部分信息与完整信息条件下不同水平男子体操运动员的认知加工能力

孙延林，白学军，胡 军，齐 芳，韩 志，赵卫华

●成果报告

部分信息与完整信息条件下不同水平男子体操运动员的认知加工能力

孙延林1，白学军2，胡 军3，齐 芳4，韩 志3，赵卫华3

运动员在运动情境中能够根据部分线索对完整信息进行加工，体现了高水平运动员的认知能力。以54名不同水平男子体操运动员和非运动员为被试，分为高水平运动员、中等水平运动员、低水平运动员和非运动员4组，采用混合设计，在部分信息和完整信息条件下，让被试观看男子跳马动作的录像，记录两个条件下判断的反应时、准确性、评分差异以及自信程度。结果表明，在部分信息条件下，不同水平的被试在反应时上不存在显著差异，但准确性、评分差异以及自信程度上存在显著差异，说明自我引导运动项目的运动员专项认知能力上的特点与环境引导运动项目的运动员存在不同。

认知加工；男子体操运动员；部分信息；完整信息

认知加工能力是运动专家区别于新手运动员的关键之一，能有效地对先行信息进行认知加工使专家运动员比新手运动员能更快、更准确地做出动作反应。运动员对运动竞赛情境中信息的加工与一般人有所不同，具有具体领域的特点，通过对不同运动项目中的运动员进行的研究大都指出，专家与新手相比，认知加工的速度更快而且更准确[1-2]。很多研究中都把反应时作为认知加工速度的指标，优秀运动员比一般运动员的反应时要快。在运动情景中，由于快速的反应能力才使得高水平运动员能够具有运动操作的优势，因此认为，反应时与运动水平有关。但是，近年来也有研究发现优秀运动员并不一定具有反应时的优势，低水平的运动员的反应时并不比优秀运动员的反应时慢。在一个羽毛球落点判断的研究中发现，新手组运动员反而比专家运动员的反应时短[3]。同时发现，反应时间与运动项目存在交互作用，环境引导运动项目中运动员的反应时要快于自我引导运动项目中的运动员的反应时[4]。

在已有试验研究中，大多选取环境引导的运动项目作为运动情境，如对足球[5-6]、篮球[7]、网球[8-9]、棒球[10-11]、板球[12]等项目的运动员研究较多，对自我引导运动项目的运动员则研究较少，如射击、体操等。

本研究的目的在于比较不同水平男子体操运动员在部分信息与完整信息两种条件下的认知加工能力的不同，认知加工能力以反应时、准确性、评分差异以及自信程度为测量指标，探讨自我引导项目运动员的认知加工能力的特点。

1 试验对象与方法

1.1 试验对象

试验对象共计54名男性被试，平均年龄（19.05±3.47）岁。被试分为高水平体操运动员组、中等水平体操运动员组、低水平体操运动员组和非运动员组。其中，高水平体操运动员组8人，平均年龄为（18.87±1.46）岁，平均训练年限为（12.63±2.72）年，最长为16年，最短为10年；中等水平体操运动员组10人，平均年龄为（12.60±1.84）岁，平均训练年限为（7.20±2.62）年；低水平体操运动员组16人，为体操运动专项的大学生，参加专项体操训练为10个月，平均年龄为（20.75±1.00）岁；非运动员组选取普通大学生20人，平均年龄为（21.00±1.45）岁，他们不了解体操比赛，也不观看体操比赛。全部被试视力正常，以前从未参加过类似试验，均自愿参加测试。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 采用4（运动水平：高水平运动员组、中等水平运动员组、低水平运动员组和非运动员组）×2（材料呈现方式：部分信息和完整信息）的混合设计，运动水平为组间变量，材料呈现方式为组内变量。

1.2.2 试验材料 选自2007年世界体操锦标赛中的男子跳马动作。试验材料的选取是经过评价后，在20段录像中确定的符合要求4个得分最高和4个得分最低的8个男子跳马动作完整录像，每个录像时间在6～8 s之间。对这8个跳马动作录像进行处理，部分信息采用时间阻断技术，时间阻断点确定为运动员上马推手后双手离开马的时间点，即在这个时间点录像停止。

