運(yùn)動領(lǐng)域中選擇性注意的研究范式

張 雷 閆蒼松

(大連大學(xué) 體育學(xué)院，遼寧 大連 116622)

運(yùn)動領(lǐng)域中選擇性注意的研究范式

張 雷 閆蒼松

(大連大學(xué) 體育學(xué)院，遼寧 大連 116622)

運(yùn)動中的選擇性注意是運(yùn)動主體心理活動指向各種與動作技術(shù)完成相關(guān)的刺激，并對其做出選擇應(yīng)答的一種意識調(diào)節(jié)狀態(tài)。運(yùn)用文獻(xiàn)資料法通過歸納總結(jié)，綜述了關(guān)于選擇性注意的研究范式及方法，以探討在運(yùn)動領(lǐng)域如何對選擇性注意采用多方法結(jié)合進(jìn)行研究。

運(yùn)動學(xué)；選擇性注意；范式；方法

1 前言

視覺注意作為競技比賽的早期心理準(zhǔn)備狀態(tài)，對比賽結(jié)果起關(guān)鍵性作用，良好的注意品質(zhì)是運(yùn)動員有效實(shí)施運(yùn)動技能的關(guān)鍵，它有助于運(yùn)動員更有效地選擇性注意、認(rèn)知和解釋視覺信息，選擇那些更有意義的、具有預(yù)測性的線索信息，提前對這些線索信息進(jìn)行加工。庫恩認(rèn)為，科學(xué)是從前科學(xué)深化而來。科學(xué)與非科學(xué)的區(qū)別就在于科學(xué)具有范式，而前科學(xué)、非科學(xué)則沒有研究范式[1]?？茖W(xué)方法作為科學(xué)理論的重要結(jié)構(gòu)，方法范式無疑在從前科學(xué)到科學(xué)的轉(zhuǎn)化中具有重要的作用。

2 選擇性注意研究的范式及方法

2.1空間線索化范式

空間線索化是一種用于研究視覺空間選擇性注意的實(shí)驗(yàn)范式，最早由Posner提出[2]，基本程序?yàn)椋合瘸尸F(xiàn)一個簡單刺激作為線索，延遲一定的時(shí)間后呈現(xiàn)靶刺激。靶刺激既可能出現(xiàn)在線索化位置(有效線索化)，也可能出現(xiàn)在非線索化位置(無效線索化)。一般靶子出現(xiàn)于線索化位置和非線索化位置的概率不同，前者大后者小。記錄被試靶子的反應(yīng)時(shí)和正確率。典型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是，當(dāng)線索呈現(xiàn)到靶子呈現(xiàn)之間的SOA小于300ms時(shí)，呈現(xiàn)于線索化位置的靶子的反應(yīng)時(shí)顯著快于呈現(xiàn)在非線索化位置的靶子，二者的反應(yīng)時(shí)之差叫線索化效應(yīng)。這種效應(yīng)反映了空間注意焦點(diǎn)受外在線索指引，而且處于注意焦點(diǎn)的刺激的加工能得到促進(jìn)作用，反應(yīng)時(shí)加快或正確率提高。

空間線索范式中的線索可分為兩種：一種是外周線索，主要用呈現(xiàn)于靶子潛在位置的方框或圓點(diǎn)表示；另一種是中央線索，主要用呈現(xiàn)于屏幕中心的箭頭表示，箭頭指向靶子可能出現(xiàn)的位置。兩種線索導(dǎo)致的選擇性注意有所不同，前者屬于外源性注意，后者屬于內(nèi)源性注意。但二者的差異不局限于此，是很復(fù)雜的。

