相持阶段网球运动员击球线路的知觉预判研究

1、相持阶段网球运动员击球线路的知觉预判研究 摘 要：考察网球运动员在比赛相持阶段对击球线路预判的行为学特征。实验采用E-Prime技术呈现网球比赛相持阶段视频，被试的任务是做直线或斜线判断。结果发现，专家组被试在直线和斜线的判断上正确率高于新手组，反应时比新手组短；专家组在斜线判断上正确率和反应时都显著好于直线判断，而新手组在斜线、直线判断上不存在差异。结果表明，专家组网球选手在比赛相持阶段预判击球线路时能及早把握时机，行为特征表现快又准确，对击球线路的预判能力更强。 关键词：网球运动员；击球线路；预判 中图分类号：G441 文献标识码：A 文章编号：1671-6124（2015）03-0120

2、-04 不同的人们在认知新事物的时候，头脑中将事物的特征采用不同的方式来分析和辨别，这种思维认知的能力构成人类识别的基础 1 。当过去的一些现象出现或者类似的现象再次显现时，如何快速地辨别、判断和行动，这些现象出现在我们的日常生活当中，特别在体育竞技运动过程中的技战术的判断和据此作出相应变化的决策也是相当重要的 2 。在竞技体育领域，知觉预判是指运动员在激烈的运动对抗中，通过感知、观察对手的技术动作或相关信息，在大脑中进行快速地识别、判断，迅速作出动作反应（进攻或防守）的信息加工过程 3 。良好的预判能力在高对抗性网球运动中起着至关重要的作用。特别在网球运动中的“相持阶段”，运动的双方都会想方

3、设法在时间和空间上对对手进行尽可能的压迫和限制，运动双方都必须在强大的时间压力情景下迅速作出决策和行为，这就意味着双方运动员必须具有从对手较少的先前行动中判断其未来行为意图的能力。该过程通过视觉、听觉等外部感受器传递到运动员的中枢神经系统，再经过大脑综合分析与加工，得出预判结论作出正确的行动。 在对知觉预判的研究方面，许多研究者发现运动专家预判具有显著的优势，具体表现为预判反应速度快、准确率高。如Jones（1978）通过使用时间阻断技术对优秀网球运动员和初学者预判发球落点的能力进行了研究。结果发现，在击球后l/8s时定格的情况下，优秀运动员判断发球落点的正确率比初学者好 4 。针对优秀网球运

4、动员预判的专业优势特征，运动心理学家做了大量的研究工作来解释这一现象。Pherson（2000）研究优秀女子网球运动员的执行反应能力发现，优秀女子网球运动员对动作的预判反应是因为她们具有对复杂、精细的动作和对比赛情境的匹配的能力，而新手被试缺乏这种认知匹配的能力 5 。Farrow等（2012）对不同网球运动员发球落点的预判能力进行了研究，结果发现，当遮蔽对手不同身体部位时，网球专家能以整体的方式提取信息，且提取的信息比初学者提取的信息相关度高 6 。张怡，周成林（2012）研究了中国网球运动员击球线路预判能力及ERP特征研究，结果发现专家网球运动员在对手击球前80ms表现出明显的反应速度优势

5、，在几个时间点上预判准确性明显高于新手 7 。 通过对文献的梳理，可以发现，网球专家预判能力与新手比较存在明显的反应速度优势，在预判准确性上明显高于新手。但是回顾前人的研究，研究者发现已有关于网球知觉预判的研究多是以发球动作或最后一拍击球动作的视频作为实验材料，这些实验材料忽视了“相持阶段”中的重要信息，比赛中对 “相持阶段”的预判才是网球比赛中最重要的阶段，这个过程中预判的好坏直接决定着比赛的进程，所以“相持阶段”才是整个比赛中最核心的环节。基于此，本研究以网球比赛相持阶段的视频为实验材料，采用“专家新手”研究范式，考查不同水平网球运动员在“相持阶段”击球线路的预判能力，探索优秀网球运动员击

