第二章运动技能控制与学习的方法学基础.docx

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第二章运动技能控制与学习的方法学基础

第二章　运动技能控制与学习的方法学基础

³方法学以及概念体系是进入理解一门学科的必要准备。

运动技能控制和学习在研究方法上有本学科的独特之处。

²与运动心理学的方法比较（不同之处）

±更多的自然科学方法，较少自我报告（纸笔测试等）

±方法的不同，研究内容的不同

本章内容

³科学研究的基础知识

³运动技能的测量

³运动技能的研究思路

第一节方法学基础

³科学研究的基础知识

²科学的目的

²科研的水平

1.科研的水平

³观察（observation）

²变量（variable）

²关系（relationship）

±因果关系Causalr.

±非因果关系Noncausalr.

CausalR.

Onechangeleadsmoreorlessdirectlytotheother,andthattheresultingchangewouldnothaveoccurredunlessthevalueoftheoriginalvariablehadbeenchanged.Also,thedirectionoftherelationiscritical;（notviceversa）,inaddition,thereisusuallyatemporalordertocausalrelationship.

Noncausalr.

³与causalr.的区别

±在表面上两Variables之间可能存在明显的关系，但对于这些关系的性质要作出准确客观的（具体）分析（如中间变量等）。

³相关关系

±正相关

±负相关

±零相关

2.因变量与自变量

（dependentvariable&independentvariable）

³Forcausalrelationships,theindependentvariable,whenchanged,leadstochangesinthedependentvariable.

³Fornonc.r,however,thedistinctionbetweendependentandindependentvariableisfarlessclear.

³大部分情况下，自变量是前提条件之一，因变量是被预测（伴随产生）的。

3.对结果的理解与解释

³对实验局限的认识

³对数据的理解

³对无关变量的理解

±规律（定理）law

±理论theory

±模型model

³Alawisastatementdescribingastabledependencybetweenanindependentanddependentvariable.

³Theoriesareabstractexplanationsforthevariouslawsandfactsthatexistinanareaofstudy.

³Modelisanalogytotheorythatenablethetheorytobevisualizedmoreeasily.

第二节技能学习中的测量

³测量的评价指标

²客观性

²信度

²效度

1.技能活动的测量体系

³结果测量（performanceoutcome）

³特征测量（performancecharacteristics）

2.特征测量

³运动学指标

³生理学指标

3.结果测量

³关于精度（准确性，accuracy）的测量

³关于时间与速度的测量

³关于反应数量的测量

³第二任务的测量

3.1关于精度（准确性，accuracy）的测量

³CE，（constanterror）常误

³VE，（variableerror）变异误

³E，（totalvariability）总变异

³AE，（absoluteerror）绝对误差

CE（常误）

CE（常误）

³Bias（偏差）的反映指标

TheCErepresenttheaveragemagnitudeoftheresponseandmeasurethedirectionoftheerrorsontheaverage.

VE（变异误）

VE（变异误）

TheVEissensitivetovariabilityorinconsistencyinresponding,ascanbeseenfromtheingredientsintheformula.

E（总变异）

E（总变异）

TheE（totalvariability）isthetotalamountof“spread”oftheresponsesaboutthetarget,andsoitrepresentsakindofoverallmeasureofhowsuccessfulthesubjectwasinachievingthetarget（thebestoverallmeasureofperformanceaccuracy）.

AE（绝对误差）

比较

³Example:

²Subject1:

80,90,85,82,87

²Subject2:

