不同時間點上網球運動員對擊球線路的知覺預判

上官戎　范偉　鐘毅平

摘 要：考察不同時間點上不同水平網球運動員對擊球線路知覺預判特征。被試者分為網球專業組、熟練組（2級運動員組）和新手組3個水平，實驗使用網球比賽相持階段不同時間點的圖片為預判材料，讓被試者看圖片做又快又好的擊球線路的判斷。結果發現，在正確率上，直線擊球線路的正確率顯著低于斜線擊球線路；專業組擊球線路正確率顯著高于2級運動員組，2級運動員組顯著高于新手組；t0時間點的正確率顯著低于其他時間點，t1時間點的正確率顯著低于t2和t3時間點，t2和t3時間點的正確率差異不顯著。而在反應時上，直線擊球線路的反應時顯著慢于斜線反應時；專業組預判反應時顯著快于2級運動員組，2級運動員組顯著快于新手組；另外，t0時間點的反應時顯著長于其他時間點，t1時間點的反應時顯著長于t2和t3時間點，t2和t3時間點的反應時差異不顯著。結果表明，網球運動員水平與擊球線路預判的績效呈正相關，具體表現為對比新手組和2級運動員組，專業組在更早的時間點就能進行正確的預判。

關 鍵 詞：運動心理學；擊球線路；知覺預判；網球運動員

中圖分類號：G804.8；G845 文獻標志碼：A 文章編號：1006-7116（2015）03-0075-04

Abstract： In order to observed the characteristics of perceptual anticipation of tennis players at different levels for ball hitting routes at different time points， the authors divided the testees into such 3 levels as professional group， proficient group （level 2 player group） and novice group， in the experiment， used pictures showing different time points at stalemate stages in tennis matches as materials for anticipation， let the testees make a quick and good determination about ball hitting routes by seeing such pictures， and revealed the following findings： in terms of correct rate， the correct rate of straight ball hitting routes was significantly lower than that of diagonal ball hitting routes； in terms of the correct rate of ball hitting routes， the professional groups was significantly higher than the level 2 player groups， the level 2 player groups was significantly higher than the novice groups； the correct rate of time point t0 was significantly lower than those of other time points， the correct rate of time point t1 was significantly lower than those of time points t2 and t3， the difference between the correct rates of time points t2 and t3 was not significant； while in terms of response time， the response time for straight ball hitting routes was significantly longer than that for diagonal ball hitting routes， the anticipation response time of the professional group was significantly shorter than that of the level 2 player group， the anticipation response time of the level 2 player group was significantly shorter than that of the novice group； moreover， the response time for time point t0 was significantly longer those for other time points， the response time for time point t1 was significantly longer those for time points t2 and t3， the difference between response times for time points time t2 and t3 was not significant. The experiment findings indicated that the level of tennis players was positively correlative with their performance in anticipating ball hitting routes， which was specifically shown in that the professional group could make a correct anticipation at an earlier time point as compared with the novice group and the level 2 player group.

Key words： sports psychology；ball hitting route；perceptual anticipation；tennis player

在知覺預判的研究方面，許多研究發現運動專家預判具有顯著優勢，表現為預判反應速度快、準確率高。如Jin H等[1]比較了職業羽毛球選手和非職業選手觀看不同難度羽毛球比賽視頻剪輯并預判球落點的行為學和ERP特征，研究發現職業運動員對落點的判斷準確性顯著高于非運動員，并表現出較好的預判性。Jones[2]使用時間阻斷技術研究了優秀網球運動員和初學者預判發球落點的能力，研究發現在擊球后l/8 s時定格的情況下，優秀運動員預測發球落點的正確率比初學者好。針對優秀網球運動員的專業優勢特征，運動心理學家做了大量的研究工作來解釋這一現象。Pherson等[3]研究女子網球運動員的執行反應能力，結果發現，網球專家對動作的預判反應是基于精細的、復雜的動作和對現實情境的配置現象，而新手缺乏這種認知結構。Shim等[4]研究了專家和新手網球練習者利用對方運動信息預測擊球類型和方向的能力，發現兩組運動員的正確預期均大于隨機水平，專家運動員對現場（館）來球的反應速度明顯快于應對發球機的來球。Raoul Huys等[5]和Farrow等[6]對不同網球運動員發球落點的預判能力進行了研究。結果發現當遮蔽對手不同身體部位時，專家運動員能以整體的方式提取信息，且提取的信息比初學者提取的信息相關度高。網球專家具備在有限信息的情況下，正確預判對手行為的能力。

