散打運動員視覺信息加工的眼動研究*

何一粟 楊聲偉 李洪玉

（天津體育學院，天津 300381） （天津市西青區楊柳青第一中學，天津 300380） （天津師范大學心理與行為研究院，天津 300074）

散打運動員視覺信息加工的眼動研究*

何一粟 楊聲偉 李洪玉

（天津體育學院，天津 300381） （天津市西青區楊柳青第一中學，天津 300380） （天津師范大學心理與行為研究院，天津 300074）

散打比賽是一種對抗性很強的運動項目，要求運動員能夠精確判斷，及時地作出反應動作。這就需要運動員時刻保持高度的注意力，快速、準確地搜索相關信息，靈活地應對賽場上的情況。本研究以專家-新手范式對24名不同水平的散打運動員進行眼動實驗研究，探討高水平運動員與初學者之間的眼動差異，為初學者制定科學訓練計劃提供參考依據。結果表明：與新手組被試相比，專家組被試更加重視對比賽中得分部位的注視，從而為其準確預判提供了認知保證。

散打，運動員，信息加工，眼動研究。

1 引言

眼動技術是研究不同體育運動項目中運動員和教練員信息加工的重要手段，也被越來越多地運用到不同運動項目的研究中 （韓玉昌,2000;閆國利,白學軍,陳向陽,2003;閆國利,田宏杰,2004,閆國利,2012）。如隔網對抗型的乒乓球 （劉小芹, 2011）、排球 （支二林,張文才,2014）、網球 （黃宏遠,邱麗卿,2012）、羽毛球 （Petrakis,1993;高覺書,2012）等；同場對抗競技型的籃球 （張運亮,李宗浩,孫延林,楊曉晨,閻國利,2005;朱泳,高俊,黃濱,何長波,2014）等；展現技能型的體操 （孫延林等,2010），以及格斗對抗型的跆拳道 （徐守森,李京誠,2005）等項目。專家—新手范式 （noviceexpert paradigm）是當前眼動技術運用于運動研究中最常使用的一種研究范式。這種研究范式主要是考察專家和新手在進行視覺搜索時，他們在注視次數、注視持續時間和掃描軌跡之間的差異。通過差異對比有利于找到一種高效、實用的注視模式和策略，對于培養和提高新手的技術水平具有重要的現實意義。

很多學者對不同的運動項目進行了眼動研究。Marten和Vickers（2004）對不同水平組的冰球運動員眼睛的注視特點進行了研究。結果表明：在高水平組中早期注視和追蹤的時間顯著短于后期的注視和追蹤時間，并且相對于低水平組來說，在成功的比賽中，熟練組在尋找最佳位置時用時更短。Helsen和Pauwels（1993）對有經驗的足球運動員和沒有經驗的足球運動員進行過研究，結果表明：熟練組由于具有長期的訓練和參賽經驗，其視覺搜索模式是十分經濟有效的；與新手相比，熟練組的注視次數少，平均注視持續時間短，反應時短。廖彥罡，張學民和葛春林 （2011）對不同水平排球運動員研究發現：專家采用對中央信息集中注視和搜索的策略，而對外周信息采用快速和大范圍掃視的策略。徐守森和李京誠 （2005）對跆拳道運動員的眼動進行了分析，結果表明：高水平跆拳道運動員在觀看比賽錄像動作時，眼睛注視位置主要集中于運動員身體的得分點、腰部動作、步法等有效部位，以及得分、時間等有效信息。而非專業運動員在觀看比賽錄像動作時，主要關注頭部等無效部位，偶爾關注得分、時間等有效信息，甚至出現漫無目標的注視活動。

采用專家-新手范式的研究一致發現，專家具有更多更合理的視覺搜索策略，表現為專家運動員對比賽場景中信息的注視次數少，注視持續時間短，注視點多集中在與具體項目相關的關鍵興趣區，注視軌跡簡單集中，特別是在注視順序上表現出較強的策略性。以網球為例 （黃宏遠,邱麗卿, 2012），專家運動員會根據不同動作的發力順序的相同方向或相反方向對材料進行加工，最后的注視點總在關鍵部位反復注視，而新手運動員的注視軌跡復雜，注視順序比較隨意，沒有任何的加工策略。Williams，Davids，Burwitz和Williams（1994）提出，專家之所以具有有效的搜索模式，是因為他們有更好地對特定信息進行編碼和處理的能力以及對球的最后落點的預測能力，這些優勢是建立在專家豐富認知信息庫的基礎之上的。