编制“体操运动员反应测试系统”，该系统以Microsoft Visual Basic 6.0为开发工具，以 Ulead VideoStudio 10、Ultra Video Converter对视频素材进行转换、编辑与压缩。结合Fireworks 8.0对视频随帧截出的图像进行编辑，系统创立2个视频素材库、1个记录被试各类反应时间的数据库、1个记录被试判断成绩的数据库。系统的功能为：（1）随机选择并播放视频；（2）记录被试者身份以及测试过程中的各项反应时间，在按预先设定时间停止当前播放的视频的同时，开始记录被试的反应时间，直至被试按下判断键为止，记录下被试反应时间，存入数据库；（3）记录被试对动作质量的评价及其得分。

1.2.3 试验的因变量 （1）反应时。被试在部分信息和完整信息两种条件下判断动作完成质量的反应时。（2）判断准确性。被试在两种条件下判断“高分动作”和“低分动作”与该动作在比赛中的实际得分高、低的符合百分数，百分数越大说明判断的准确性越高。（3）评分差异。被试在两种条件下对动作评分与动作实际得分之间的数量差异，评分差异越小说明评分越准确。（4）自信程度。被试对每次评分的自信程度按照1～7的等级评分，数字越大表明自信心越高。

1.2.4 试验程序 被试在记录纸上填写好个人信息，打开程序，输入编号，按空格键启动程序，开始观看跳马录像，在录像播放中的停止点，录像停止，要求被试迅速地对运动员的跳马动作质量进行评价，按“F（高分）”或“J（低分）”键来进行反应，并按照体操评分规则给出分数，同时在记录纸上对自己判断的自信程度按照1～7进行评分。回答完毕后，按回车键继续播放录像直到动作完成，再进行一次判断并给出分数。每个被试观看8个男子跳马动作，8个动作录像随机呈现，试验材料在14寸液晶显示器上呈现，被试坐在离屏幕50 cm处，一名主试负责讲解试验方法。

1.2.5 数据的处理 全部数据采用SPSS16.0 for Windows进行处理，采用重复方差分析检验运动水平的主效应，材料呈现方式的主效应以及运动水平与呈现方式的交互作用，并计算效应值（η2）。

2 结果与分析

2.1 两种条件下全部被试的反应时、准确性、评分差异和自信程度

全部被试在部分信息和完整信息两种条件下的反应时、准确性、评分差异和自信程度的结果见表1。

表1显示，全部被试在反应时的比较表现出在部分信息时的反应时（3.87 s）要长于完整信息时的反应时（2.89 s），具有极其显著差异，t=6.35，df=52，P＜001，说明从总体上来看，信息越充分，被试反应越快。在准确性上，全部被试在完整信息条件下的准确性（81.00%）高于部分信息条件下的准确性（52.35%），具有极其显著差异，t=－10.80，df=52，P＜0.001，说明信息越充分，加工的准确性越高。在两次对动作进行评分与动作实际得分之间的差异上，观看完整录像后的评分差异（1.75）高于部分信息时的评分差异（1.58），差异接近显著，t=－1.88，df=52，P=0.066。在自信程度上，全部被试在观看完整录像后判断的自信程度高于部分信息时的自信程度，差异非常显著，t=－3.23，df=52，P＜0.01，说明信息充分时，被试判断的自信程度也会提高。

表1 全部被试两种条件下判断的反应时、准确性、评分差异和自信程度

2.2 不同水平男子体操运动员的反应时比较

不同水平男子体操运动员在部分信息和完整信息条件下的反应时结果见表2。

表2 不同水平男子体操运动员的反应时比较 （s）

由表2可以发现，不同水平运动员在部分信息条件下的反应时都长于完整信息条件下的反应时。重复测量方差分析表明，呈现方式的主效应显著，F(1,48)=32.89，P＜0.001，η2=0.42，运动水平的主效应不显著，F(3,48)=0.54，P＞0.05，呈现方式与运动水平的交互作用不显著，F(3,48)=0.40，P＞0.05。

