共享式體育多媒體教學系統(tǒng)的實踐研究

【摘要】課題組提出了計算機支持的運動認知學習策略，并實現(xiàn)“教師-學生-多媒體”多元互動學習。設計開發(fā)了共享式體育多媒體教學系統(tǒng)。系統(tǒng)教學資源一部分適用于網(wǎng)絡自主與協(xié)作學習，一部分適用于體育館同步輔助學習，為學生自主與協(xié)作學習提供了廣泛的教學資源。

【關鍵詞】體育;教學系統(tǒng);多媒體;協(xié)作學習

【中圖分類號】G40-057【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097(2010)02—0146—04

體育教學是一項實踐性極強的教與學的雙邊活動，是運動動作感知和認知的過程;因此，直觀教學是較好的教學方法之一。教學中教師經(jīng)常形象化地講解和示范;但是，體育運動技術技巧性強，且結構復雜，有時教師示范也感到力不從心;而多媒體輔助教學是行之有效的方法之一。體育教學場地寬且開放、學生活動范圍大、教學場地器材各不相同，導致教學未能突破傳統(tǒng)的“教師口頭講解、動作示范、學生模仿，課后自練”的教學模式。[1]而協(xié)作學習作為一種學習模式和傳統(tǒng)的課堂學習相比，更能發(fā)揮學生的主動性、主體性，更有利于培養(yǎng)學生的協(xié)作能力和終身體育的意識與能力，使學生能夠更早、更快地適應當今社會的要求。“當今教育的發(fā)展趨勢是構建一個個體與社會有著廣泛聯(lián)系與合作的開放的社會化大系統(tǒng)，網(wǎng)絡教育正是這種開放的社會化大系統(tǒng)的最好實踐”[2]。鑒于此，課題組提出了本研究思路和方案，于2005年建立了體育館計算機輔助教學系統(tǒng)并進行了實驗研究 [3]，在此研究基礎上結合協(xié)作學習理論和體育教學特點，2007年初步建成了體育與健康網(wǎng)絡在線學習系統(tǒng)，2009年將兩個系統(tǒng)進行整合形成了共享式體育多媒體教學系統(tǒng)，該系統(tǒng)為學生自主學習與協(xié)作學習提供平臺。本文將對系統(tǒng)中的網(wǎng)絡在線協(xié)作學習系統(tǒng)功能設計與教學應用進行詳細闡述，教學實驗設計與實施以及協(xié)作學習效果評價見另文分述。

一 計算機支持的協(xié)作學習理論研究

協(xié)作學習(Collaborative Learning，CL)是20世紀70至80年代中期取得實質性進展的一種教學理論與策略。協(xié)作學習的重要代表人物美國約翰斯#8226;霍普金斯大學的斯來文(Slavin，R.E.)教授[4]。他認為:“協(xié)作學習是指學生在小組中進行一系列學習活動，并依據(jù)他們整個小組的成績獲取獎勵或認可的課堂教學技術”。北京師范大學黃榮懷教授把協(xié)作學習定義為，“協(xié)作學習是學習者以小組形式參與，為達到共同的學習目標、在一定的激勵機制下為獲得最大化的個人和小組學習成果而合作互助的一切相關行為”[5]。目前，體育教學中協(xié)作學習的相關研究很少，僅有體育課堂上如何運用協(xié)作學習的相關研究，沒有利用現(xiàn)代教育技術實現(xiàn)開放式的計算機支持的協(xié)作學習。

計算機支持的協(xié)作學習(CSCL)是一種靈活的模式，可以采用個體或小組形式，由于在時間上是非同時的，“CSCL已成為終身教育、函授教育和職業(yè)培訓的主要組織形式”[6]。國外對于CSCL的研究起步較早，不僅在理論研究上屢有創(chuàng)新，還開展了大批的實驗研究并有商業(yè)軟件出版發(fā)行。其中應用較廣、較為典型的有WebCT、Blackboard、FirstClass、Learnwise等[7]。相對于國外，我國的CSCL研究起步較晚，在平臺建設方面，較為典型的有北京師范大學研制的基于Web的協(xié)作學習平臺(WebCL);目前，該課題組正在致力于基于移動通訊和計算機技術的移動學習相關研究[8]。以上學習平臺是針對通用課程的，沒有考慮到體育課程直觀教學和運動認知的特點，目前沒有成型的計算機支持的體育協(xié)作學習系統(tǒng)。

