视觉参与程度对不同速度运动物体表象准确性的影响

李 妲,付 全

视觉参与程度对不同速度运动物体表象准确性的影响

李 妲,付 全

(首都体育学院,北京100191)

在分析传统表象训练存在的问题基础上,采用Laeng等人的“感知-表象”两阶段研究范式,考察在注视、追踪、闭眼三个不同视觉参与程度条件下,被试对不同运动速度的物体表象的准确性。被试为40名体育院校学生(男=19,女=20)。实验以自编运动视频为刺激材料,使用眼动仪监控被试的表象过程,实验结果采用重复测量方差分析。研究发现:个体对慢速运动的物体表象准确性最高,中速次之,快速最差;在注视、追踪、闭眼条件下,被试对运动物体的表象准确性没有显著性差异;闭眼条件下,男性对慢速运动物体的表象准确性高于女性,其他条件下没有显著性差异。由此推论:速度是影响运动物体表象准确性的重要因素;个体对移动物体的表象过程与对静态物体的表象过程可能存在不同的心理机制;未发现表象过程与知觉过程存在“功能等价”效应。

表象;运动表象;视觉参与程度;运动物体

在运动领域,表象指运动员在头脑中运用所有感官(视觉、听觉、触觉、本体感觉等)再现或重构一个经历[1]。大量研究已表明,表象是一个有效的认知过程,对运动员获取高水平的运动技能和夺取最佳的运动成绩都起着至关重要的作用[2]。表象训练虽然不能取代身体训练,但将二者结合起来能有更好的运动成绩[3-4],因此运动心理学家建议将表象训练加入到运动员日常训练中。常用的表象训练方法为认知行为干预法,它是将认知成分(如表象、问题解决、认知重构)和行为成分(如放松)结合到一起[5]。表象的整个过程是闭上眼睛进行的,大部分的运动员在第一次表象训练课上都会听到这样的指令:“躺下或者以舒服的姿势坐下,闭上眼睛,开始想象……”确实,有研究表明在表象之前使用放松策略,可以防止注意力分散,使脑子变得清醒[6-7]。然而,对于这一广泛应用的文献支持确是模棱两可的[8],放松和表象的结合也是基于治疗学的[9]。

表象训练作为一种相对独立的心理训练方法被广泛地应用于运动实践中,影响训练效果的因素有方法因素、情境因素和个体差异因素[10]。很显然,在这三个影响因素中,方法因素对于表象训练是至关重要的。但遗憾的是,表象训练的科学研究和应用缺乏理论和实践基础,以往的研究很少涉及到如何构架一个表象干预训练[11-14],研究者并没有重视方法因素的研究,许多表象训练的研究都对表象训练的方法与程序一带而过[10]。这一状况不仅不利于科学地理解表象训练的机制,发展表象训练的理论,而且使得表象训练不能够在实践中得到科学的应用。

目前的实证研究大部分都是沿袭传统的闭眼表象训练方法对运动员进行训练[14]。然而针对表象训练的过程和效果却一直存在着如下的疑问:运动员是否进行了表象?表象的清晰度如何?表象的效果如何?我们只能通过运动员的内省报告来获得。有没有一种客观的手段能够监控和评价运动员的表象过程呢?随着视觉追踪技术的不断发展,对表象过程的眼动特征进行的研究越来越丰富。许多研究证明表象过程的眼动模式与知觉过程的眼动模式具有相似性,眼动在表象建构中起到了功能性的作用[15-18]。

Holmes和Collins在2001年提出的PETTLEP模型中特别强调表象的“功能等价”[19]。功能等价是指表象之所以能够提高运动表现是因为表象和真实的运动具有同样的神经生理过程[20,21]。其基本前提是表象过程能够激活真正进行身体训练时使用的脑功能区。因此,表象的有效性取决于它能否很好地激活那些脑区域。按照他们的观点,通过控制表象过程中身体、环境、任务、时速、学习、情绪和角度这些因素,使其最接近于动作准备和执行时的状态,表象才能是实际运动动作的密切表征。这种新的表象训练方法和传统闭眼表象方法不同,他们更强调“功能等价”。根据 “功能等价”的观点,如果在表象过程中加入对其眼动的控制,使表象过程中的眼动轨迹与知觉过程相同,可能有利于表象的产生和建构,会提高被试的表象效果。

