短道速滑運(yùn)動(dòng)員不同臨場(chǎng)決策視覺(jué)搜索特征的實(shí)驗(yàn)研究

宋淑英，馬國(guó)東

●專(zhuān)題研究

短道速滑運(yùn)動(dòng)員不同臨場(chǎng)決策視覺(jué)搜索特征的實(shí)驗(yàn)研究

宋淑英，馬國(guó)東

短道速滑比賽過(guò)程緊張而激烈，在不同臨場(chǎng)決策，如啟動(dòng)加速、領(lǐng)滑、跟隨滑行、超越、配合等技戰(zhàn)術(shù)的運(yùn)用和發(fā)揮時(shí)，都需要運(yùn)動(dòng)員對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行觀察判斷。視覺(jué)信息提取的不同模式可準(zhǔn)確反映出運(yùn)動(dòng)員在比賽中不同臨場(chǎng)情境時(shí)采取不同技、戰(zhàn)術(shù)策略。因此，記錄短道速滑運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練或比賽過(guò)程中不同臨場(chǎng)決策的眼動(dòng)模式，有利于提供有效訓(xùn)練的模式和策略。

短道速滑運(yùn)動(dòng)員；不同臨場(chǎng)決策；視覺(jué)搜索；注視時(shí)間

速度是短道速度滑冰制勝的因素。在比賽過(guò)程中，比賽隊(duì)員都處在連續(xù)激烈的動(dòng)態(tài)之中，各種技、戰(zhàn)術(shù)的運(yùn)用也是在高速運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行的，不僅要完成各種高質(zhì)量、復(fù)雜的技術(shù)動(dòng)作，同時(shí)還要時(shí)刻觀察場(chǎng)上的變化。比賽隊(duì)員在強(qiáng)烈的對(duì)抗環(huán)境滑跑時(shí)既要保護(hù)好自己所處的有利位置不被對(duì)方擠占、破壞，還要不斷觀察場(chǎng)上的變化，快速進(jìn)行視覺(jué)搜索并馬上做出相應(yīng)的動(dòng)作反應(yīng)——發(fā)現(xiàn)對(duì)方滑跑時(shí)出現(xiàn)的空檔，立即搶占有利位置或者與同伴及時(shí)進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)配合，抓住戰(zhàn)機(jī)。因此，短道速滑運(yùn)動(dòng)員要有快速視覺(jué)搜索能力和較大的視覺(jué)搜索廣度，以提高動(dòng)態(tài)觀察的視覺(jué)搜索質(zhì)量，保證在復(fù)雜多變的環(huán)境中作出良好的應(yīng)變反應(yīng)，從而減少失誤，提高技、戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用和配合能力。如果比賽隊(duì)員的視覺(jué)搜索廣度不好，就會(huì)大大降低運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)空間知覺(jué)，造成技術(shù)運(yùn)用不準(zhǔn)確，影響控制滑行速度和搶位，不能合理占有空間，或者在賽場(chǎng)上觀察不到同伴的意圖、暗示，從而失去戰(zhàn)勝對(duì)手的時(shí)機(jī)。

視覺(jué)搜索策略是指在搜索相關(guān)的信息時(shí)，眼睛移動(dòng)的方式。在體育運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，視覺(jué)信息的提取是其基本的心理支持[1-3]。短道速度滑冰運(yùn)動(dòng)員在比賽中的視覺(jué)搜索及注視情況，可以通過(guò)眼動(dòng)儀來(lái)進(jìn)行研究。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

長(zhǎng)春市冬季運(yùn)動(dòng)管理中心8名短道速滑運(yùn)動(dòng)員（5女3男，健將級(jí)5人，一級(jí)運(yùn)動(dòng)員3人）自愿參與本試驗(yàn)。所有被試平均訓(xùn)練年限（5.6±1.3）年，平均年齡（18.5±2.1）歲，輔助人員若干名。被試的視力正?；虺C正正常。

1.2 試驗(yàn)儀器

采用美國(guó)應(yīng)用科學(xué)試驗(yàn)室（ASL）生產(chǎn)的VR頭盔內(nèi)嵌式眼動(dòng)系統(tǒng)（VR6）Virtual Reality Goggle Integrated。

