不同任務情境下定向運動員視覺記憶特征及加工策略

劉陽+何勁鵬

摘 要：以專業組、中等水平組和新手組定向運動員為被試者，考察不同水平定向運動員在識別定向地圖過程中記憶提取與情景轉換以及地圖基本符號信息記憶提取與轉換的正確率、反應時，同時對記憶提取與轉換的錯誤選項分布進行分析，評估不同水平運動員視空間記憶的情景識別能力，探究運動員在地圖記憶與情景識別過程中對地圖信息的加工策略，為科學制定運動訓練方案提供理論依據。結果顯示：專業組運動員在地圖信息情景的提取與轉換能力上表現出了較高的水平，情景轉換能力較強，識別反應能力較快；中等水平運動員在比賽地圖情景中實景轉換能力與專業組有一定差距，應加強比賽地圖信息的實景轉換能力的訓練；地圖基本符號的識別能力和地圖信息記憶的加工策略制約著定向運動員的情景識別能力；專業組與中等組定向運動員在地圖情景識別過程中更多采用整體記憶策略，新手組多采用局部記憶策略。結果說明：有針對性地改變運動員識圖記憶策略將有助于改善定向運動員對地圖信息加工的認識，有效提高運動員的識圖能力。

關 鍵 詞：運動心理學；定向運動；認知加工；視覺記憶；情景識別

中圖分類號：G804.8 文獻標志碼：A 文章編號：1006-7116（2017）01-0064-07

Abstract： Basing the testees on the orienteers in a professional group， a medium level group and a rookie group， the authors examined the memory retrieval and scenario switching as well as basic map symbol information memory retrieval and switching correctness rate and response time of the orienteers at different levels in the process of iden-tifying the orienteering maps， and analyzed the distribution of wrong options of memory retrieval and switching， evaluated the ability of the orienteers at different levels to identify scenarios in visual space memory， probed into the orienteers map information processing strategies in the process of map memorization and scenario identification， so as to provide theoretical reference for establishing sports training plans scientifically. The results reveal the followings： the athletes in the professional group showed higher performance in terms of map information scenario retrieving and switching ability， their scenario switching ability was stronger， and their identification response was faster； as compared with the athletes in the professional group， the athletes at the medium level had a poorer ability to switch to real scenes from competition map scenarios， should strengthen training for the ability to switch to real scenes from competition map information； basic map symbol identifying ability and map information memory processing strategies restricted the orienteers scenario identifying ability； in the process of map scenario identification， most of the orienteers in the professional group and medium level group adopted the overall memorizing strategy， while most of the orienteers in the rookie group adopted the local memorizing strategy. The results indicate that changing the orienteers map identifying and memorizing strategies in a targeted way will be conducive to improving their understanding of map information processing， and effectively enhancing their map identifying ability.

Key words： sports psychology；orienteering；cognition processing；visual memory；scenario identification

在情景知覺的研究領域中，視覺記憶對情景識別的作用是研究者一直關心的問題[1-2]。在各種體育運動過程中，視覺信息的提取是其基本的心理過程，而情景識別能力制約著運動員的運動決策，直接影響著比賽成績，同時也反映了運動員的水平差異[3]。定向運動是一項借助于地圖和指北針導航在最短時間內完成比賽的戶外行進搜索的運動[4]。地圖是運動員完成比賽的導航，但比賽地圖的信息量很大，有幾十種符號，不同的顏色象征不同種類的植被，不同的符號象征不同的地物信息，在比賽中參加者從地圖中獲取信息，進行加工、編碼，并將地圖信息與真實場景進行不斷的提取與轉換，以尋找目標物[4]。在比賽過程中運動員對地圖信息的視覺工作記憶能力及對空間環境的快速轉換識別能力顯得尤為重要。

