运动技能操作的知觉理论辨析——基于间接知觉和直接知觉理论

冯建立，张宏杰

(上海体育学院，上海 200438)

在运动情景中，运动员如何进行技能操作是运动心理学家所关心的重点。不同的理论导致不同的认识，间接知觉理论和直接知觉理论对运动技能有不同的见解。间接知觉理论认为外部世界输入大脑的信息是不完整、不准确的、无意义的信息。这些信息需要通过大脑储存、加工、转移等过程，才能转化成有意义的经验［1］。相反，直接知觉理论认为动物周围分布着丰富的信息，这些信息能够被直接知觉［2］。信息加工理论和生态范式知觉理论是间接知觉和直接知觉思想的集中体现。有关运动技能控制和学习的研究，国内学者大部分都集中在信息加工理论，而生态知觉理论还没有引起足够的重视。在运动实践中，究竟以哪种理论为指导，关系到训练理念、原则、方式、手段的不同。因此有必要对两种理论进行分析讨论，厘清两种理论在解释运动技能的差异，让更多的体育教育工作者了解两种理论的优缺点，指导学生、运动员更好的掌握运动技能，在竞技场上有更突出的表现。

1 间接知觉理论和直接知觉理论概述

1.1 间接知觉理论(信息加工理论)概述

一直以来，哲学家、心理学家，乃至生理学家都非常关注人类的认知、思维活动及其本质。但是由于这样的心理活动难以观察，导致很长时间内没有人涉足人类的认知领域。但是从20世纪50年代起，由于计算机科学的迅速发展，有人把大脑假设成计算机，把人的心理活动想象成计算机的运算过程，这样的理论设想为信息加工理论的产生提供了契机。从此以后，信息加工理论迅速崛起，在认知领域取得了丰硕的成果，不仅推动了心理学其它分支的发展，而且从整体上改变了心理学的研究面貌。

信息加工理论认为，人的大脑就是一个信息加工系统，就像计算机的控制部分，对于来自外部的刺激信息进行加工处理，包括信息的输入、储存、运算和输出。这个加工系统由感受器、感觉登记、模式识别、记忆等部分构成。信息加工理论的认知心理学采用实验法、口述报告法、和计算机模拟等方法对感知觉、注意、记忆、思维、问题解决等领域进行了深入的研究，取得令人瞩目的成就。

根据信息加工理论，感觉和知觉是不同的心理过程。感觉是大脑对特定对象的个别属性的直接反映，它输入的信息是不连贯和匮乏的，不能完整地、准确地说明外部世界的性质。知觉是人脑对作用于它的客观事物的整体反映，它是组织、解释和融合了感觉信息的有意识过程。因此知觉是建立在感觉基础上的建构物。信息加工理论认为，1，我们不能直接知觉到真实的物理世界。2，错觉迫使我们接受知觉可能是非真实的。3，感觉输入通常是贫乏的或被分解的，不足以说明外部情况或物体。4，人类视知觉表现为连续的样本或定影(影像)的形式。因此如果我们要获得统一的知觉，那么必须把视觉输入经过一段时间的整合才能获得。5，因为感觉输入或感觉不够丰富，所以它不能传递知觉，知觉者必须将它们累加起来。感觉的产生包含着利用记忆、习惯、定势等进行推理过程［3］。总之，间接知觉理论认为，外界刺激是贫乏的，不足以产生关于外在世界的直接经验。外界刺激作用于感官后，需要经过心理加工过程以产生关于外在世界的知觉。

1.2 直接知觉理论(生态范式知觉理论)概述

与信息加工理论迥然不同，生态范式的知觉理论认为感觉是知觉的一部分，知觉是直接的。生态心理学家Gibson假设有机体周围分布着丰富的信息，能够详细说明和活动相关的环境特征。这些信息能够被直接知觉［4］。他在第二次世界大战选拔飞行员的测试期间，通过对飞行的实际情境中的知觉研究发现，飞行员的知觉是直接利用了来自地面和天空的信息，换句话说，知觉可以直接获取外部世界的信息。他认为人类对某种刺激所得的知觉经验，乃是由刺激本身特征引起的，不需要由心理予以组织而后再判断。Gibson认为，在长期进化过程中，人类与其他动物由于适应环境的需要，逐渐获得了依据刺激本身的特性获得直接经验的能力，即知觉具有先天的性质［5］。