體育教學是以傳授體育知識、技術和技能，增強體質為任務的教學活動。體育教學與其它學科教學的區(qū)別是學生既有感覺、思維和記憶的認知活動，還有運動認知活動。“影響運動認知的因素同時也是動作學習的因素包括學習動機、以往經(jīng)歷、先天能力和目前所處的學習階段”[9]。因此，在教學過程中要誘發(fā)學生的成就動機，把學生的能力和自尊心與學習的動作技能聯(lián)系起來，讓學生參與確立動作學習目標的過程，滿足學生追求自身完美的身體和精神的需要。而認知心理學用信息加工的觀點來解釋運動技能的形成過程，“這一過程包含了感受-轉換-效應器三個連續(xù)階段;但人只有通過動覺才能意識到自己身體的運動”[10]。而動作技能學習分認知階段、聯(lián)系階段和自動階段三個階段(張英波，2003)。這就是為什么一個人學會騎自行車或游泳后，多年以后仍然還會騎車或游泳。根據(jù)以上理論，體育教學策略從感覺、知覺認知到運動認知的過程是:“感覺動作概念-動作表象記憶-知覺記憶-思維長時記憶-動作認知”。在這一過程中，要不斷地進行動作概念與表象記憶，才能形成準確的動作認知和表現(xiàn)。因此，行之有效的體育教學方法有直觀法、講解法、示范法、完整與分解法等，由于學生個體之間身體素質、感知覺能力與運動認知能力存在著差異，加之不少學生缺乏學習的具體經(jīng)驗和指導，對直觀感受到的動作概念和要領難以直接建構動作認知和表現(xiàn);而隨著多媒體技術和計算機及網(wǎng)絡技術的發(fā)展，尤其是網(wǎng)絡遠程教育和網(wǎng)絡視頻會議系統(tǒng)的發(fā)展和成熟，以及未來教育和學習方式的改變，計算機支持的體育協(xié)作學習是有效解決運動認知學習的方法之一。[11]

綜上所述，研究中認為:計算機支持的體育協(xié)作學習是通過網(wǎng)絡在線學習和多媒體輔助學習等手段，以多媒體教學資源的直觀性輔助學習，在動作學習的各個階段給學生正確的動作概念刺激，引發(fā)學生準確的感知覺反應，從而形成動作認知能力和表現(xiàn)，掌握所學運動技、戰(zhàn)術及相關知識而進行協(xié)作互動的一切相關學習行為。

二 共享式體育多媒體教學系統(tǒng)的體系結構

“教學系統(tǒng)是由一組相互關聯(lián)的部分組成，在一定的框架下，各部分可靠和有效地協(xié)同工作，安排必要的學習活動，以完成學習目標。可分為課堂教學、廣播課程、自學包、網(wǎng)絡教學、實驗室教學、專題討論、計算機課件和遠程會議系統(tǒng)等”[12]。目前比較流行的網(wǎng)絡教學系統(tǒng)采用基于B/S(Browse Server)的體系機構。因此，我們提出了一個基于B/S結構的網(wǎng)絡體育在線協(xié)作學習系統(tǒng)的結構模型和基于C/S結構的體育館計算機輔助學習系統(tǒng)模型[13]。圖1、圖2是系統(tǒng)結構模型。在這個系統(tǒng)中，客戶機與Web服務器相連，通過Internet與協(xié)作學習知識庫服務器相連，完成異步通訊，進行異步協(xié)作學習;通過體育場館內的觸摸屏終端的多媒體課件進行實時多媒體協(xié)作學習[14]，并通過攝像設備錄制學生的動作視頻進行視頻重放和分析，構成一個協(xié)作學習環(huán)境。

協(xié)作學習模型融合了Web Services功能和人工智能推理技術，是一個適應性的知識庫系統(tǒng)。它分同步協(xié)作學習與異步協(xié)作學習兩大部份，允許協(xié)作學習者通過Web瀏覽器在網(wǎng)絡上的任何節(jié)點靈活地運用協(xié)作服務工具進行同步討論(觸摸屏教學系統(tǒng)、聊天系統(tǒng))或異步討論(虛擬課堂、BBS、E-mail)，不受地理位置的影響和限制。

三 共享式體育多媒體教學系統(tǒng)的功能與實現(xiàn)