同一组被试在部分信息的反应时均长于完整信息时的反应时，说明由于在时间阻断点的信息不全面，因此被试在进行判断时所需要的时间较多。同一水平被试两次反应时间的T检验显示，高水平运动员和中等水平运动员的两次判断的反应时差异不显著，而低水平运动员和非运动员的两次判断的反应时均存在显著性差异，表现为观看完整录像后的反应时都快于时间阻断点的反应时，t低水平组=6.41，df=14，P＜0.001；t非运动员组=3.26，df= 18，P＜0.01，说明低水平运动员和非运动员在部分信息时预先判断完整动作的质量存在困难，但高水平运动员和中等水平运动员均不受影响。

2.3 不同水平男子体操运动员的准确性比较

不同水平男子体操运动员在部分信息和完整信息条件下的准确性的结果见表3。

表3 不同水平男子体操运动员的准确性比较 （%）

表3显示，不同水平体操运动员在观看完整录像后的准确性都高于部分信息条件下的准确性，重复测量方差分析表明，呈现方式的主效应显著，F(1,48)=99.97，P＜0.001，η2=0.68，运动水平的主效应显著，F(3,48)=7.63，P＜0.001，η2=0.33，呈现方式与运动水平的交互作用接近显著，F(3,48)=2.70，P=0.056，η2=0.15。简单效应分析发现，在部分信息条件下，运动水平高的运动员的准确性显著高于运动水平低的运动员，F(3,52)=8.24，P＜0.001，η2=0.34，低水平组被试的准确性为50%，等于随机概率，可能是猜测，而非运动员组被试的准确性低于50%，只有42.10%，高水平运动员、中等水平运动员的准确性均高于60%，高水平运动员的准确性达到67.18%，经post hoc检验，高水平运动员和中等水平运动员的准确性之间没有显著差异，但都和低水平运动员和非运动员组被试的准确性之间存在显著差异，而低水平运动员和非运动员之间没有显著差异。在完整信息条件下，不同水平运动员的准确性除了非运动员组低于80%以外，其他3组被试的准确性都超过80%，但没有显著差异，F(3,52)=1.56,P＞0.05。

对同一水平的被试来说，完整信息条件下的准确性都明显高于部分信息条件下的准确性，t高水平组=－5.22，df=7，P＜0.01；t中等水平组=－3.28，df=9，P＜0.01；t低水平组=－5.34，df=14，P＜0.001；t非运动员组=－10.57，df=18，P＜0.001，低水平组运动员和非运动员组被试的两次准确性的差异均达到极其显著水平（P＜0.001），高水平运动员和中等水平运动员均提高了20%左右，低水平运动员和非运动员均提高了30%以上，说明完整信息的情况下，被试的准确性明显高于信息不完整条件下的准确性，而且信息充分与否对低水平运动员和非运动员影响更大。

2.4 不同水平男子体操运动员的评分差异的比较

不同水平男子运动员在部分信息和完整信息条件下的评分差异结果见表4。

表4 不同水平男子体操运动员的评分差异的比较

重复测量方差分析表明，呈现方式的主效应不显著，F(1,48)= 1.54，P＞0.05，运动水平的主效应不显著，F(3,48)=1.71，P＞0.05，呈现方式与运动水平的交互作用显著，F(3,48)=3.43，P＜0.05，η2=0.18。简单效应分析发现，在部分信息条件下，高水平运动员的评分差异小于其他3组被试，但差异不显著，F(3,52)=0.48，P＞0.05。在观看完整录像后，运动水平高的运动员的评分差异明显小于运动水平低的被试，F(3,52)=3.13，P＜0.05，η2=0.18，说明高水平运动员在观看完整动作后的评分更接近动作的实际得分。经post hoc检验，高水平运动员、中等水平运动员和低水平运动员之间都没有显著性差异，但都明显小于非运动员，说明评分的准确性和相关的运动知识有着密切关系。