生态心理学家非常强调人类和环境的相互作用，环境限制了在即定情形下我们能够做什么和不能够做什么。Bernstein和 Gibson都不否认中枢神经系统(CNS)在行为中的作用。但是，他们认为仅仅是估计CNS的角色是不科学的，应该用自然法则去解释行为。正如Bernstein所说，这些自然法则应来自物理学、达尔文进化理论、生物学和别的分支科学。总之，在破除了间接知觉理论，Gibson在环境和动物的交互性原则指导下，从生物进化的视角，系统地对知觉理论进行了假设和解释，重新建构心理学。

1979年，Gibson出版了《视知觉的生态取向》，书中详细阐述了生态范式知觉理论。书中突出了几个重点:首先，对动物和环境的交互性进行了全面论述，交互性体现动物和环境相互依存，相互影响。环境和动物的交互性是长期进化的结果;第二，Gibson不是从物理学视角，而是从生态学视角理解动物，动物行为不是机械运动或者其类似物，而是有弹性的、有意向的和多重嵌套的行为;第三，“可供性”理论的提出。环境和动物的相互联系还表现在他们之间功能上的交互作用，Gibson发明了“可供性”(affordance)一词来描述环境和动物之间的功能联系。可供性是环境的相关特性，是环境提供给动物可以利用的某种特性，它通过向动物提供功能来体现价值。

可供性理论是Gibson生态范式知觉理论的基础。可供性是环境提供给动物行动的机会，它体现了知觉和动作匹配关系。Gibson认为，知觉是动物对环境进行适应的结果，人的先天本能就是感知可供性，即感知行为的可行程度。Gibson等人设计了著名的视崖(visual cliff)实验。结果显示，3个月以下的缺乏深度知觉的婴儿，在面临悬崖边缘时，有立即停滞不前的现象，此实验说明悬崖的危险性是直接感知到的，知觉具有天生的性质。

2 信息加工理论和生态范式知觉理论解释运动技能操作的差异

2.1 知觉预测

在竞技运动中，存在大量的知觉预测现象。在快速多变的情形下，如果队员不能准确、快速的预测队友或者对手的技战术，就会贻误时机，处于不利的局面。

Poulton(1957)［6］将知觉预测定义为，利用部分信息或先行信息预测未知事件的信息加工过程。信息加工理论认为，在竞技体育中，知觉预测是运动员在激烈的比赛中，通过观察对手的技术动作或相关信息，在大脑中进行快速的识别、判断，迅速做出动作反应的信息加工过程。在瞬息万变的情形下，运动员在时间压力下，必须根据有限的信息做出反应。运动员在掌握大量的专项知识经验下，将注意集中于关键信息，排除各种干扰，才能保证较高的预测准确性。

信息加工理论解释知觉预测时，非常强调长时记忆中过去经验的重要性。以阻截动作为例，当我们做阻截动作时，不但要判断物体的速度和轨迹，而且要估算物体到达的时间和地点，过去经验有助于我们预测这些相关信息。当我们准备阻截物体时，长时记忆中存储的信息和短时信息进行对比，进而在不完全感知相关信息的情况下做出判断。信息加工理论学家认为，执行阻截任务主要是依靠储存在长时记忆中的过去经验。这些经验帮助知觉预测，进而进行成功的阻截物体。

而对于生态心理学家而言，行为是个体和环境相互作用的结果，所有必要信息都呈现在环境中。根据Lee(1976)［7］的观点，阻截成功要求满足时间要求即接触时刻。Lee证实接触时刻可由光学分布中物体尺寸和它的光学扩展的比例来确定，简称τ(tau)。τ解释了人如何能够通过侦测光学分布中的可供性信息而直接感知接触时刻，无需估计物体飞行的距离和速度。比如，在垒球比赛中，外场球手不停地寻找抓球的可供性，τ告诉选手阻截的接触时刻，个体不需要从记忆中去确定接触时刻。

我们用知觉预测来帮助我们做出快速反应。信息加工理论学家认为，这种预判能力是在记忆的帮助下完成的。而生态心理学家认为，人能够直接感知环境可供性信息而采取行动。

2.2 知觉决策

在日常生活中，从简单的运动到多重选择的复杂思考和对未来结果的推理，都需要决策。由于决策在人类生活中的普遍性和重要性，因此引起了心理学家的研究热情。在运动领域，涉及运动思维与战术意识的决策研究方兴未艾，对于信息加工理论而言，决策就是在一定情形下我们如何运用知觉和过去经验决定采取什么行动，它是信息加工的一个核心环节。