1 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)主要分為兩個模塊，教師模塊和學生模塊，主要功能如下:

教師模塊:教師通過與同行專家一同制作多媒體課件到課件數(shù)據(jù)庫，還可以在課堂利用觸摸屏電腦進行同步授課，指導學生同步協(xié)作學習，利用攝像機或攝像頭進行動作錄制與回放以及動作分析;教師還可以在線答疑，QQ、信箱答疑，將信息存儲在答疑數(shù)據(jù)庫中。教師可以查看資源數(shù)據(jù)庫的信息，可以對運動知識庫、運動菜單庫、答疑數(shù)據(jù)庫進行維護，可以有效管理服務器中相應課程資源等。主要功能模塊如下:

(1) 教學菜單管理。教學菜單管理是為學生提供個性化的教學內容及安排，為學生定制科學合理的運動處方等。

(2) 教學視頻管理。教學視頻管理包括教學視頻或教學文件的上傳和刪除等工作。教師利用課堂上的攝像設備將學生的動作視頻錄制并推送至媒體采集與制作機上，制作后上傳至Web服務器，可以在每次課后將最新的教學視頻上傳到Web服務器上并進行點評，方便學生觀看和下載。

(3) 在線測試管理。在線測試管理包括測試試題的添加和修改等功能。教師通過此模塊使學生了解自己對本單元的教學內容掌握情況。

(4) 互動答疑管理。互動答疑管理包括對學生提問問題的管理和排序等功能。教師可以通過此模塊回答學生提問以及對學生交流的監(jiān)督。并管理留言板、論壇、信箱等互動信息。

(5) 學生信息管理。學生信息管理包括學生信息查看和學生信息確認等功能。學生注冊后，教師可以通過平臺輕松查看學生信息、設置學生權限和確認學生信息。

學生模塊:學生可以定制學習菜單，進行異步學習，也可以從課件數(shù)據(jù)庫中下載課件到本地運行，可以查看教師的答疑與互動，還可以給教師發(fā)送電子郵件向教師提出疑問，同時，有效利用資源庫的信息進行協(xié)作學習。學生在登錄系統(tǒng)后，就可根據(jù)定制的運動菜單或知識列表，選擇課程學習以及交流等。下面對主要功能加以說明。

(1) 瀏覽教學內容:學生可通過主頁上的鏈接，查看網(wǎng)上所有的項目信息，包括教學要點、教學視頻、測試試題、互動等教學模塊的瀏覽。

(2) 教學視頻重放與下載:學生可利用體育館計算機輔助教學系統(tǒng)將自己的動作錄制成視頻進行重放，并與教師或同學進行動作分析，或登錄系統(tǒng)，觀看或下載自己或本班的教學視頻和動作視頻。

(3) 在線測試:學生可以通過測試模塊實時掌握自己對本單元教學內容的掌握情況，提高學習的準備狀態(tài)。

(4) 答疑與討論:學生在學習過程或在練習過程遇到了困難時，可以通過同步或異步方式請教同學或老師。

(6) 資源下載:下載中心、圖片中心供學生下載網(wǎng)絡課程、電子教案、運動圖片、運動視頻等資源;時尚運動則供學生在線學習、欣賞。

2 實現(xiàn)技術

ASP(Active Server Pages)，是一種Server端的網(wǎng)頁編譯環(huán)境。它可以將設計的網(wǎng)頁通過Server端編譯執(zhí)行后的結果直接送至瀏覽器端，而不像一般的腳本語言在瀏覽器端通過瀏覽器去編譯，有較強的可移植性。ASP具有易于撰寫、功能強大、安全性高等優(yōu)點，而且在眾多的網(wǎng)絡開發(fā)平臺中，NT Server搭配ASP的開發(fā)環(huán)境功能強大且操作簡便，所以系統(tǒng)的設計實現(xiàn)選擇在NT環(huán)境下的ASP。數(shù)據(jù)接口采用的是微軟最新的數(shù)據(jù)訪問技術ActiveX Data Objects(ADO)，它被設計用來同新的數(shù)據(jù)訪問層OLE DB Provider一起協(xié)同工作，以提供通用數(shù)據(jù)訪問。由于ADO是ASP的一個對象，所以在ASP中，利用ADO可以很方便地從數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)。除了上面提到的網(wǎng)頁編譯、網(wǎng)站建設外，還有視頻采集與制作、Authorware多媒體課件制作等技術，實現(xiàn)技術較多但不復雜，本文不再贅述。