2.2視覺搜索范式

視覺搜索也是最常用的注意研究范式之一。該范式有很高的生態(tài)效度，其任務(wù)要求類似于“在人群中尋找一張面孔”。其主要特點(diǎn)是在事先不知道目標(biāo)位置的條件下，在情景中找到目標(biāo)客體。該范式的基本程序是：先告訴被試搜索靶子是什么(如一個紅色括弧)，然后呈現(xiàn)由多個客體組成的搜索刺激幾秒鐘(如3000ms )。在50%的試驗(yàn)中，搜索刺激中存在靶子；在另50%的試驗(yàn)中，則不存在靶子；有的實(shí)驗(yàn)中80%的搜索刺激中存在靶子，20%不存在，這樣可以避免被試進(jìn)行猜測性按鍵，但是卻有可能造成習(xí)慣性定式，總進(jìn)行是或否的按鍵。要求被試在發(fā)現(xiàn)靶子時(shí)按鍵作反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)靶子不存在時(shí)按另一個鍵作反應(yīng)。記錄反應(yīng)時(shí)和正確率。在這種任務(wù)中，可以設(shè)置多種自變量，如搜索刺激的項(xiàng)目數(shù)，靶子的特性和干擾刺激的特性等。

視覺搜索實(shí)驗(yàn)通常有兩種實(shí)驗(yàn)結(jié)果：一種是靶子搜索時(shí)間和正確率與項(xiàng)目數(shù)無關(guān)，這種結(jié)果反映了平行搜索機(jī)制；另一種結(jié)果是隨著項(xiàng)目數(shù)增多，靶子搜索時(shí)間顯著增長，正確率下降，反映了系列搜索機(jī)制。出現(xiàn)這兩種相反的結(jié)果和靶子及干擾刺激的特性有關(guān)。如新異的特殊刺激一半可平行搜索，而復(fù)雜的聯(lián)結(jié)特征的搜索則是系列搜索。這兩種搜索反映了注意在其中的不同作用。通過設(shè)置不同的自變量或?qū)?shí)驗(yàn)程序作一定變化，視覺搜索任務(wù)可用于研究注意轉(zhuǎn)移、注意定向以及知覺組織、工作記憶等對注意的影響。

2.3負(fù)啟動范式

負(fù)啟動范式是一種用來測量選擇性注意中無關(guān)信息加工效率指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。這種指標(biāo)就是負(fù)啟動效應(yīng)。負(fù)啟動效應(yīng)是指當(dāng)先前加工中的干擾刺激在隨后的加工中成為目標(biāo)刺激時(shí)，被試對其反應(yīng)時(shí)變長的現(xiàn)象。負(fù)啟動效應(yīng)最早由Dalrymple-Alford等在Stroop色詞研究中發(fā)現(xiàn)[3]，后來受到Neill等人的重視[4]，并首次提出了對無關(guān)信息命運(yùn)的關(guān)注，在80年代由Tipper等將其推廣為用于研究分心信息抑制機(jī)制的一種主要實(shí)驗(yàn)技術(shù)[5]。

負(fù)啟動實(shí)驗(yàn)一般包含兩種刺激顯示和兩種實(shí)驗(yàn)條件。刺激顯示包括啟動顯示和探測顯示，二者相距一定的時(shí)間間隔呈現(xiàn)，啟動顯示和探測顯示中一般都需要有兩個刺激，一個目標(biāo)刺激和一個干擾刺激。實(shí)驗(yàn)條件包括控制條件和負(fù)啟動條件，控制條件下啟動顯示中的目標(biāo)和干擾刺激與探測顯示中的目標(biāo)和干擾刺激無關(guān)；而在負(fù)啟動條件下，啟動顯示中的干擾刺激成為探測顯示中的目標(biāo)刺激，由于啟動中被忽視的刺激在探測中重復(fù)出現(xiàn)，這種條件也常被稱作忽視重復(fù)條件。典型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是，被試對忽視重復(fù)條件下的反應(yīng)時(shí)長于控制條件的反應(yīng)時(shí)，二者的反應(yīng)時(shí)之差就是負(fù)啟動效應(yīng)。

2.4運(yùn)動中專家與新手的差異研究范式

專家—新手比較法是研究專家系統(tǒng)的一種最基本的研究方法范式。典型的專家—新手范式是將某一領(lǐng)域里一個或多個專家在某行為樣本或心理特質(zhì)上的表現(xiàn)與該領(lǐng)域的新手表現(xiàn)進(jìn)行比較，從而得出有關(guān)研究結(jié)論。這一模式的基本假設(shè)是專家在技能和行為表現(xiàn)上的優(yōu)勢源于其心理上的優(yōu)勢，專家具有而新手不具有的特征是解釋他們之所以優(yōu)秀的原因。探索決定運(yùn)動員優(yōu)異表現(xiàn)的心理特征是運(yùn)動心理學(xué)家孜孜以求的目標(biāo)。專家—新手范式是運(yùn)動心理學(xué)研究中，應(yīng)用最為廣泛的研究范式之一，應(yīng)用于認(rèn)知、人格、運(yùn)動學(xué)習(xí)等眾多領(lǐng)域[6]。