根据信息加工理论，感觉信息输入到CNS，在知觉阶段被解释，然后输送到短时记忆，这些短时记忆中的信息通过和长时记忆中的过去经验进行比较后，CNS做出决策。但是，实际情况也许不是如此，因为没有两个情形是一样的。Schmidt(1975)［8］的图式理论解释我们不用试图回忆过去情形，而只需要一般的原则和图式。这样图式允许我们做出正确的决策，不用考虑现在情形和过去经验的差异。在快速的运动中，运动员必须在可支配的时间内减少判断的时间，以保证他们的动作时间。因此有人认为这种情况下，知觉决策应该是下意识或者是直觉的。Skarkes(1993)也曾提出直觉的实质是一种迅速的通过决策步骤的过程。这一过程是自动化的、无意识的［9］。

根据生态动力系统理论，个体行为是由人、环境和任务制约因素相互作用的结果。生态心理学家认为CNS设置行为目标，就是做什么，对于怎么去做，对于一个非线性动力系统，决策以一种自发的形式发生。没有任何命令和前期的程序指示他们如何去做，因为环境和个体的条件是动态变化的，环境和个体相互作用导致行为的发生。生态范式知觉理论认为动物主动探索环境内容，直接感知外部事物的结构，知觉是一个随时间而变化的动态过程。个体发展的目标就是逐步发现自身在环境中运动时的可供性，并实时地把自身已有的运动能力和环境条件相匹配，从而做出下一步的动作或行动［10］。环境允许或限制我们的行为，我们对每一个环境对象的知觉，都包含着它与我们的行动之间关系的理解。比如我们跑步时，每跑一步，都隐含着着我们对自己运动是否正确、是否可行的理解。

信息加工理论认为，决策是CNS发出的，知觉和动作是分离的，先有知觉后有动作。生态心理学认为，CNS只负责做什么，怎么去做的决策是自组织过程中自发产生的，知觉和动作是不断互相影响的联结关系。

信息加工理论和生态范式知觉理论都认为选择性注意的重要性。信息加工理论认为，选择性注意帮助个体搜寻环境中的关键信息，这些信息帮助CNS进行有效决策。而生态知觉理论认为，选择性注意帮助个体搜寻环境中的可供性，个体感知可供性而发生自组织行为。两种理论都接受经验扮演着重要的角色，信息加工理论认为，储存在长时记忆中的经验在决策中起到重要作用，它协助CNS做出正确决策。尽管生态范式知觉理论否认记忆在个体行动的角色，但是也接受经验的重要性。没有经验，个体将不能设置正确的目标，当机会出现时，不会辨认有用的可供性。

2.3 动作控制

根据信息加工理论，开环系统和闭环系统是两个基本的控制系统。这两个系统模型描述中枢神经系统(CNS)和周围神经系统(PNS)发动和控制动作的不同方式。在开环系统中，CNS不利用反馈对运动进行控制，指令已包含所有必要的信息，使效应器完成指定的运动。在闭环系统中，运动指令则有明显区别，首先，控制中心给效应器发出的指令只是为了启动运动。真正地执行、完成这个运动还有赖于到达控制中心的反馈信息。反馈提供有关运动状态的信息，使控制中心按照初始指令继续进行运动，或者提供新的指令使运动继续，或者修正运动中的错误［11］。

无论是开环和闭环控制系统都强调CNS在动作控制中的作用。CNS是以记忆为基础控制着协调运动，它以动作程序为记忆表征，启动、组织、和完成动作。Schmidt的观点在动作程序思想中最具有代表性，他提出了一般运动程序的假说来说明人类协调运动行为的适应性和灵活性。他的图式理论解释了一般动作程序如何控制协调运动，为人们如何很好地适应新情景或新的环境内容提供一种解释。图式是指一套规则，CNS从相关经验中提取重要的信息片段，并将其组成一套规则。当人们在完成一项从未操作过的技能时，应用动作图式的规则，产生适应的参数特征。并把这些参数附加到一般动作程序之中来完成该技能。