散打是由中國古代的戰場和生死擂臺發展而來的一項搏擊競賽，為中國武術的一個分項。散打是一種站立格斗技術，由 “踢、打、摔、拿”四大格斗特征與 “遠踢、近打、貼身摔”三大格斗戰術和防守、步法等技術組成 （曾于久,陳星潭,2009）。在散打比賽中，符合規則的擊中對方的頭部、軀干、大腿等有效部位根據難度分別可以得到1分或2分，而若違反規則則根據嚴重程度判對方得1分或2分。散打比賽是一種對抗性很強的運動項目，運動員需要具備精確判斷，及時地作出反應動作，這就需要運動員時時刻刻保持高度的注意力，對搜索到的信息進行快速準確的加工，隨機應變地應付場上情況。散打運動員往往在比賽中采取假動作來誤導對手，進而采取對自己有利的進攻或防守戰術。因此，運動員要在短時間內判斷對手的動作來做出自身的反應，這就需要運動員敏銳的觀察能力、預判能力和反應能力。運動員在比賽中及時對場上的信息進行加工處理，為自己做好充分的防守或進攻的準備就顯得尤為重要。

國內外有關散打運動員視覺信息加工的眼動研究比較少 （胡曉斌,余自華,杜少武,2009）。劉翠娟 （2010）對散打運動員視覺搜索中眼動的實驗研究中發現：專家組對身體部位的注視時間多，有著更好的專項知識編碼與記憶能力；與新手組相比，專家組對線索的利用率較高。趙洪朋 （2010）在散打運動員知覺預測過程認知特征與神經機制研究中發現，優秀散打運動員在一般情境視覺搜索速度快，準確率高，預判的效率高，同時在反應時上較初學者短。以往有關散打運動項目的研究主要采用眼動指標進行分析，而針對運動員決策過程的研究較少。

本研究試圖以信息加工理論為基礎，以散打比賽圖片為實驗材料，采用 “專家-新手”范式，以眼動儀為工具，探討不同水平的散打運動員在判斷假動作過程中的眼動特征，從而考察不同水平散打運動員預判的認知機制。本研究的結果對于豐富散打運動員運動水平對認知加工影響的相關理論，為散打運動的教學和訓練提供實踐指導都具有一定的價值。

2 方法

2.1 被試

天津某大學武術系散打專業的男性大學生，共24人。其中，專家組12人，平均年齡為22.6歲，平均訓練年限為8.7年，均為國家二級運動員；新手組12人，平均年齡為20.8歲，平均訓練年限為2.6年，均未獲得任何運動員等級。所有被試視力正常或矯正正常，先前未參加過類似的實驗。

2.2 實驗設計

本實驗為被試間設計。自變量為散打運動員的運動能力，分為兩個水平 （專家組、新手組）。因變量包括預判 （進攻或防守）的成功率和眼動指標（注視次數、注視時間）。

2.3 實驗材料

從2012年全國武術散打錦標賽男子決賽錄像中，選取13幅散打比賽中的清晰圖片。5幅圖片用于實驗前練習；其余8幅圖片用于正式實驗，其中4幅圖片是一名選手作出假動作后進行防守，另外4幅圖片是一名選手作出假動作后繼續進攻。

2.4 實驗儀器和實驗程序

本研究采用美國應用科學實驗室 （ASL）生產的便捷式單目眼動儀 （Mobile eye XG）。該眼動儀的采樣率為30Hz。

實驗員對眼動儀進行定標、校準，眼校準采用5點校準。眼校準結束之后，要求被試者在指導下觀察實驗材料中的練習圖片，告知指導語，被試開始練習。在被試正確理解指導語和要求后，開始正式實驗。在觀看圖片時，要求被試進行口頭報告，當圖片呈現時，進攻方做出假動作 （該動作被專家評判后為假動作）后，進攻方將繼續所采取的反應，要求被試者判斷圖片中進攻方是采取防守戰術還是繼續保持進攻戰術。

3 結果

3.1 假動作預判成功率

反應準確率常被作為區別優秀選手與初學者的一個重要指標。所謂預判成功率是指被試對圖片中的假動作作出正確判斷的次數與圖片總數的比值。不同水平散打運動員在觀看8張圖片時，對假動作預判成功率的結果見表1。

表1 被試對假動作的預判成功率

從表1可以看出，對于圖片中散打運動員作出假動作后，是采取繼續進攻戰術還是防守戰術，不同運動水平的運動員在預判的成功率上有著顯著差別 （Z=3.30＞1.96,p＜0.05）。

3.2 不同興趣區的平均注視次數

通過查閱相關文獻、預實驗和專家訪談，本研究根據散打運動的得分特點以及人體的生理結構，將興趣區劃分為運動員頭部、胸腹、上肢、腿部和運動員身體以外的區域。不同運動水平運動員在觀看圖片時，注視各興趣區的平均次數見表2。

表2 不同運動水平運動員各興趣區平均注視次數比較

結合表2和獨立樣本t檢驗的結果發現： （1）專家組被試在頭部上的平均注視次數，顯著多于新手組被試 （t=3.181,p＜0.01）； （2）專家組被試在胸腹上的平均注視次數，顯著多于新手組被試 （t= 6.403,p＜0.001）； （3）專家組被試在上肢上的平均注視次數，顯著少于新手組被試 （t=-5.81,p＜0.001）； （4）專家組被試與新手組被試在腿部上的平均注視次數，不存在顯著差異 （t=-1.637,p＞0.05）； （5）專家組被試在其他區域上的平均注視次數，顯著少于新手組被試 （t=-8.356,p＜0.001）。