6、球线路预判过程的信息加工特征，为提高网球运动员的训练方法提供理论依据。 一、方 法 1. 被试 专家组：网球运动专家（专业网球运动员）20名（男、女运动员各10名，平均年龄17.2岁），技术等级为5.5以上（美国网球协会的评定标准）；新手组：湖南某高校网球校选课学生20名（男、女生各10名，平均年龄19.5岁）。被试均为右利手，身体健康无神经系统疾病，没有脑部损伤史，视力正常或矫正后正常。实验完成后付给一定报酬。 2. 实验设计 采用2 （击球线路：直线、斜线）2（被试类型：专家组、新手组）混合实验设计，被试类型为被试间变量，击球线路为被试内变量。因变量：正确率、反应时。 3. 设备与材料 实

7、验用一台DELL笔记本电脑，笔记本的CPU主频为1.66GHz，操作系统为Windows XP。本实验刺激材料来自于20102013年法国网球公开赛女子单打比赛高清视频，根据实验目的截取相持阶段比赛视频片段，截取的视频中即将打球的运动员在屏幕上方，要求视频在击球手击球完成后80ms时终止，每个视频长度为3 000ms，经教练员、运动员评估后最终筛选出60段作为正式实验材料（avi格式，25帧/s），所有材料由E-prime2.0软件编程随机呈现。 4. 实验过程 使用E-prime2.0软件编辑刺激呈现的程序，待被试准备好后开始进行练习实验。练习的目的是使运动员熟悉反应的过程。练习的程序和上面

8、提到的正式实验的程序一样，只是练习程序中只包含10次反应。练习实验结束后，询问被试是否存在问题，如果没有问题，则实验开始。正式实验中，调整位置和坐姿，保证被试的双眼与显示器屏幕中心处在同一水平线上，并与显示器相距80cm，被试将双手的大拇指分别放在数字小键盘的“l”和“3”键，1代表直线，3代表斜线。实验1包含120trials（60trials重复一次），每个trial中首先呈现注视点“+”200ms，然后呈现视频刺激，视频呈现的时间为3 000ms，最后呈现2 000ms的空屏（见图1）。被试的任务是视频刺激呈现开始时做又快又好的反应，如果被试预判运动员将做直线击球则按“l”，将做斜线击球

9、则按“3”键，按键结束后会给一个反馈。在视频刺激呈现完2 000ms内被试没有作出反应，并自动跳转到下一个trial。视频刺激时随机呈现的，实验共分为2个blocks，每个block包含60trials，block之间可以休息两分钟。 5. 数据采集与统计分析 数据由E-pime2.0软件采集，并通过E-DataAid对反应时和正确率的数据进行初步处理。然后采用SPSS17.0统计学软件包对行为数据进行重复测量方差分析。 二、结 果 以击球线路为被试内变量，组别作为被试间变量，分别以反应时和正确率为因变量进行重复测量方差分析。 正确率：方差分析结果显示，击球线路主效应极显著，F（1，34）=2

10、5.23，p0.001，p2=0.43，被试组别主效应极显著，F（1，34）=150.65，p.001，p2=0.82，整体上专家组判断正确率显著好于新手组，击球线路与被试组别交互作用极显著，F（1，34）=34.34，p0.001，p2=0.50，进一步简单效应分析，如图2新手组在判断直线（M=0.32，SD=0.12）斜线（M=0.30，SD=0.15）的正确率上差异不显著（t=0.49，p=0.63），另做单样本t检验（与0.5做比较），新手判断直线及斜线的正确率显著小于随机概率（p0.05），说明新手无论在判断斜线还是直线上都缺乏正确判断能力，专家组在判断直线（M=0.59，SD=0.

11、05）斜线（M=0.80，SD=0.10）的正确率上差异极显著（t=10.56，p0.01），说明专家在判断斜线线路的精准度优于判断直线，做单样本t检验（与0.5做比较），专家判断直线及斜线的正确率显著高于随机概率（p0.001），说明专家无论在判断直线还是斜线上都具有一定的判断能力。 反应时：方差分析结果显示，击球线路主效应极显著（F（1，34）=8.86，p0.005，p2=0.21），被试组别主效应极显著（F（1，34）=178.12，p0.001，p2=0.84），整体上专家组判断时间显著少于新手组，反应时与被试组别交互作用极显著（F（1，34）=23.42，p0.001，p2=0.4