運(yùn)動專家表現(xiàn)是“長時(shí)期一貫的優(yōu)異運(yùn)動表現(xiàn)”[7]，是一種熟練的運(yùn)動操作形式，是對某一運(yùn)動長期體驗(yàn)、運(yùn)動技能逐步提高的最終結(jié)果，可以認(rèn)為運(yùn)動專家表現(xiàn)是運(yùn)動技能學(xué)習(xí)最高形式的表現(xiàn)。運(yùn)動中專家表現(xiàn)的研究最早可追溯到1942年，研究不僅致力于了解和解釋專家表現(xiàn)的獲得，還探討并設(shè)計(jì)一些訓(xùn)練程序試圖縮短專家表現(xiàn)的獲得過程。對于前者，學(xué)者們經(jīng)常采用專家—新手范式進(jìn)行研究，從心理特征的角度進(jìn)行“硬件”或“軟件”的單因素分析，將專家具有而新手不具有的心理特征作為專家表現(xiàn)獲得的原因?！坝布毖芯勘容^專家和新手視覺系統(tǒng)機(jī)械特點(diǎn)和光學(xué)特點(diǎn)的物理性差異，指標(biāo)包括視覺靈敏度，深度知覺，外周視野，視覺反應(yīng)時(shí)，視覺校正時(shí)，神經(jīng)傳導(dǎo)時(shí)和同時(shí)—預(yù)期時(shí)等；“軟件”研究則比較專家和新手在一定的視覺系統(tǒng)物理?xiàng)l件下進(jìn)行信息加工的差異。研究對象包括運(yùn)動員、教練員和裁判員。研究項(xiàng)目涉及到羽毛球、棒球等26個運(yùn)動項(xiàng)目。研究手段豐富，包括口頭報(bào)告，回憶，再認(rèn)，信號檢測，電影掩蔽，心理測時(shí)法及眼動重合技術(shù)[8]。研究表明，專家運(yùn)動員有關(guān)運(yùn)動知識(陳述性知識和程序性知識)、認(rèn)識、回憶，運(yùn)動的或有結(jié)構(gòu)性的比賽信息，以及處理信息的速度都優(yōu)于新手運(yùn)動員，靜止的和動態(tài)的視敏度、深度知覺、立體知覺、外周視覺范圍等物理性硬件指標(biāo)無法區(qū)分專家和新手的差異，而信息加工策略方面的軟件指標(biāo)可以區(qū)分專家和新手的差異。

2.5雙聽法及視覺模擬方法

早期的選擇性注意研究中，Cherry和Moray在實(shí)驗(yàn)室條件下運(yùn)用雙耳聽音的方法來研究社會集市中所出現(xiàn)的“雞尾酒會現(xiàn)象”[9]。在實(shí)驗(yàn)中，受試同時(shí)接受到來自雙耳的信息，并且必須復(fù)述出其中一只耳所呈現(xiàn)的信息(復(fù)述被假設(shè)會引起受試對追隨耳側(cè)的信息進(jìn)行選擇性注意)。研究者通過測量被試對非追隨耳的信息的報(bào)告，來衡量追隨耳的信息被選擇性注意的程度。結(jié)果表明，被試明顯能對追隨耳側(cè)的信息進(jìn)行選擇，而對非追隨耳側(cè)的信息進(jìn)行忽略，除了信息的一些特殊物理特征(如男女聲或高頻音的插入)能被注意到以外，被試對非追隨耳側(cè)的信息幾乎不能報(bào)告。這一方法的理論假設(shè)是引起被試注意優(yōu)先分配的信息能夠被重復(fù)。因此，通過這一方法，既能研究選擇性注意的范圍，還能研究另一個耳朵的信息加工數(shù)量和性質(zhì)。

