运动中视觉搜寻行为的研究现状及其发展趋势
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运动中视觉搜寻行为的研究现状及其发展趋势
王树明Ξ1,2 章建成1 张 静2
(1上海体育学院运动科学系,上海,200438) (2安庆师范学院心理教研室,安徽,246011)
摘 要 视觉搜寻策略问题正在成为运动认知心理学的重要研究课题。关于视觉搜寻和运动绩效的关系研究,现在已经证实运动中的视觉搜寻效率、知觉技能和熟练性之间密切相关。因此,本文试图对运动中的视觉搜寻研究进行总体的分析与讨论,指出视觉搜寻研究的内容和方法,归纳该领域的现有研究与成果,以探讨优秀运动员与新手间是否存在一些显著的视觉特征差异。在综述的基础上,作者指出了本领域现有研究存在的问题以及未来的可能方向。关键词:视觉搜寻策略 运动绩效 寻求率 预期 知觉训练
1 前言
视觉搜寻是指导视觉注视于恰当线索的过程(Magill,
1998;Abernethy,1999)[1,2]。在不断变化的日常生活环境中
完成运动技能,操作者的动作必须随变化的环境而变化,这时
的视觉信息利用是极为重要的。对于科学工作者而言,寻找
熟练者和新手在运动绩效方面的差异是十分有趣的,因为它
可以解释实践操作中两者存在怎样的差异性机制。确定什么
视觉特征可以有效地区分熟练者与新手,不仅对于运动员,而
且对于教练和科学工作者更是重要而又有价值的信息,可以
进行项目间和项目内的比较(Williams等,1998)[3]。此外,通
过对优秀运动员的视觉特征分析,研究者可以对运动员进行
潜能辨别和针对性训练,也有助于发现运动中关于专项技术
特征的更一般性规律。如果研究表明:通过一般的视觉特征
可以区分出优秀运动员与一般运动员,那么使用从一般环境
中选取的刺激程序就可以用于提高运动员的视觉,而不需要
从专项运动中选取。另一方面,如果现今文献指出,通过一般
的视觉功能不能区分优秀运动员,那说明控制专项活动主要
在于特殊的专项视觉。
关于视觉搜寻和运动绩效的关系问题,运动中已经使用
较为直接的方法进行了大量研究。虽然这些研究在确定熟练
者与新手的特征方面是成功的,但也出现了许多批评与质疑,
这主要集中在其方法的生态性和研究结论的不一致两个方
面。因此,有必要对该领域的研究理念及其成果进行整体性
反思和全面性综述,分析是否存在某种视觉特征可以区别优
秀和新手运动员,进一步探讨现今研究中存在的问题以及未
来研究发展的方向。对这一领域的研究,将有助于对视觉搜
寻行为和运动绩效关系的理解,能使教练和训练者逐步认识
到,要提高运动绩效,哪些运动员需要提高其知觉和视觉搜寻
策略,训练者应该做些什么才可达到理想的运动结果,以及用
些什么具体的训练方法,这是十分重要的。
2 运动中视觉搜寻行为研究的内容
运动心理学家开始关注视觉搜寻行为在发展专项运动技
能方面的作用,是源于恰当的线索信息利用和搜寻策略,可以为学习者赢得时间,也为运动员赢得比赛。对这一问题的大
量研究最初主要集中在运动员的基础视觉特征上,如静态和
动态视敏度、深度知觉、外周视觉、简单反应时和眼动技能等
(Goulet等,1989;Horn,2002)[4,5],人们直观上认为不同水平
运动员间可能存在基本视觉能力的差异,尤其是在受视觉影
响较大的项目上如射击等。但Abernethy(1999)的研究表
明,优秀射击运动员只具有一般的基本视觉特征就足够了,并
不需要较高的视觉能力。这一结论对于那些主张通过训练基
础视觉功能来提高运动视觉者而言可能是极为重要的,说明
基础视觉训练的开发可能对技能形成不会有显著性成效。本