动作控制的信息加工理论研究在20世纪80年代初受到了动力系统理论的挑战。1982年，Peter Kugler，Scott和Michael Turvey发表了关于动作发展问题的论文，提出了一种新的理解动作发展的理论观点，这种理论是建立于哲学、生物学、工程学、特别是非平衡热力学的原理基础上对感知和动作的重新认识。动力系统理论从非线性动力学的角度来理解人类动作行为，把人类动作行为当作一种复杂的系统，移动的协调模式不是由特定动作程序操作的，而是在具体情景条件下，以自组织的形式出现。生态心理学家认为CNS仅仅负责设定目标，即个体想要做什么。CNS派送到PNS的信息不是对肌肉的详尽指导，而是一个一般的指令，四肢的移动是由环境和个体相互作用的结果。Bernstein(1967)［12］引入自由度来解释人类移动，他认为动作控制是克服人类移动系统中冗余自由度的结果，当身体适应外部环境过程中，协调稳定的动作模式产生。在描述自组织的时候，生态心理学家经常用我们四肢运动的不同方式来解释。以侧手翻为例，当运动开始的时候，由于身体内部的机制，四肢的位置会自动调整，肌肉和关节之间相互协调配合产生了移动。

对于信息加工理论而言，CNS是动作控制的中心，而PNS起到很小的作用。而生态范式知觉理论认为，CNS只是设置目标，如何移动是PNS的功能。

2.4 运动技能学习

最早的行为主义学习理论认为人类的学习是类似动物的刺激-反应的过程。在一定环境刺激下，人类必然产生一定的行为反应。行为主义者主张用外部的奖励与惩罚来控制学习过程，通过反复练习完善行为。行为主义的学习模式由于太过简单而遭到人们的非议，人类是复杂思维的动物，建立在动物实验基础上的理论不能完全等同于人类学习。信息加工理论从人类的复杂思维角度出发，认为学习是一个复杂的心理加工过程，是学习者认知结构改变的过程，学习的实质不是简单的知识堆积，而是建立和发展内在的认知结构，学习者外部行为的变化是源于学习者内部发生的认知结构的变化［13］。

对于信息加工理论而言，运动技能学习就是技术结构的认知与加工过程。为了让学生更好地认知运动技术，传统上体育教师在体育教学过程中不仅要进行生动的讲解，而且要进行形象的动作示范。正如心理学家Anderson所认为的那样，运动技能学习先是获得陈述式知识，然后经过练习，从获得陈述式知识转换到获得程序式知识。然而，有关内隐性学习研究表明，我们能够不通过陈述式知识而获得程序式知识［14］。Masters进行了大量的有关内隐性学习的实验。实验表明，当个体在潜意识的情况下，也能导致学习的发生。很多研究者认为，内隐性学习是运动技能学习的根本，但是没有给出恰当的理由和依据。从目前的研究与实践中我们不难看出，运动技术动作的学习是以外显性学习为主要手段，再穿插一些内隐性学习作为补充，内隐性学习的突出作用是在复杂条件下的运动应激表现，是一些较高难度的动作记忆痕迹的无意识表达［15］。外显性学习和内隐性学习相互补充，共同促进了运动技能的发展。

对于生态范式知觉理论而言，运动技能学习就是个体对环境可供性的谐调(attunement)。由于环境、任务、和个体限制条件的变化，环境可供性也发生变化，个体通过身体或者身体部位的积极移动搜寻环境中有用信息，经过不断的尝试，个体逐渐对可供性产生谐调。由于动作和知觉的匹配，一旦个体能够感知可供性，那么就能自动产生自组织行为。有关婴儿成长的动作学习的研究表明婴儿能够运用肢体探索环境来提高他们感知可供性的能力。

信息加工理论认为技能学习是CNS不断对环境信息加工储存的过程，而生态范式的知觉理论认为技能学习是个体不断搜索环境可供性，对可供性谐调的过程。

信息加工理论和生态知觉理论都宣称感知者是积极的，但是意义迥然不同。对于信息加工理论而言，积极性体现在感知者大脑对信息的储存、解释、建构等方面。因此，在体育教师在讲解示范技术动作时，学生必须集中注意力，通过大脑对技术动作的加工储存，形成动作的内部表征。

而生态知觉理论认为，积极性体现在感知者积极的探索(看、嗅、听等)环境内容。感知者不是被动的信息接受者，而是积极的、有目的的信息占有者。因此，教师不是通过讲解示范，而是要根据具体的任务要求，设计合理的运动情境，让学生能够在具体情境中不断探索习得知识。

3 结束语

信息加工理论和生态范式知觉理论从不同的视角解释了运动技能的学习和控制。信息加工理论突出强调CNS在运动技能学习和控制中的角色，而生态范式知觉理论试图不涉及CNS的情况下解释运动技能，强调个体和环境的相互作用。运动技能操作是一个涉及多领域的复杂问题，不管是信息加工理论还是生态范式知觉理论都不能圆满的解释它，因此还需要进一步进行探索研究。

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