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(shè)計(jì)與應(yīng)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(xùn)過(guò)程中，理論規(guī)則培訓(xùn)和實(shí)踐操作培訓(xùn)相對(duì)脫節(jié)，對(duì)于規(guī)則操作性思維的練習(xí)不夠，培訓(xùn)效果不佳。通過(guò)文獻(xiàn)資料法、調(diào)查研究、邏輯分析法和軟件工程法對(duì)目前排球裁判員培訓(xùn)和軟件設(shè)計(jì)存在的不足進(jìn)行分析研究，從而針對(duì)相關(guān)問(wèn)題設(shè)計(jì)研究一款能彌補(bǔ)其不足的可視化軟件，以期達(dá)到在理論培訓(xùn)的同時(shí)，增強(qiáng)操作性思維的效果。

關(guān)鍵詞：排球裁判員；可視化；軟件；設(shè)計(jì)與應(yīng)用

作者單位：四川醫(yī)科大學(xué)體育學(xué)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(qiáng)排球裁判員理論與實(shí)踐的聯(lián)系，提高對(duì)規(guī)則操作性思維訓(xùn)練，一直是排球裁判員培訓(xùn)過(guò)程中亟待解決的難點(diǎn)。目前排球裁判員培訓(xùn)過(guò)程中對(duì)于多媒體的運(yùn)用多聚焦在對(duì)規(guī)則的解析和形象生動(dòng)化等方面，對(duì)于互動(dòng)性和規(guī)則操作性思維訓(xùn)練上關(guān)注很少。因此，設(shè)計(jì)研究一款兼顧對(duì)規(guī)則生動(dòng)化解析，又對(duì)規(guī)則操作性思維訓(xùn)練這樣互動(dòng)性較強(qiáng)的可視化軟件具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和理論指導(dǎo)意義。

1 可視化軟件的研究現(xiàn)狀

所謂可視化是指通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件的支持，將事物及其發(fā)展變化的形式和過(guò)程，用仿真化、形象化的方式表現(xiàn)出來(lái)，一般而言，包括數(shù)據(jù)、模型和過(guò)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(wù)界面的可視化。

目前在排球裁判員培訓(xùn)的可視化軟件的研究主要停滯在對(duì)于概念解析的廣泛運(yùn)用上，即用靜止的圖片來(lái)對(duì)抽象的概念進(jìn)行具體化和直觀化的解析，或是師生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交流。在一定程度上與現(xiàn)代教學(xué)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(wèn)題：（1）對(duì)于規(guī)則的描述是靜態(tài)的，而實(shí)踐活動(dòng)過(guò)程本身是個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，有著許多不可預(yù)測(cè)性，靜止的圖不能夠?qū)@種具有運(yùn)動(dòng)特征的關(guān)系進(jìn)行精確的描述。（2）圖的特征只能達(dá)到對(duì)規(guī)則進(jìn)行直觀的表達(dá)，要將實(shí)踐中動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行表現(xiàn)，這是此類軟件無(wú)法做到的。

2 可視化軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具的設(shè)計(jì)

本軟件采用的開(kāi)發(fā)工具是Microsoft Visual C++ 6.0。Visual C++ 采用了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言C++，其表達(dá)能力相當(dāng)強(qiáng)大，主要體現(xiàn)在編程語(yǔ)句和出錯(cuò)處理能力上。Visual C++采用的框架是MFC（微軟基礎(chǔ)類庫(kù)）。MFC是一個(gè)很大的、擴(kuò)展了的C++類層次結(jié)構(gòu)，它能使開(kāi)發(fā)Windows應(yīng)用程序變得更加容易。MFC是在整個(gè)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(kù)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，并且考慮到系統(tǒng)在后期運(yùn)行過(guò)程中將包含許多視頻，因而系統(tǒng)選用的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是Microsoft SQL Server。MS Server不僅具有強(qiáng)大的兼容性，最重要的是它能滿足軟件根據(jù)實(shí)際情況對(duì)實(shí)戰(zhàn)部分的視頻進(jìn)行調(diào)整等一系列對(duì)軟件的完善，從而達(dá)到與實(shí)際接軌的效果。

2.2 系統(tǒng)運(yùn)行的設(shè)計(jì)

圖1 系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)計(jì)圖

本系統(tǒng)根據(jù)培訓(xùn)模式的需要，并遵循教學(xué)程序的規(guī)律，將軟件分為理論規(guī)則學(xué)習(xí)模塊和實(shí)戰(zhàn)操作練習(xí)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(shí)戰(zhàn)兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊構(gòu)成，它們之間沒(méi)有直接聯(lián)系，都是相對(duì)獨(dú)立的與數(shù)據(jù)庫(kù)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(guò)一些共享的字段相互關(guān)聯(lián)，這樣兩個(gè)模塊之間就不會(huì)出現(xiàn)相互干擾的現(xiàn)象，各司其職，整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中能更好的發(fā)揮各個(gè)模塊的功能。

3 模塊開(kāi)發(fā)工具設(shè)計(jì)