领域的多数研究都表明:基础视觉能力并不是影响运动绩效
的重要因素,虽然也有部分研究者指出在不同技能水平间存
在某些硬件的差异,另一方面也说明视觉系统这些硬件成分
与运动技能之间的真正关系还不完全清楚。
由于缺乏证据支持视觉系统的各种物理和视光特性与动
作技能间的相关性,这导致研究者转而试图探究知觉技能是
否依赖于运动员实践中获得的专门知识或”软件”。研究者已
经认识到对运动情境的编码与回忆能力可能是运动员技能水
平差异的重要原因之一。成功的操作可能需要在知觉中对运
动技能进行准确而有效的加工,快速而准确地感知复杂运动
情境中的事件是熟练操作的一种基本要求(Williams等,
1994)[6]。熟练者在视觉搜寻过程中表现出更有效和更具选
择性,具有更恰当的寻求比率,也即在专项情境中注视于更多
的信息丰富区域。这预示在不同技能水平间可能存在视觉搜
寻策略差异,主要表现在搜寻比赛情境的策略、知觉和技能水
平和决策能力等方面,所以现在研究者转而将研究的兴趣集
中于对运动员的认知或软件差异上,这些知觉因素包括运动
员恰当运用视觉搜寻的策略和能力、有效线索利用、现场加工
文脉线索的能力、专项情境中的预期能力,以及训练、年龄和
遗传等因素的影响等。
3 运动中视觉搜寻方式的研究方法
运动中研究视觉搜寻行为的方法很多,目前较为成熟而
常用的有三种实验方法(Magill,1998),都是建立在录像基础
上的。对于录像情境实验,研究者主要采用对真实技能和比
Ξ通讯作者:王树明,男。E-mail:shuming2005@hotmail.com心理科学 PsychologicalScience 2005,28(3):731-734731
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试观看录像或幻灯片,然后如同在真实情境中一样做动作,要
求被试按照录像情境完成相应的动作。现今研究中使用两种
不同的方法,来分别评定运动员的视觉搜寻特征。第一种方
法是暂时的时间掩蔽技术,用以评价被试为了应答而选取信
息所用的时间与准确性。影片或录像在运动进行的不同位置
做暂停处理,以此要求被试进行预判反应。通过对反应的准
确性和开始决策瞬间的关系解释,来反映被试动作时的视觉
搜寻方式,以此判断其决策时所选取的信息。第二种方法是
情境掩蔽技术,用于确定被试做出所需反应时使用什么信息。
研究中把影片或录像的部分内容进行技术掩蔽,从而使被试
无法看到掩蔽的动作。这一方法的逻辑意义是:如果被试没
有看到这个掩蔽动作而导致绩效降低,说明这个线索对于成
功操作是重要的(Magill,1998)。
在运动技能的视觉搜寻研究中,第三种常用的方法是眼
动记录技术。这种方法使用专门的仪器设备来跟踪被试操作
具体任务时的眼动情况,是一项科技含量较高的实验方法,不
仅表现在实验的过程上,还表现在对结果的分析上。这种技
术是随着科技的发展而发展起来的,从开始的机械式的眼动
记录,发展到九十年代中期开始使用ASL4000SU眼动仪
(AppliedScienceLaboratories)外加计算机分析系统,到今天较
先进的ASL5000SU眼动仪。系统主要通过眼睛注视物体时
的童孔和角膜光线反射来评价被试的注视区域、时间以及路
径转换策略(Singer等,1998)[7],严格意义上说这种方法本质
上说是前两种方法的扩展。现在已有研究者在ASL5000SU
的基础上采用改装的更为生态的眼动仪器,使得研究手段朝
着精确性和生态性双向发展。
4 运动中视觉搜寻的研究现状
对于运动行为和认知心理学的研究者而言,研究熟练者