95,105,100,97,102

²T=100

²以上两被试在精确性任务上的各种误差值：

理解：

CE

³CE可以看作是动作准确性的指标。

但值得注意的是应该清楚CE实际上可能大大降低了每次（单次）尝试的误差程度：

没有绝对值计算，导致正、负值抵消。

³CE对数据的离散程度没有很好地反映，因此，我们可以使用VE来反映数据的一致性。

理解：

VE

³VE测量的是反应（尝试）的“一致性”程度。

³如果一个被试在多次尝试中一致性很好，那么VE数值会很小。

而VE的数值与尝试结果（performance）和目标（target）之间的关系无关。

³CE、VE各有优缺点，派生出新的“overallaccuracy”指标：

TotalVariability（E）。

理解：

E

³E反映了多次尝试结果相对目标的“分布”情况，

其它精度测量指标

³TOT（TimeonTarget）

²Pursuittask

²Complex-coordinationtask

²Stabilometer

²Two-handCoordinationTask

³Root-mean-square-error（RMSE）

3.2关于时间与速度的测量

³RT

³MT

3.2关于时间与速度的测量

³位移速度

³角速度

³加速度

³……

3.3反应数量的测量

³对技能的第三种测量方法是对被试所做出的反应数量（themagnitudeofbehavior）进行测量

²投掷距离

²举起重量

²跳跃高度、距离

²登梯任务（LadderClimbTask,Bachman,1961）

3.3反应数量的测量

³意义

²这种测量方法对体育运动技能而言特别重要，在体育教学情境中经常使用。

²但在技能控制与学习的研究中，这一途径使用较少。

因为研究者认为精确性和速度对评价绩效而言更为适合、有效。

²一个例外：

Bachman的LadderClimbTask。

³讨论：

此途径与精确性测量途径的异同？

Performanceoutcomemeasures

³ErrorScores–continuousskills

²Root-mean-square-error（RMSE）

±LikealongerversionofAE

太极拳蹬腿动作的下肢肌电活动

规律、关节运动类型和平衡控制特征，黄强民等，体育科学，2009，29（7），55-60

Performanceproductionmeasures

³Kinematics

Performanceproductionmeasures

³Kinematics

Performanceproductionmeasures

³http:

//www.usc.edu/dept/LAS/kinesiology/exsc408l/powerpoint/sldaniela/complete/sld001.htm

Performanceproductionmeasures

³http:

//www.usc.edu/dept/LAS/kinesiology/exsc408l/powerpoint/sldaniela/complete/sld001.htm

Performanceproductionmeasures

³http:

//www.usc.edu/dept/LAS/kinesiology/exsc408l/powerpoint/sldaniela/complete/sld001.htm

Performanceproductionmeasures

³Ourdiagrams–bothforafreethrowatbasketball

Performanceproductionmeasures

技能研究的两种思路

³Task－orientedapproach

³Process－orientedapproach

第三章运动技能概述

第一节运动技能的概念

第二节运动技能的分类

一、运动技能概念

●定义：

技能是人们在活动中运用一定的知识经验经过练习而获得的完成某种任务的运动方式或心智活动方式。

●技能的特点

●习得性

●目的性

●可控性

●是对相应知识经验的应用

一组关系分析

●知识与技能

●技能与技巧

●技能与能力

●运动技能与智力技能

运动技能的分类

●连续性技能与非连续性技能

●关闭性技能和开放性技能

●小肌肉群运动技能与大肌肉群运动技能

Gentile（1987）的二维技能分类法

●Gentile’sTaxonomyofMotorSkills

●环境条件（Environmentalcontext）

●调整性条件（regulatoryconditions）

●稳定的（stationary）

●移动的（inmotion）

●环节间变化性（Intertrialvariability）

●Yes

●No

●活动功能（ActionFunction）

环境条件（Environmentalcontext）

●Twocontextcharacteristicsareinvolvedinthisdimension.