研究表明，被試僅僅加工了一點(diǎn)沒有跟蹤的信息，這說明被試能夠優(yōu)先選擇加工與當(dāng)前任務(wù)有關(guān)的信息，同時(shí)也表明，在一般條件下，不同聲音的頻率特征能夠使選擇性注意從一種信息指向另一種信息。在比賽中，運(yùn)動員面臨眾多的視覺信息競爭。因此，從應(yīng)用角度來看，視覺選擇方法比聽覺選擇方法更符合實(shí)際運(yùn)動情境。有研究者[10]采用屏幕上呈現(xiàn)視覺信息競爭的方法對被試的選擇性注意進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)要求被試優(yōu)先注意三人傳、接球，同時(shí)插入了雙手相接的干擾信息。

2.6事件相關(guān)電位(ERP)研究方法

事件相關(guān)電位(Event-Related Potentials)，也叫誘發(fā)電位，是指給感覺系統(tǒng)或腦的某一部位施加或撤消特定的刺激時(shí)，在腦區(qū)引起的的電位變化[11]。這種電位變化是由刺激事件引起腦電真實(shí)的實(shí)時(shí)波形，時(shí)間分辨率可達(dá)到毫秒級。由于其時(shí)間分辨率很高，便于與認(rèn)知行為實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)時(shí)相結(jié)合進(jìn)行認(rèn)知過程研究，在實(shí)時(shí)性揭示心理活動的時(shí)間進(jìn)程方面具有突出的優(yōu)勢，被譽(yù)為“觀察腦功能的窗口”。ERP技術(shù)在選擇性注意腦機(jī)制的研究中發(fā)揮突出的作用。

ERP最重要的兩個特性就是波形恒定和潛伏期恒定。只要是同樣的刺激作用于感官，那么每次作用產(chǎn)生的ERP在波形和潛伏期上都是一樣的。這樣就可以把由同樣刺激誘發(fā)的多個ERP進(jìn)行相加。由于作為ERP背景的EEG波形與實(shí)驗(yàn)刺激無固定關(guān)系，所以多次相加之后有相當(dāng)一部分會相互抵消，只能按隨機(jī)噪音方式加和；而每個ERP在波幅和時(shí)相上都是相同的，所以相加之后總波幅會隨相加次數(shù)成比例地增大，而基本波形保持不變。也就是說，如果刺激次數(shù)為n，那么疊加n次之后ERP的波幅增大n倍，而EEG只增大根號n倍。如果疊加前ERP的波幅是EEG的1/3，那么疊加100次之后，ERP增大100倍，而EEG只增大10倍，疊加后的信噪比就變成3.3∶1。這樣，ERP就從自發(fā)電位的背景中突顯出來了。把ERP波形疊加出來后通常還要除以疊加的次數(shù)進(jìn)行平均，把波形參數(shù)還原為一次刺激引發(fā)的單個ERP的數(shù)值。平均之后的波形就是特定實(shí)驗(yàn)條件下大腦產(chǎn)生的ERP。根據(jù)上述原理，可以簡要概括出ERP疊加的基本程序，首先要求被試多次重復(fù)進(jìn)行相同條件下的實(shí)驗(yàn)，然后提取出伴隨著每個刺激出現(xiàn)的EEG波段，并根據(jù)刺激呈現(xiàn)時(shí)刻將其排列起來，接著再把EEG成分簡單相加形成一個總的波，最后對總波形進(jìn)行平均得到ERP。

ERP疊加的結(jié)果是得到一個平均的ERP波形圖，表示隨著時(shí)間的變化電位所發(fā)生的相應(yīng)變化。ERP波形中的一個波就叫做一個ERP成分。成分是ERP研究中一個非常重要的概念，是ERP實(shí)驗(yàn)的主要考察對象。每種成分都反映了一定腦區(qū)的神經(jīng)活動，在不同實(shí)驗(yàn)條件下可以觀察到許多不同的成分。某種成分在頭皮的分布與該成分腦機(jī)制的解剖學(xué)定位有關(guān)，因此可通過某種成分在頭皮上的分布粗略地估計(jì)與該成分相關(guān)的認(rèn)知過程的皮層定位。根據(jù)波動方向，ERP成分可分為正波和負(fù)波。在描繪波形圖時(shí)按傳統(tǒng)，一般負(fù)波在軸線上方，正波在下方。每種成分一般都以正負(fù)兩極(P,N)和該波在波形中的位置或該波出現(xiàn)的時(shí)間命名。

