相持階段網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員擊球線路的知覺預(yù)判研究

上官戎，范 偉

（1.湖南師范大學(xué) 體育教學(xué)部，湖南 長沙 410081； 2.湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，湖南 長沙 410081）

不同的人們在認(rèn)知新事物的時(shí)候，頭腦中將事物的特征采用不同的方式來分析和辨別，這種思維認(rèn)知的能力構(gòu)成人類識別的基礎(chǔ)［1］。當(dāng)過去的一些現(xiàn)象出現(xiàn)或者類似的現(xiàn)象再次顯現(xiàn)時(shí)，如何快速地辨別、判斷和行動(dòng)，這些現(xiàn)象出現(xiàn)在我們的日常生活當(dāng)中，特別在體育競技運(yùn)動(dòng)過程中的技戰(zhàn)術(shù)的判斷和據(jù)此作出相應(yīng)變化的決策也是相當(dāng)重要的［2］。在競技體育領(lǐng)域，知覺預(yù)判是指運(yùn)動(dòng)員在激烈的運(yùn)動(dòng)對抗中，通過感知、觀察對手的技術(shù)動(dòng)作或相關(guān)信息，在大腦中進(jìn)行快速地識別、判斷，迅速作出動(dòng)作反應(yīng)（進(jìn)攻或防守）的信息加工過程［3］。良好的預(yù)判能力在高對抗性網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)中起著至關(guān)重要的作用。特別在網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)中的“相持階段”，運(yùn)動(dòng)的雙方都會想方設(shè)法在時(shí)間和空間上對對手進(jìn)行盡可能的壓迫和限制，運(yùn)動(dòng)雙方都必須在強(qiáng)大的時(shí)間壓力情景下迅速作出決策和行為，這就意味著雙方運(yùn)動(dòng)員必須具有從對手較少的先前行動(dòng)中判斷其未來行為意圖的能力。該過程通過視覺、聽覺等外部感受器傳遞到運(yùn)動(dòng)員的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，再經(jīng)過大腦綜合分析與加工，得出預(yù)判結(jié)論作出正確的行動(dòng)。

在對知覺預(yù)判的研究方面，許多研究者發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)專家預(yù)判具有顯著的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)為預(yù)判反應(yīng)速度快、準(zhǔn)確率高。如Jones（1978）通過使用時(shí)間阻斷技術(shù)對優(yōu)秀網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員和初學(xué)者預(yù)判發(fā)球落點(diǎn)的能力進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在擊球后l/8s 時(shí)定格的情況下，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員判斷發(fā)球落點(diǎn)的正確率比初學(xué)者好［4］。針對優(yōu)秀網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員預(yù)判的專業(yè)優(yōu)勢特征，運(yùn)動(dòng)心理學(xué)家做了大量的研究工作來解釋這一現(xiàn)象。Pherson（2000）研究優(yōu)秀女子網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的執(zhí)行反應(yīng)能力發(fā)現(xiàn)，優(yōu)秀女子網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員對動(dòng)作的預(yù)判反應(yīng)是因?yàn)樗齻兙哂袑?fù)雜、精細(xì)的動(dòng)作和對比賽情境的匹配的能力，而新手被試缺乏這種認(rèn)知匹配的能力［5］。Farrow 等（2012）對不同網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員發(fā)球落點(diǎn)的預(yù)判能力進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)遮蔽對手不同身體部位時(shí)，網(wǎng)球?qū)＜夷芤哉w的方式提取信息，且提取的信息比初學(xué)者提取的信息相關(guān)度高［6］。張怡，周成林（2012）研究了中國網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員擊球線路預(yù)判能力及ERP 特征研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)專家網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員在對手擊球前80ms 表現(xiàn)出明顯的反應(yīng)速度優(yōu)勢，在幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)上預(yù)判準(zhǔn)確性明顯高于新手［7］。

通過對文獻(xiàn)的梳理，可以發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)球?qū)＜翌A(yù)判能力與新手比較存在明顯的反應(yīng)速度優(yōu)勢，在預(yù)判準(zhǔn)確性上明顯高于新手。但是回顧前人的研究，研究者發(fā)現(xiàn)已有關(guān)于網(wǎng)球知覺預(yù)判的研究多是以發(fā)球動(dòng)作或最后一拍擊球動(dòng)作的視頻作為實(shí)驗(yàn)材料，這些實(shí)驗(yàn)材料忽視了“相持階段”中的重要信息，比賽中對“相持階段”的預(yù)判才是網(wǎng)球比賽中最重要的階段，這個(gè)過程中預(yù)判的好壞直接決定著比賽的進(jìn)程，所以“相持階段”才是整個(gè)比賽中最核心的環(huán)節(jié)?；诖?，本研究以網(wǎng)球比賽相持階段的視頻為實(shí)驗(yàn)材料，采用“專家—新手”研究范式，考查不同水平網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員在“相持階段”擊球線路的預(yù)判能力，探索優(yōu)秀網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員擊球線路預(yù)判過程的信息加工特征，為提高網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練方法提供理論依據(jù)。

