视频模拟训练对新手散打运动员预判准确率和反应时的影响

孙文芳,王 斌,买 佳

预判能力是指在行动之前识别其他运动员行为结果的能力[1]。散打项目比赛中的攻防转换极为快速、频繁,战机稍纵即逝,运动员必须在极短的时间内根据场上的变化,做出准确快速的反应,这就要求运动员除了具备良好的身体素质和动作技能外,还必须具有良好的预判能力,预判能力是保证散打运动员做出快速、准确反应的前提[2]。对于散打项目而言,预判能力训练是相对较新的课题,关于采取哪种训练方法更为有效?基于实验室的训练效果能不能迁移到真实运动情景中?这些问题尚未得到回答。本研究针对上述问题,采用视频分析技术,探讨了不同训练方法对新手散打运动员预判能力和反应时的影响以及实验室训练的迁移效果,为专项知觉认知技能训练的推广提供理论依据。本文的研究假设(1):视频模拟训练可以提高新手散打运动员的预判准确率,减少反应时间;(2)实验室取得的训练效果能够迁移到现实运动情境中。

训练材料的组织结构可能会影响训练效果。根据情景干扰(Contextual Interference)理论,涉及多种任务的随机练习,具有较高的情景干扰,而按组块排序的训练内容,具有较低的情景干扰,高CI训练后,延迟记忆阶段的表现较好。与组块练习相比,随机训练组在训练过程中的改进较少,但可以更大地促进技能的保留与迁移[3]。根据该理论假设,研究设计了不同组织结构的训练材料,考察情景干扰效应对技能获得的影响。本文的研究假设(3):情景干扰效应对训练效果有显著影响,即随机组的训练效果显著优于组块组。

1 研究方法

1.1 被试

被试总共包括30名新手散打运动员,平均年龄为(15.27±0.94) 岁,训练年限(1.7±1.2)年,每周训练时间为18 h左右。30名被试被随机分为随机训练组、组块训练组和对照组,每组各10名运动员。所有被试身体健康,无精神疾病,之前未接受过知觉认知技能训练和任何指导。该实验是在征得教练员同意的条件下进行的,由教练员统一安排训练时间,所有被试自愿参加本次实验,实验前24 h未饮酒或服药。

1.2 实验材料

1.2.1 测试材料

采用专业高清摄像机从第一人称视角,以每秒50帧的速度记录2名专业运动员的进攻动作。视频在体育馆进行录制,相机架在1.65 m高处,距离运动员2.0 m左右,摄像机位置模拟了真实陪练情况下运动员的视线水平和距离。正式录制时,运动员面对镜头,采取准备姿势,然后针对站在摄像机位置的虚拟对手执行进攻动作。进攻动作包括拳法(直拳、摆拳)进攻和腿法(鞭腿、踹腿)进攻。视频采集完后,采用Adobe Premier CS 6软件剪辑视频,每段视频持续1 000～3 000 ms,在运动员进攻动作启动前120 ms处进行暂停。选取48段视频(每类动作12个)作为测试材料,其中16段视频用于前测,16段视频用于后测以及16段视频用于延迟测试。将剪辑好的视频用Matlab软件编辑成测试程序。

1.2.2 训练材料

训练材料的采集内容、采集方法和采集过程同1.2.1(训练材料是重新拍摄和剪辑的视频)。采用Adobe Premier CS 6软件将每段训练材料剪辑成两份,第一份材料每段视频持续2 000～3 000 ms,在运动员进攻动作启动前120 ms处进行暂停。第二份材料每段视频持续2 000～4 000 ms,不进行时间屏蔽,完整展现运动员的进攻动作(主要用于向被试反馈信息。)共剪辑240段视频用于训练(第一份材料120份,第二份材料120份),每个动作(直拳、摆拳、鞭腿、踹腿)包括60段视频。

1.3 实验程序

1.3.1 测试程序

测试内容包括实验室测试和现场测试,实验室测试包括3个阶段,分别是实验前测试、实验后测试和延迟测试,现场测试包括实验前测试和实验后测试。

实验室测试:实验前测试,先要求被试填写个人基本信息(包括姓名、性别、年龄、训练年限等)。然后向被试讲解实验任务和测试要求:“下面会给大家观看一段散打视频(约1～3 s),在观看视频时,请您认真观察运动员的动作,视频播放完后,您需要预判运动员接下来要采取的进攻动作?(如直拳、摆拳、鞭腿、踹腿),并进行相应动作反应。如果认为对方将要采取直拳进攻,请您出‘直拳’示意……,您的反应时间为3 s,3 s内未做出动作反应,视为反应错误,请您放松心情,认真测试。”向被试讲解完实验要求后,给予被试2 min的时间熟悉任务。正式测试时,将视频材料投影到1.71 m×1.74 m的地拉幕布上,运动员站于幕布前,距离屏幕约2.0 m左右,做好准备姿势,一台高清摄像机位于被试右后方,记录被试的动作反应。测试流程见图1。 完成该项测试大约需要10 min。实验后测试和延迟测试与实验前测试程序一样,只是视频内容不同。