2.7運(yùn)動領(lǐng)域中的眼動研究方法

運(yùn)動心理學(xué)是心理學(xué)的一個分支，它主要研究體育運(yùn)動中心理活動的規(guī)律。20世紀(jì)70年代以來，運(yùn)動心理學(xué)的研究不斷發(fā)展，特別是在研究手段上越來越先進(jìn)。眼動儀在運(yùn)動心理學(xué)研究中的廣泛應(yīng)用就具體體現(xiàn)了這一趨勢。在許多團(tuán)體體育項(xiàng)目中，都存在著瞬息變化的比賽局面，這就要求運(yùn)動員能夠迅速地搜尋到有用的視覺信息，同時(shí)做出相應(yīng)的動作反應(yīng)。許多研究發(fā)現(xiàn)，專家運(yùn)動員比新手運(yùn)動員的視覺搜索策略更恰當(dāng)和更有效率。視覺搜索策略是指在搜索相關(guān)的信息時(shí)眼睛的移動方式。運(yùn)動員在比賽中的視覺搜索及注視情況，可以通過眼動儀來進(jìn)行研究。

運(yùn)動心理學(xué)領(lǐng)域眼動研究的繁榮時(shí)期即將來臨。隨著眼動記錄技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的完美結(jié)合，加之其它相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，眼動儀的造價(jià)已經(jīng)大幅度下降，這為運(yùn)動心理學(xué)眼動研究的廣泛開展提供了可能性。眼動儀的性能也有很大的改善，如眼動數(shù)據(jù)記錄精度和速度較之以前已經(jīng)有了較大的提高。

3 小結(jié)

傳統(tǒng)的關(guān)于運(yùn)動領(lǐng)域選擇性注意的研究方法雖然取得了很多成果，也存在一些不足，多以注意在體育活動中的作用和注意機(jī)制為主。很長時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動心理學(xué)對注意能力特征的研究，主要集中在運(yùn)動員注意的集中性維度上，研究方法以思辨、量表的回顧性調(diào)查和簡單試驗(yàn)測量為主，缺少對選擇性注意能力鮮活、互動特征較為真實(shí)反映的測量工具。大多數(shù)研究成果都是從對從事封閉式技能的運(yùn)動員調(diào)查中所獲得，缺乏在具體運(yùn)動場景中更接近于生態(tài)學(xué)效度的研究成果。

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，眼動方法與ERP方法相結(jié)合的途徑有效的改善了以上不足，不僅可以從行為反應(yīng)與神經(jīng)生理兩個角度上揭示研究問題的實(shí)質(zhì)，對同一問題的研究結(jié)果進(jìn)行相互的佐證，更可以從中發(fā)現(xiàn)新問題，使研究問題的深度和廣度能夠得到進(jìn)一步的拓展，在很大程度上提高了生態(tài)學(xué)效度。所以說眼動方法與ERP方法的結(jié)合為運(yùn)動過程中選擇性注意的即時(shí)加工研究提供了理想的方法和手段。

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TheMethodsandModelParadigmofSelectiveAttention

Zhang Lei，Yan Cangsong

(College of Physical Education,Dalian University,Dalian,116622，Liaoning,China)

The selective attention in the sports means a state that mental activity of the sport body the direction is various with action the technique completes the related incitement,and then make selective answer to it.By using literature,and inductive summing article overview concerning the research mode type and methods on selective attention,with the discussion how we can make different ways combined in selective attention study.

sports discipline;selective attention；model paradigm；methods

2010-10-26；

2010-11-20

張雷(1986-)，男，遼寧大連人，助教，研究方向：體育教育訓(xùn)練學(xué)。

G804.8

A

1672-1365(2011)03-0123-03