人工智能視頻反饋系統在高校網球教學中的應用

宋潔

（北京農學院基礎教學部 北京 100096）

1、介紹

發球是網球比賽中一分的開始，在網球技術中被視為最難掌握的技術之一。在高校網球教學中，發球的教授往往難度較大，學生學習和掌握的速度也相對較慢。讓學生更輕松、更快地掌握發球技術動作是高校網球教師亟待解決的難題。

目前，視頻反饋系統應用廣泛，在高校諸多體育項目的教學中也得到了普遍應用。視頻反饋系統是指在教學或訓練過程中，使用視頻錄像工具將學生技戰術的動作或運用情況進行拍攝錄制，在教學訓練的現場進行及時反饋或階段性的訓練完成之后集中進行視頻分析的反饋形式。錄像反饋教學法可與多種教學模式融合運用，可以提高學生課堂主動思考、主動練習比重，可以進行多方位的教學指導和多渠道的信息反饋，可以實現教學和評價分析相互結合。錄像反饋的方法對于重難點的教學和錯誤動作的糾正有很好的效果，可以使動作精確并起到強化和鞏固的作用。錄像反饋系統從一定程度上可以解決高校中開設網球課程時形式過于傳統，教學方式上比較單一的現狀。

2、研究方法

2.1、實驗對象

選取北京農學院64名在校普通大學生，男、女生各32人，均為右手持拍。將實驗對象隨機分成實驗組和對照組，各組男女人數均等（表1）。

表1 實驗對象基本情況

2.2、實驗方案

將實驗組和對照組的身體素質（扇形跑、六邊形跳和立定跳）和發球（上手發球）技術水平進行測評后，對實驗組和對照組進行為期8周（每周4學時，共32學時）的實驗。

（1）對照組采用的發球教學方法即教師示范、講解、學生練習，教師再根據各組練習情況進行集體和個別糾錯；

（2）實驗組在采用與對照組相同的發球教學方法外，采用視頻反饋系統進行干預。即教師在學生練習過程中使用攝像機（手機）對技術動作練習進行拍攝，課中統一時間進行教師講解和小組討論，并進行技術動作的比對和點評；學生還會收到標準發球技術動作視頻推送，包括重點難點、易犯錯誤講解等（圖1）。

圖1 實驗組發球教學流程示意圖

2.3、測試方法及標準

（1）身體素質測試。

扇形跑可以反映受試者的移動能力和急停急起能力，六邊形跳可以反映受試者身體的靈敏性，立定跳遠可以反映受試者下肢的力量和爆發力，這些身體素質在網球運動中起到了至關重要的作用。

①扇形跑：將一支球拍放在底線中點后面，拍頭指向球網，5個球的位置如圖2所示。從底線中點開始，沿著逆時針方向依次取回5個球，將每次取回的球放在球拍拍面上。測試員喊“預備—開始”之后，秒表計時開始，記錄完成的時間,并計算成績（圖2、表2）。

圖2 扇形跑測試示意圖

表2 扇形跑評分標準表

②六邊形跳：用膠帶在地面上標出邊長為60cm的六邊形，每條邊的夾角為120°，并指定某邊為起始點。受試者站在六邊形中間面向起跳邊，起跳則開始計時。雙腳向外起跳出起跳線后立即跳回六邊形內，最后在立即跳出相鄰的另一邊，依次進行，并始終保持面朝起跳的方向。按一定的方向在六邊形相鄰內外之間連續跳躍，確保雙腳不能觸及邊線，用最快的速度跳3圈，并記錄成績 （圖3）。

圖3 六邊形靈敏測試示意圖

③立定跳遠：從起跳線雙腳起跳，測量遠度。

以上3項測試項目，受試者均進行3次測試，取其中1次最好的成績記錄。

（2）發球技術測試。

受試者在進行充分的準備活動后，分別進行網球發球的達標和技評測試。

①發球技術達標測試

受試者按比賽發球規則發球，受試者位于一區、二區分別發5個球，不論第一發球是否發中，都要求進行第二發球，記錄第一發球成功數量并計算成績（表3）。

表3 發球技術達標評分表

②發球技術動作測評

5名教齡在10年以上的網球教師按照技術動作評分標準 （表4）對實驗組和對照組進行評分，技評最終得分取自5名評委的總分。

表4 發球技術動作評定標準

2.4、實驗控制

在實驗過程中，實驗組和對照組教學環境、教學內容完全相同（每次課程需包含30min左右的發球教學），教學任務均由同一教師擔任。在實驗前后的測試過程中，測試人員均無法辨認實驗組和對照組成員。

