視頻模擬訓練對新手散打運動員預(yù)判準確率和反應(yīng)時的影響

孫文芳,王 斌,買 佳

預(yù)判能力是指在行動之前識別其他運動員行為結(jié)果的能力[1]。散打項目比賽中的攻防轉(zhuǎn)換極為快速、頻繁,戰(zhàn)機稍縱即逝,運動員必須在極短的時間內(nèi)根據(jù)場上的變化,做出準確快速的反應(yīng),這就要求運動員除了具備良好的身體素質(zhì)和動作技能外,還必須具有良好的預(yù)判能力,預(yù)判能力是保證散打運動員做出快速、準確反應(yīng)的前提[2]。對于散打項目而言,預(yù)判能力訓練是相對較新的課題,關(guān)于采取哪種訓練方法更為有效?基于實驗室的訓練效果能不能遷移到真實運動情景中?這些問題尚未得到回答。本研究針對上述問題,采用視頻分析技術(shù),探討了不同訓練方法對新手散打運動員預(yù)判能力和反應(yīng)時的影響以及實驗室訓練的遷移效果,為專項知覺認知技能訓練的推廣提供理論依據(jù)。本文的研究假設(shè)(1):視頻模擬訓練可以提高新手散打運動員的預(yù)判準確率,減少反應(yīng)時間;(2)實驗室取得的訓練效果能夠遷移到現(xiàn)實運動情境中。

訓練材料的組織結(jié)構(gòu)可能會影響訓練效果。根據(jù)情景干擾(Contextual Interference)理論,涉及多種任務(wù)的隨機練習,具有較高的情景干擾,而按組塊排序的訓練內(nèi)容,具有較低的情景干擾,高CI訓練后,延遲記憶階段的表現(xiàn)較好。與組塊練習相比,隨機訓練組在訓練過程中的改進較少,但可以更大地促進技能的保留與遷移[3]。根據(jù)該理論假設(shè),研究設(shè)計了不同組織結(jié)構(gòu)的訓練材料,考察情景干擾效應(yīng)對技能獲得的影響。本文的研究假設(shè)(3):情景干擾效應(yīng)對訓練效果有顯著影響,即隨機組的訓練效果顯著優(yōu)于組塊組。

1 研究方法

1.1 被試

被試總共包括30名新手散打運動員,平均年齡為(15.27±0.94) 歲,訓練年限(1.7±1.2)年,每周訓練時間為18 h左右。30名被試被隨機分為隨機訓練組、組塊訓練組和對照組,每組各10名運動員。所有被試身體健康,無精神疾病,之前未接受過知覺認知技能訓練和任何指導。該實驗是在征得教練員同意的條件下進行的,由教練員統(tǒng)一安排訓練時間,所有被試自愿參加本次實驗,實驗前24 h未飲酒或服藥。

1.2 實驗材料

1.2.1 測試材料

采用專業(yè)高清攝像機從第一人稱視角,以每秒50幀的速度記錄2名專業(yè)運動員的進攻動作。視頻在體育館進行錄制,相機架在1.65 m高處,距離運動員2.0 m左右,攝像機位置模擬了真實陪練情況下運動員的視線水平和距離。正式錄制時,運動員面對鏡頭,采取準備姿勢,然后針對站在攝像機位置的虛擬對手執(zhí)行進攻動作。進攻動作包括拳法(直拳、擺拳)進攻和腿法(鞭腿、踹腿)進攻。視頻采集完后,采用Adobe Premier CS 6軟件剪輯視頻,每段視頻持續(xù)1 000～3 000 ms,在運動員進攻動作啟動前120 ms處進行暫停。選取48段視頻(每類動作12個)作為測試材料,其中16段視頻用于前測,16段視頻用于后測以及16段視頻用于延遲測試。將剪輯好的視頻用Matlab軟件編輯成測試程序。

1.2.2 訓練材料

訓練材料的采集內(nèi)容、采集方法和采集過程同1.2.1(訓練材料是重新拍攝和剪輯的視頻)。采用Adobe Premier CS 6軟件將每段訓練材料剪輯成兩份,第一份材料每段視頻持續(xù)2 000～3 000 ms,在運動員進攻動作啟動前120 ms處進行暫停。第二份材料每段視頻持續(xù)2 000～4 000 ms,不進行時間屏蔽,完整展現(xiàn)運動員的進攻動作(主要用于向被試反饋信息。)共剪輯240段視頻用于訓練(第一份材料120份,第二份材料120份),每個動作(直拳、擺拳、鞭腿、踹腿)包括60段視頻。