1.3 試驗(yàn)材料

被試戴上VR頭盔，上有紅外攝像頭，可捕捉眼球運(yùn)動(dòng)，從而確定眼珠和瞳孔的位置。另一攝像頭將外部場(chǎng)景攝錄下來(lái)，與眼球運(yùn)動(dòng)在電腦上進(jìn)行疊加處理，可分析眼睛對(duì)移動(dòng)景物的注視軌跡及凝視時(shí)間。

1.4 試驗(yàn)任務(wù)

本試驗(yàn)要求被試在短道速滑冰場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地（面積為60m×30m）模擬比賽的情景下（兩圈），分別對(duì)啟動(dòng)加速、領(lǐng)滑、跟隨滑行、超越、配合等5種條件下的視覺(jué)搜索進(jìn)行測(cè)試。

1.5 研究設(shè)計(jì)

采用單因素方差分析設(shè)計(jì)，試驗(yàn)的自變量為不同認(rèn)知難度的信息加工任務(wù)（啟動(dòng)加速、領(lǐng)滑、跟隨滑行、超越、配合）；因變量為注視點(diǎn)時(shí)間、水平方向視覺(jué)搜索角度等。注視點(diǎn)時(shí)間水平是注視點(diǎn)時(shí)間的定義條件在該參數(shù)水平以下的注視點(diǎn)。在選取參數(shù)時(shí)最小值為50 ms；水平方向視覺(jué)搜索角度參數(shù)描述的是被試者注視某個(gè)目標(biāo)時(shí)，眼球相對(duì)于頭部在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，結(jié)合人體眼球的結(jié)構(gòu)，本試驗(yàn)所使用的眼動(dòng)儀在水平方向可測(cè)得的轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍是±30°。

1.6 試驗(yàn)過(guò)程

（1）給被試者戴上VR頭盔，進(jìn)行定位并檢驗(yàn)定位的精確性，調(diào)整眼動(dòng)儀到預(yù)使用狀態(tài)。對(duì)被試者介紹試驗(yàn)要求。

（2）在跑道上按照試驗(yàn)環(huán)境設(shè)定好起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)標(biāo)志，讓被試和輔助人員（輔助試驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員）站在起點(diǎn)。發(fā)令槍響后，在起始點(diǎn)處依次開(kāi)始錄像和眼動(dòng)儀的記錄，在結(jié)束點(diǎn)處依次終止眼動(dòng)儀和錄像的記錄。

（3）重新檢查定位的精確性，符合要求則進(jìn)行下一步試驗(yàn)，否則重新定位。

（4）重復(fù)上述試驗(yàn)若干次，直到每位被試完成各臨場(chǎng)決策：?jiǎn)?dòng)加速、領(lǐng)滑、跟隨滑行、超越、配合等各5種條件下的測(cè)試。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 不同臨場(chǎng)決策注視時(shí)間變化規(guī)律及分析

注視時(shí)間是指被試完成一次判斷任務(wù)所需要的總時(shí)間，因?yàn)樵诒辉囎⒁晻r(shí)，不單只有注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間，還有眼跳過(guò)程，眼跳的過(guò)程中被試是不能進(jìn)行注意的，因?yàn)樵谘厶^(guò)程中，不能收集信息。所以選用注視時(shí)間來(lái)研究運(yùn)動(dòng)員的視覺(jué)搜索的其中一個(gè)重要特征。注視時(shí)間的長(zhǎng)短反映被試對(duì)材料加工的程度，就被試個(gè)體而言，注視時(shí)間越長(zhǎng)，加工越深[4-5]。本研究對(duì)不同臨場(chǎng)決策被試在不同方向（前方或者左右兩側(cè)）的注視時(shí)間進(jìn)行比較（見(jiàn)表1）。

注：*P＜0.05；**：P＜0.01（下同）。

試驗(yàn)結(jié)果顯示：8名被試在實(shí)施領(lǐng)滑、跟隨滑行臨場(chǎng)策略時(shí)，不同方向的平均注視時(shí)間存在高度顯著性差異（P＜0.01）；在實(shí)施配合、超越臨場(chǎng)策略時(shí)，在不同方向的平均注視時(shí)間存在顯著性差異（P＜0.05）；在啟動(dòng)加速時(shí)，在不同方向的平均注視時(shí)間無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。