綜上所述可以發現，運動專家預判與新手比較存在明顯的反應速度優勢，在個別時間點上預判準確性明顯高于新手。我們也已經驗證高水平網球運動員在試驗中具有早預判、正確率高的特點。但是不了解不同水平的網球運動員在不同時間點上知覺預判的差異，也就是找不出高水平網球運動員從哪個時間點開始進行預判的。為了探討不同水平的網球選手在不同的圖片線索中（不同時間點上）對擊球線路的預判能力及差異。本研究參考張怡、周成林[7]關于網球運動員擊球線路預判能力及ERP特征研究和我們前一研究的實驗結果（論文被湖南師范大學學報教育科學版錄用），以視頻材料截取屏幕上方t0（球落地時）、t1（對手球拍觸球前80 ms）、t2（擊球瞬間）、t3（擊球后80 ms）照片為實驗材料，采用“專業、熟練（2級運動員）、新手”研究范式，考察專業、熟練和新手運動員在不同時間點上（t0、t1、t2、t3）對擊球線路的預判是否存在差異，在此基礎上進一步分析產生差異的可能性，進而為探索優秀網球運動員擊球線路預判過程信息加工的特點，為改進網球運動員訓練的方法提供理論支持。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

專業組（專業網球運動員）：30名（男15名，女15名），平均年齡18.7歲，技術等級為5.5以上（美國網球協會的評定標準），為湖南、湖北、廣西、福建等省網球專業隊隊員。2級運動員組（熟練組）：湖南師范大學體育學院網球專業學生30名（男15名，女15名，平均年齡19.2歲），技術等級3.5以上。新手組：湖南師范大學2012級商學院網球校選課學生30名（男15名，女15名，平均年齡19.5歲），不能完成技術等級的測試。所有被試者視力或矯正視力正常，均為右利手，身體健康無神經系統疾病。

1.2 實驗材料

本實驗刺激材料來自于2010—2013年法國網球公開賽女子單打比賽高清視頻（視頻材料60段，每段都是在比賽的相持階段，視頻時間統一為3 000 ms）。截取視頻中運動員在屏幕上方的照片，以屏幕下方運動員擊出的球落地每20 ms間隔定格一張照片，每組視頻定格照片10張，共計600張照片材料。請湖南省、湖北省網球運動隊的教練員、武漢體育學院網球專業老師和湖南師范大學體育學院網球專業老師等10人對600張照片材料進行評定，最后選擇球落地時（t0）、對手球拍觸球前80 ms（t1）、擊球瞬間（t2）、擊球后80 ms（t3），4個時間點各60張，共計240張照片作為實驗材料。所有材料由E-prime2.0軟件編程隨機呈現。

1.3 實驗設計與步聚

采用3（被試類型：專業、熟練、新手）×2（擊球線路：直線、斜線）×4（擊球時間：t0、t1、t2、t3）混合實驗設計，被試者類型為被試間變量，擊球時間和擊球線路為被試者內變量。因變量：正確率、反應時。

使用E-prime2.0軟件編輯刺激呈現的程序。實驗中，調整位置和坐姿，保證被試者的雙眼與顯示器屏幕中心處在同一水平線上，并與顯示器相距80 cm，被試者將雙手的大拇指分別放在數字小鍵盤的“1”和“3”鍵，1代表直線，3代表斜線。實驗首先呈現“+”200 ms，緊接著隨機空屏500～1 000 ms，然后呈現圖片刺激500 ms，最后呈現1 000 ms的空屏。被試者的任務是圖片刺激呈現時做又快又好的反應，如果被試者認為屏幕上方的運動員將做直線擊球則按“1”鍵，將做斜線擊球則按“3”鍵。在最后的空屏刺激呈現1 000 ms內被試者沒有做出反應，則給出“注意！沒有按鍵！”的警示，并自動跳轉到下一個按鍵反應。