3.1 理論模塊設(shè)計(jì)

3.1.1 理論模塊運(yùn)行設(shè)計(jì) 理論模塊主要用于理論規(guī)則、與規(guī)則相對(duì)應(yīng)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(kù)系Microsoft SQL Server中采用相對(duì)獨(dú)立的表格來(lái)實(shí)現(xiàn)，在表格中可以根據(jù)需要在相對(duì)應(yīng)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(shū)簽、題目、關(guān)鍵詞、正確視頻、犯規(guī)視頻、備注，6個(gè)內(nèi)容與可視化界面上的目錄、細(xì)則、視頻和搜索對(duì)應(yīng)。而其中細(xì)則的后臺(tái)制作則是通過(guò)Web形式來(lái)實(shí)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(shè)計(jì) 基于以上設(shè)計(jì)，用戶在學(xué)習(xí)模塊的可視化界面中，通過(guò)鼠標(biāo)在規(guī)則目錄顯示框選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容。選擇目錄以后，數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)篩選出與目錄相對(duì)應(yīng)的詳細(xì)的規(guī)則條例進(jìn)行可視化的顯示。視頻的可視化則通過(guò)點(diǎn)擊“正確視頻”和“犯規(guī)視頻”兩個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)畫(huà)面的顯示，并且用戶可以觀看所學(xué)規(guī)則在實(shí)際比賽中的正確和犯規(guī)兩種表現(xiàn)形式。同時(shí)在這個(gè)觀看視頻的過(guò)程中，用戶可以通過(guò)播放器上的功能按鍵對(duì)視頻的播放進(jìn)行控制，如沒(méi)有看清的地方進(jìn)行回放等。查詢框的設(shè)置，用戶可以通過(guò)鍵盤(pán)在查詢框中輸入規(guī)則中的關(guān)鍵詞，然后點(diǎn)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(duì)應(yīng)的詳細(xì)條例以及在通過(guò)點(diǎn)擊播放相對(duì)應(yīng)的視頻。

圖2 理論模塊操作界

3.2 實(shí)踐模塊開(kāi)發(fā)工具設(shè)計(jì)

3.2.1 實(shí)踐模塊運(yùn)行設(shè)計(jì) 實(shí)踐模塊用于軟件比賽視頻的可視化實(shí)現(xiàn)以及用戶對(duì)于各種犯規(guī)進(jìn)行判罰的操作性思維練習(xí)。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(gè)活動(dòng)元素構(gòu)成，軟件運(yùn)行過(guò)程（見(jiàn)圖2）。因而，在實(shí)現(xiàn)實(shí)踐模塊可視化操作過(guò)程中，通過(guò)活動(dòng)元素視頻選擇（A）進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行視頻的篩選，然后才能進(jìn)入到實(shí)踐的可視化系統(tǒng)。運(yùn)用活動(dòng)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(shí)達(dá)到對(duì)操作視頻播放的控制，活動(dòng)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(dòng)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(kù)中，并與數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)答案界面一同彈出。

圖3 實(shí)踐模塊運(yùn)行設(shè)計(jì)圖

在實(shí)踐模塊數(shù)據(jù)庫(kù)中主要由3個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)表構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)表B：

犯規(guī)性質(zhì)：序號(hào)、犯規(guī)性質(zhì)

判罰信息：比賽序號(hào)、犯規(guī)序號(hào)、犯規(guī)時(shí)間、犯規(guī)性質(zhì)

參考答案：比賽序號(hào)、犯規(guī)序號(hào)、犯規(guī)時(shí)間、犯規(guī)性質(zhì)

3者之間通過(guò)一些共享字段來(lái)實(shí)現(xiàn)聯(lián)系，但又相對(duì)獨(dú)立，在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)相互影響。

3.2.2 實(shí)踐模塊操作設(shè)計(jì) 界面的按鍵功能設(shè)計(jì)主要包括以下4方面：

圖4 鳴哨操作界面

（1）鳴哨：練習(xí)視頻開(kāi)始播放以后，一個(gè)比賽回合的中止通過(guò)點(diǎn)擊鳴哨鍵來(lái)暫停視頻，從而進(jìn)行犯規(guī)性質(zhì)的選擇，對(duì)此回合犯規(guī)性質(zhì)進(jìn)行判罰。判罰完畢后，視頻的再次播放也需要通過(guò)點(diǎn)擊鳴哨鍵來(lái)完成。

（2）犯規(guī)性質(zhì)：通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊犯規(guī)性質(zhì)按鍵，界面上會(huì)彈出包括比賽過(guò)程中可能出現(xiàn)的全部犯規(guī)性質(zhì)的對(duì)話框，用戶通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊自己認(rèn)為與視頻中出現(xiàn)的相符合的犯規(guī)性質(zhì)進(jìn)行判罰。