●Regulatoryconditions（调整性条件）

●Intertrialvariability（环节间变化性）

调整性条件（Regulatoryconditions）

●指那些控制或约束（controlorregulate）活动的运动特征的环境特征。

如行走时的路面状态，击球时棒球的大小、形态、重量等，以及球的飞行速度、轨迹等时空特征。

总体上这一因素可包括两个水平：

●稳定的（stationary）

●运动的（inmotion）

环节间变化性（IntertrialVariability）

●另一个技能的重要区分因素是环节间的变化性，即当进行技能活动过程中，调整性条件（regulatoryconditions）是稳定的，还是运动的。

举例1

●稳定的活动环境

●环境的空间特征控制活动的空间特征；活动的时间特征由活动者控制。

●拿起一个杯子

●登一段楼梯

●击打球座上的球

●向靶上掷飞镖

举例2

●运动的活动环境

●活动的空间和时间特征均由环境的时空特征控制。

●上电动扶梯

●站在开动着的公共汽车里

●击打投掷球

●接被击打的球

活动功能（ActionFunction）

●身体移动（Bodytransport）

●身体静止

●身体移动

●物体操作（Objectmanipulation）

●Changeormaintainthepositionofanobject

●无物体操作

举例3

●目标：

教学生在比赛情境中击打投手投出的棒球。

●第一步：

击打同一高度的球座上的球

●调整性条件：

稳定；环节间变化性：

无

●第二步：

击打不同高度的球座上的球

●调整性条件：

稳定；环节间变化性：

有

●第三步：

击打投球机里投出的固定速度和轨迹的棒球

●调整性条件：

运动；环节间变化性：

无

●第四步：

击打投球机里投出的不同速度和轨迹的棒球

●调整性条件：

运动；环节间变化性：

有

第四章

运动技能控制的信息加工

和记忆系统

第一节信息加工理论

第二节信息加工的阶段

第三节记忆

第一节信息加工系统

●信息加工的含义与意义

●个体在环境中的功能可以从多种途径进行研究

●信息加工（处理）是重要途径之一

●信息加工在技能控制与学习中也具有重要作用

信息加工模型

第二节信息加工的阶段

●信息加工的阶段划分观念来源已久。

●信息加工过程无论如何划分阶段，即可能是串行（serial/sequential）处理，也可能是并行（parallel/simultaneous）处理。

信息加工的阶段

●刺激－确认阶段

●反应选择阶段

●反应编程阶段

意义

●在刺激呈现后，个体首先需要意识到刺激的发生并识别它。

（stimulus-identificationstage）

●在恰当地识别刺激后，个体需要决定采取怎样的反应。

（response-selectionstage）

●在做出决定后，个体需要对要发动的行动做好动员和准备，并且发动动作。

（response-initiationstage/response-programmingstage）

刺激－确认阶段

●刺激觉察（StimulusDetection）

●模式识别（PatternRecognition）

●模板说

●原形说

●特征说

●数据驱动和概念驱动的加工

反应选择阶段

●在众多可能的反应（potentialresponses）中选择一个适当的反应（appropriate）。

这一选择（决策）过程非常重要。

●选择反应范式（Choice-RTParadigm）

●实验介绍

●Merkel（1885）的最初研究

●希克定律

反应编码阶段

●反应编码阶段可以被看作是个体与环境交流过程的最后一个环节。

●Henry-Rogers（1960）的实验开启了对反应编码阶段的研究。

●Henry-Rogers实验的意义

●反应的复杂程度

●反应（动作）时间（MT）的长短

Henry-Rogers（1960）的试验

●在简单反应时范式下要求被试进行三组不同的反应，

●

（1）从按键上移开手指

●

（1）从按键上移开手指，

（2）然后抓前上方约33厘米处悬挂着的网球

●

（1）从按键上移开手指，

（2）用手背击打前上方约33厘米处悬挂着的网球，（3）向前下方移动按压一个按键，（4）用手背击打第一个球右侧30厘米处的第二个球

Henry-Rogers（1960）的试验

●RT：

从按键移开手指的时间

●MT：

完成整个动作的时间

●Question：

三组动作的RT是否相同？

第三节记忆系统

●三种记忆系统

●记忆在技能控制与学习中的作用

作业：

选择性注意的有关理论模型

●过滤器模型

●衰减器模型

●主动加工（反应选择）模型

●心理资源模型

●激活模型

第六章　

技能控制模式I：

外周感知觉对技能控制的作用

第一节　控制系统

第二节　感知觉信息与反馈

第三节　感知觉对运动行为的作用

第四节　反射性闭环控制

第一节　控制系统

●闭环控制系统（Closed-LoopSystems）

Acontrolsystememployingfeedback,areferenceofcorrectness,acomputationoferror,andsubsequentcorrectioninordertomaintainadesiredstate;sometimescalledaservomechanismorservo.