在定向運動的比賽中，地圖信息的情景識別依賴于運動員對地圖符號的有效注意和合理的視覺搜索策略，如何迅速而有效地瀏覽全圖、搜索目標和獲取關鍵信息具有重要的意義。國外學者Eccles等[5]通過扎根理論方法提出，地圖、環境和行進中的視覺注意是定向運動的核心因素。朱瑜等[6]運用眼動追蹤技術，通過新手-老手范式，探究了定向選手讀圖的視覺注意策略：在不同的時間與任務條件下，定向老手組在注視時間、注視次數、眼跳幅度等方面都與新手組有顯著性差異，老手組呈現出較好的注意控制策略。在定向運動員視覺記憶研究中，目前已經證實情景識別的效率制約著定向運動員的認知決策，受地圖難度和信息量影響，不同水平定向運動員表現出不同的視空間記憶廣度，水平越高能力越強[7]，國內學者王翔[8]通過對定向運動員進行圖形記憶能力測試，得出優秀運動員的記憶能力要好于一般運動員。鄭裔軍[9]通過數字空間短時記憶范式得出，定向運動員具有較好的記憶廣度，但只體現在高水平記憶層面。Lunze J[10]的研究發現，德國國家定向隊隊員與普通大學生比較，國家隊運動員具有較好的記憶能力，這種較好的地圖記憶能力來源于常年的運動經驗和專長訓練。記憶的存儲與提取是工作記憶的兩個重要環節，目前，已有研究中多關注定向運動員視覺工作記憶的存儲能力[11]，缺乏記憶的提取與轉換能力的研究。但在其它運動項目的記憶領域研究中均提示我們：專業運動員并非具有優于非專業運動員的記憶能力，而是專業運動員具有較好的記憶提取與轉換能力，具有一定的記憶加工策略[12]。

因此，本研究將定向運動員實場景識別任務和視覺記憶任務相結合，通過測試定向運動員對不同任務情境條件下比賽地圖信息的識記與情景轉換能力，考察定向運動員對地圖基本符號信息和比賽點位信息的識別能力的差異，探究其加工策略，揭示不同水平定向運動員的專項情景識別與視覺工作記憶特征與策略，為定向運動項目專項訓練提供必要的理論支持，提高定向運動專項訓練水平，對定向運動項目的科學化訓練有著重要的現實意義和應用價值。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

受試者分為3組，定向運動專業組、中等組、新手組。專業組為現役國家定向隊運動員20名，運動等級1級以上，取平均年齡為22.3歲；中等水平組為西安體育學院、西安理工大學16名定向運動員，運動等級2級以上，平均年齡為21.2歲；新手組為西安理工大學選修定向運動課程的30名學生，平均年齡為20.6歲，均未參加過類似實驗。

1.2 實驗材料和設計

實驗包括比賽地圖情景記憶的提取與轉換任務（多符號整合）、地圖符號情景記憶提取與轉換任務（單一符號），比賽地圖情景記憶提取與轉換任務揭示了不同水平運動員在定向地圖專項情景識別能力與策略上的差異；而地圖符號情景記憶提取與轉換任務是為了進一步了解被試者對地圖符號信息熟識與識別的基本能力，從而探究制約定向運動員比賽地圖情景記憶能力的因素。

比賽地圖情景記憶提取與轉換任務實驗（地圖多符號信息整合），采用不同水平運動員的單因素實驗設計，地圖符號情景記憶提取與轉換任務實驗（單一的符號信息和顏色信息），采用3（運動員水平：新手、中等、專業）×2（符號類型：點狀符號、顏色符號）兩因素混合實驗設計，運動員水平為組間變量，符號類型為組內變量。所有實驗材料選自定向運動標準比賽符號與地圖，由2名定向運動國家級制圖員采用定向運動專業軟件OCAD11.0制作，在地圖上繪制信息點和檢查點符號。共制作比賽地圖情景記憶的提取與轉換任務20張定向地圖實驗材料，練習圖片5張，如圖1所示；地圖符號情景記憶提取與轉換任務實驗：地圖符號和顏色符號各10張。練習材料5張，如圖2所示。每個實驗任務進行視覺記憶的再認測試任務與情景轉換任務。

