譚嘉輝，劉 濤，周興生，賴 勤

(1. 中國海洋大學體育系，山東 青島 266100；2. 青島市嶗山區(qū)第七中學，山東 青島 266100；3.廣州體育學院足球?qū)W院，廣東 廣州 510500；4.韋恩州立大學體育健康與運動科學系，美國 底特律，密歇根州 48202)

本文采用計算機模擬實驗來調(diào)查不同注意焦點的追加反饋對開放性環(huán)境下模擬足球接球任務(wù)中手指按鍵動作反應(yīng)時快慢的影響并進行分析，以期為運動技能學習理論的完善和體育教學與運動訓練實踐中如何有效學習運動技能提供支持與幫助。

1 研究對象與方法

1.1 反應(yīng)時的操作定義

本研究將反應(yīng)時定義為：光圈(足球)在顯示屏上開始運動到手指開始按鍵之間的時間間隔。

1.2 實驗條件和不同注意焦點的追加反饋類型

具體內(nèi)容見表1。

表1 計算機模擬接球?qū)嶒炛械淖⒁饨裹c追加反饋的形式與具體內(nèi)容

1.3 研究方法

1.3.1 文獻資料法

根據(jù)研究需要，檢索了美國Medline、Web of Science和中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，查閱與“注意焦點、運動表現(xiàn)反饋”有關(guān)的中外期刊論文，還查閱了美國Richard A. Schmidt·Timothy D. Lee編寫的《Motor learning and control》專著以及張忠秋等《運動技能控制與學習》翻譯版書籍，為本研究提供重要理論參考。

1.3.2 實驗法

(1)實驗對象 隨機選取以前沒有任何與該實驗有相關(guān)經(jīng)歷的80名(男40人,女40人,平均年齡21歲)美國韋恩州立大學體育系運動人體科學和體育教育專業(yè)的在讀大學生參加實驗，所有學生都自愿參加此項研究。在實驗之前，讓參加實驗的所有大學生知道該實驗任務(wù)的基本要求、操作方法與過程。實驗分組如表1實驗條件所述。直到整個實驗結(jié)束，參加實驗的全部學生都不知道該研究的真實目的與理論假設(shè)。

為什么使用沒有對該實驗有任何經(jīng)歷的初學者？由于技能學習就是新的技能掌握和保持的過程，若參與者具有該實驗的經(jīng)歷，那先前的經(jīng)驗會對學習結(jié)果產(chǎn)生干擾，因此使用沒有相關(guān)實驗經(jīng)歷的初學者。對于實驗任務(wù)使用在實驗室控制條件下的計算機模擬是為了減少個體差異(如身體素質(zhì))對運動技能學習產(chǎn)生的影響，使得測量結(jié)果更加客觀精確，從而更能得出科學的結(jié)論。這也是為什么美國和歐洲的運動技能學習與控制研究通常是在實驗室里完成的。

(2)實驗任務(wù) 在電腦顯示屏上，運動前在屏幕上端顯示的白色小圓圈代表著足球，而在屏幕下端顯示的白色長方形滾動條代表著接球者。實驗中，由電腦程序控制的足球按一定的速度向底部以不同的運動曲線模式被隨機踢出，同時由受試者控制的代表接球者的滾動條即刻反應(yīng)左右移動(左按F鍵，右按J鍵)，盡可能將球接住。

(3)實驗設(shè)備 電腦屏幕大小為17-inch。白色小圓圈(足球)出現(xiàn)2000 msec后，立即從屏幕上端按一定的速度以不同的運動曲線模式向底部運動，小圓圈下落的垂直距離是200mm，所用的時間平均為1600msec。該實驗任務(wù)和過程由韋恩州立大學運動行為實驗室發(fā)展的計算機程序來執(zhí)行。

