我國運動視覺搜索研究回顧與展望

呂中凡 史鵬

摘要：我國運動視覺搜索研究大致可以分為三個階段：一是1987—2000年初步探索階段，二是2001—2010年高速發(fā)展階段，三是2011至今平穩(wěn)發(fā)展階段?！把蹌印薄把蹌犹卣鳌薄斑\動員”節(jié)點體積較大，為該領域最為主要的研究方向。當前該領域以運動員、教練員、裁判員的視覺搜索特征為主要研究課題，并且關于教練員和裁判員的研究相對較少;在對于運動員的研究中大多采用閉合性技能進行研究，實驗眼動素材大多為圖片形式，研究范式為“專家—新手”，缺乏生態(tài)學效度。

關鍵詞：運動視覺;視覺搜索特征;眼動特征;計量分析

中圖分類號：G804.8文獻標識碼：A文章編號：1009-9840（2019）02-0036-06

Abstract：This paper made a quantitative analysis of the literature in the field of sports visual search in China， and obtains that： 1） The research of sports visual search in China can be roughly divided into three stages： the initial exploration stage from 1987 to 2000， the high-speed development stage from 2001 to 2010， and the stable development stage from 2011 to the present. 2） Through co-occurrence analysis of keywords， it is concluded that "eye movement"， "eye movement characteristics" and "athlete" nodes are relatively large， which is the most important research direction in this field. 3） Through mathematical analysis of the literature， it is found that the main research topic in this field is the visual search characteristics of athletes， coaches and referees， and there is relatively little research on coaches and referees. In the study of athletes， most of them used closed skills， while the experimental eye movement materials were mostly in the form of pictures， and the research paradigm was "expert-novice" and lacked ecological validity.

Key words：motor vision; visual search features; eye movement characteristics; quantitative analysis

1研究方法

1.1文獻來源

以“運動視覺”“眼動”“視覺搜索”為主題詞或關鍵詞，檢索學科為“體育”，檢索未設時段上限，檢索時間為2018年12月11日，在中國知網(wǎng)CNKI進行檢索，共檢索該領域文獻295篇。

1.2文獻計量分析

借助于中國知網(wǎng)內(nèi)部計量可視化分析軟件，對檢索文獻的發(fā)文量總體趨勢、關鍵詞進行計量統(tǒng)計分析，以研究我國運動視覺搜索發(fā)展的發(fā)展階段和研究熱點和研究趨勢。依據(jù)文獻類型進行梳理，對該領域研究內(nèi)容、研究方法進行歸納整理，在此基礎之上對我國學者的研究成果、研究動態(tài)以及該領域存在問題進行闡述。

2我國運動視覺搜索研究發(fā)文量趨勢

對知網(wǎng)所檢索的文獻進行計量可視化分析，得到發(fā)文量總體趨勢圖（見圖1），通過趨勢圖可以得出以下結論：1）從發(fā)文量整體上講，我國運動視覺搜索的研究相對較少，每年該領域的發(fā)文量較少;2）我國運動視覺搜索研究大致可以分為三個階段：一是1987—2000年運動視覺搜索研究的初步探索階段，二是2001—2010年運動視覺搜索研究的高速發(fā)展階段，三是2011至今運動視覺搜索研究的平穩(wěn)發(fā)展階段。圖1我國運動視覺搜索的發(fā)文量總體趨勢1987年，我國學者李章育[4]在《試論籃球技術的程序教學》中指出動作示范的目的是為了培養(yǎng)學生觀察動作的能力，對所學技術動作形成直觀感知印象，通過運動視覺，建立比較清楚的動作概念。這是我國體育工作者對運動視覺的初步研究。體育領域真正開始運動視覺搜索研究的是閆國利、白學軍[5]（1997）的《眼動記錄法在國外運動心理學研究中的應用》，主要梳理了眼動記錄法在籃球、足球、網(wǎng)球、冰球、拳擊、體操、鉛球等運動項目中的研究成果。此期間，運動視覺剛剛傳入我國，我國體育領域?qū)\動視覺搜索的研究相對于心理學來說更是相對較晚，且主要是梳理國外文獻以及借視覺提高動作表象，所以，我國體育領域運動視覺搜索的研究起步較晚并且發(fā)展比較緩慢，處于運動視覺的初步探索以及艱難起步階段。