3.3 不同興趣區的平均注視時間

注視時間反映被試對各興趣區的注視程度。注視時間越長，表明被試對某一興趣區越關注，或者對某一興趣區進行信息加工的時間越長。

結合表3和獨立樣本t檢驗的結果發現： （1）專家組被試在頭部上的平均注視時間，顯著長于新手組被試 （t=4.904,p＜0.001）； （2）專家組被試在胸腹上的平均注視時間，顯著長于新手組被試 （t= 2.567,p＜0.05）； （3）專家組被試在上肢上的平均注視時間，顯著短于新手組被試 （t=-6.869,p＜0.001）； （4）專家組被試與新手組被試在腿部上的平均注視時間，不存在顯著差異 （t=--0.251,p＞0.05）； （5）專家組被試在其他區域上的平均注視時間，顯著短于新手組被試 （t=-7.67,p＜0.001）。

表3 不同運動水平被試對各興趣區的平均注視時間比較 （秒）

4 討論

4.1 假動作預判成功率

對于圖片中散打運動員作出假動作后是采取繼續進攻戰術還是防守戰術，專家組預判成功率為80.2%，而新手組預判成功率則為58.3%。這與許多學者的研究結果相一致 （趙洪朋,2010）。新手組被試預判成功率接近于幾率水平，因此其預判近乎猜測。對假動作的預判，選手應根據對手身體整體重心的偏移程度和對手是否被誤導來判斷是繼續采取進攻戰術還是防守戰術，高水平散打運動員能夠根據自己的經驗及在比賽中的快速反應和判斷來分析對手情況，作出準確的預判，而初學者由于對信息的加工水平低，不知道從何處下手，因此可能憑借猜測作出判斷。

4.2 不同運動水平散打運動員對圖片中興趣區平均注視次數的分析

不同運動水平散打運動員對圖片中各興趣區的平均注視次數有所不同。本研究發現：與新手組被試相比，專家組被試對散打圖片中運動員頭部和胸腹的平均注視次數均顯著多一些；與專家組被試相比，新手組被試對散打圖片中運動員上肢以及其他無關區域的平均注視次數均顯著多一些。

散打運動在比賽中的得分部位主要包括頭部、胸腹、腿部等。本研究結果表明：與低運動水平被試相比，高水平散打運動員被試對得分部位的注視次數顯著得多一些，對與得分無關的其它部位注視次數顯著得少一些，這說明高水平被試的注意力比較集中。這也與有些學者的研究結果相一致。徐守森和李京誠 （2005）對跆拳道運動員所進行的眼動研究結果表明，高水平跆拳道運動員眼睛注視位置主要集中于運動員身體的得分點；而非專業運動員在觀看比賽錄像動作時，主要關注頭部等無效部位。

在散打比賽中，頭部上下左右移動會影響到全身重心的移動，從局部觀察到整體觀察，這也反映了專家組被試在注視點的分配上更加合理，避免了更多無效的注視，搜索效率更高。另外，胸腹也是散打運動比賽中比較容易得分的部位，直拳和多種腿法都很容易攻擊到它，是得分的重要部位。專家組被試對胸腹部注視次數顯著多于新手組被試，說明專家組被試場上把握得分的能力要強于新手組被試，更渴望得分，更追求于比賽的勝利。

4.3 不同運動水平散打運動員對圖片中興趣區注視時間的分析

注視時間也反映著被試對興趣區的注視程度。不同水平散打運動員對各興趣區的注視時間存在著明顯的不同。本研究發現：與新手組被試相比，專家組被試對散打圖片中運動員頭部和胸腹的平均注視時間均顯著長一些；與專家組被試相比，新手組被試對散打圖片中運動員上肢以及其他無關區域的平均注視時間均顯著長一些。

頭部是散打比賽重要的得分部位。但頭部的重創會給運動員帶來很大傷害，甚至影響比賽的輸贏。專家組被試注視頭部的平均時間長于新手組被試，這表明專家組被試可能更加注視頭部的保護。

胸腹是拳法和腿法極易攻擊的部位。由于散打初學者一般覺得將手一直舉著比較累，因此他們通常將手放下，而這將容易給對手提供更多的得分和進攻機會。相對于新手組被試，專家組被試可能對胸腹部的保護意識更強一些。專家組被試對胸腹部位的注視時間相對較長，可能也與此有關。

5 結論

本研究發現： （1）專家組被試在對假動作預判的成功率高于新手組被試； （2）專家組被試的注視點主要集中在頭部和胸腹，而新手組被試的注視點則主要集中在上肢和無關區域上； （3）專家組被試將更多的注視時間分配在頭部和胸腹等主要比賽得分部位上，而新手組則耗費大量時間在無關部位上。

研究結果表明，專家組被試更為關注比賽中的得分部位，為其準確預判提供了認知保證。

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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

天津市哲學社會科學研究規劃項目 （TJJX16-041）。

李洪玉，E-mail:lhytj1@163.com。