(4)實驗過程

實驗過程由技能獲得階段和保持測試階段構(gòu)成。

技能獲得階段：共1次練習課，由7個練習模塊組成，練習模塊間的間歇時間是60s。任何一個練習模塊中的15次練習又包括一、二、三共3個階段(每一階段是5次練習)。該實驗將第二階段設(shè)定為技能學習過程，該階段的5次接球練習中每次球的下落運動方向一定但各不相同。為了將接球練習設(shè)置成開放性的實驗環(huán)境，遂把第一與第三階段里每次球的下落運動方向設(shè)定為完全隨機模式，這樣做是為了不讓受試者在球下落前就預測到其下落的曲線模式。由于每個練習模塊含有15次接球練習，所有受試者每完成3次練習后會收到一次反饋，所以反饋頻率是33%。

保持測試：為了檢驗受試者運動技能學習效果的持久性，該實驗進行了無任何注意焦點反饋信息提示的保持測試，只是告訴受試者在球被拋出后盡可能快的反應(yīng)去按鍵，爭取準確地接住下落的球。從學習的意義上來看，保持測試中不提供注意焦點指向的反饋信息更符合技能學習的規(guī)律，通過受試者的技能操作水平更能反映反饋信息是否給個體運動技能的學習帶來了益處。要發(fā)生學習必須使保持測試成績水平比第一天有顯著地提高。保持測試是在技能獲得階段完成所有練習的48小時后進行，測試每名受試者的15次接球。

(5)數(shù)據(jù)采集 本實驗采集數(shù)據(jù)標準：接球練習與測試時，左右兩手指按鍵動作的反應(yīng)時時間數(shù)值。在技能獲得階段與保持測試中，計算每個練習組塊第二階段的5次接球練習反應(yīng)時數(shù)據(jù)的平均值，供統(tǒng)計分析使用。

1.3.3 數(shù)理統(tǒng)計法

利用SPSS20.0處理實驗數(shù)據(jù)，對技能獲得階段和保持測試階段的反應(yīng)時分別進行方差分析，并使用Duncan’s NMR進行后方差分析。統(tǒng)計顯著性定在?=0.05。

2 結(jié)果與討論

2.1 實驗結(jié)果

2.1.1 技能獲得階段

為了確定注意焦點類型和追加反饋方式是如何影響了參與者的手指按鍵動作反應(yīng)時，我們在技能獲得階段的練習中使用了一個2(外部 VS內(nèi)部)×2(描述性VS 處方性)方差分析模式。結(jié)果顯示(見表2)：注意焦點類型[F(1, 76) = 27.48, P<0.01] 和追加反饋方式[F(1, 76) = 7.96, P<0.01]對參與者的手指按鍵反應(yīng)時的影響都呈現(xiàn)出了非常顯著性的差異，但兩者的交互作用[F(1, 76) = 1.10, P>0.05]對參與者手指按鍵反應(yīng)時的影響差異不顯著。此外，Duncan’s NMR檢驗發(fā)現(xiàn)：外部注意焦點(mean=678.29)比內(nèi)部注意焦點(mean=927.75)產(chǎn)生了更快的手指按鍵反應(yīng)時(見表3)；處方性反饋(mean=735.91)也比描述性反饋(mean=870.13)產(chǎn)生了更快的手指按鍵反應(yīng)時(見表4)。

表2 技能獲得階段中不同注意焦點反饋組初學者手指按鍵動作反應(yīng)時的重復測量方差分析結(jié)果

表3 技能獲得階段注意焦點類型影響技能表現(xiàn)Duncan’s NMR檢驗結(jié)果

表4 技能獲得階段反饋方式影響技能表現(xiàn)的Duncan’s NMR檢驗結(jié)果

2.1.2 保持測試

經(jīng)方差分析顯示：注意焦點類型[F(1, 76) = 26.93, P<0.01]和追加反饋方式[F(1, 76) = 17.26, P<0.01]對參與者手指按鍵動作的反應(yīng)時都呈現(xiàn)出了非常顯著性的差異(見表5)，但兩者的交互作用[F(1, 76) = 1.70, P>0.05] 對參與者手指按鍵動作的反應(yīng)時的影響卻無顯著性差異(見表7)。此外，Duncan’s NMR檢驗發(fā)現(xiàn)：外部注意焦點(mean=437.04)比內(nèi)部注意焦點(mean=868.05)產(chǎn)生了更快的手指按鍵動作的反應(yīng)時(見表6)；處方性反饋(mean=480.04)也比描述性反饋(mean=825.05)產(chǎn)生了更快的反應(yīng)時(見表7)。