闭环控制系统通过反馈，正确性参考，和对误差的计算以及随后的校正过程，以（使控制对象）保持在（系统）所希望的状态。

有时也称为伺服机制或伺服系统。

闭环控制系统：

举例

●房屋恒温控制系列

●冰箱温度控制系统

闭环控制系统：

分类

●Discontinuousservos&Continuousservos

●Negativefeedbacksystems&Positivefeedbacksystems.

●EmbeddedFeedbackLoops

第一节　控制系统

●开环控制系统（Open-LoopSystems）

Theinstructionsarestructuredinadvanceandareexecutedwithoutregardtotheeffectsthattheymayhaveontheenvironment.Thatis,thebehavioroftheopen-loopsystemisNOTsensitivetofeedback.

在开环控制系统中，（控制）指令是事先制定的。

在执行过程中并不考虑其对环境的影响。

即，开环控制系统的行为对反馈（信息）不敏感。

第一节　控制系统

●FeedforwardControl（前反馈/前馈）

　Whilefeedbackreferstoinformationthatissentbacktotheexecutivelevelabouttheresultsoftheaction,feedforwardisinformationsentforwardtoreadysomepartofthesysteminsomeway.

¡Readytheeffectorlevelforthearrivaloffuturecommandsforaction

¡Ready（orpreset）referencesystemsto“expect”acertainsignal.

第二节　

感知觉信息（sensoryinfor.）与反馈

●外周感知觉信息在Close-loopsys.中的作用

●本节将主要讨论用于活动控制（movementcontrol）的外周感知觉信息

SensoryInfor.的分类

●按感受器（receptor）分类

¡Interoceptors（内部感受器，informationsaboutthestatesofinternalorgans）

¡Proprioceptors（本体感受器）

¡Exteroceptors（外部感受器）

与运动（movement）有关的感受器

●视觉

●听觉

●前庭器官

●关节感受器（jointreceptors）

●高尔基体（键体，GolgiTendonOrgans）

●肌梭（musclespindle）

●皮肤感受器（cutaneousreceptors）

●中枢神经系统输入

动觉与本体感受

（kinesthesis&Proprioception）

本体感受（proprioception,Sherrington,　1906）最初意指关于身体运动包括其空间方向（即使是静止时的）的感觉，（theperceptionofmovementofthebodyplusitsorientationinspace（eventhoughitmaynotbemoving）现在在实际运用中两概念已无区别。

整体特征

（ensemblecharacteristics）

●各receptors之间的相互关联

●在中枢神经系统（CNS）中进行整合

第三节　感知觉对运动行为的作用

SensoryContributionsToMotorBehavior

♣Closed-loopcontrol:

分类

Dewhurst（1967）

Henry,1953

Reflexiveclosed-loopcontrol

第七章

动作编程（motorprogram）

●第一节　开环控制过程

●第二节　动作编程

第一节　开环控制过程

●“反应链”假设（response-chaininghypothesis,WilliamJames，1890）

•内部或外部信号导致行为（response），对行为的反馈（response-producedfeedback）作为对下一动作的刺激，激发另一行为（反应），此行为的response-producedfeedback继续激发下一步行为，从而形成“反应链”。

•　可解释行为技能控制过程中的时序、顺序问题。

•　James认为此假设也可解释与技能有关的大部分与时间（流）有关的现象，如“时机”、阶段、节奏等。

•　具体的，这些时间现象可以用各种sensoryprocesses的时间过程来解释。

并且在各环节（时间）方面可形成相对的的稳定（一致）性。

•讨论：

反馈控制的性质：

意识控制：

这与熟练技能和快速动作的控制过程在理论上存在矛盾。

•引入program的概念：

如果不考虑FB因素的话，response-chaininghypothesis其实在很大程度上是一种open-loopcontrol　模式。

◆　为什么可以不考虑FB因素？

•　在此模式中没有涉及reference和correctness　与FB的比较。

•　FB的作用主要是作为下一动作环节的trigger。

•　初始刺激引发动作过程（motion），其后环节（events）由学习获得的FB与ACTION之间的效果关联决定。

•　此行为链在激发后若出现错误或环境发生改变时环节不可改变。

（可是FB信息可能相应发生改变，从而导致行为改变，但这部分内容不在response-