散打运动员视觉信息加工的眼动研究*

何一粟 杨声伟 李洪玉

（天津体育学院，天津 300381） （天津市西青区杨柳青第一中学，天津 300380） （天津师范大学心理与行为研究院，天津 300074）

散打运动员视觉信息加工的眼动研究*

何一粟 杨声伟 李洪玉

（天津体育学院，天津 300381） （天津市西青区杨柳青第一中学，天津 300380） （天津师范大学心理与行为研究院，天津 300074）

散打比赛是一种对抗性很强的运动项目，要求运动员能够精确判断，及时地作出反应动作。这就需要运动员时刻保持高度的注意力，快速、准确地搜索相关信息，灵活地应对赛场上的情况。本研究以专家-新手范式对24名不同水平的散打运动员进行眼动实验研究，探讨高水平运动员与初学者之间的眼动差异，为初学者制定科学训练计划提供参考依据。结果表明：与新手组被试相比，专家组被试更加重视对比赛中得分部位的注视，从而为其准确预判提供了认知保证。

散打，运动员，信息加工，眼动研究。

1 引言

眼动技术是研究不同体育运动项目中运动员和教练员信息加工的重要手段，也被越来越多地运用到不同运动项目的研究中 （韩玉昌,2000;闫国利,白学军,陈向阳,2003;闫国利,田宏杰,2004,闫国利,2012）。如隔网对抗型的乒乓球 （刘小芹, 2011）、排球 （支二林,张文才,2014）、网球 （黄宏远,邱丽卿,2012）、羽毛球 （Petrakis,1993;高觉书,2012）等；同场对抗竞技型的篮球 （张运亮,李宗浩,孙延林,杨晓晨,阎国利,2005;朱泳,高俊,黄滨,何长波,2014）等；展现技能型的体操 （孙延林等,2010），以及格斗对抗型的跆拳道 （徐守森,李京诚,2005）等项目。专家—新手范式 （noviceexpert paradigm）是当前眼动技术运用于运动研究中最常使用的一种研究范式。这种研究范式主要是考察专家和新手在进行视觉搜索时，他们在注视次数、注视持续时间和扫描轨迹之间的差异。通过差异对比有利于找到一种高效、实用的注视模式和策略，对于培养和提高新手的技术水平具有重要的现实意义。

很多学者对不同的运动项目进行了眼动研究。Marten和Vickers（2004）对不同水平组的冰球运动员眼睛的注视特点进行了研究。结果表明：在高水平组中早期注视和追踪的时间显著短于后期的注视和追踪时间，并且相对于低水平组来说，在成功的比赛中，熟练组在寻找最佳位置时用时更短。Helsen和Pauwels（1993）对有经验的足球运动员和没有经验的足球运动员进行过研究，结果表明：熟练组由于具有长期的训练和参赛经验，其视觉搜索模式是十分经济有效的；与新手相比，熟练组的注视次数少，平均注视持续时间短，反应时短。廖彦罡，张学民和葛春林 （2011）对不同水平排球运动员研究发现：专家采用对中央信息集中注视和搜索的策略，而对外周信息采用快速和大范围扫视的策略。徐守森和李京诚 （2005）对跆拳道运动员的眼动进行了分析，结果表明：高水平跆拳道运动员在观看比赛录像动作时，眼睛注视位置主要集中于运动员身体的得分点、腰部动作、步法等有效部位，以及得分、时间等有效信息。而非专业运动员在观看比赛录像动作时，主要关注头部等无效部位，偶尔关注得分、时间等有效信息，甚至出现漫无目标的注视活动。