1.3 實驗程序

（1）被試者登記信息（性別、年齡、訓練年限、運動員等級以及最好運動成績），交代注意事項。

（2）宣讀指導語：要求被試者在4 s規定時間內觀察地圖信息，提前結束可按鍵結束，再次呈現3張圖片，其中1張與記憶材料完全相同的選項如圖1“A”所示的選項，選項結束后呈現實景照片，在實景照片中3個選項中選擇一個和記憶地圖信息一直的選項如圖1“B”所示的選項。

（3）練習：讓被試者進行練習，熟悉實驗程序。

（4）比賽地圖情景記憶的提取與轉換任務實驗：在屏幕上呈現一張地圖圖片（如圖1上圖所示），呈現時間最長為4 000 ms，要求被試者盡快并準確地記住圖中信息，如果被試者在規定時間內提前記完可按“空格鍵”結束。記憶結束之后是一個持續時間為200 ms的空屏，然后讓被試者進行再認測試。再認測試包括3個備選項目，分別位于屏幕的左側、中間和右側，對應反應鍵“A”“W”和“D”。再認測試最長呈現時間為8 000 ms，要求被試者盡可能準確快速地選出與記憶刺激一致的圖片，并按下與之對應的反應鍵。記憶提取實驗結束之后是一個持續時間為200 ms的空屏，然后讓被試者在實景照片中進行轉換測試，同樣包括3個備選項目，對應反應鍵“A”“W”和“D”。實驗結束后要求被試者立即進行一個回溯報告。被試者根據以下主題展開報告：完成實驗任務時使用了怎樣的記憶策略。

（5）地圖符號情景記憶提取與轉換任務實驗：除以下方面外與比賽地圖情景記憶的提取與轉換任務相同。記憶刺激根據定向地圖符號分類分別呈現點狀符號和面狀符號圖片，呈現時間改為1 000 ms，實景照片呈現3個備選選項，對應反應鍵同為“A”“W”和“D”（如圖2所示）。

1.4 數據處理

采用SPSS17.0統計軟件包分別對比賽地圖情景記憶的提取與轉換任務和地圖符號情景記憶提取與轉換任務所收集的再認正確率和反應時數據進行方差分析，并用Greenhouse-Geisser 法對P值進行校正，事后多重比較采用的是Bonferroni校正法。

2 結果及分析

2.1比賽地圖信息情景記憶識別任務測試結果

測試結果見表1。

運動員識別比賽地圖信息正確率的方差分析結果顯示，運動員水平主效應顯著，F（2，62）=13.247，P<0.001，η2=0.299；反應時的方差分析結果顯示，運動員水平主效應顯著，F（2，62）=7.156，P<0.001，η2=0.188。事后檢驗：新手組正確率低于中等水平組和專業組，效果差異非常顯著（P<0.05和P <0 .001）；中等水平組正確率與專業組差異不顯著（P>0.05）。新手組反應時高于中等水平組和專業組，與中等水平組比較效果差異不顯著（P>0.05），與專業組比較效果差異非常顯著（P<0.001）；中等水平組反應時高于專業組，效果差異顯著（P <0.05）。這說明，專業組運動員與中等水平組運動員對比賽地圖信息情景記憶識別的正確率好于新手組，專業組運動員的反應時快于中等水平組和新手組運動員。

2.2 比賽地圖信息情景轉換任務測試結果

測試結果見表2。

運動員判斷比賽實景信息正確率的方差分析結果顯示，運動員水平主效應顯著，F（2，62）=44.056，P<0.001，η2=0.587；反應時方差分析結果顯示，運動員水平主效應顯著，F（2，62）=7.215，P<0.01，η2=0.189；事后檢驗：新手組正確率低于中等水平組和專業組，效果差異非常顯著（P<0.01和P<0.001）；中等水平組正確率與專業組效果差異非常顯著（P<0.001）。新手組反應時低于中等水平組但高于專業組，與中等水平組比較與專業組效果差異都不顯著（P>0.05）；中等水平組反應時高于專業組，效果差異非常顯著（P<0.01）。這說明，專業組運動員比賽地圖情景轉換的正確率好于中等水平組與新手組運動員，中等水平組運動員好于新手組運動員，專業組運動員反應時比中等水平組運動員要快。