表5 保持測試中不同注意焦點反饋組初學者手指按鍵反應(yīng)時成績的方差分析結(jié)果

表6 保持測試中注意焦點類型影響技能表現(xiàn)Duncan’s NMR檢驗結(jié)果

表7 保持測試中追加反饋方式影響技能表現(xiàn)的Duncan’s NMR檢驗結(jié)果

2.2 討論

反應(yīng)時在體育運動情境中的作用尤為重要。反應(yīng)時是指相關(guān)刺激施加于有機體后到有機體開始出現(xiàn)反應(yīng)動作之間所需要的時間[3]，即從感覺器官接受刺激到肌肉開始反應(yīng)之間的時距。反應(yīng)時代表著信息加工和知覺預測的水平[2]，而知覺預測則是運動技能學習領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容，它是指體育運動中個體依據(jù)當時背景環(huán)境中出現(xiàn)的部分或先行相關(guān)線索信息對未來事件進行預測的信息加工的一個過程，它是個體依靠環(huán)境信息預測未來事件的一種內(nèi)隱信息加工的過程。足球比賽中的知覺預測取決于運動場景中的有效信息，是運動員在時間短和壓力大條件下依靠視覺系統(tǒng)捕捉有限信息而及時做出有效動作反應(yīng)的重要依據(jù)[4]。有研究指出，利用神經(jīng)影像學與神經(jīng)生理學中有關(guān)方法，通過研究與觸覺、聽覺、視覺刺激有關(guān)的認知加工過程以及和動作準備與執(zhí)行及表象相關(guān)的運動認知加工過程指出，長期的專業(yè)訓練和比賽必定會使運動員具備較強的專業(yè)領(lǐng)域中大腦的信息加工能力，從而能不斷地提高自身的知覺預測水平[1]。

本文研究結(jié)果認為，外部注意焦點與處方性反饋都為準確地知覺預測以及快速準確地實施手指按鍵動作提供了重要的線索信息。這與M.I.POSNER的研究結(jié)果相一致，即有效信息的提示，可以使受試者把有限的注意資源分配到和提示信息相一致的靶刺激的識別過程中，這樣能更大程度地激活視覺、觸覺等相關(guān)皮層，從而降低反應(yīng)時[5]。在本文研究中，外部注意焦點提供的球下落的運動模式輸入信息在與過去記憶中的信息進行對比后，視覺系統(tǒng)會從中提取所需要的相關(guān)信息；處方性反饋則讓個體知道如何快速地從視覺與觸覺系統(tǒng)中去獲得、整合、利用關(guān)鍵信息的知識。內(nèi)在信息系統(tǒng)的每一次檢索都來自于每一個外在刺激的呈現(xiàn)，不斷練習能增長個體的直接經(jīng)驗知識，會促使可供檢索或模式匹配的相關(guān)內(nèi)在存儲實例的信息不斷增多，利于促進動作控制能力的提高，從而提高任務(wù)完成的速度與準確性[6]。

2.2.1 注意焦點類型的討論

屏幕影像接球任務(wù)中技能獲得和保持測試的結(jié)果顯示：外部注意焦點比內(nèi)部注意焦點產(chǎn)生更快的反應(yīng)時。這個結(jié)果在諸如短跑起跑和游泳起跳等動作反應(yīng)時的快慢也都與注意焦點反饋的提示有關(guān)的研究中得到了驗證。例如，在動作開始之前，感覺定向條件下的個體注意各種聲音的刺激信號(外部注意焦點)，運動定向條件下的個體則注意自己的啟動動作(內(nèi)部注意焦點)，Christina(1973)和Jongsma, Elliott and Lee(1987)的研究指出，運動定向條件下比感覺定向條件下的反應(yīng)時要慢[7]。同樣，Wulf, McNevin and Shea(2001)[12]和許翀(2017)[13]的研究也指出外部注意焦點能產(chǎn)生更快的反應(yīng)時。本文的模擬實驗，由于設(shè)置了開放性的環(huán)境，受試者需要面對大量的信息資源，這時他們的信息加工水平、處理效率能力和知覺預測速度會對反應(yīng)時產(chǎn)生重要的影響，而反應(yīng)時的快慢對于該實驗任務(wù)中能否接到球則起了關(guān)鍵作用：反應(yīng)時快，接到球的可能性就大；反之，則接到球的可能性就會變小。這種情況幾乎存在于足球比賽中的所有情境中，接球運動員面對周圍的大量線索信息，在有限的時間內(nèi)必須通過視覺對這些場上環(huán)境信息進行及時的知覺預測，決定何時及如何去實施跑位接球的行動計劃。