短道速滑比賽過(guò)程緊張而激烈，多人在同一跑道進(jìn)行爭(zhēng)奪，啟動(dòng)加速、領(lǐng)滑、跟隨滑行、超越、配合等技戰(zhàn)術(shù)的運(yùn)用和發(fā)揮都需要運(yùn)動(dòng)員通過(guò)視覺(jué)搜索預(yù)先進(jìn)行觀察判斷。尤其在競(jìng)賽對(duì)手實(shí)力相當(dāng)?shù)那闆r下，運(yùn)動(dòng)員能否通過(guò)準(zhǔn)確的觀察而采取臨場(chǎng)決策，運(yùn)用合理的技、戰(zhàn)術(shù)是決勝的關(guān)鍵[6-7]。運(yùn)動(dòng)員采取不同臨場(chǎng)決策時(shí)分布在不同方向的注視時(shí)間也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。

領(lǐng)滑戰(zhàn)術(shù)是戰(zhàn)術(shù)發(fā)動(dòng)者利用領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)控制對(duì)手滑行速度、占據(jù)有利位置或?yàn)榱藬[脫對(duì)手而采用的戰(zhàn)術(shù)形式。戰(zhàn)術(shù)發(fā)動(dòng)者為達(dá)到戰(zhàn)術(shù)目的，在起跑和滑跑的過(guò)程中，搶占領(lǐng)先位置，按自己戰(zhàn)術(shù)計(jì)劃或根據(jù)場(chǎng)上變化保持領(lǐng)先位置。領(lǐng)滑運(yùn)動(dòng)員的速度耐力和控制速度的能力較強(qiáng)，多數(shù)運(yùn)動(dòng)員采用“甩掉尾巴”的領(lǐng)先戰(zhàn)術(shù)，所以運(yùn)動(dòng)員向前方注視的時(shí)間十分明顯的多于向兩側(cè)注視的時(shí)間。

跟隨滑行戰(zhàn)術(shù)是指運(yùn)動(dòng)員有目的地在某一階段跟隨在某個(gè)運(yùn)動(dòng)員后面滑行。由于跟隨滑行可以減少迎面空氣阻力對(duì)自己的影響，有利于保存體力，以便戰(zhàn)勝與自己實(shí)力相當(dāng)?shù)膶?duì)手。對(duì)于領(lǐng)滑能力弱，絕對(duì)速度好而速度耐力弱，或者沖刺能力強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)員，可采用跟隨滑行的戰(zhàn)術(shù)，發(fā)揮自己的長(zhǎng)處，或者在關(guān)鍵時(shí)刻沖刺，戰(zhàn)勝對(duì)手，或者尋找超越時(shí)機(jī)，此時(shí)，運(yùn)動(dòng)員向前方注視的時(shí)間非常明顯的多于向兩側(cè)注視的時(shí)間。

在短道速滑比賽中，對(duì)于優(yōu)秀選手來(lái)說(shuō)，啟動(dòng)加速時(shí)就要搶占有利的位置，如果啟動(dòng)成功，成功占據(jù)領(lǐng)先位置，就不受其他比賽隊(duì)員干擾，為最后的勝利奠定基礎(chǔ)；對(duì)于實(shí)力相對(duì)稍弱的選手，如果啟動(dòng)加速技術(shù)好，則可以搶占有利位置，進(jìn)而控制比賽節(jié)奏，取得最佳成績(jī)。因此，運(yùn)動(dòng)員在啟動(dòng)加速時(shí)要眼觀六路，既要注視前方前進(jìn)的路線，也要觀察左右兩側(cè)防止被超越，運(yùn)動(dòng)員向前方注視的時(shí)間和用于向兩側(cè)注視的時(shí)間差不多。