經(jīng)過了上世紀80-90年代對運動視覺搜索的初步探究之后，我國運動視覺搜索研究進入了起步階段。2001—2005年，運動視覺搜索發(fā)文量緩慢增長，并且研究逐漸偏向于實踐，探索足球、籃球、跆拳道、自行車運動員的視覺能力和眼動特征。為迎接2008年北京奧運會，我國于2006年開始出現(xiàn)大量與運動視覺搜索有關的研究與服務，并且溫州醫(yī)科大學成立了針對運動員視覺研究的實驗室——“運動視覺實驗室”，主要目的針對運動員進行運動視覺保健，矯正運動員功能不足，強化與運動相關的“手—眼—腦”協(xié)調(diào)能力等視功能，幫助運動員提高競技成績[6]。第8屆全國運動心理學學術會議中李京誠、徐守森、張森等人對體育運動心理領域眼動研究的文獻進行回顧整理，指出當時文獻研究的研究課題、研究范式、實驗材料、觀察指標的研究趨勢與存在不足[7]，在會上激起了強烈的反響，呼吁我國體育運動心理領域?qū)＜抑匾曔\動視覺搜索的重要性，自此我國運動視覺搜索的研究開始呈現(xiàn)高速發(fā)展階段。

2011年至今，我國運動視覺搜索研究的發(fā)文量趨勢一直呈波浪式平穩(wěn)發(fā)展的趨勢。期間共發(fā)文221篇，占所有文獻的74.92%，其中核心論文有60篇，占這一階段文獻的27.15%，碩博論文有61篇，占這一階段文獻的27.60%。2011年，我國趙洪朋[8]、吳紅雨[9]等在Proceedings of the 2011 Second International Conference on Education and sports Education做出成果展示，這是我國運動視覺搜索領域首次將研究成果在國際舞臺上進行交流，也是國際對我國在該領域研究成果的認可。同時，我國召開了第9～11屆全國體育科學大會，大會致力于發(fā)展我國運動視覺方面的研究，會議收納論文摘要26篇，推動了我國在該領域的研究。另外，體育領域運動視覺搜索研究在全國心理學學術會議上進行成果交流，也有力地推動了該領域的不斷發(fā)展。

3我國運動視覺搜索研究熱點

所謂“研究熱點”是隨著學科發(fā)展的變遷而變遷的一個動態(tài)的量，它反映了某一段時間該學科的研究人員對一些特定問題的關注程度[10]。研究熱點的出現(xiàn)通常表現(xiàn)為某一特定時期某一領域出現(xiàn)大量相同研究主題的文章，相應研究主題的關鍵詞出現(xiàn)的頻率隨之增多。一般文章的關鍵詞是作者自主針對文章重點提取出的元素，直接反映作者對論文核心的歸納，而高頻關鍵詞更是反映了學科領域的熱點和發(fā)展方向[11]。在文獻計量學對研究熱點的研究中往往使用關鍵詞作為重要指標。2 個或者多個關鍵詞同時出現(xiàn)在 1 篇文獻中，就稱這 2 個或多個關鍵詞共現(xiàn)，關鍵詞共現(xiàn)分析是通過關鍵詞之間的共現(xiàn)關系，挖掘更深層次的信息，揭示某一學術領域的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和趨勢[12]。因此，本研究對我國運動視覺搜索文獻出現(xiàn)頻率前30的關鍵詞進行梳理，以便把握該領域的研究熱點。

表1顯示，對我國運動視覺搜索研究領域中出現(xiàn)頻次前30的關鍵詞進行梳理，出現(xiàn)頻次大于10（包含10）次的關鍵詞有13個，出現(xiàn)頻次大于15（包含15）次的關鍵詞有6個，分別是視覺搜索、眼動、眼動特征、運動員、預判、運動決策。通過這些關鍵詞可以把握我國運動視覺搜索研究熱點：通過對不同項目運動員眼動指標進行測量與評價，掌握運動員的視覺搜索模式、預判能力和決策水平，用以探討運動員的認知加工特征。例如肖坤鵬[13]等人的《發(fā)球方式對排球運動員視覺搜索特征影響的研究》，解繽、于新彥[14]的《不同水平羽毛球運動員后場球落點判斷過程直覺性決策的眼動特征分析》，王明輝等人的《籃球運動員運動決策準確性和速度差異性的眼動研究》等。

