅康目荚囌呖梢酝瑫r在計算機上進行臨場裁判的判罰考試，軟件自動抽題，避免前后左右之間作弊可能，最后系統(tǒng)自動給出分數(shù)。這樣軟件的功能在排球裁判員培訓中將得到充分的發(fā)揮，軟件的潛能也將得到最大限度的開發(fā)。

參考文獻：

[1] 平 越，孫國民. 排球裁判員臨場心理問題淺析[J].湖北體育科技，2001（4）：35~36，38.

[2] 胡啟林. 高校排球CAI的設計和制作[J].理工高教研究，2003 （3）：107~108.

[3] 周 寧，劉 瑋，趙 丹.信息提供的可視化研究[J].情報科學，2004（3）：257~259.

[4] 唐祥彬. 高校體育教育專業(yè)排球普修課多媒體教學軟件編制的研究[J].北京體育大學學報，2004（7）：968~970.

[5] 顧偉農(nóng)，王旭海.基于Web的排球競賽規(guī)則多媒體教學系統(tǒng)的研制與運用[J].西安體育學院學報，2006（6）：113~115.

[6] 王 文.排球運動陣型教學中運用計算機輔助教學的研究[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2007.

基金項目：2014年瀘州醫(yī)學院教育教學改革研究項目，項目編號：JG2014065。

收稿日期：2015-07-22

中圖分類號：G842

文獻標識碼：A