短道速滑運(yùn)動(dòng)員要想戰(zhàn)勝對(duì)手，就必須掌握高超的超越技術(shù)。時(shí)間差超越和速度差超越是優(yōu)秀速滑運(yùn)動(dòng)員使用的重要方法，超越者的滑行速度和時(shí)機(jī)是勝利的決定性因素。這就要求運(yùn)動(dòng)員要具備準(zhǔn)確的空間判定和豐富的參賽經(jīng)驗(yàn)，才能正確地選擇滑行路線，是完成超越的前提。比賽隊(duì)員在超越的同時(shí)還要兼顧左右兩側(cè)的運(yùn)動(dòng)員，要盡量避免與其發(fā)生不合理的沖撞，而引發(fā)犯規(guī)。此時(shí)，運(yùn)動(dòng)員在超越前向前方注視的時(shí)間要多于向兩側(cè)注視的時(shí)間，在即將完成超越時(shí)向兩側(cè)注視的時(shí)間多于向前方注視的時(shí)間。試驗(yàn)結(jié)果顯示，向前方注視的時(shí)間要明顯多于向兩側(cè)注視的時(shí)間。

運(yùn)動(dòng)員在實(shí)施配合策略與同伴合作時(shí)，利用自身或相互間的時(shí)空位置差異與組合變化，造成局部的優(yōu)勢(shì)實(shí)施有效的戰(zhàn)術(shù)進(jìn)攻與防御。實(shí)施配合的運(yùn)動(dòng)員或者是有目的地通過(guò)與目標(biāo)在直道段的橫向并列滑行來(lái)達(dá)到限制對(duì)手技術(shù)動(dòng)作的正常發(fā)揮來(lái)掩護(hù)同伴進(jìn)攻；或者是在比賽的關(guān)鍵時(shí)刻，串起來(lái)滑行給同伴創(chuàng)造更有利的條件，防止他人超越處于重要位置的同隊(duì)運(yùn)動(dòng)員，不明顯的控速滑行；或者是為防止對(duì)手在最后的一個(gè)彎道快出彎道時(shí)的終點(diǎn)線沖刺時(shí)超越自己或同隊(duì)隊(duì)員[8]。此時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的注意力一直在自己的左右，但是還要注意前進(jìn)的路線，因此，向兩側(cè)注視的時(shí)間要多于向前方注視的時(shí)間。

2.2 不同臨場(chǎng)決策視覺(jué)搜索廣度的變化規(guī)律及分析

視覺(jué)搜索廣度與短道速滑運(yùn)動(dòng)技、戰(zhàn)術(shù)相結(jié)合非常重要，使視野資源合理分配。為了明確臨場(chǎng)決策的變化（啟動(dòng)加速、領(lǐng)滑、跟隨滑行、超越、配合）是否對(duì)速滑運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)態(tài)視野變化產(chǎn)生影響，試驗(yàn)針對(duì)不同臨場(chǎng)決策條件下運(yùn)動(dòng)員水平方向的視角變化進(jìn)行了測(cè)量。本研究結(jié)合人體生理學(xué)，采用水平方向視覺(jué)搜索角度的認(rèn)定范圍是±30°。8名被試不同臨場(chǎng)決策時(shí)運(yùn)動(dòng)員水平方向的視覺(jué)搜索角度平均值情況見(jiàn)表2。

表2 不同臨場(chǎng)決策對(duì)運(yùn)動(dòng)員水平方向的視覺(jué)搜索角度Tab.2 Spot decisions on players of different horizontal angle of visual search

由表3可知，對(duì)于臨場(chǎng)決策條件下，運(yùn)動(dòng)員在滑行過(guò)程中在水平方向視角的總離差平方和為188.877、組間離差平方和為156.787、組內(nèi)離差平方和為32.090、F值為42.751、Sig.值為0.000，非常明顯的小于0.05，所以不同臨場(chǎng)決策對(duì)速滑運(yùn)動(dòng)員水平方向視點(diǎn)角度的影響是極其顯著的，顯然搜索標(biāo)準(zhǔn)差越大，反映出運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)搜索范圍越廣。

表3 視覺(jué)搜索角度方差分析（ANOVA）Tab.3 Analysis of variance of visual search angle（ANOVA）

表4是采用Tukey HSD法進(jìn)行視覺(jué)搜索角度平均數(shù)多重比較的檢驗(yàn)結(jié)果。

表4 視覺(jué)搜索角度多重比較Tukey HSD（圖凱檢驗(yàn)法）Tab.4 Multiple Comparison ofvisualsearch angles（Tukey HSD）