长期以来,人们普遍认为视觉表象,特别是运动视觉表象对运动学习活动起积极促进作用[22,23]。但很少有研究者对运动视觉表象进行研究。本研究尝试使用眼动仪对运动表象中的视觉表象过程进行研究,探索视觉参与程度对表象过程和结果的影响。采用Laeng等人“感知-表象”两阶段研究范式[24],通过设计一系列不同运动速度物体的视频,让被试在感知其运动过程后对其运动过程进行表象,同时通过眼动仪监控其表象过程。考察不同视觉参与程度(追踪、注视和闭眼)对运动物体表象准确性的影响;考察物体运动速度对表象准确性是否存在影响;考察对运动物体的表象准确性是否存在性别差异。在文献研究的基础上提出假设如下:1)个体对运动物体的知觉过程与表象过程在眼动指标上存在“功能等价”效应,在知觉不同速度运动物体的移动过程后,被试通过表象复制物体的移动过程中,视觉参与程度越高,表象的准确性也越高;视觉参与程度越低,表象准确性越低;2)被试对运动物体表象的准确性受物体移动速度的影响,物体移动速度越快,表象准确性越低;物体移动速度越慢,表象准确性越高;3)男性对运动物体表象的准确性比女性高。

1 研究对象和方法

1.1 被试

被试为某体育学院学生43名,其中有3名被试在实验时状态不佳,数据剔除后有效被试为40名,其中女生21名,男生19名。所有被试视力正常或矫正视力正常,无弱视、斜视等视力问题,均为右利手。

1.2 实验设计

实验采用3(视觉参与程度)×3(物体运动速度)两因素被试内重复测量实验设计。视觉参与程度分为注视、追踪、闭眼。注视是指表象阶段被试眼睛注视点固定于屏幕中央的十字上保持不动;追踪是指表象阶段被试的眼球沿着想象中物体的运动轨迹运动;闭眼指被试闭着眼睛表象物体的运动过程;物体运动速度分为快速、中速、慢速。因变量是“被试通过表象判断的物体到达B点时的实际位置(B’)与B点的距离”(图1),BB’距离越短,被试表象的准确性越高,反之越低。BB’=│被试判断的平均时间×物体运动的速度-AB│。实验程序采用E-Prime 2.0编制,自动记录被试每次判断的时间。

图1 因变量BB’

1.3 实验仪器

使用德国SMI公司生产的iView Hed眼动仪监控被试的表象过程,笔记本一台和投影仪一台。

1.4 实验材料

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使用E-Prime2.0编辑实验指导语和实验任务。实验任务的材料:1)物体运动视频,用于感知阶段。一个红色小球在电脑屏幕中心线上水平匀速运动(图2)。小球的运动速度分为快速(70mm/s)、中速(40mm/s)和慢速(20mm/s)三种速度。3个速度的小球以随机方式呈现。2)运动轨迹图片,用于表象阶段。一个在注视条件下使用(图3),在图片正中央有一个红色十字,使被试能够将注视点注视在一个地方,没有眼动参与,同时有利于实验人员对其进行监控。另一个在有视觉追踪条件下和闭眼条件下使用(图4)。两个图片中AB之间的距离都和小球运动视频中AB距离相同。值得注意的是,在被试表象之前,图片中A点处都会有一个静止不动的红色小球,被试开始表象的时候(按下空格键),小球即刻消失,这样的设计有利于被试表象的进行,更符合真正的运动情形。

图2 小球运动视频

图3 运动轨迹图片(注视条件)

图4 运动轨迹图片(追踪和闭眼条件)

1.5 实验步骤

1)安装仪器,使眼动仪、计算机和投影仪进入工作状态。

2)把被试领进实验室,让被试熟悉实验室环境,介绍眼动实验的设备及要求。

3)要求被试坐在距离屏幕3.5米处的椅子上,为被试戴上头盔,并对被试进行眼校准。

4)校准成功后,开始进行三组实验(注视,追踪,闭眼)。这3组实验共有6种顺序,将被试随机分配到6种顺序下。每一组实验都包括练习和正式实验。

然后开始第一组练习,顺序如下:感知阶段指导语→屏幕中央出现一个校准点(2秒钟后自动消失)→播放小球运动的视频→3秒钟的灰色空屏→表象阶段指导语→表象阶段图片(被试进行表象)。感知阶段指导语为“请保持头部不动,仔细观察屏幕左侧的小球,它将从A点匀速运动到B点,请仔细感受小球的运动速度,之后您将要尽可能准确地复制出小球的运动速度。按空格键开始练习”。

5)练习两次后进入正式实验。正式实验中三个速度的小球随机出现,每个速度出现7次,共21次。正式实验不再呈现实验指导语。

6)第一组完毕后,进入第二、三组的练习和正式实验,这两组的实验步骤与第一组相同,不同的是表象阶段指导语。

注视条件下表象阶段指导语:“下面请您想象小球将以相同的速度从A点运动到B点,当您认为小球刚好到达B点时,快速按下空格键。请注视屏幕中心的“+”,按空格键开始”。追踪条件下表象阶段指导语:“下面请您想象小球将以相同的速度从A点运动到B点。请注视A点的小球,并沿着想象中小球的运动轨迹追随至B点。当您认为小球刚好到达B点时,快速按下空格键。按空格键开始。”