圖5 鳴哨原因選擇界面

（3）提交：在整個(gè)練習(xí)視頻判罰完畢以后，用戶通過(guò)點(diǎn)擊“提交”按鍵，就把自己在整個(gè)練習(xí)視頻中的判罰結(jié)果輸入了軟件，軟件自動(dòng)對(duì)提交的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)判罰進(jìn)行核對(duì)，并出現(xiàn)用戶在練習(xí)中的判罰結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)判罰一一對(duì)應(yīng)的顯示框，讓用戶一目了然自己的正誤情況。

圖6 測(cè)試結(jié)果界面

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

3.3 視頻的編輯設(shè)計(jì)

視頻的編輯采用了非線性編輯。非線性視頻編輯是對(duì)數(shù)字視頻文件的編輯和處理，它與計(jì)算機(jī)處理其它數(shù)據(jù)文件一樣，在微機(jī)的軟件編輯環(huán)境中可以隨時(shí)、隨地、多次反復(fù)地編輯和處理。而非線性編輯系統(tǒng)在實(shí)際編輯過(guò)程中只是編輯點(diǎn)和特技效果的記錄，因此任意的剪輯、修改、復(fù)制、調(diào)動(dòng)畫(huà)面前后順序，都不會(huì)引起畫(huà)面質(zhì)量的下降。并且非線性編輯具有3大優(yōu)點(diǎn)：（1）在收集素材時(shí)具有實(shí)時(shí)性。（2）后期制作更方便。（3）非線性編輯系統(tǒng)是建立在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)上的，所以聯(lián)網(wǎng)容易，可以實(shí)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(jìn)行特效的加工處理及相關(guān)視頻的鏈接。

考慮到軟件的運(yùn)用，整個(gè)軟件的視頻在播放過(guò)程中都采用與電腦系統(tǒng)兼容性較強(qiáng)的Windows Media Player播放器，也更加符合本系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具M(jìn)icrosoft Visual C++ 6.0的特點(diǎn)。

4 應(yīng) 用

隨機(jī)抽調(diào)20名裁判等級(jí)為二級(jí)裁判員的排球?qū)＿x班學(xué)生擔(dān)任教學(xué)比賽的臨場(chǎng)裁判員工作，其中10名學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)用了排球裁判員操作思維可視化軟件。四川醫(yī)科大學(xué)體育學(xué)院3位排球教師，參考全國(guó)聯(lián)賽裁判員臨場(chǎng)工作評(píng)分表，分別從臨場(chǎng)裁判的氣質(zhì)、反應(yīng)和準(zhǔn)確性3個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行評(píng)分，其最終效果見(jiàn)表1。

表1 學(xué)生臨場(chǎng)裁判工作評(píng)分統(tǒng)計(jì)表

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

無(wú)論是從單項(xiàng)評(píng)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(yīng)用在高分階段都占據(jù)了絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)?？梢?jiàn)，軟件的應(yīng)用能幫助學(xué)生在臨場(chǎng)裁判工作中表現(xiàn)得更自信、沉穩(wěn)，在對(duì)各種犯規(guī)信號(hào)刺激的反應(yīng)更加敏捷，使得他們?cè)谂辛P時(shí)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(zhǔn)確性，減少了誤判和漏判的幾率。達(dá)到軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)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(duì)裁判員培訓(xùn)內(nèi)容的系統(tǒng)性，理論與實(shí)踐聯(lián)系的緊密性有著顯著的改善和增強(qiáng)，并充分發(fā)揮在解析規(guī)則時(shí)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(yīng)用排球裁判員操作性思維可視化軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)理論規(guī)則的同時(shí)，能夠進(jìn)行操作性思維練習(xí)，得到直觀的強(qiáng)化訓(xùn)練，達(dá)到良好的互動(dòng)性，讓理論學(xué)習(xí)與實(shí)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(shí)對(duì)多人進(jìn)行操作性思維的鍛煉，教師可以根據(jù)結(jié)果對(duì)操作人員進(jìn)行統(tǒng)一及時(shí)的點(diǎn)評(píng)，解決了目前培訓(xùn)過(guò)程存在的人多機(jī)會(huì)少的問(wèn)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(xùn)和考核過(guò)程中所必須消耗的人力物力。

6 建 議

隨著本軟件的進(jìn)一步研究和完善，本軟件以期擴(kuò)展成多機(jī)聯(lián)網(wǎng)，并對(duì)各種犯規(guī)判罰的解析，錄入音頻，并在實(shí)踐部分加入裁判手勢(shì)的表現(xiàn)，讓使用者更有臨場(chǎng)執(zhí)法的逼真感，裁判學(xué)習(xí)更加全面。而操作部分還可以進(jìn)行規(guī)?；目荚嚕罅康目荚囌呖梢酝瑫r(shí)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行臨場(chǎng)裁判的判罰考試，軟件自動(dòng)抽題，避免前后左右之間作弊可能，最后系統(tǒng)自動(dòng)給出分?jǐn)?shù)。這樣軟件的功能在排球裁判員培訓(xùn)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(kāi)發(fā)。

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基金項(xiàng)目：2014年瀘州醫(yī)學(xué)院教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：JG2014065。

收稿日期：2015-07-22

中圖分類號(hào)：G842

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A