表1我國運動視覺研究排名前30的關鍵詞分布序號關鍵詞頻次所占比例（%）1視覺搜索6917.042眼動5513.583眼動特征389.384運動員235.685預判174.206運動決策153.707運動視覺133.218知覺預測122.969運動心理學122.9610乒乓球112.7211ERP102.4712事件相關電位102.4713羽毛球102.4714反應時92.2215排球92.2216排球運動員71.7317決策71.7318眼動儀71.7319籃球運動員71.7320足球71.7321工作記憶71.7322神經(jīng)機制61.4823預測能力61.4824網(wǎng)球61.4825跆拳道運動員61.4826網(wǎng)球運動員61.4827運動表現(xiàn)51.2328乒乓球運動員51.2329信息加工51.2330羽毛球運動員51.23總計—405100.00

通過繪制關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖譜反映關鍵詞之間的關系，以分析當前我國運動視覺搜索研究的熱點問題。借助于知網(wǎng)內(nèi)部計量可視化分析軟件，對我國運動視覺搜索研究295篇文獻進行關鍵詞共現(xiàn)分析，通過節(jié)點過濾，刪除頻次小于5次的關鍵詞，以表1關鍵詞為高頻關鍵詞并繪制關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖譜，得到圖2。

圖譜中每一個圓形節(jié)點代表一個關鍵詞，圓形節(jié)點的大小表示關鍵詞出現(xiàn)頻率的高低，節(jié)點間連線的粗細程度則表示關鍵詞之間共現(xiàn)頻率系數(shù)的高低[16]。在圖2我國運動視覺搜索研究文獻關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖譜中可以得知：圖譜共生成18個節(jié)點，33條連線，表明我國運動視覺搜索研究領域形成一個初具規(guī)模的學術研究網(wǎng)絡，“眼動”“眼動特征”“運動員”節(jié)點體積較大，為該領域最為主要的研究方向。通過關鍵詞臨近節(jié)點分析，可以發(fā)現(xiàn)我國運動視覺搜索研究主要集中在以下幾個領域：1）不同項目運動員眼動特征的研究;2）通過事件相關電位（ERP）技術對運動員的視覺搜索進行研究;3）通過眼動指標測量運動員的運動決策和知覺預測能力;4）眼動儀在視覺搜索研究中的應用;5）眼動在運動心理學中的應用。

4我國運動視覺搜索研究現(xiàn)狀

4.1運動視覺搜索的主要研究對象

自進入21世紀之后，我國運動視覺搜索研究在運動心理學領域逐漸展開，發(fā)文量也呈現(xiàn)逐漸增長的趨勢，而在此領域的研究也逐漸變得多樣化，這首先體現(xiàn)在研究對象上。當前該領域以運動員、教練員、裁判員的視覺搜索特征為主要研究課題。