采用专家-新手范式的研究一致发现，专家具有更多更合理的视觉搜索策略，表现为专家运动员对比赛场景中信息的注视次数少，注视持续时间短，注视点多集中在与具体项目相关的关键兴趣区，注视轨迹简单集中，特别是在注视顺序上表现出较强的策略性。以网球为例 （黄宏远,邱丽卿, 2012），专家运动员会根据不同动作的发力顺序的相同方向或相反方向对材料进行加工，最后的注视点总在关键部位反复注视，而新手运动员的注视轨迹复杂，注视顺序比较随意，没有任何的加工策略。Williams，Davids，Burwitz和Williams（1994）提出，专家之所以具有有效的搜索模式，是因为他们有更好地对特定信息进行编码和处理的能力以及对球的最后落点的预测能力，这些优势是建立在专家丰富认知信息库的基础之上的。

散打是由中国古代的战场和生死擂台发展而来的一项搏击竞赛，为中国武术的一个分项。散打是一种站立格斗技术，由 “踢、打、摔、拿”四大格斗特征与 “远踢、近打、贴身摔”三大格斗战术和防守、步法等技术组成 （曾于久,陈星潭,2009）。在散打比赛中，符合规则的击中对方的头部、躯干、大腿等有效部位根据难度分别可以得到1分或2分，而若违反规则则根据严重程度判对方得1分或2分。散打比赛是一种对抗性很强的运动项目，运动员需要具备精确判断，及时地作出反应动作，这就需要运动员时时刻刻保持高度的注意力，对搜索到的信息进行快速准确的加工，随机应变地应付场上情况。散打运动员往往在比赛中采取假动作来误导对手，进而采取对自己有利的进攻或防守战术。因此，运动员要在短时间内判断对手的动作来做出自身的反应，这就需要运动员敏锐的观察能力、预判能力和反应能力。运动员在比赛中及时对场上的信息进行加工处理，为自己做好充分的防守或进攻的准备就显得尤为重要。

国内外有关散打运动员视觉信息加工的眼动研究比较少 （胡晓斌,余自华,杜少武,2009）。刘翠娟 （2010）对散打运动员视觉搜索中眼动的实验研究中发现：专家组对身体部位的注视时间多，有着更好的专项知识编码与记忆能力；与新手组相比，专家组对线索的利用率较高。赵洪朋 （2010）在散打运动员知觉预测过程认知特征与神经机制研究中发现，优秀散打运动员在一般情境视觉搜索速度快，准确率高，预判的效率高，同时在反应时上较初学者短。以往有关散打运动项目的研究主要采用眼动指标进行分析，而针对运动员决策过程的研究较少。

本研究试图以信息加工理论为基础，以散打比赛图片为实验材料，采用 “专家-新手”范式，以眼动仪为工具，探讨不同水平的散打运动员在判断假动作过程中的眼动特征，从而考察不同水平散打运动员预判的认知机制。本研究的结果对于丰富散打运动员运动水平对认知加工影响的相关理论，为散打运动的教学和训练提供实践指导都具有一定的价值。

2 方法

2.1 被试

天津某大学武术系散打专业的男性大学生，共24人。其中，专家组12人，平均年龄为22.6岁，平均训练年限为8.7年，均为国家二级运动员；新手组12人，平均年龄为20.8岁，平均训练年限为2.6年，均未获得任何运动员等级。所有被试视力正常或矫正正常，先前未参加过类似的实验。

2.2 实验设计

本实验为被试间设计。自变量为散打运动员的运动能力，分为两个水平 （专家组、新手组）。因变量包括预判 （进攻或防守）的成功率和眼动指标（注视次数、注视时间）。

2.3 实验材料

从2012年全国武术散打锦标赛男子决赛录像中，选取13幅散打比赛中的清晰图片。5幅图片用于实验前练习；其余8幅图片用于正式实验，其中4幅图片是一名选手作出假动作后进行防守，另外4幅图片是一名选手作出假动作后继续进攻。