闭眼条件下表象阶段指导语:“下面请您想象小球将以相同的速度从A点运动到B点。当您认为小球运动到B点时,快速按下空格键。按空格键开始。下面请闭上眼睛”。

2 研究结果

2.1 视觉参与程度对表象准确性的影响

被试在注视、追踪和闭眼三种条件下表象不同速度小球的运动过程,其判断的准确性(平均距离差B’B)见表1。

表1 不同视觉参与程度条件下的表象准确性(单位:cm)

从表2中看出,物体运动速度主效应显著(P=0.000),视觉参与程度主效应不显著,速度和视觉参与程度的交互作用不显著。

表2 影响表象准确性因素的方差分析

2.2 性别对不同速度运动物体表象准确性的影响

从表3中可以看出,男女被试只有在闭眼条件下对慢速运动的小球速度判断的差异具有显著性,男生比女生准确。其他实验处理水平下,没有显著性差异。

表3 男女被试表象判断的平均差值与标准差(单位:cm)

3 讨论与分析

3.1 视觉参与程度对表象的影响

在本实验中,参考Laeng等人的“感知-表象”两阶段研究范式,根据实验任务设定了三种实验条件,从而控制了表象阶段视觉的参与程度。本实验结果表明,有视觉追踪时对运动物体的表象并没有比固定注视时有优势,二者没有显著差异,没有支持研究假设,分析其原因如下:1)实验任务的设计不同于以往。以往大部分相关研究的表象任务是要求被试想象并回忆目标刺激图片中的相关信息,如Laeng[24]的实验材料是6×6的正方形方格图,在方格图中有5个随机位置呈现的灰色方格。之后国内的相关后续研究所用实验材料都与之相类似,张婷[18]还设计了更为接近现实场景的图片,总之,这些实验材料都是在考察被试的空间特征记忆能力,而且图片信息都是静止的。采用静态的图片作为实验材料考察知觉和表象过程,更多的是反映表象的清晰度和空间位置的准确性。由于在运动领域,运动员所要表象的动作全部都是动态的,而且在真正的运动情境中执行特定的技术时,精确的时间是非常重要的。依据文献提出的假设没有得到验证,可能是因为对动态物体的表象过程与静态物体的表象过程有着不同的心理机制,对动态物体移动过程的表象除了对物体位置、清晰度的要求外,还增加了速度和时间因素。这使得表象过程的难度大大增加,从而使影响表象准确性的因素也变得更加复杂。可见运动心理学中的表象有其独特性,因此有些认知心理学中的结果不一定适用于运动心理学。另外,有关“对静止物体的表象与对运动物体的表象之间的异同”这一问题有待进一步的研究;2)在让被试将眼睛盯在屏幕中央时,被试感受到了任务的难度,因此其应激水平较高,为了能够更好地完成任务,他们将会采取更为积极的状态来应对,而且注意力会更加集中。这有助于其表象任务的完成。因此,缩小了注视条件下和追踪条件下可能存在的表象准确性的差异。

本实验结果还表明,视觉追踪时被试表象的准确性与闭眼时无显著性差异,这一研究结果表明使用传统的闭眼表象方法和视觉追踪的表象方法对运动物体进行表象,效果相同,但没有表现出视觉追踪表象过程的优越性,也没有表现出知觉过程与表象过程的“功能等价”效应。可能因为闭眼条件下更有利于表象过程的注意集中或时间估计策略的使用,从而可能平衡了视觉追踪过程的表象准确性的优势。另外,简单抽象的视觉表象任务可能不足以体现出表象过程的视觉参与优势。由于本实验尚处于初步探索阶段,因此没有选择更加复杂的、完全和运动场景吻合的运动视频。

以上结果和分析表明,尽管有视觉追踪的表象过程没有表现出准确性优势,但却证明了眼动仪的引入有助于提高表象过程的监控。因为在有视觉追踪的表象过程中,眼动仪能够准确地记录被试的眼动轨迹,被试注视点和眼动轨迹的任何变化都可以得到实时反馈。