根據(jù)Wulf等人(2001)[8]的“動作限制假說”可知：(1)外部注意焦點能提高運動控制過程中的自動化程度和效率，此時的運動表現(xiàn)或?qū)W習更有效。如，Abernethy(1988)和Wulf 等人(2001)的研究發(fā)現(xiàn)，相對于內(nèi)部注意焦點，外部注意焦點能產(chǎn)生更快的探針反應(yīng)時和更高程度的動作自動化。Wulf 等人(2001)和 McNevin 等人(2003)指出當個體采用外部注意焦點時，平衡任務(wù)中會顯示出更高頻率調(diào)整姿勢的特點，這被認為是自動化控制過程一種更快、反應(yīng)利用率更高的跡象[9]。至于原因？Schneider(1984)“無意識的自動化水平越高的加工，會消耗更少的認知資源”的理論認為，在這種情況下，受試者能更快、更便捷地感知、覺察、搜集、記憶及理解相關(guān)重要信息，并能從中發(fā)現(xiàn)與提取有用信息，利于受試者接球的表現(xiàn)[10]。(2)內(nèi)部注意焦點導致有意識地控制會限制或干擾運動系統(tǒng)自動化的控制過程，造成過多的肌肉活動。Wulf and Lewthwaite (2010) 認為，涉及到內(nèi)部注意焦點(學習者自身動作)的指導或反饋能促進學習者進一步專注于自我，會導致他們憂慮和擔心自己的表現(xiàn)，造成自我意識和隨后自我評價狀態(tài)的產(chǎn)生。努力處理與自己有關(guān)的想法和情緒可能會超過可用的注意容量，進而影響表現(xiàn)。因此，不難想象這些過程增強了對運動和自我調(diào)整活動兩者的有意識控制[11]。

Beilock 等人(2002)指出外部注意焦點給受試者提供了更多的與操作任務(wù)有關(guān)的信息，以持續(xù)提醒他們要注意自己的學習與表現(xiàn)；而內(nèi)部注意焦點的提供可能擾亂了感知覺與運動區(qū)域之間有效神經(jīng)信號的傳遞，從而阻礙了個體的學習與表現(xiàn)。有研究指出外部注意焦點是將注意轉(zhuǎn)移到和操作任務(wù)需要的有關(guān)視覺、聽覺等感知覺上。該研究中的外部注意焦點好像增強了視覺和觸覺輸入信息模式的處理，受試者為了能成功地完成任務(wù)需要手眼協(xié)調(diào)，可能使用了視覺(球的下落曲線模式、接住球與否)與肌肉運動知覺(手指按鍵左右移動滾動條)的信息來不斷改善手指按鍵速度、頻率與左右移動滾動條去準確接到球之間的關(guān)聯(lián)性[12]。這些視覺和觸覺信息對提高知覺預測速度、降低動作反應(yīng)時供了重要的信息與線索，從而提醒學習者持續(xù)對外部注意焦點的關(guān)注。Proteau, Marteniuk and others 的研究中已經(jīng)指出在帶有視覺反饋的練習之后，撤銷視覺反饋時會損害表現(xiàn)，由此可見視覺信息的重要性[13]。因此，在體育運動中，個體需要注意引導機制以便快速地從復雜視覺環(huán)境中選擇有效信息去實現(xiàn)優(yōu)化目標的選擇與加工[14]。