在对同一水平的被试两次评分差异的T检验后，可以看出高水平运动员、中等水平运动员和低水平运动员在时间阻断点的评分与观看完整录像后的评分均没有显著差异，说明他们的两次评分基本一致，而非运动员在观看完整录像后的评分差异明显大于时间阻断点的评分差异，t非运动员组=3.64，df=18，P＜0.01，说明体操专项训练对运动员的评分有明显的影响，评分差异大小和运动员的专项知识的多少存在密切关系，而且非运动员被试在观看完整录像后的评分差异大于时间阻断点的评分差异。

2.5 不同水平男子体操运动员的自信程度比较

不同水平男子体操运动员在部分信息和完整信息条件下的自信程度结果见表5。

表5 不同水平男子体操运动员的自信程度的比较

重复测量方差分析表明，呈现方式的主效应显著，F(1,48)= 8.21，P＜0.01，η2=0.14，运动水平的主效应显著，F(3,48)=10.52，P＜0.001，η2=0.39，呈现方式与运动水平的交互作用不显著，F(3,48)= 0.09，P＞0.05。

在部分信息时和观看完整录像后，不同水平运动员的自信程度均具有显著差异，F部分信息(3,52)=7.52，P＜0.001，η2=0.32；F完整信息(3,52)= 6.60，P＜0.01，η2=0.29，经post hoc检验，在时间阻断点进行判断的自信程度上，高水平运动员明显高于中等水平的运动员和非运动员，而中等水平运动员明显低于低水平运动员，低水平运动员明显高于非运动员。在观看完整录像后的自信程度上，高水平运动员明显高于中等水平运动员，中等水平运动员明显低于低水平运动员，低水平运动员明显高于非运动员。高水平运动员和低水平运动员之间没有显著差异。所有被试都表现出观看完整录像后的判断的自信程度要高于时间阻断点的自信程度，但差异均不显著。

3 讨 论

在早期的运动心理学中，有关运动员运动认知加工能力的研究主要关注于专家与新手在视觉物理系统上的差异，认为优秀运动员具有更好的视觉物理“硬件”，但后来的研究表明，视觉系统的物理特性会对运动技能的操作产生一定的影响，但并没有与运动技能的高度相关[13－17]。在9～17岁足球运动员中，没有一个与视觉功能有关的指标能区分运动员的不同运动水平[18]。这说明，高水平运动员的优越表现可能不是来源于他们与一般人的先天视觉能力的差异，而是与其优越的认知加工能力有关，即具备比普通人优越的视觉信息加工能力。因此，越来越多的研究转向高水平运动员的“软件”特征上来，即高水平运动员是否具备优越的视觉搜索和组织方式、是否具有较快的复杂决策速度以及较高的决策准确性、是否具备较高的反应效率以及认知的经济性。沿着这个思路进行的研究发现，专家运动员的认知优势主要表现为对专项运动领域中的情景能够回忆与再认出更多的信息，能够利用高效率的视觉搜索策略和早期的视觉线索来预测对手的行动意图，能够更快并且有效地加工专项运动中的信息[14－15]。

试验结果表明，在完整信息呈现的条件下，全部被试的反应时、准确性、评分差异和自信心都要优于部分信息呈现条件下的指标，高水平运动员在信息不完整的情况下，认知加工也会受到一定的影响，但受到的影响比低水平运动员要小。在体育运动情境中，由于长期的运动训练和比赛经验，运动员具备了一定的运动专项知识和专项能力，专项认知能力是优秀运动员完成运动操作的基础和保证。在本研究中，高水平体操运动员和中等水平体操运动员、低水平体操运动员以及非运动员组的被试相比较来看，在准确性、评分差异等方面表现出长期训练和比赛经验的作用。

但高水平体操运动员的认知加工能力的优势并没有表现在反应时上。国外已有研究表明，专家运动员反应的速度和准确性比新手运动员要好，即准确性高，而且反应时短。但这个结果与运动项目有着密切关系，在环境引导的运动项目中，如篮球、网球、足球、网球等，运动员需要有快速的反应能力才能保证取得比赛胜利，因此对运动员的反应速度有严格的要求，而在一些自我引导的运动项目中，则运动员的反应不一定很快[4]。体操运动员在运动情境中完成动作对反应速度并没有严格的要求，所以不同水平的体操运动员在部分信息和完整信息两种条件下的反应时没有表现出显著的差异，这是符合体操运动项目的特点的。