2.4 实验仪器和实验程序

本研究采用美国应用科学实验室 （ASL）生产的便捷式单目眼动仪 （Mobile eye XG）。该眼动仪的采样率为30Hz。

实验员对眼动仪进行定标、校准，眼校准采用5点校准。眼校准结束之后，要求被试者在指导下观察实验材料中的练习图片，告知指导语，被试开始练习。在被试正确理解指导语和要求后，开始正式实验。在观看图片时，要求被试进行口头报告，当图片呈现时，进攻方做出假动作 （该动作被专家评判后为假动作）后，进攻方将继续所采取的反应，要求被试者判断图片中进攻方是采取防守战术还是继续保持进攻战术。

3 结果

3.1 假动作预判成功率

反应准确率常被作为区别优秀选手与初学者的一个重要指标。所谓预判成功率是指被试对图片中的假动作作出正确判断的次数与图片总数的比值。不同水平散打运动员在观看8张图片时，对假动作预判成功率的结果见表1。

表1 被试对假动作的预判成功率

从表1可以看出，对于图片中散打运动员作出假动作后，是采取继续进攻战术还是防守战术，不同运动水平的运动员在预判的成功率上有着显著差别 （Z=3.30＞1.96,p＜0.05）。

3.2 不同兴趣区的平均注视次数

通过查阅相关文献、预实验和专家访谈，本研究根据散打运动的得分特点以及人体的生理结构，将兴趣区划分为运动员头部、胸腹、上肢、腿部和运动员身体以外的区域。不同运动水平运动员在观看图片时，注视各兴趣区的平均次数见表2。

表2 不同运动水平运动员各兴趣区平均注视次数比较

结合表2和独立样本t检验的结果发现： （1）专家组被试在头部上的平均注视次数，显著多于新手组被试 （t=3.181,p＜0.01）； （2）专家组被试在胸腹上的平均注视次数，显著多于新手组被试 （t= 6.403,p＜0.001）； （3）专家组被试在上肢上的平均注视次数，显著少于新手组被试 （t=-5.81,p＜0.001）； （4）专家组被试与新手组被试在腿部上的平均注视次数，不存在显著差异 （t=-1.637,p＞0.05）； （5）专家组被试在其他区域上的平均注视次数，显著少于新手组被试 （t=-8.356,p＜0.001）。

3.3 不同兴趣区的平均注视时间

注视时间反映被试对各兴趣区的注视程度。注视时间越长，表明被试对某一兴趣区越关注，或者对某一兴趣区进行信息加工的时间越长。

结合表3和独立样本t检验的结果发现： （1）专家组被试在头部上的平均注视时间，显著长于新手组被试 （t=4.904,p＜0.001）； （2）专家组被试在胸腹上的平均注视时间，显著长于新手组被试 （t= 2.567,p＜0.05）； （3）专家组被试在上肢上的平均注视时间，显著短于新手组被试 （t=-6.869,p＜0.001）； （4）专家组被试与新手组被试在腿部上的平均注视时间，不存在显著差异 （t=--0.251,p＞0.05）； （5）专家组被试在其他区域上的平均注视时间，显著短于新手组被试 （t=-7.67,p＜0.001）。

表3 不同运动水平被试对各兴趣区的平均注视时间比较 （秒）

4 讨论

4.1 假动作预判成功率

对于图片中散打运动员作出假动作后是采取继续进攻战术还是防守战术，专家组预判成功率为80.2%，而新手组预判成功率则为58.3%。这与许多学者的研究结果相一致 （赵洪朋,2010）。新手组被试预判成功率接近于几率水平，因此其预判近乎猜测。对假动作的预判，选手应根据对手身体整体重心的偏移程度和对手是否被误导来判断是继续采取进攻战术还是防守战术，高水平散打运动员能够根据自己的经验及在比赛中的快速反应和判断来分析对手情况，作出准确的预判，而初学者由于对信息的加工水平低，不知道从何处下手，因此可能凭借猜测作出判断。

4.2 不同运动水平散打运动员对图片中兴趣区平均注视次数的分析

不同运动水平散打运动员对图片中各兴趣区的平均注视次数有所不同。本研究发现：与新手组被试相比，专家组被试对散打图片中运动员头部和胸腹的平均注视次数均显著多一些；与专家组被试相比，新手组被试对散打图片中运动员上肢以及其他无关区域的平均注视次数均显著多一些。