1.3 實驗程序

1.3.1 測試程序

測試內(nèi)容包括實驗室測試和現(xiàn)場測試,實驗室測試包括3個階段,分別是實驗前測試、實驗后測試和延遲測試,現(xiàn)場測試包括實驗前測試和實驗后測試。

實驗室測試:實驗前測試,先要求被試填寫個人基本信息(包括姓名、性別、年齡、訓練年限等)。然后向被試講解實驗任務(wù)和測試要求:“下面會給大家觀看一段散打視頻(約1～3 s),在觀看視頻時,請您認真觀察運動員的動作,視頻播放完后,您需要預(yù)判運動員接下來要采取的進攻動作?(如直拳、擺拳、鞭腿、踹腿),并進行相應(yīng)動作反應(yīng)。如果認為對方將要采取直拳進攻,請您出‘直拳’示意……,您的反應(yīng)時間為3 s,3 s內(nèi)未做出動作反應(yīng),視為反應(yīng)錯誤,請您放松心情,認真測試?！毕虮辉囍v解完實驗要求后,給予被試2 min的時間熟悉任務(wù)。正式測試時,將視頻材料投影到1.71 m×1.74 m的地拉幕布上,運動員站于幕布前,距離屏幕約2.0 m左右,做好準備姿勢,一臺高清攝像機位于被試右后方,記錄被試的動作反應(yīng)。測試流程見圖1。 完成該項測試大約需要10 min。實驗后測試和延遲測試與實驗前測試程序一樣,只是視頻內(nèi)容不同。

圖1 實驗室測試程序流程

現(xiàn)場測試:在體育館進行測試,測試前向被試講解實驗要求:“下面我們將要進行預(yù)判能力現(xiàn)場測試,請您根據(jù)對方的移動預(yù)判對手即將采取的進攻動作,并做出相應(yīng)動作反應(yīng),如果認為對方將要采取直拳進攻,請您出‘直拳’進行反應(yīng)……,需要注意的是,您必須在對方完成動作之前進行反應(yīng),如果是在對方動作完成后進行反應(yīng),視為反應(yīng)錯誤。下面我們先進行3個練習,隨后進入正式測試。”正式測試時,運動員與被試采取準備姿勢相對站立(該運動員為視頻訓練中的運動員),運動員根據(jù)實驗要求隨機采取進攻動作。被試必須在運動員動作完成之前進行動作反應(yīng),如果被試是在運動員動作完成后進行反應(yīng),則視為反應(yīng)錯誤。測試時,一臺高清攝像機架在運動員側(cè)方,記錄實驗過程。采用視頻分析技術(shù)分析被試的預(yù)判準確性和預(yù)判反應(yīng)時(預(yù)判準確性:被試的動作與運動員的動作一致為預(yù)判正確,記1分,被試與運動員的動作不一致為錯誤,記0分。預(yù)判反應(yīng)時:運動員動作啟動時到被試做出明顯反應(yīng)動作之間的時間,以毫秒計算)。測試動作為16段,完成該測試大約需要10 min,后測與此相同。

1.3.2 訓練程序

前測驗之后,實驗組和對照組進入訓練階段,每周訓練3次,持續(xù)兩周。

隨機訓練組:將20段進攻視頻(包括直拳、擺拳、鞭腿、踹腿)隨機編排,每段視頻在運動員采取動作進攻前120處進行暫停,然后要求被試預(yù)判對方接下來的動作,并快速進行動作反應(yīng)。當被試給出動作反應(yīng)后,向被試展現(xiàn)完整視頻,在給予結(jié)果反饋的同時并進行口頭指導。完成該訓練大約需要15 min。

組塊訓練組:將20段進攻視頻按組塊的形式進行排列,每類進攻動作排列在一起(如AAA,BBB)。組塊組訓練流程與隨機訓練組相同,只是材料組織形式與隨機組不同。

對照組:對照組完成每項測試,并與實驗組進行相同的常規(guī)訓練計劃,保證所有被試有等量的身體鍛煉。為了避免安慰劑效應(yīng),在知覺認知技能訓練階段,每周安排對照組觀看2次散打比賽視頻,以進一步確定運動員知覺認知技能的改善是由訓練所致。

1.4 統(tǒng)計分析

采用SPSS 26.0軟件進行重復(fù)測量方差分析,考察不同訓練方法對運動員預(yù)判能力和反應(yīng)時的影響,當不滿足球形假設(shè)時,采用Greenhouse-Geisser方法進行校正。采用偏Eta方計算效應(yīng)量,顯著性水平α= 0.05。