2.5、數據分析

數據采用M±SD表示，統計學采用SPSS20.0對實驗前后的測試數據分別進行獨立和配對樣本t檢驗。

3、結果

3.1、實驗前

（1）實驗組與對照組在扇形跑、六邊形跳和立定跳測試上不存在顯著性差異；（2）實驗組與對照組在發球技術達標和動作技評上均不存在顯著性差異（表5）。

表5 實驗組和對照組測試數據統計表n

3.2、實驗后

（1）實驗后，實驗組在發球技術動作達標和動作技評成績上均顯著優于實驗前（P＜0.05）；（2）實驗后，對照組在發球技術動作達標和動作技評成績上均顯著優于實驗前（P＜0.05）；（3）實驗后，實驗組在發球技術動作達標和動作技評成績上均顯著優于對照組（P＜0.05）（表5）。

4、討論

4.1、動作技術的掌握

正確的運動表象在新的運動技能學習初期起到了重要的作用。在運動技能學習的初期，學生通過視覺、聽覺、本體感覺等方式接受教師在教授技術動作時所表達的信息，而這個過程也是運動表象在大腦中形成的過程。正確清晰的運動表象則是在技能教學中學生掌握技術動作的前提和基礎。

實驗后，實驗組和對照組在正反手擊球技術達標測評和技術動作技評上均有顯著性提高，說明傳統教學和人工智能視頻反饋系統教學對于學生掌握技能都是很有效的，相比之下視頻反饋系統參與教學更有優勢。網球運動的技術動作較為復雜，對一些肢體、手腕的細節要求很高，而在完成網球擊球動作的時候，又需要保證動作的連貫性，這樣才不會導致技術動作的脫節，不會影響力量的傳遞。在上課的過程中，由于教師示范的速度快和學生觀察角度不佳等原因，勢必會影響學生掌握技術動作的速度。而教師通過視頻教學的方式可以將更大容量的信息傳遞給學生，比如，視頻、圖片、音頻等，改變信息傳遞的方式，改變傳統的教師反饋信息給學生的單一模式，促進信息的多向傳遞，開拓學生的視野。通過視頻回放可以檢驗學生學習效果和掌握程度。視頻反饋系統在教學過程中將學生置于主體地位，讓學生能夠提高學習的樂趣，并且主動參與進來，主動探求知識的奧秘，提高了學生的思維能力，豐富了學生的知識結構，促進學生的發展。

4.2、動作技術的糾正

在以傳統教學法進行教學的時候，單純的通過教師的講解示范，學生很難形成正確清晰的動作表象。在技術練習的過程中也易出現錯誤動作，而單純依靠教師口頭的指導、語言的描述進行糾錯，同時加上缺少對自己技術動作的了解，學生很難理解自己錯誤的技術動作的具體形態和需要糾正的錯誤內容，這就導致了技術動作長期存在，同時教師、學生還需要反復糾正，這就大大降低了學習的效率和效果。視頻反饋的應用，可以讓教師針對學生的實際情況進行更加有效的教學，通過因材施教的方式來讓學生認識到自己的錯誤動作以及姿勢，在此過程當中教師可以對學生進行一對一的反饋指導，同時學生也可以通過視頻來認識到自己的動作，最終逐步進行改進。由此可以看出視頻反饋教學已經打破了時間和空間的限制，在課堂上以及課下學生都可以回顧技術動作，同時在教師的指導下逐步的進行規范。除此之外，視頻反饋法在教學應用的過程當中，學生主動參與到其中，與教師之間進行更加密切的交流，同時通過視頻來觀看自己的動作，然后發表自己的意見，在這種課堂當中信息的交流是多向的，與傳統的單向交流方式有著非常明顯的區別，學生可以主動進行思考，并且與他人之間進行探討，不斷地改善自己的技術動作，從而明顯提高技術水平。

4.3、動作技術的鞏固

體育運動技能形成的過程要經歷泛化—分化—自動化三個階段。在這個過程中需要學生不斷的收集信息，及時進行技術動作的糾正，才能形成固定的正確動作。

錄像反饋法的應用可以幫助學生更快的建立動作空間思維理念及動作模型，且能實時發現問題，尋找不足，進而糾正問題，牢固動作。在教學的過程當中可以發現，實驗組學生在觀看教師示范動作的同時也可以通過視頻反饋及時地了解到自身的技術動作以及標準的動作，并且在教師點評以及自己練習的過程當中，可以不斷地進行自我技術的改進和增強技術的認知度。而對照組的學生僅僅可以通過教師的語言講解示范來進行教學，而無法直觀的了解到自己的動作回放。對于一些初學者而言，單純的語言講解以及動作示范無法規范自身的技術動作，因此在實際學習的過程當中會感覺較為迷茫，對于標準動作的掌握也相對困難。在最后的鞏固提高階段，由于學生能夠不斷觀看自己每一階段的視頻動作，進而能夠清楚的發現自己的進步和提高，因此能夠有效地滿足學生的成就感，提高了學生學習網球的動力，這樣也能夠提高學生學習的效率和主動性，更能夠加快學生對運動技能的掌握。

5、結論

人工智能視頻反饋系統在高校網球發球教學中的應用有助于：

（1）學生更快地掌握正確的發球技術動作；

（2）學生提高發球成功率。