2.2.2 追加反饋方式的討論

在技能獲得階段和保持測試中，結(jié)果顯示處方性反饋比描述性反饋產(chǎn)生更快的反應(yīng)時。Kernodle and Carlton(1992)[15]認為，提供包含錯誤和校正信息的處方性反饋對于難度較大的任務(wù)更有用。Wulf, Shea and Matschiner(1998)[16]、Kemodle, Johnson and Arnold(2001)[17]、Willians and Hodges(2005)[18]的研究指出當任務(wù)困難時，處方性反饋是提高表現(xiàn)的有效方法。從技能的復雜性方面來看，對于某項簡單技能如打字、寫字，描述性反饋已經(jīng)足夠，個體知道怎么樣覺察、修正錯誤。但是，該模擬實驗的背景環(huán)境是開放性的，大大增加了實驗任務(wù)中線索信息的數(shù)量，導致任務(wù)操作難度變大，此時受試者需要根據(jù)背景環(huán)境變化及時生成新異反應(yīng)，但在這種開放性的背景環(huán)境中一開始較難形成知覺痕跡，從而影響接球的表現(xiàn)。所以在練習后既指出受試者的錯誤又提供解決問題的正確辦法，不僅能幫助學習者快速從視覺與觸覺系統(tǒng)中獲得、利用關(guān)鍵信息，并且經(jīng)過大量練習還能發(fā)展學習者依賴現(xiàn)有場景不斷提高從過去記憶中快速檢索出合適應(yīng)答動作的能力，這樣能不斷提高知覺預測速度，保證正確實施動作技能[12]。此外，該研究中球下落的隨機模式?jīng)Q定了刺激和選擇數(shù)量的增多，符合海克定律(Hick，1952)的觀點，即當刺激—反應(yīng)選擇的數(shù)量增加時，反應(yīng)時會成對數(shù)增加[7]。因此，要在開放性環(huán)境中成功地接住球，受試者需要加大注意資源的投入，信息加工過程負荷較大，他們需要得到處方性反饋強大功能的支持，經(jīng)過反復的練習去弄清楚各種線索反饋信息的正確含義后[12]，才能提高環(huán)境刺激和反應(yīng)選擇的相容性，以達到既降低反應(yīng)時又準確接到球的表現(xiàn)效果。所以，該研究得出了動作技能學習中處方性反饋優(yōu)于描述性反饋的結(jié)論。此外，從參與者的經(jīng)驗水平來看，該研究中處方性反饋提高了初學者的表現(xiàn)，符合Magill和Tzetzis等人(2002)的處方性反饋更適合于初學者的結(jié)論[19]。雖然在運動學習理論上，處方性反饋對體育運動技能的重要性是不言而喻的，但到目前為止，并沒有什么實驗結(jié)果來支持處方性反饋也利于開放性環(huán)境中學習認知技能這一假設(shè)，而該研究得出的結(jié)果則提供了對這一假設(shè)的支持。

總之，外部注意焦點和處方性反饋更有利于提高開放性認知技能的學習和表現(xiàn)。注意焦點反饋作為一種有效的追加反饋方式，可以幫助我們理解為什么不同的注意焦點追加反饋機制是有效的。以后可在體育教學和運動訓練的情境中將不同類型的學習者、不同復雜程度的運動技能或其它變量結(jié)合起來進行研究，以不斷完善運動技能學習理論，滿足體育教學和運動訓練實踐的需要。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

對于開放性環(huán)境中的認知技能，向初學者提供有關(guān)動作結(jié)果或動作效果方面的反饋信息，在技能獲得和保持測試階段中外部注意焦點與處方性反饋更有益于提高大學生初學者的學習與表現(xiàn)。

3.2 建議

在以后的研究中，需要我們對實驗周期的變化、實驗對象和技能學習任務(wù)類型的選擇等方面加以關(guān)注，并不斷驗證實驗室結(jié)論是否適應(yīng)于運動訓練和體育教學的實踐，為運動技能學習理論的完善和運動技能學習效率的不斷提高提供支持與幫助。