1）預備實驗。

待被試者準備好后開始進行練習。練習的目的是使被試者熟悉反應的過程。練習的程序和上面提到的正式實驗的程序一樣，只是練習程序中只包含10次反應。練習結束后，詢問被試者是否存在問題，如果沒有問題，則正式實驗開始。

2）正式實驗。

實驗共包含480個按鍵反應（240張圖片重復一次）。實驗共分為4個單元，每個單元包含120按鍵反應，每個按鍵反應中圖片刺激隨機呈現的，單元之間可以休息2 min。

1.4 數據采集與統計分析

數據由E-pime2.0軟件采集，并通過E-Data Aid對反應時和正確率的數據進行初步處理。然后采用SPSS17.0統計學軟件包對行為數據進行重復測量方差分析。

2 結果及分析

2.1 擊球線路判斷的正確率（簡稱正確率）

三因素重復測量方差分析結果顯示，擊球線路主效應極顯著，F（1，87）=13.18，P<0.001，ηp2=0.21，直線（ =0.59，s=0.01）的正確率顯著低于斜線（ =0.68，s=0.02）正確率。被試組別主效應極顯著，F（2，174）=26.5，P<0.001，ηp2=0.42，整體上專業組（ =0.75，s=0.01）正確率顯著高于2級運動員組（ =0.59，s=0.01），P<0.001；2級運動員組正確率顯著高于新手組（ =0.5，s=0.02），P<0.001。時間點主效應顯著F（3，261）=18.52，P<0.001，ηp2=0.23，t0時間點的正確率顯著低于其他時間點，總P<0.001，t1時間點的正確率顯著低于t2和t3時間點，總P<0.001，t2和t3時間點的正確率差異不顯著P=0.26。

擊球線路與被試組別交互作用極顯著，F（2，174）=16.68，P<0.001，ηp2=0.18，簡單效應分析結果表明新手組和2級運動員組對于斜線擊球的正確率顯著高于直線的正確率，總F（1，87）>5.36，總P<0.01。時間點與被試組別交互作用極顯著，F（6，522）=10.28，P< 0.001，ηp2=0.16，簡單效應分析結果表明2級運動員組和新手組在t3時間點的正確率顯著高于其他的時間點，總F（1，87）>5.57，總P<0.05。時間點與擊球線路交互作用極顯著，F（3，261）=3.97，P<0.05，ηp2=0.05，簡單效應分析結果表明在t0和t1時間點上斜線的正確率顯著高于直線的正確率，總F（1，87）>6.32，總P<0.05，在斜線與直線兩種擊球路線中被試對于t3和t2時間點的正確率顯著高于其他的時間點，總F（1，87）>5.38，總P<0.05。

2.2 擊球線路判斷的反應時（簡稱反應時）

三因素重復測量方差分析結果顯示，擊球線路主效應極顯著，F（1，87）=60.34，P<0.001，ηp2=0.41，直線（ =1 195.36，s=20.29）的反應時顯著慢于斜線（ =1 013.08，s=38.41）。被試組別主效應極顯著，F（2，174）=106.77，P<0.001，ηp2=0.71，整體上專業組（ =563.88，s=49.16）判斷時間顯著少于2級運動員組（ =1 176.66，s=49.16），P<0.001，2級運動員組判斷時間顯著少于新手組（ =1 572.12，s=49.16），P<0.001。時間點主效應顯著F（3，261）=46.52，P<0.001，ηp2=0.35，t0時間點的反應時顯著長于其他時間點，總P<0.001，t1時間點的反應時顯著長于t2和t3時間點，總P<0.001，t2和t3時間點的反應時差異不顯著P=0.26。

擊球線路與被試組別交互作用極顯著，F（2，174）=26.17，P<0.001，ηp2=0.38，簡單效應分析結果表明新手組和2級運動員組對于斜線擊球的反應時間顯著快于直線的反應時間，總F（1，87）>7.98，總P<0.05。時間點與被試組別交互作用極顯著，F（6，522）=19.93，P< 0.001，ηp2=0.31，簡單效應分析結果表明2級運動員組在t3和t2時間點的反應時間顯著快于其他的時間點總F（1，87）>16.13，總P<0.001。新手組在t3時間點的反應時間顯著快于其他的時間點，總F（1，87）>10.07，總P<0.01。時間點與擊球線路交互作用極顯著，F（3，261）=5.62，P<0.01，ηp2=0.06，簡單效應分析結果表明在t0、t1和t2時間點上斜線的反應時間顯著快直線的反應時間，總F（1，87）>5.95，總P<0.05，在斜線與直線兩種擊球路線中被試對于t3和t2時間點的反應時間顯著快于其他的時間點，總F（1，87）>10.29，總P<0.01。