散打运动在比赛中的得分部位主要包括头部、胸腹、腿部等。本研究结果表明：与低运动水平被试相比，高水平散打运动员被试对得分部位的注视次数显著得多一些，对与得分无关的其它部位注视次数显著得少一些，这说明高水平被试的注意力比较集中。这也与有些学者的研究结果相一致。徐守森和李京诚 （2005）对跆拳道运动员所进行的眼动研究结果表明，高水平跆拳道运动员眼睛注视位置主要集中于运动员身体的得分点；而非专业运动员在观看比赛录像动作时，主要关注头部等无效部位。

在散打比赛中，头部上下左右移动会影响到全身重心的移动，从局部观察到整体观察，这也反映了专家组被试在注视点的分配上更加合理，避免了更多无效的注视，搜索效率更高。另外，胸腹也是散打运动比赛中比较容易得分的部位，直拳和多种腿法都很容易攻击到它，是得分的重要部位。专家组被试对胸腹部注视次数显著多于新手组被试，说明专家组被试场上把握得分的能力要强于新手组被试，更渴望得分，更追求于比赛的胜利。

4.3 不同运动水平散打运动员对图片中兴趣区注视时间的分析

注视时间也反映着被试对兴趣区的注视程度。不同水平散打运动员对各兴趣区的注视时间存在着明显的不同。本研究发现：与新手组被试相比，专家组被试对散打图片中运动员头部和胸腹的平均注视时间均显著长一些；与专家组被试相比，新手组被试对散打图片中运动员上肢以及其他无关区域的平均注视时间均显著长一些。

头部是散打比赛重要的得分部位。但头部的重创会给运动员带来很大伤害，甚至影响比赛的输赢。专家组被试注视头部的平均时间长于新手组被试，这表明专家组被试可能更加注视头部的保护。

胸腹是拳法和腿法极易攻击的部位。由于散打初学者一般觉得将手一直举着比较累，因此他们通常将手放下，而这将容易给对手提供更多的得分和进攻机会。相对于新手组被试，专家组被试可能对胸腹部的保护意识更强一些。专家组被试对胸腹部位的注视时间相对较长，可能也与此有关。

5 结论

本研究发现： （1）专家组被试在对假动作预判的成功率高于新手组被试； （2）专家组被试的注视点主要集中在头部和胸腹，而新手组被试的注视点则主要集中在上肢和无关区域上； （3）专家组被试将更多的注视时间分配在头部和胸腹等主要比赛得分部位上，而新手组则耗费大量时间在无关部位上。

研究结果表明，专家组被试更为关注比赛中的得分部位，为其准确预判提供了认知保证。

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Eye Movement Study on the Visaul Information Processing of the Free Combat Athletes

He Yisu,Yang Shengwei,Li Hongyu
（Tianjin University of Sport,Tianjin 300381;Tianjin Yangliuqing No.1 High School,Tianjin 300380;Academy of psychology and behavior, Tianjin Normal University,Tianjin 300074）

Free Combat game is a sport which has strong tagonism,in which athletes need to have accurate judgment, quick response action.It requires athletes maintain a high level attention intensity momently,search relevant information quickly and accurately,cope with what happens on the competition setting.In order to provide reference to making scientific training plan for beginners,this paper investigated the eye movement differences between professional free combat athletes and beginner ones by using a typical expert-novice paradigm.Twentyfour free combat athletes in different professional take part in the study.The results showed that the expert group paid more attention to the scoring areas during the game,in turn provided cognitive grantees for the accurate predictions.

free combat,athletes,information processing,research on eye movement.

B842.5

2016-9-18

天津市哲学社会科学研究规划项目 （TJJX16-041）。

李洪玉，E-mail:lhytj1@163.com。