4.1.1運動員的視覺搜索特征

在諸多運動項目中，尤其是技能主導類項群項目要求運動員在不斷變化的環(huán)境中持續(xù)搜集有效信息，做出正確的運動決策，采取相應的反應動作。在實際運動實踐中，運動員做決策時首選的是視覺信息，利用視覺辨別自己與對手的位置以及動作預演趨勢，因此，對視覺信息的有效采集與處理對運動員動作的完成以及戰(zhàn)術的配合具有重要意義。張忠秋（2001）等通過對自行車專家-新手范式的眼動實驗對比研究，發(fā)現(xiàn) 2組受試者在專項信息加工特征上有顯著差異，專家組在對專項內(nèi)容的注視時間、注視頻率、注視部位、注視順序等專項信息加工方面都有顯著表現(xiàn)。張運亮（2005）等采用ASL504型眼動儀對后衛(wèi)位置男子籃球運動員和普通大學生在注視籃球比賽實景圖片時的眼動特征進行研究，結果發(fā)現(xiàn)：籃球后衛(wèi)運動員具有較高的專項信息加工效率;在注視籃球比賽實景圖片時籃球后衛(wèi)運動員較普通大學生具有更為合理的注視分配和注視模式。張森、李京誠（2008）應用iViewX頭盔式眼動儀對中學生棒球練習者與普通中學生注視棒球投球視頻的眼動特征進行比較，結果發(fā)現(xiàn)：2組被試的注視時間、注視次數(shù)、出手追球差及主要注視位置等均存在顯著差異，而投球方式對各指標的影響則沒有顯著性差異。王麗巖（2012）等以10名乒乓球?qū)I(yè)運動員為被試，以乒乓球發(fā)球片段為運動情境，結合雙眼視差成像原理的偏正光技術在實驗室形成立體環(huán)境為素材，對專業(yè)運動員的視覺搜索特征進行實驗研究，同時進行平面視覺和立體視覺條件下運動員視覺搜索特征的比較研究。結果表明：在不同視覺條件下，乒乓球運動員的視覺搜索特征和操作績效存在差異。在立體視覺成像條件下乒乓球運動員接發(fā)球落點的判斷反應快，且運動員的采用了注視次數(shù)少、視覺搜索頻率快、注視分配和注視軌跡更傾向于集中的搜索模式。 吳殷（2016）等通過不同時間阻斷點、放映速度的足球罰點球視頻分析不同水平運動員的預測能力和中樞資源占用程度，發(fā)現(xiàn)在觸球瞬間，運動員組預測準確率較非運動組高。

眼動記錄法廣泛運用于足球、籃球、排球、乒乓球、羽毛球、網(wǎng)球、體操、田徑、散打、自行車等運動項目中，對運動員的眼動特征進行分析，研究運動員視覺搜索與信息處理的能力。在技能主導類同場對抗性項群以及格斗對抗性項群的研究中，大多采用閉合性場景進行研究。由于閉合性運動技能的環(huán)境刺激相對穩(wěn)定，運動員可以不需要通過獲取周圍刺激信息對運動技能進行選擇，可以通過預先設計完成運動動作;而開放性的運動技能由于環(huán)境周圍的刺激因素在時刻變換，需要運動員隨著外部環(huán)境的變換不斷轉(zhuǎn)換運動動作[22-23]。而這些運動技術的完成大多是在開放性場景下完成的，所以接下來的研究應提高實驗的生態(tài)效度，在開放性場景的條件下對運動員的視覺搜索特征進行研究。

4.1.2教練員的視覺搜索特征

教練員對運動訓練監(jiān)控起到重要作用，在運動員練習過程中通過觀察運動員完成動作的優(yōu)劣，進而提供有效的信息反饋，所以對教練員觀察運動員完成技術動作的過程的視覺搜索特征尤為重要。通過探索教練員的視覺搜索特征，構建教練員的關注模式，以提高教練員的觀察能力和指導水平，進一步提高運動員的訓練水平。通過計量可視化分析得知我國并沒有文獻提及過此類研究，建議體育工作者以后加強該領域的研究。

4.1.3裁判員的視覺搜索特征

在競技體育領域中，裁判員水平的高低直接影響運動員技術、戰(zhàn)術的發(fā)揮，也直接影響比賽的效果。裁判員在執(zhí)裁時一定要公平、公正，而公平、公正的前提是判斷準確，要想判斷準確就要看得準確。所以，對裁判員執(zhí)裁時的眼動特征進行分析有助于掌握其視覺搜索模式，有助于競技體育項目判罰的客觀性和準確性。蔡賡[24]等運用角膜反射技術，測定注視點停留次數(shù)、停留時間以及移動速度等指標，揭示女子跳馬運動評分時裁判員的注視運動特征及不同等級裁判員注視運動的變化規(guī)律，實驗結果在一定程度上表明了隨著裁判水平的提高，評分趨向于更接近運動員的實際得分，驗證了高水平裁判員的評分比低水平裁判員的評分更為正確，其客觀性更強;但在對每次評分的平均注視次數(shù)和注視時間進行比較后發(fā)現(xiàn)，各組之間無顯著差異。是否由于裁判員的經(jīng)驗左右評分的結果而導致視覺信息對其認知加工影響不大？在接下來對裁判員的視覺搜索研究中，應亟待解決此方面的問題。