高水平体操运动员能够比较迅速地检索到关键信息，评分比低水平的运动员和非运动员更为准确，说明他们的视觉选择注意的水平更高，但在部分信息条件下的评分并没有表现出高水平运动员的优势。在自信心上，高水平运动员和低水平运动员之间没有差异，但都高于中等水平运动员和非运动员，这可能与被试的经验与年龄有关，非运动员的自信心低是因为他们缺少相关的知识和经验，中等水平运动员的自信心低可能是因为他们的年龄较小。低水平运动员参加体操训练的时间短，但年龄要大于中等水平运动员，所以他们的自信心评分与高水平运动员没有显著差异。

专家一般能够成功地预测下一个要发生的事件，是因为他们具备超越信息加工的潜在限制的能力，由于经验的作用，快速而准确的再认环境信息使得运动员能快速地将外界信息纳入已有的知识结构，产生高水平的技能。如果专家运动员能预测体操动作更准确，那么在实际动作进行中，他们需要较少的加工资源来确认体操动作[19]。

在信息不完整的条件下，高水平男子体操运动员具备更准确的信息加工能力，表现出判断准确性上明显地高于中等水平和低水平的运动员。运动员能够在信息不完整的情境中，准确地检索信息并作出准确的判断。优秀运动员更能对先前信息进行搜索和加工，他们在部分信息的条件下能够对整体信息进行判断，具备这种能力也是他们运动竞技水平高的一个条件。

4 结 论

（1）在完整信息呈现的条件下，高水平体操运动员没有表现出明显的认知加工优势，而在部分信息呈现的条件下，高水平体操运动员表现出一定的信息加工优势，主要体现在准确性上，而没有表现在反应时上，反应时可能不是区别所有项目运动员的认知加工能力的关键指标。

（2）运动员的认知加工能力与不同认知任务之间存在一定关系，自我引导的运动项目和环境引导的运动项目对运动员的要求不同，因此表现出来的认知加工的特点也有所不同。

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CognitiveProcessingunderPartialandCompleteInformationofMaleGymansticsAthleteswithDifferentLevels

SUN Yanlin1,BAI Xuejun2,HU Jun3,QI Fang4,HAN Zhi3,ZHAO Weihua3
（1.Dept.of Health and Sport Sciences,Tianjin University of Sport,Tianjin 300381,China;2.Academic of Psychology and Behavior,Tianjin Normal University,Tianjin 300074,China;3.Tianjin Gymnastic Team,Tianjin 300060,China;4.Dept.of Sport and Cultural Media,Tianjin University of Sport,Tianjin 300381,China）

Athletes can judge the whole information according to the partial cues in sport situation.In this study,54 male gymnastics athletes were divided into four groups,elite,sub-elite,novice and non-athltes.Mixed design was conducted.They were asked to view horse vault movement clips in partial information and completed information,and the response time,response accuracy,score difference and confidence were recorded.The results showed that in the partial information,the response time was no significant difference between different level athletes,but the accuracy,score difference and the confidence had significant difference.This demonstrated that the self-paced athletes have the different cognitive processing characteristics.

cognitive processing;male gymnastics athlete;partial information;complete information

G 804.4

A

1005-0000（2010）06-0461-04

2010-10-10；

2010-10-30；录用日期：2010-11-05

国家社科基金“十一五”规划国家重点项目（项目编号：ABA060004）；教育部人文社会科学重点研究基地重大项目（项目编号：08JJDXLX266）

孙延林（1965-），男，天津市人，教授，博士，研究方向为运动员心理训练与调控、体育运动与儿童心理发展。

1.天津体育学院健康与运动科学系，天津300381；2.天津师范大学心理与行为研究院，天津300074；3.天津体操队，天津300060；4.天津体育学院体育文化传媒系，天津300381。