图1 实验室测试程序流程

现场测试:在体育馆进行测试,测试前向被试讲解实验要求:“下面我们将要进行预判能力现场测试,请您根据对方的移动预判对手即将采取的进攻动作,并做出相应动作反应,如果认为对方将要采取直拳进攻,请您出‘直拳’进行反应……,需要注意的是,您必须在对方完成动作之前进行反应,如果是在对方动作完成后进行反应,视为反应错误。下面我们先进行3个练习,随后进入正式测试。”正式测试时,运动员与被试采取准备姿势相对站立(该运动员为视频训练中的运动员),运动员根据实验要求随机采取进攻动作。被试必须在运动员动作完成之前进行动作反应,如果被试是在运动员动作完成后进行反应,则视为反应错误。测试时,一台高清摄像机架在运动员侧方,记录实验过程。采用视频分析技术分析被试的预判准确性和预判反应时(预判准确性:被试的动作与运动员的动作一致为预判正确,记1分,被试与运动员的动作不一致为错误,记0分。预判反应时:运动员动作启动时到被试做出明显反应动作之间的时间,以毫秒计算)。测试动作为16段,完成该测试大约需要10 min,后测与此相同。

1.3.2 训练程序

前测验之后,实验组和对照组进入训练阶段,每周训练3次,持续两周。

随机训练组:将20段进攻视频(包括直拳、摆拳、鞭腿、踹腿)随机编排,每段视频在运动员采取动作进攻前120处进行暂停,然后要求被试预判对方接下来的动作,并快速进行动作反应。当被试给出动作反应后,向被试展现完整视频,在给予结果反馈的同时并进行口头指导。完成该训练大约需要15 min。

组块训练组:将20段进攻视频按组块的形式进行排列,每类进攻动作排列在一起(如AAA,BBB)。组块组训练流程与随机训练组相同,只是材料组织形式与随机组不同。

对照组:对照组完成每项测试,并与实验组进行相同的常规训练计划,保证所有被试有等量的身体锻炼。为了避免安慰剂效应,在知觉认知技能训练阶段,每周安排对照组观看2次散打比赛视频,以进一步确定运动员知觉认知技能的改善是由训练所致。

1.4 统计分析

采用SPSS 26.0软件进行重复测量方差分析,考察不同训练方法对运动员预判能力和反应时的影响,当不满足球形假设时,采用Greenhouse-Geisser方法进行校正。采用偏Eta方计算效应量,显著性水平α= 0.05。

2 研究结果

2.1 实验室测试中散打运动员的预判准确率

2.2 实验室测试中散打运动员的预判反应时

表1 实验室测试中运动员的预判准确率和反应时 (X±S)

2.3 现场测试中运动员的预判准确率

表2 现场测试中运动员的预判准确率和反应时(X±S)

2.4 现场测试中运动员的预判反应时

3 讨论

3.1 视频模拟训练可以提高新手散打运动员的预判能力,对反应时无影响

研究显示,短期(2周)的知觉认知训练可以提高新手散打运动员的预判能力,对反应时无显著影响。研究假设1得到部分支持,该研究结果与以往研究结果相似[4-5]。一个合理的解释是,视频模拟训练促进了运动员信息提取和加工的效率,预判能力训练可以看作是一个不断更新和完善的过程,视频模拟训练能够提供可观察的、准确的和相关的反馈[6],增加了运动员的感知经验[7],再结合口语指导(提醒被试注意先行线索和最后动作之间的联系),提高了运动员的知觉分化水平及知觉敏感性,使运动员在刺激与反应之间形成一种稳定关系[8],从而提高了预判的准确率。以往研究也显示,专家运动员比新手运动员拥有更好的信息感知和处理能力[9-10],预判能力训练的目的就是调节运动员的感知、认知和行动能力[11],通过专项情景的训练,加强了运动员的视觉搜索能力(感知),提高了特定任务的编码和检索技能(认知),当刺激出现时,运动员能够快速感知相关信息(如运动员的位置、站姿等),并将感知的信息与内部的知识结构匹配,从而有效做出判断(行动),这也说明预判能力不仅是先天遗传的结果,通过特定的训练也可以提高。该研究结果为视频模拟训练的推广提供了实证支持,教练员可以考虑将基于真实动作反应的视频模拟训练纳入散打运动员训练计划。