12、1），进一步简单效应分析，如图3新手组在判断直线（M=3 460.15，SD=250.34）斜线（M=3 513.21，SD=276.04）的反应时上差异不显著（t=1.16，p=0.26），另做单样本t检验（与0.5做比较），新手判断直线及斜线的反应时显著小于随机概率（p0.5），说明新手无论在判断斜线还是直线上判断所需要的时间，专家组在判断直线（M=2 356.05，SD=323.95）斜线（M=2 133.35，SD=308.46）的反应时上差异极显著（t=6.55，p0.001），说明专家在判断斜线线路的反应时小于判断直线，做单样本t检验（与0.5做比较），专家判断直线及斜线的反应时显

13、著高于随机概率（p0.5），说明专家无论在判断直线还是斜线上所需的时间都短。 三、讨 论 网球专家组在判断直线和斜线方面成绩都显著好于新手组，结果说明专家通过长期系统的专业训练，具备了新手所未具备的知觉预判能力，从而表现出显著的预判优势，这与Jones（1978）、Jin（2011）、张怡与周成林（2012）、王小春与周成林（2012）等的研究结果也一致。 本研究还发现：新手组对直线和斜线的判断正确率和反应时都不存在差异，专家组对直线和斜线的判断正确率和反应时都存在差异。研究结果表明：由于新手组根本没有形成正确的知觉预判，根本不能判断击球线路到底是直线还是斜线，所以判断直线和斜线的正确率和反应

14、时都不存在差异；但是，网球专家经过大量的专业化训练，在网球相持阶段具备了较强的预判能力，从而表现出对直线和斜线预判上有差异。但为什么网球专家在直线和斜线上的判断会产生差异？通过调查与分析我们发现有四个方面的原因：第一，球网。网球场的球网高度是中间低（91.4厘米），两边高（1.07米）。这就意味着击打直线球要有更高的过网高度才能保证不下网，才会减少击球下网的非受迫性失误。第二，球的飞行距离。网球场的直线距离为23.77米，理论上的斜线距离为25.15米，所以斜线长而不容易出界。第三，从技术上来说击打直线和斜线的动作是有区别的，击直线球比击斜线球难度要大。一般情况下，击打直线的击球的点要明显晚于

15、击打斜线，高水平网球运动员现在越来越注重击球时间的把握来控制击球的线路，经过长时间的训练，造成专家判断斜线比判断直线成绩要好，需要的时间短而且准确高。第四，从战术上来说，击打直线运动员防守跑动的距离和防守的区域比打斜线防守跑动距离和防守的区域都要长或大得多，所以在比赛的相持阶段网球运动员大多是击打很深的斜线球，主动击打直线球的概率要比击打斜线少得多，经过长时间的专业化训练，造成专业运动员对斜线的判断也会好于对直线的判断，这一论断也可以从经验学说得到解释。该假说强调专项知识经验的积累是运动专家认知优势形成的主要原因。如French等人（1999）研究发现，篮球运动员的控制球能力与决策准确性经过一

16、段时间的训练可以显著提高，假说强调专项知识经验的积累是运动专家认知优势形成的主要原因，从另外一个方面也可以佐证本研究的实验结果：网球专家在预判上的优势是长期专项认知经验的积累，造成专家在预判斜线成绩上好于直线成绩。 四、结 论 通过考查专家、新手网球运动员在相持阶段对击球线路的预判能力，探索优秀网球运动员在相持阶段信息加工的特点，结果发现：一是网球专家组在比赛相持阶段预判击球线路时能较早把握时机，行为特征表现快又准确，对击球线路的预判正确率和反应时都比新手高；二是新手组在斜线、直线判断上正确率和反应时都不存在差异；三是专家组对直线和斜线的判断正确率和反应时都存在差异，对斜线的判断显著好于直线。

17、研究结果支持了“网球专家运动员具有认知预判优势”这一假设。 参考文献： 1郭法奇.人的发展与教育：几个基本问题的思考J.湖南师范大学教育科学学报，2014，（2）：17-21. 2范运祥，舒 根，马卫平.教师教育信息化与体育信息素养的提升J.湖南师范大学教育科学学报，2013，（1）：57-59. 3POULTON，E. C.On prediction in skilled movements J. Psychological Bulletin，1957，（54）：467?C478. 4Jones，C.M.，& Miles，T.R. Use of advance cues in predicting the flight of a lawn tennis ballJ.Journal of Human Movement Studies，1978，（4）：231-235. 5PHERSON，M.C，SUE.L.Expert-novice differences in plann