3.2 物体运动速度对表象准确性的影响

从实验结果的方差分析中可以看出,物体运动速度的主效应非常显著,表明速度是影响运动物体表象准确性的重要因素。注视、追踪和闭眼三种不同视觉参与条件下,被试对慢速运动的小球速度判断的最准确,其次是中速、快速,这一结果支持了研究假设。一般来说,物体运动速度越快,在单位时间内运动距离越长,则单位时间内视觉表象所涉及的行距范围就越大,信息加工负荷也越大,因此判断的准确性会有所降低,误差值升高。运动领域,有关运动员对于不同速度的运动物体判断准确性的研究目前还很少,李欣等人[25]研究发现实验物体的速度会影响运动员速度感的准确性,但是他们却将速度分为匀速和变速两种,而不是分为不同的速度数值。金元甲等人[26]对延边青少年足球运动员的速度知觉进行了测试,他们采用了快慢两个运动速度,结果显示被试对快速运动物体的速度知觉好于对慢速运动物体的速度知觉。但龚剑飞和裴剑涛[27]对于儿童运动视觉表象操作水平的研究结果与本研究结果相同,他们同样证明客体运动速度会影响被试运动视觉表象操作,而且快速条件下判断的平均距离差大于慢速。关于这个问题之所以会出现相反的结果是因为因变量的选择不同。一些研究者选择被试判断的小球位置(B’)到终点(B)的距离作为因变量,而另外一些研究者则选择速度知觉差别阈限即小球运动到终点所用的标准时间与被试判断小球到达终点的时间二者差的绝对值。按照本研究的结果,被试对于快速运动小球的速度知觉准确性不如慢速运动的小球,而球类项目中运动物体的速度较快,因此应该加强一些提高速度知觉准确性的训练,本文主张的视觉追踪法就是一个有待验证的方法。

3.3 对运动物体表象的性别差异

本研究表明,只有在闭眼条件下,对慢速运动的小球进行表象时,男生比女生判断得准,其他实验处理水平下,男女被试对小球运动的表象准确性没有显著性差异。

目前有关对运动物体表象准确性的男女差异的研究较为少见。在国外早期的相关研究中,研究者都发现男女运动员使用表象技术的程度大约相同[28]。另外,有研究指出,在空间表象能力方面男女有别,前者优于后者[29]。由于空间表象是建立在空间知觉的基础上,而男子在空间知觉方面相对于女子来说具有一定的优势,所以这种差别是可以理解的。但是也有人不同意此观点,认为表象并非是知觉的简单派生物,而是通过象征性机能或信号功能产生的。表象的内容和形式分别依赖于外在的知觉活动和内化的图式结构[30]。依据这一观点,上述的仅凭空间知觉水平的高低来解释空间表象优劣的观点是有局限性的。至于在闭眼条件下,对慢速运动的小球进行表象时,男生比女生判断得准,这可能是由于对慢速运动的物体,女生闭上眼睛进行表象时,容易失去对物体的控制,因此女生在使用传统闭眼表象方法时应该特别加以注意。

4 结论

本研究考察了在注视、追踪、闭眼三个不同视觉参与程度条件下被试对不同运动速度的物体表象的准确性,得出如下结论:速度是影响运动物体表象准确性的重要因素。个体对慢速运动的物体表象准确性最高,中速次之,快速最差。闭眼条件下,男性对慢速运动物体的表象准确性高于女性,其他条件下没有显著性差异。追踪与闭眼条件下以及追踪和注视条件下,被试对运动物体的表象准确性没有显著性差异,没有表现出知觉过程与表象过程的“功能等价”效应,这意味着个体对移动物体的表象过程与静态物体的表象过程可能存在不同的心理机制。

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Influence of Visual Participation on Imagery Accuracy of Objects Moving at Different Speed

LI Da,FU Quan
(Capital University of Physical Education and Sports,Beijing 100191,China)

Based on analyzing the problems of traditional imagery training,this study investigated the imagery accuracy of objects moving at different speed under three different visual participation conditions of staring,tracking and eyes closed by using Laeng’s“perception-image”two stage research paradigm.A total number of 40 participants(19 males;21 females)from a sport university were involved in this study.The moving object videos were used as the stimulation and the eyetracker was used to monitor the imagery process of the participants.The results suggested that the imagery accuracy of objects moving at slow speed is the highest,followed by medium speed,and fast speed is the lowest;There was no significant difference between the imagery accuracies of moving objects with image using eyes-tracking method,image with the eyes closed and image with the eyes stared at a fixed point;only in the condition of imaging with the eyes closed,men could image the objects moving at slow speed more accurately than women,while in the other conditions,there are no significant gender differences in imagery accuracy of moving objects.It was suggested that speed was an important factor to affect the imagery accuracy of moving objects.Imagery process of moving objects and static objects may have different psychological mechanisms.The“functional equivalence”effect between perceptual process and imagery process was not found in this study.

imagery;imagery in sports;visual participation;moving objects

G804.86

A

1004-0560(2013)03-0020-04

2013-03-10;

2013-04-26

北京市教委科技面上项目(编号:KM201210029002)。

李 妲(1986-),女,硕士,主要研究方向为运动认知、心理测量与心理训练。

付 全(1972-),男,副教授,博士,主要研究方向为运动认知、心理测量与心理训练,E-mail:fuquan@cupes.edu.cn。

责任编辑:刘红霞