和新手运动员知觉差异是十分有意义的(Bard等,1994)[8]。
关于运动员的视觉搜寻过程与特点,现已进行了大量研究。
Bard(1976)等研究发现,熟练的篮球运动员倾向于反复注视
于两名进攻-防守运动员,而新手则忽略防守运动员而注视
其它队员。Bard等(1980)对体操裁判员的研究指出,优秀和
新手裁判员的注视区域有着显著性差异。新手裁判员更多地
注视于运动员的下肢,而优秀裁判员则相反。此后,Shank等
(1987)对棒球的研究也得出了相似的结论[9],有经验的运动
员几乎可以正确辨别所有投球,而新手只有60%的正确率。
研究者认为熟练的击球手,知道球出手前哪儿是最重要的线
索,并直接注视于这一区域而忽略其它出手前的信息源。
这说明熟练者精减了视觉搜寻内容,只对当前操作任务
所需的最相关线索注意。Ripoll(1991)研究指出[10],在视觉
寻求的组织原则上,熟练者的视觉方式比新手更经济,他们的
视觉注视频率较低,但平均注视时间较长。这种差异是由于
视觉行为的不同组织方式而引起的,熟练者的视觉行为是“综
合型”的,新手的是“分析型”的。但Helsen(1992)等却得出
完全相反的结论,优秀足球运动员表现出更为一致的寻求策
略,并很少有长时间的注视行为,信息区域转换频繁更快。从
理论角度说,由于熟练者信息加工负荷较少,或因为较好的组
块技能而不需要过多的感觉投入,应该具有较低的寻求比率。造成熟练者这种较高的寻求比率可能是因为在比赛的防守情
境中,来自对手的时间压力比进攻情境小些,这样他们可以有
较多的时间来对现场进行理解性分析。这种广泛性的寻求策
略保证了防守者能够注意到更多的信息资源。
对注视区域的差异研究中,Abernethy等(1987)和Goulet
(1989)研究认为[11,12],不同水平运动员在视觉寻求活动中不
存在显著性差异(视区的注视分配、寻求顺序、寻求率和寻求
的组织),只在反应准确性方面表现出差异性,并指出知觉操
作中的限制性因素并不是视觉是否能使用这些丰富信息的问
题,而是被试在关键注视点提取和使用信息的能力问题,在区
分熟练者和新手的绩效中,视觉寻求活动既不是一个基本的
原因,也不是一个可靠的探测器。随后,Tenebaum等(1996)
也指出,视觉寻求过程和信息的提取过程有着本质的区别,熟
练者与新手在视觉寻求策略方面无能力差异,差异在预期线
索的选择方面。但Ripoll(1995)对拳击运动的研究认为[13],熟练者的眼动主要集中在头、手臂/拳上,视觉活动表现为一
种环形路径,而中等者的浏览路径与熟练者十分相似,不同线
索间仍然紧密相关,三者间表现为一种环状。一个主要的差
异是关于新手的浏览路径,他们很少集中于身体的上部。熟
练者和新手分别注视于头部和手臂/拳,而中等水平者则采取
较均衡的视觉寻求策略。熟练者不去注视躯体的下部(髋和
腿),这一结论与Goulet等人的观点相反,也没有支持教练的
指导观点:注意身体的下部,重要的攻击主要由下部发动。此
外,Williams(1998)发现运动员间不仅在寻求策略上存在差
异,还表现在视区利用上,虽然在中央视区的利用上无显著性
差异,但熟练者可以从外周视觉所表现出的信息中获得更多
信息。由此可见,虽然熟练者的视觉搜寻行为并不完全能解
释其动作技能间的差异性,并且具有遗传制约性,现有的研究
成果也还不完全一致,但有充分的证据表明,视觉搜寻方式和
运动绩效间存在一种相关关系,指导学习者注意于所呈献的
重要线索上会提高运动员的操作绩效,至少在某种程度上是
这样(Abernethy,2001)[14],视知觉能力训练对发展新手运动
员的运动绩效是有益的,可作为实际运动练习的一种补充