知觉认知技能训练对反应时无显著影响。该研究结果与周莉莉[12]的研究结果一致,周莉莉通过研究模拟预判训练对网球专项学生预判反应时的影响发现,干预训练不能有效地改善被试的预判反应时。两种较为可能的解释是:第一,反应时训练是个相对复杂的过程,可能需要一个较长的干预时间,才能使个体从根本上改变反应时间。其二,预判准确率和反应时存在相互作用,运动员可能会增加反应时来提高准确率。章建成等[13]通过研究乒乓球运动员对发球旋转的认知加工特征发现,在速度——准确率的权衡上,健将级运动员发球旋转判断偏重于准确性。Müller等[14]通过研究预判训练对4名曲棍球守门员预判准确率和反应时的影响也发现,经过3个阶段的训练后,其中2名运动员反应准确率增加,反应时间缩短,而另外2名运动员的预判准确率显著提高,但反应时间明显增长,Müller等认为,预判训练存在个体差异,有些运动员可能通过调节反应时间来挽救目标准确性,Müller的研究说明并不是所有的被试在经过训练后,反应时间均有所缩短,这与运动员所采取的认知策略有关。本研究启示,在今后的知觉认知技能训练中要结合个体差异评价训练效果。

3.2 实验室的训练效果能够迁移到现实运动情景中

任何干预训练的最终目的是能够提高运动员在真实运动情景中的表现[15],实验室的训练效果能否迁移到真实的运动场景中成为视频模拟训练推广的关键[16]。在本研究中,现场测试结果显示,随机组和组块组运动员在后测试中的预判准确率都有显著提高,且显著高于对照组,说明基于实验室的训练效果可以迁移到真实的运动情景中,研究假设2得到支持。该研究结果与最近的两项研究结果相同。Müller等[14]研究显示,预判训练能够以个体化和非线性的方式提高曲棍球运动员现实情景中的知觉认知技能表现。Broadbent[17]研究了实践序列结构对网球运动员知觉认知技能的影响以及这些技能对真实运动表现的迁移效果,实验包括实验室测试和现场测试,研究结果显示,有序列结构的实践练习有助于知觉认知技能向真实运动情景的迁移。基于真实动作反应的视频模拟训练通过提供真实的运动场景增加了运动员的视觉和感知经验,所以在面对真实刺激时也能够快速识别关键信息,做出准确判断。该研究首次证明了基于动作反应的视频模拟训练能够提高运动员在真实运动情景中的预判能力,这对于基于视频模拟的预判能力训练的推广具有重要意义。对于运动损伤、疲劳或处于休赛期的专业运动员来讲,基于视频模拟的预判能力训练可以作为一个替代选项。此外,研究还发现,现场测试中3组的反应时无显著差异,说明视频模拟训练对运动员的预判反应时无显著影响,这与实验室测试中的研究结果一致。提示反应时是相对复杂系统的工程,短期的或基于视频模拟的训练不能提高运动员的反应速度。

3.3 情景干扰效应对训练效果无显著影响

本研究还考查了情景干扰效应对训练结果的影响,研究结果显示,训练后随机训练组和组块训练组的预判准确率无显著差异,随机训练组在延迟测试中未表现出绩效优势,研究假设3未得到支持。根据情境干扰理论,随机练习会导致任务之间产生干扰,由于受到前一个动作的影响,下一个任务的行动计划可能已被遗忘,在进行下一个任务时,必须重新从工作记忆中检索行动计划,随机练习由于任务的切换会需要更多的认知努力。相比之下,组块练习可以在每个任务中运用相同的行动计划,不需要回忆或重建行动计划。因此,多种技能随机排序的实验材料比同一技能连续排序的实验材料更有助于知觉认知技能的发展。Broadbent等[18]通过研究情景干扰效应对网球运动员知觉认知技能训练的影响也发现,在延迟7天的实验室测试中,随机训练组比组块训练组有更高的预判准确率,说明情景干扰效应有助于提高知觉认知技能训练效果。在实际的散打比赛中,为了不被对手熟悉打法,运动员会随机采取不同的进攻动作,因此随机的任务练习更加符合真实的运动情景。笔者猜测,本研究结果不支持原假设的一个原因可能是:延迟测试的间隔时间较短(24 h后进行了延迟测试),因此没有体现出随机练习的优势,但研究也显示,与后测相比,在延迟测试中随机训练组的预判准确率有提高趋势,组块训练组的预判准确率有下降趋势,虽然未表现出统计学意义,但仍有可能存在情景干扰效应。因此,后续研究可尝试增加训练时间和推迟延长测试时间,进一步考察情景干扰效应对预判能力训练效果的影响。

4 结论

视频模拟训练可以提高新手散打运动员的预判准确率;基于实验室的视频模拟训练能够提高新手散打运动员在现实运动情景中的预判能力,但对反应时的影响不明显。情景干扰效应对训练效果无显著影响,随机训练组在延迟测试中未表现出绩效优势。