通過(guò)比較可知：（1）啟動(dòng)加速與超越、配合的視覺(jué)搜索角度均有顯著性差異；（2）領(lǐng)滑與超越、配合的視覺(jué)搜索角度均有顯著性差異；（3）跟隨滑行與超越、配合的視覺(jué)搜索角度均有顯著性差異；（4）超越與啟動(dòng)加速、領(lǐng)滑、跟隨滑行的視覺(jué)搜索角度均有顯著性差異；（5）配合與啟動(dòng)加速、領(lǐng)滑、跟隨滑行的視覺(jué)搜索角度均有顯著性差異。

短道速滑運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)則決定了速滑運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)搜索角度要廣，因?yàn)楸荣愱?duì)員一直處在激烈對(duì)抗環(huán)境中，在啟動(dòng)加速、領(lǐng)滑、跟隨滑行時(shí)必須保護(hù)好自己身體所處的有利位置不被對(duì)方搶占、破壞，同時(shí)不間斷地觀察場(chǎng)上變化，發(fā)現(xiàn)對(duì)方滑跑中薄弱的位置，搶占有利位置抓住戰(zhàn)機(jī)，及時(shí)運(yùn)用各種不違反規(guī)則的合理手段超越對(duì)手，或者與同伴及時(shí)進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)配合[9]。

從表5中可以明顯地看出：速滑運(yùn)動(dòng)員的視點(diǎn)在水平方向上的分布具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：（1）在執(zhí)行啟動(dòng)加速、領(lǐng)滑或者跟隨滑行臨場(chǎng)決策時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的注意力在水平方向上主要密集地分布在運(yùn)動(dòng)員的正前方。（2）在執(zhí)行超越或者配合臨場(chǎng)決策時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的視點(diǎn)在水平偏右方向分布比較集中。由此可以得出，在執(zhí)行超越或者配合臨場(chǎng)決策時(shí)相對(duì)來(lái)說(shuō)比啟動(dòng)加速、領(lǐng)滑或者跟隨滑行更復(fù)雜，所以運(yùn)動(dòng)員需要擴(kuò)大搜索的廣度以獲取重要信息，及時(shí)采取超越或者與同伴的決策配合。

表5 視覺(jué)搜索角度組內(nèi)差異檢驗(yàn)Tab.5 Group differences test in visual search point

3結(jié) 論

本試驗(yàn)以速滑運(yùn)動(dòng)員不同臨場(chǎng)決策時(shí)的視覺(jué)搜索特征為試驗(yàn)基礎(chǔ)，對(duì)運(yùn)動(dòng)員滑行時(shí)的視覺(jué)搜索過(guò)程及其表征參數(shù)進(jìn)行了描述。結(jié)果表明，不同臨場(chǎng)決策的注視時(shí)間變化規(guī)律是：領(lǐng)滑、跟隨滑行時(shí)，不同方向的平均注視時(shí)間存在高度顯著性差異；配合、超越滑行時(shí)，不同方向的平均注視時(shí)間存在顯著性差異；在啟動(dòng)加速時(shí)，不同方向的平均注視時(shí)間無(wú)顯著性差異。不同臨場(chǎng)決策對(duì)速滑運(yùn)動(dòng)員水平方向視點(diǎn)角度的影響極其顯著。

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Visual Search Feature of Short Track Speed Skaters in Different Spot Decision-making

SONG Shuying，MA Guodong
（Students Admission Office，Jilin Institute of Physical Education，Changchun 130022，China）

The short track race is tension and intense，the athletes adopt different spot decision-making：starting to accelerate，leading slip，slide to follow，beyond.In the use of such tactics，they need players to observe the surrounding environment and to make judgment.Different modes of visual information pickup can accurately reflect the different players in the game to take a different spot situations when technical，tactical strategy.Therefore，short track speed skating athletes in sports training records or competition spot decision-making process in different eye movement patterns will help to provide effective training model and strategy.

short track speed skaters；different spot decisions；visual search；fixation duration

G 804.86；G 862.1

A

1005-0000（2011）04-0287-03

2010-11-19；

2011-05-24；錄用日期：2011-05-30

吉林省教育廳“十一五”社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2006131）

宋淑英（1974-），女，吉林人，講師，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)心理學(xué)。通訊作者：馬國(guó)東（1969-），女，吉林人，副教授，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)人體科學(xué)。

吉林體育學(xué)院招生辦公室，吉林長(zhǎng)春130022。