一、方 法

1.被試

專家組：網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)專家（專業(yè)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員）20 名（男、女運(yùn)動(dòng)員各10 名，平均年齡17.2 歲），技術(shù)等級為5.5 以上（美國網(wǎng)球協(xié)會的評定標(biāo)準(zhǔn)）；新手組：湖南某高校網(wǎng)球校選課學(xué)生20 名（男、女生各10名，平均年齡19.5 歲）。被試均為右利手，身體健康無神經(jīng)系統(tǒng)疾病，沒有腦部損傷史，視力正?；虺C正后正常。實(shí)驗(yàn)完成后付給一定報(bào)酬。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用2（擊球線路：直線、斜線）×2（被試類型：專家組、新手組）混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，被試類型為被試間變量，擊球線路為被試內(nèi)變量。因變量：正確率、反應(yīng)時(shí)。

3.設(shè)備與材料

實(shí)驗(yàn)用一臺DELL 筆記本電腦，筆記本的CPU主頻為1.66GHz，操作系統(tǒng)為Windows XP。本實(shí)驗(yàn)刺激材料來自于2010～2013年法國網(wǎng)球公開賽女子單打比賽高清視頻，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕厝∠喑蛛A段比賽視頻片段，截取的視頻中即將打球的運(yùn)動(dòng)員在屏幕上方，要求視頻在擊球手擊球完成后80ms 時(shí)終止，每個(gè)視頻長度為3 000ms，經(jīng)教練員、運(yùn)動(dòng)員評估后最終篩選出60 段作為正式實(shí)驗(yàn)材料（avi 格式，25幀/s），所有材料由E-prime2.0 軟件編程隨機(jī)呈現(xiàn)。

4.實(shí)驗(yàn)過程

使用E-prime2.0 軟件編輯刺激呈現(xiàn)的程序，待被試準(zhǔn)備好后開始進(jìn)行練習(xí)實(shí)驗(yàn)。練習(xí)的目的是使運(yùn)動(dòng)員熟悉反應(yīng)的過程。練習(xí)的程序和上面提到的正式實(shí)驗(yàn)的程序一樣，只是練習(xí)程序中只包含10 次反應(yīng)。練習(xí)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，詢問被試是否存在問題，如果沒有問題，則實(shí)驗(yàn)開始。正式實(shí)驗(yàn)中，調(diào)整位置和坐姿，保證被試的雙眼與顯示器屏幕中心處在同一水平線上，并與顯示器相距80cm，被試將雙手的大拇指分別放在數(shù)字小鍵盤的“l(fā)”和“3”鍵，1 代表直線，3 代表斜線。實(shí)驗(yàn) 1 包含 120trials（60trials 重復(fù)一次），每個(gè) trial 中首先呈現(xiàn)注視點(diǎn)“+”200ms，然后呈現(xiàn)視頻刺激，視頻呈現(xiàn)的時(shí)間為3 000ms，最后呈現(xiàn)2 000ms 的空屏（見圖1）。被試的任務(wù)是視頻刺激呈現(xiàn)開始時(shí)做又快又好的反應(yīng)，如果被試預(yù)判運(yùn)動(dòng)員將做直線擊球則按“l(fā)”，將做斜線擊球則按“3”鍵，按鍵結(jié)束后會給一個(gè)反饋。在視頻刺激呈現(xiàn)完2 000ms 內(nèi)被試沒有作出反應(yīng)，并自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)trial。視頻刺激時(shí)隨機(jī)呈現(xiàn)的，實(shí)驗(yàn)共分為2 個(gè)blocks，每個(gè) block 包含 60trials，block 之間可以休息兩分鐘。

圖1 實(shí)驗(yàn)流程圖

5.數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)由E-pime2.0 軟件采集，并通過E-DataAid對反應(yīng)時(shí)和正確率的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理。然后采用SPSS17.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包對行為數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)測量方差分析。