四 共享式體育多媒體教學系統(tǒng)的教學應用

1 觸摸屏電腦輔助學習

觸摸屏電腦輔助學習是把學生根據(jù)教學的需要和場地分成若干協(xié)作學習組，在教學過程中，各組按計劃和時間進行多媒體學習和練習;多媒體協(xié)作學習通過觀看多媒體課件的演示和講解，以及個人動作視頻回放，進行人機交互，以建立正確的動作技術概念和糾正錯誤動作為主，是運動認知的泛化、分化階段;學生專家組以改進技術動作，分化動作并最終達到運動認知的自動化階段，鍛煉身體增進健康為主，進行師生、生生交互。(其學習策略見圖4)

2 在線自主協(xié)作學習

在線自主協(xié)作學習是通過在線學習系統(tǒng)中的在線和離線課件進行自主學習，使學生掌握該項目的基礎知識、技術、規(guī)則及裁判法等。學生是學習的主體，學生在自主的學習活動中去學習掌握運動知識和技能，并在此基礎上開展課堂小組協(xié)作學習，共享集體學練成果。(其教學策略見如圖4)

在線自主學習中，將心理補償和自主學習的理念應用在系統(tǒng)的構建中，讓學生在自主學習中體會運動的樂趣，培養(yǎng)學生的學習興趣和提高學生的體育學習能力，并養(yǎng)成科學利用網(wǎng)絡自主學習的習慣，為將來步入工作崗位進行終身體育學習打下基礎。

3 教學方法體系

教學過程是一個復雜的過程，沒有一種教學方法能夠完全取代其它的教學方法。在教學中要優(yōu)化多種教學方法，如啟發(fā)式、引導式教學。該教學模式下教師的作用發(fā)生了變化。過去在傳統(tǒng)的課堂里，教師主要進行授課，現(xiàn)在教師不光要傳授知識，而且還是課程的設計者，教師的功能由過去的教書匠，現(xiàn)在變成了課程的設計者，課程進展的控制者。學生則成為知識的主動探索者，技能的主動實踐者，教學過程的參與者。

結束語

本文探討了計算機支持的體育協(xié)作學習系統(tǒng)的結構和功能，并進行了系統(tǒng)設計。采用基于B/S與Client混合結構構建學習系統(tǒng)，使用的設備主要有計算機、觸摸屏電腦、模擬與數(shù)字視音頻設備。軟件系統(tǒng)實現(xiàn)用戶管理、視頻點播、在線測試、互動交流、數(shù)據(jù)庫管理等，除了以上方面，還嘗試了多媒體輔助教學和學習的方法。

從實踐效果看，通過網(wǎng)絡共享和體育課堂同步教學實驗，驗證了輔助教學的有效性;優(yōu)化了體育課教學方法，實現(xiàn)體育教育與多媒體教學的結合，為學生自主學習與合作學習提供良好的環(huán)境，為教師授課提供更廣泛的信息資源。

從研究的不足看，希望該系統(tǒng)能夠成為具有智能型的教學與研究系統(tǒng)。學生是學習的主體，系統(tǒng)能針對個體特征引導學生學習，從而實現(xiàn)個別化教學;并在一定程度上表現(xiàn)出專家或教師的某些智能特征。另外，學習系統(tǒng)中還缺少成績統(tǒng)計與分析、協(xié)作學習評價等功能。

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Practical Research of Sharing Multimedia Teaching System in Physical Education——Cooperative Learning in PE supported by computer

ZHAO Pei-yuJI Lie-weiLI Shang-binDONG YuFENG Di

(Dept. of Physical Training， Harbin Engineering University， Ha’erbin ，Heilongjiang， 150001， China)

Abstract: We puts forward a cognition of movement in computer supported cooperative learning (CSCL) ， designs a multimedia teaching system in a shared environment on sports， and achieves the \"Teacher - Student - Multimedia\" cooperative learning， the multi-media teaching gradually exhibits its superiority and interactivity. The teaching resources partly apply to the sharing teaching on internet， partly apply to stadium assisting teaching， which supplies better environment for the students’ self learning as well as more information resources for the teachers.

Keywords: Sport; Teaching System; Multimedia; Cooperative Learning

編輯:小禾