人工智能视频反馈系统在高校网球教学中的应用

宋洁

（北京农学院基础教学部 北京 100096）

1、介绍

发球是网球比赛中一分的开始，在网球技术中被视为最难掌握的技术之一。在高校网球教学中，发球的教授往往难度较大，学生学习和掌握的速度也相对较慢。让学生更轻松、更快地掌握发球技术动作是高校网球教师亟待解决的难题。

目前，视频反馈系统应用广泛，在高校诸多体育项目的教学中也得到了普遍应用。视频反馈系统是指在教学或训练过程中，使用视频录像工具将学生技战术的动作或运用情况进行拍摄录制，在教学训练的现场进行及时反馈或阶段性的训练完成之后集中进行视频分析的反馈形式。录像反馈教学法可与多种教学模式融合运用，可以提高学生课堂主动思考、主动练习比重，可以进行多方位的教学指导和多渠道的信息反馈，可以实现教学和评价分析相互结合。录像反馈的方法对于重难点的教学和错误动作的纠正有很好的效果，可以使动作精确并起到强化和巩固的作用。录像反馈系统从一定程度上可以解决高校中开设网球课程时形式过于传统，教学方式上比较单一的现状。

2、研究方法

2.1、实验对象

选取北京农学院64名在校普通大学生，男、女生各32人，均为右手持拍。将实验对象随机分成实验组和对照组，各组男女人数均等（表1）。

表1 实验对象基本情况

2.2、实验方案

将实验组和对照组的身体素质（扇形跑、六边形跳和立定跳）和发球（上手发球）技术水平进行测评后，对实验组和对照组进行为期8周（每周4学时，共32学时）的实验。

（1）对照组采用的发球教学方法即教师示范、讲解、学生练习，教师再根据各组练习情况进行集体和个别纠错；

（2）实验组在采用与对照组相同的发球教学方法外，采用视频反馈系统进行干预。即教师在学生练习过程中使用摄像机（手机）对技术动作练习进行拍摄，课中统一时间进行教师讲解和小组讨论，并进行技术动作的比对和点评；学生还会收到标准发球技术动作视频推送，包括重点难点、易犯错误讲解等（图1）。

图1 实验组发球教学流程示意图

2.3、测试方法及标准

（1）身体素质测试。

扇形跑可以反映受试者的移动能力和急停急起能力，六边形跳可以反映受试者身体的灵敏性，立定跳远可以反映受试者下肢的力量和爆发力，这些身体素质在网球运动中起到了至关重要的作用。

①扇形跑：将一支球拍放在底线中点后面，拍头指向球网，5个球的位置如图2所示。从底线中点开始，沿着逆时针方向依次取回5个球，将每次取回的球放在球拍拍面上。测试员喊“预备—开始”之后，秒表计时开始，记录完成的时间,并计算成绩（图2、表2）。

图2 扇形跑测试示意图

表2 扇形跑评分标准表

②六边形跳：用胶带在地面上标出边长为60cm的六边形，每条边的夹角为120°，并指定某边为起始点。受试者站在六边形中间面向起跳边，起跳则开始计时。双脚向外起跳出起跳线后立即跳回六边形内，最后在立即跳出相邻的另一边，依次进行，并始终保持面朝起跳的方向。按一定的方向在六边形相邻内外之间连续跳跃，确保双脚不能触及边线，用最快的速度跳3圈，并记录成绩 （图3）。

图3 六边形灵敏测试示意图

③立定跳远：从起跳线双脚起跳，测量远度。

以上3项测试项目，受试者均进行3次测试，取其中1次最好的成绩记录。

（2）发球技术测试。

受试者在进行充分的准备活动后，分别进行网球发球的达标和技评测试。

①发球技术达标测试

受试者按比赛发球规则发球，受试者位于一区、二区分别发5个球，不论第一发球是否发中，都要求进行第二发球，记录第一发球成功数量并计算成绩（表3）。

表3 发球技术达标评分表

②发球技术动作测评

5名教龄在10年以上的网球教师按照技术动作评分标准 （表4）对实验组和对照组进行评分，技评最终得分取自5名评委的总分。

表4 发球技术动作评定标准

2.4、实验控制

在实验过程中，实验组和对照组教学环境、教学内容完全相同（每次课程需包含30min左右的发球教学），教学任务均由同一教师担任。在实验前后的测试过程中，测试人员均无法辨认实验组和对照组成员。