二、結(jié) 果

以擊球線路為被試內(nèi)變量，組別作為被試間變量，分別以反應(yīng)時(shí)和正確率為因變量進(jìn)行重復(fù)測量方差分析。

正確率：方差分析結(jié)果顯示，擊球線路主效應(yīng)極顯著，F(xiàn)（1，34）=25.23，p<0.001，ηp2=0.43，被試組別主效應(yīng)極顯著，F(xiàn)（1，34）=150.65，p<.001，ηp2=0.82，整體上專家組判斷正確率顯著好于新手組，擊球線路與被試組別交互作用極顯著，F(xiàn)（1，34）=34.34，p<0.001，ηp2=0.50，進(jìn)一步簡單效應(yīng)分析，如圖2 新手組在判斷直線（M=0.32，SD=0.12）斜線（M=0.30，SD=0.15）的正確率上差異不顯著（t=0.49，p=0.63），另做單樣本t 檢驗(yàn)（與0.5 做比較），新手判斷直線及斜線的正確率顯著小于隨機(jī)概率（p<0.05），說明新手無論在判斷斜線還是直線上都缺乏正確判斷能力，專家組在判斷直線（M=0.59，SD=0.05）斜線（M=0.80，SD=0.10）的正確率上差異極顯著（t=10.56，p<0.01），說明專家在判斷斜線線路的精準(zhǔn)度優(yōu)于判斷直線，做單樣本t檢驗(yàn)（與0.5 做比較），專家判斷直線及斜線的正確率顯著高于隨機(jī)概率（p<0.001），說明專家無論在判斷直線還是斜線上都具有一定的判斷能力。

反應(yīng)時(shí)：方差分析結(jié)果顯示，擊球線路主效應(yīng)極顯著（F（1，34）=8.86，p<0.005，ηp2=0.21），被試組別主效應(yīng)極顯著（F（1，34）=178.12，p<0.001，ηp2=0.84），整體上專家組判斷時(shí)間顯著少于新手組，反應(yīng)時(shí)與被試組別交互作用極顯著（F（1，34）=23.42，p<0.001，ηp2=0.41），進(jìn)一步簡單效應(yīng)分析，如圖3 新手組在判斷直線（M=3 460.15，SD=250.34）斜線（M=3 513.21，SD=276.04）的反應(yīng)時(shí)上差異不顯著（t=1.16，p=0.26），另做單樣本t 檢驗(yàn)（與0.5 做比較），新手判斷直線及斜線的反應(yīng)時(shí)顯著小于隨機(jī)概率（p<0.5），說明新手無論在判斷斜線還是直線上判斷所需要的時(shí)間，專家組在判斷直線（M=2 356.05，SD=323.95）斜線（M=2 133.35，SD=308.46）的反應(yīng)時(shí)上差異極顯著（t=6.55，p<0.001），說明專家在判斷斜線線路的反應(yīng)時(shí)小于判斷直線，做單樣本t 檢驗(yàn)（與0.5 做比較），專家判斷直線及斜線的反應(yīng)時(shí)顯著高于隨機(jī)概率（p<0.5），說明專家無論在判斷直線還是斜線上所需的時(shí)間都短。

圖2 本研究被試擊球線路的正確率示意圖

圖3 本研究被試擊球線路的反應(yīng)時(shí)示意圖

三、討 論

網(wǎng)球?qū)＜医M在判斷直線和斜線方面成績都顯著好于新手組，結(jié)果說明專家通過長期系統(tǒng)的專業(yè)訓(xùn)練，具備了新手所未具備的知覺預(yù)判能力，從而表現(xiàn)出顯著的預(yù)判優(yōu)勢，這與 Jones（1978）、Jin（2011）、張怡與周成林（2012）、王小春與周成林（2012）等的研究結(jié)果也一致。