3 討論

實驗結果發現專業組在不同時間點上判斷直線和斜線方面成績都顯著好于熟練組和新手組。這與前人的研究結果一致，專家組判斷擊球線路的正確率和反應時顯著好于2級組和新手組[7-8]。這些結果可能表明專業組成員通過長期的專門性的網球訓練，具備了熟練組、新手組所未具備的知覺預判能力，從而表現出顯著的預判優勢。

在對正確率的預判方面：專業組比熟練組和新手組有更好的正確率，這與我們課題組前期的研究結果一致，專業組在直線和斜線的判斷上正確率高于新手，反應時比新手短，專業組的預判成績都顯著好于新手組。研究還發現熟練組和新手組在t3時間點的正確率顯著高于其他的時間點。時間點與擊球線路交互作用極顯著，在t0和t1時間點上斜線的正確率顯著高于直線的正確率，在斜線與直線兩種擊球路線中被試者對于t2和t3時間點的正確率顯著高于其他的時間點。擊球動作越晚對于熟練組和新手組來說，判斷方向越準確，而專業組恰恰相反，在運動初期就開始了預判，從而進一步驗證了專家組成員具備了熟練組、新手組所未具備的知覺預判能力，從而表現出顯著的預判優勢，這與Jones[2]、Pherson[3]、Shim等[4]的研究結果也一致，網球專家對動作的預判反應是基于精細的、復雜的動作和對現實情境的配置現象，而新手缺乏這種認知結構。這些研究結果可能表明擊球動作越晚對于熟練組和新手組來說，判斷方向越準確，而專業組恰恰相反，在運動初期就開始了預判，從而進一步驗證了專家組成員具備了熟練組、新手組所未具備的知覺預判能力，從而表現出顯著的預判優勢。

更有意思的是，在反應時方面，發現了類似的效應，專業組判斷時間顯著少于2級運動員組，2級運動員組顯著少于新手組。時間點主效應顯著：t0時間點的反應時顯著長于其他時間點，t1時間點的反應時顯著長于t2和t3時間點，t2和t3時間點的反應時差異不顯著。擊球線路與被試組別交互作用極顯著：新手組和2級運動員組對于斜線擊球的反應時間顯著快于直線的反應時間。時間點與被試組別交互作用極顯著：2級運動員組在t3和t2時間點的反應時間顯著快于其他的時間點，新手組在t3時間點的反應時間顯著快于其他的時間點。時間點與擊球線路交互作用極顯著，簡單效應分析結果表明在t0、t1和t2時間點上斜線的反應時顯著快于直線的反應時，在斜線與直線兩種擊球路線中被試者對于t3和t2時間點的反應時間顯著快于其他的時間點。以上研究結果與張怡、周成林[7]的研究報告基本吻合，專業組判斷擊球線路的反應時顯著好于2級運動員組。在擊球前，專業組的反應時顯著低于2級運動員組和新手組，而在擊球后專業組、2級運動員和新手組差異不顯著。這些研究結果也表明了，專家組成員具備了2級運動員組、新手組所未具備的知覺預判能力，從而表現出顯著的預判反應優勢。

本研究通過考察專業組、2級運動員組和新手組網球運動員在不同時間點上對擊球線路的預判能力，探索優秀網球運動員在知覺預判信息加工的特點與形成過程，實驗結果支持了“專業網球運動員具有認知預判優勢”這一假設，并通過該實驗揭示出：網球運動員從新手、熟練到專業在知覺預判上是一個長期積累不斷提高的過程，這一論斷也支持了知覺預判形成的經驗學假說。該假說強調專項知識經驗的積累是運動專家認知優勢形成的主要原因。這樣就證明了網球專家在各時間點上預判的優勢是長期專項知識經驗的積累，與假設吻合。

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