2 研究結(jié)果

2.1 實驗室測試中散打運動員的預(yù)判準確率

2.2 實驗室測試中散打運動員的預(yù)判反應(yīng)時

表1 實驗室測試中運動員的預(yù)判準確率和反應(yīng)時 (X±S)

2.3 現(xiàn)場測試中運動員的預(yù)判準確率

表2 現(xiàn)場測試中運動員的預(yù)判準確率和反應(yīng)時(X±S)

2.4 現(xiàn)場測試中運動員的預(yù)判反應(yīng)時

3 討論

3.1 視頻模擬訓練可以提高新手散打運動員的預(yù)判能力,對反應(yīng)時無影響

研究顯示,短期(2周)的知覺認知訓練可以提高新手散打運動員的預(yù)判能力,對反應(yīng)時無顯著影響。研究假設(shè)1得到部分支持,該研究結(jié)果與以往研究結(jié)果相似[4-5]。一個合理的解釋是,視頻模擬訓練促進了運動員信息提取和加工的效率,預(yù)判能力訓練可以看作是一個不斷更新和完善的過程,視頻模擬訓練能夠提供可觀察的、準確的和相關(guān)的反饋[6],增加了運動員的感知經(jīng)驗[7],再結(jié)合口語指導(提醒被試注意先行線索和最后動作之間的聯(lián)系),提高了運動員的知覺分化水平及知覺敏感性,使運動員在刺激與反應(yīng)之間形成一種穩(wěn)定關(guān)系[8],從而提高了預(yù)判的準確率。以往研究也顯示,專家運動員比新手運動員擁有更好的信息感知和處理能力[9-10],預(yù)判能力訓練的目的就是調(diào)節(jié)運動員的感知、認知和行動能力[11],通過專項情景的訓練,加強了運動員的視覺搜索能力(感知),提高了特定任務(wù)的編碼和檢索技能(認知),當刺激出現(xiàn)時,運動員能夠快速感知相關(guān)信息(如運動員的位置、站姿等),并將感知的信息與內(nèi)部的知識結(jié)構(gòu)匹配,從而有效做出判斷(行動),這也說明預(yù)判能力不僅是先天遺傳的結(jié)果,通過特定的訓練也可以提高。該研究結(jié)果為視頻模擬訓練的推廣提供了實證支持,教練員可以考慮將基于真實動作反應(yīng)的視頻模擬訓練納入散打運動員訓練計劃。

知覺認知技能訓練對反應(yīng)時無顯著影響。該研究結(jié)果與周莉莉[12]的研究結(jié)果一致,周莉莉通過研究模擬預(yù)判訓練對網(wǎng)球?qū)ｍ棇W生預(yù)判反應(yīng)時的影響發(fā)現(xiàn),干預(yù)訓練不能有效地改善被試的預(yù)判反應(yīng)時。兩種較為可能的解釋是:第一,反應(yīng)時訓練是個相對復(fù)雜的過程,可能需要一個較長的干預(yù)時間,才能使個體從根本上改變反應(yīng)時間。其二,預(yù)判準確率和反應(yīng)時存在相互作用,運動員可能會增加反應(yīng)時來提高準確率。章建成等[13]通過研究乒乓球運動員對發(fā)球旋轉(zhuǎn)的認知加工特征發(fā)現(xiàn),在速度——準確率的權(quán)衡上,健將級運動員發(fā)球旋轉(zhuǎn)判斷偏重于準確性。Müller等[14]通過研究預(yù)判訓練對4名曲棍球守門員預(yù)判準確率和反應(yīng)時的影響也發(fā)現(xiàn),經(jīng)過3個階段的訓練后,其中2名運動員反應(yīng)準確率增加,反應(yīng)時間縮短,而另外2名運動員的預(yù)判準確率顯著提高,但反應(yīng)時間明顯增長,Müller等認為,預(yù)判訓練存在個體差異,有些運動員可能通過調(diào)節(jié)反應(yīng)時間來挽救目標準確性,Müller的研究說明并不是所有的被試在經(jīng)過訓練后,反應(yīng)時間均有所縮短,這與運動員所采取的認知策略有關(guān)。本研究啟示,在今后的知覺認知技能訓練中要結(jié)合個體差異評價訓練效果。