本研究還發(fā)現(xiàn)：新手組對直線和斜線的判斷正確率和反應(yīng)時(shí)都不存在差異，專家組對直線和斜線的判斷正確率和反應(yīng)時(shí)都存在差異。研究結(jié)果表明：由于新手組根本沒有形成正確的知覺預(yù)判，根本不能判斷擊球線路到底是直線還是斜線，所以判斷直線和斜線的正確率和反應(yīng)時(shí)都不存在差異；但是，網(wǎng)球?qū)＜医?jīng)過大量的專業(yè)化訓(xùn)練，在網(wǎng)球相持階段具備了較強(qiáng)的預(yù)判能力，從而表現(xiàn)出對直線和斜線預(yù)判上有差異。但為什么網(wǎng)球?qū)＜以谥本€和斜線上的判斷會產(chǎn)生差異？通過調(diào)查與分析我們發(fā)現(xiàn)有四個(gè)方面的原因：第一，球網(wǎng)。網(wǎng)球場的球網(wǎng)高度是中間低（91.4 厘米），兩邊高（1.07 米）。這就意味著擊打直線球要有更高的過網(wǎng)高度才能保證不下網(wǎng)，才會減少擊球下網(wǎng)的非受迫性失誤。第二，球的飛行距離。網(wǎng)球場的直線距離為23.77 米，理論上的斜線距離為25.15 米，所以斜線長而不容易出界。第三，從技術(shù)上來說擊打直線和斜線的動(dòng)作是有區(qū)別的，擊直線球比擊斜線球難度要大。一般情況下，擊打直線的擊球的點(diǎn)要明顯晚于擊打斜線，高水平網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員現(xiàn)在越來越注重?fù)羟驎r(shí)間的把握來控制擊球的線路，經(jīng)過長時(shí)間的訓(xùn)練，造成專家判斷斜線比判斷直線成績要好，需要的時(shí)間短而且準(zhǔn)確高。第四，從戰(zhàn)術(shù)上來說，擊打直線運(yùn)動(dòng)員防守跑動(dòng)的距離和防守的區(qū)域比打斜線防守跑動(dòng)距離和防守的區(qū)域都要長或大得多，所以在比賽的相持階段網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員大多是擊打很深的斜線球，主動(dòng)擊打直線球的概率要比擊打斜線少得多，經(jīng)過長時(shí)間的專業(yè)化訓(xùn)練，造成專業(yè)運(yùn)動(dòng)員對斜線的判斷也會好于對直線的判斷，這一論斷也可以從經(jīng)驗(yàn)學(xué)說得到解釋。該假說強(qiáng)調(diào)專項(xiàng)知識經(jīng)驗(yàn)的積累是運(yùn)動(dòng)專家認(rèn)知優(yōu)勢形成的主要原因。如French 等人（1999）研究發(fā)現(xiàn)，籃球運(yùn)動(dòng)員的控制球能力與決策準(zhǔn)確性經(jīng)過一段時(shí)間的訓(xùn)練可以顯著提高，假說強(qiáng)調(diào)專項(xiàng)知識經(jīng)驗(yàn)的積累是運(yùn)動(dòng)專家認(rèn)知優(yōu)勢形成的主要原因，從另外一個(gè)方面也可以佐證本研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：網(wǎng)球?qū)＜以陬A(yù)判上的優(yōu)勢是長期專項(xiàng)認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)的積累，造成專家在預(yù)判斜線成績上好于直線成績。

四、結(jié) 論

通過考查專家、新手網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員在相持階段對擊球線路的預(yù)判能力，探索優(yōu)秀網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員在相持階段信息加工的特點(diǎn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：一是網(wǎng)球?qū)＜医M在比賽相持階段預(yù)判擊球線路時(shí)能較早把握時(shí)機(jī)，行為特征表現(xiàn)快又準(zhǔn)確，對擊球線路的預(yù)判正確率和反應(yīng)時(shí)都比新手高；二是新手組在斜線、直線判斷上正確率和反應(yīng)時(shí)都不存在差異；三是專家組對直線和斜線的判斷正確率和反應(yīng)時(shí)都存在差異，對斜線的判斷顯著好于直線。研究結(jié)果支持了“網(wǎng)球?qū)＜疫\(yùn)動(dòng)員具有認(rèn)知預(yù)判優(yōu)勢”這一假設(shè)。

［1］郭法奇.人的發(fā)展與教育：幾個(gè)基本問題的思考［J］.湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)報(bào)，2014，（2）：17-21.

［2］范運(yùn)祥，舒 根，馬衛(wèi)平.教師教育信息化與體育信息素養(yǎng)的提升［J］.湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)報(bào)，2013，（1）：57-59.

［3］POULTON，E.C..On prediction in skilled movements［J］.Psychological Bulletin，1957，（54）：467–478.

［4］Jones，C.M.， & Miles，T.R.Use of advance cues in predicting the flight of a lawn tennis ball［J］.Journal of Human Movement Studies，1978，（4）：231-235.

［5］PHERSON，M.C，SUE.L..Expert-novice differences in planning strategies during collegiate singles tennis competition［J］.J Sport Psycho，2000，（1）：39-62.

［6］Farrow，D.REID.M.The contribution of situation probability information to anticipatory skill［J］.J Sci Med Sport，2012，（15）：368-373.

［7］張 怡，周成林.網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員擊球線路預(yù)判能力及ERP 特征研究［J］.體育科學(xué)，2012，（12）：24-35.