2.5、数据分析

数据采用M±SD表示，统计学采用SPSS20.0对实验前后的测试数据分别进行独立和配对样本t检验。

3、结果

3.1、实验前

（1）实验组与对照组在扇形跑、六边形跳和立定跳测试上不存在显著性差异；（2）实验组与对照组在发球技术达标和动作技评上均不存在显著性差异（表5）。

表5 实验组和对照组测试数据统计表n

3.2、实验后

（1）实验后，实验组在发球技术动作达标和动作技评成绩上均显著优于实验前（P＜0.05）；（2）实验后，对照组在发球技术动作达标和动作技评成绩上均显著优于实验前（P＜0.05）；（3）实验后，实验组在发球技术动作达标和动作技评成绩上均显著优于对照组（P＜0.05）（表5）。

4、讨论

4.1、动作技术的掌握

正确的运动表象在新的运动技能学习初期起到了重要的作用。在运动技能学习的初期，学生通过视觉、听觉、本体感觉等方式接受教师在教授技术动作时所表达的信息，而这个过程也是运动表象在大脑中形成的过程。正确清晰的运动表象则是在技能教学中学生掌握技术动作的前提和基础。

实验后，实验组和对照组在正反手击球技术达标测评和技术动作技评上均有显著性提高，说明传统教学和人工智能视频反馈系统教学对于学生掌握技能都是很有效的，相比之下视频反馈系统参与教学更有优势。网球运动的技术动作较为复杂，对一些肢体、手腕的细节要求很高，而在完成网球击球动作的时候，又需要保证动作的连贯性，这样才不会导致技术动作的脱节，不会影响力量的传递。在上课的过程中，由于教师示范的速度快和学生观察角度不佳等原因，势必会影响学生掌握技术动作的速度。而教师通过视频教学的方式可以将更大容量的信息传递给学生，比如，视频、图片、音频等，改变信息传递的方式，改变传统的教师反馈信息给学生的单一模式，促进信息的多向传递，开拓学生的视野。通过视频回放可以检验学生学习效果和掌握程度。视频反馈系统在教学过程中将学生置于主体地位，让学生能够提高学习的乐趣，并且主动参与进来，主动探求知识的奥秘，提高了学生的思维能力，丰富了学生的知识结构，促进学生的发展。

4.2、动作技术的纠正

在以传统教学法进行教学的时候，单纯的通过教师的讲解示范，学生很难形成正确清晰的动作表象。在技术练习的过程中也易出现错误动作，而单纯依靠教师口头的指导、语言的描述进行纠错，同时加上缺少对自己技术动作的了解，学生很难理解自己错误的技术动作的具体形态和需要纠正的错误内容，这就导致了技术动作长期存在，同时教师、学生还需要反复纠正，这就大大降低了学习的效率和效果。视频反馈的应用，可以让教师针对学生的实际情况进行更加有效的教学，通过因材施教的方式来让学生认识到自己的错误动作以及姿势，在此过程当中教师可以对学生进行一对一的反馈指导，同时学生也可以通过视频来认识到自己的动作，最终逐步进行改进。由此可以看出视频反馈教学已经打破了时间和空间的限制，在课堂上以及课下学生都可以回顾技术动作，同时在教师的指导下逐步的进行规范。除此之外，视频反馈法在教学应用的过程当中，学生主动参与到其中，与教师之间进行更加密切的交流，同时通过视频来观看自己的动作，然后发表自己的意见，在这种课堂当中信息的交流是多向的，与传统的单向交流方式有着非常明显的区别，学生可以主动进行思考，并且与他人之间进行探讨，不断地改善自己的技术动作，从而明显提高技术水平。

4.3、动作技术的巩固

体育运动技能形成的过程要经历泛化—分化—自动化三个阶段。在这个过程中需要学生不断的收集信息，及时进行技术动作的纠正，才能形成固定的正确动作。

录像反馈法的应用可以帮助学生更快的建立动作空间思维理念及动作模型，且能实时发现问题，寻找不足，进而纠正问题，牢固动作。在教学的过程当中可以发现，实验组学生在观看教师示范动作的同时也可以通过视频反馈及时地了解到自身的技术动作以及标准的动作，并且在教师点评以及自己练习的过程当中，可以不断地进行自我技术的改进和增强技术的认知度。而对照组的学生仅仅可以通过教师的语言讲解示范来进行教学，而无法直观的了解到自己的动作回放。对于一些初学者而言，单纯的语言讲解以及动作示范无法规范自身的技术动作，因此在实际学习的过程当中会感觉较为迷茫，对于标准动作的掌握也相对困难。在最后的巩固提高阶段，由于学生能够不断观看自己每一阶段的视频动作，进而能够清楚的发现自己的进步和提高，因此能够有效地满足学生的成就感，提高了学生学习网球的动力，这样也能够提高学生学习的效率和主动性，更能够加快学生对运动技能的掌握。

5、结论

人工智能视频反馈系统在高校网球发球教学中的应用有助于：

（1）学生更快地掌握正确的发球技术动作；

（2）学生提高发球成功率。