3.2 實驗室的訓練效果能夠遷移到現(xiàn)實運動情景中

任何干預(yù)訓練的最終目的是能夠提高運動員在真實運動情景中的表現(xiàn)[15],實驗室的訓練效果能否遷移到真實的運動場景中成為視頻模擬訓練推廣的關(guān)鍵[16]。在本研究中,現(xiàn)場測試結(jié)果顯示,隨機組和組塊組運動員在后測試中的預(yù)判準確率都有顯著提高,且顯著高于對照組,說明基于實驗室的訓練效果可以遷移到真實的運動情景中,研究假設(shè)2得到支持。該研究結(jié)果與最近的兩項研究結(jié)果相同。Müller等[14]研究顯示,預(yù)判訓練能夠以個體化和非線性的方式提高曲棍球運動員現(xiàn)實情景中的知覺認知技能表現(xiàn)。Broadbent[17]研究了實踐序列結(jié)構(gòu)對網(wǎng)球運動員知覺認知技能的影響以及這些技能對真實運動表現(xiàn)的遷移效果,實驗包括實驗室測試和現(xiàn)場測試,研究結(jié)果顯示,有序列結(jié)構(gòu)的實踐練習有助于知覺認知技能向真實運動情景的遷移。基于真實動作反應(yīng)的視頻模擬訓練通過提供真實的運動場景增加了運動員的視覺和感知經(jīng)驗,所以在面對真實刺激時也能夠快速識別關(guān)鍵信息,做出準確判斷。該研究首次證明了基于動作反應(yīng)的視頻模擬訓練能夠提高運動員在真實運動情景中的預(yù)判能力,這對于基于視頻模擬的預(yù)判能力訓練的推廣具有重要意義。對于運動損傷、疲勞或處于休賽期的專業(yè)運動員來講,基于視頻模擬的預(yù)判能力訓練可以作為一個替代選項。此外,研究還發(fā)現(xiàn),現(xiàn)場測試中3組的反應(yīng)時無顯著差異,說明視頻模擬訓練對運動員的預(yù)判反應(yīng)時無顯著影響,這與實驗室測試中的研究結(jié)果一致。提示反應(yīng)時是相對復(fù)雜系統(tǒng)的工程,短期的或基于視頻模擬的訓練不能提高運動員的反應(yīng)速度。

3.3 情景干擾效應(yīng)對訓練效果無顯著影響

本研究還考查了情景干擾效應(yīng)對訓練結(jié)果的影響,研究結(jié)果顯示,訓練后隨機訓練組和組塊訓練組的預(yù)判準確率無顯著差異,隨機訓練組在延遲測試中未表現(xiàn)出績效優(yōu)勢,研究假設(shè)3未得到支持。根據(jù)情境干擾理論,隨機練習會導致任務(wù)之間產(chǎn)生干擾,由于受到前一個動作的影響,下一個任務(wù)的行動計劃可能已被遺忘,在進行下一個任務(wù)時,必須重新從工作記憶中檢索行動計劃,隨機練習由于任務(wù)的切換會需要更多的認知努力。相比之下,組塊練習可以在每個任務(wù)中運用相同的行動計劃,不需要回憶或重建行動計劃。因此,多種技能隨機排序的實驗材料比同一技能連續(xù)排序的實驗材料更有助于知覺認知技能的發(fā)展。Broadbent等[18]通過研究情景干擾效應(yīng)對網(wǎng)球運動員知覺認知技能訓練的影響也發(fā)現(xiàn),在延遲7天的實驗室測試中,隨機訓練組比組塊訓練組有更高的預(yù)判準確率,說明情景干擾效應(yīng)有助于提高知覺認知技能訓練效果。在實際的散打比賽中,為了不被對手熟悉打法,運動員會隨機采取不同的進攻動作,因此隨機的任務(wù)練習更加符合真實的運動情景。筆者猜測,本研究結(jié)果不支持原假設(shè)的一個原因可能是:延遲測試的間隔時間較短(24 h后進行了延遲測試),因此沒有體現(xiàn)出隨機練習的優(yōu)勢,但研究也顯示,與后測相比,在延遲測試中隨機訓練組的預(yù)判準確率有提高趨勢,組塊訓練組的預(yù)判準確率有下降趨勢,雖然未表現(xiàn)出統(tǒng)計學意義,但仍有可能存在情景干擾效應(yīng)。因此,后續(xù)研究可嘗試增加訓練時間和推遲延長測試時間,進一步考察情景干擾效應(yīng)對預(yù)判能力訓練效果的影響。

4 結(jié)論

視頻模擬訓練可以提高新手散打運動員的預(yù)判準確率;基于實驗室的視頻模擬訓練能夠提高新手散打運動員在現(xiàn)實運動情景中的預(yù)判能力,但對反應(yīng)時的影響不明顯。情景干擾效應(yīng)對訓練效果無顯著影響,隨機訓練組在延遲測試中未表現(xiàn)出績效優(yōu)勢。