4.2運動視覺搜索的主要研究方法

眼動記錄法是指利用眼動記錄儀記錄和分析人們在注視過程中的各項眼動指標，并以此揭示人們的心理加工過程和規(guī)律的一種研究方法。眼動儀正是專門探索人的視覺搜索能力和信息加工過程的工具。隨著科技的不斷發(fā)展，眼動儀的功能得到不斷的完善，現(xiàn)今眼動儀已經(jīng)可以實現(xiàn)對視頻的分析處理，眼動實驗素材可以根據(jù)真實比賽場景進行還原拍攝，由此實驗研究生態(tài)學效度得到了很大程度的提升[25]。但是目前國內(nèi)的研究主要是采用圖片形式作為刺激材料呈現(xiàn)給被試，而這種材料是靜止的，被試者進行決策時沒有任何場景和動態(tài)畫面的借鑒，從而進行決策時收到個人主觀因素的影響。另外，運動員通常所面對的是真是的運動場景，只有在運動場景下運動員才能做出恰當?shù)呐袛?。因此圖片形式的眼動研究降低了實驗的生態(tài)學效度。

4.3運動視覺搜索的主要研究范式

在運動心理學領域最近幾年的運動視覺搜索研究中，大多數(shù)采用“專家—新手”的研究范式。這種研究范式主要是考察新手和專家之間在注視次數(shù)、注視持續(xù)時間和掃描軌跡等眼動指標之間的差異，有利于找到一種高效、實用的注視模式，對于培養(yǎng)和提高新手的業(yè)務水平具有重要的實際意義[25]。在以往的研究中對于“專家組”和“新手組”的界定比較模糊，有研究以健將級別運動員作為專家組，有研究一級或二級運動員作為專家組，有研究以二級運動員作為新手組，有研究以在校大學生作為新手組，于是導致研究結果差異性較大。所以本研究建議運動視覺搜索領域?qū)τ趯＜液托率肿龀雒鞔_規(guī)定，以方便研究準確有效進行?；蛱接懖煌\動等級運動員的眼動特征以研討他們的視覺搜索模式，以衡量他們的運動認知。另外，國內(nèi)尚沒有采用“男—女”研究范式對比同一運動項目男、女運動員的視覺搜索特征，以后可以以此為突破口進行研究。

5結語

我國運動視覺搜索研究于20世紀90年代起步，在近幾年成為重要研究熱點，即通過對不同項目運動員眼動指標進行測量與評價，掌握運動員的視覺搜索模式、預判能力和決策水平，用以探討運動員的認知加工特征。當前該領域以運動員、教練員、裁判員的視覺搜索特征為主要研究課題，并且關于教練員和裁判員的研究相對較少。在對于運動員的研究中大多采用閉合性技能進行研究，實驗眼動素材大多為圖片形式，研究范式為“專家—新手”，缺乏生態(tài)學效度。

基于此，本研究提出相關建議：1）在技能主導類同場對抗性項群以及格斗對抗性項群的研究中，接下來的研究應提高實驗的生態(tài)效度，在開放性場景的條件下對運動員的視覺搜索特征進行研究。2）重視對教練員和裁判員的眼動特征的研究，以提高訓練監(jiān)控過程和判罰公平原則。3）眼動實驗素材可以根據(jù)真實比賽場景進行還原拍攝，采用視頻素材形式進行眼動研究。4）運動視覺搜索領域應對于專家和新手做出明確規(guī)定，以方便研究準確有效進行，或探討不同運動等級運動員的眼動特征以研討他們的視覺搜索模式，以衡量他們的運動認知。5）采用“男—女”研究范式對比同一運動項目男、女運動員的視覺搜索特征，可以作為未來研究方向。

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