2.3 比賽地圖信息情景記憶識別任務中不同水平運動員錯誤選擇項分布

測試結果見表3。

新手組檢查點錯誤次數高于點位錯誤次數，差異非常顯著，t（30）=4.65，P<0.001。中等水平組，點位錯誤次數高于檢查點方位錯誤次數，差異不顯著，t（16）=0.577，P>0.05。專業組檢查點方位錯誤次數與點位錯誤次數差異不顯著，t（20）=1.818，P>0.05。這說明，新手組運動員對檢查點信息記憶判斷錯誤次數多于點位信息記憶判斷錯誤次數，中等水平運動員與專業組運動員兩種錯誤類型判斷錯誤次數沒有差異，具有相同的識別策略。

對策略問卷進行了統計，3組被試者對問卷上記憶策略的問題回答大體可以歸為兩類：（1）“我首先記憶點位的地物、地貌特征，然后看檢查點說明表的位置和空間位置關系”并且這種突出的特征是“點位、檢查點說明表、空間位置信息整體記憶”，這種策略實際是對路線中多信息進行了整體記憶策略。（2）“我主要記憶地圖中的點位信息”，這類回答缺乏對檢查點說明表和空間位置特征的記憶，屬于局部記憶策略。

2.4 地圖符號信息記憶識別任務測試結果及方差分析

測試結果見表4，方差分析見表5。

運動員判斷地圖符號信息正確率的方差分析結果顯示，水平主效應不顯著F（2，63）=1.351，P>0.05，η2=0.041，水平與符號類型交互作用不顯著F（2，63）=3.362，P>0.05，η2=0.003。運動員判斷地圖符號信息反應時方差分析結果顯示：運動員水平主效應不顯著，F（2，62）=0.126，P>0.05，η2=0.004。符號類型的主效應不顯著F（1，62）=0.014，P>0.05，η2=0.000。水平與符號類型無交互作用F（2，62）=0.086，P>0.05，η2=0.003。這說明，新手組、中等水平組、專業組運動員點狀符號和顏色符號信息記憶識別的正確率無差異，均具有較好的符號信息記憶能力。

2.5 地圖符號信息情景轉換任務測試結果及方差分析

測試結果見表6、方差分析見表7。

運動員判斷地圖符號實景轉換正確率的方差分析結果顯示，水平主效應顯著F（2，62）=21.438，P<0.001，η2=0.405，專業組運動員的反應準確率好于中等水平組，中等水平組好于新手組；符號類型的主效應顯著F（1，62）=94.429，P<0.001，η2=0.600。水平與符號類型交互作用F（2，62）=4.746，P<0.05，η2=0.131，進行簡單效度比較發現，點狀符號水平具有非常顯著性差異F（2，63）=22.612，P<0.001，η2=0.418，顏色符號水平不顯著F（2，63）=3.102，P>0.05，η2=0.090，事后檢驗：新手組點位符號正確率低于中等水平組和專業組，效果差異非常顯著（P<0.001）；中等水平組正確率與專業組差異不顯著（P>0.05）。

運動員判斷地圖符號實景轉換反應時方差分析結果顯示：運動員水平主效應不顯著，F（2，62）=0.323，P>0.05，η2=0.035。符號類型的主效應不顯著F（1，62）=0.112，P>0.05，η2=0.040。水平與符號類型交互作用F（2，62）=0.007，P<0.01，η2=0.144，進行簡單效度比較發現，點狀符號水平差異不顯著F（2，63）=0.586，P>0.05，η2=0.018，顏色符號水平差異不顯著F（2，63）=2.273，P>0.05，η2=0.067。這說明，專業組運動員與中等水平組運動員點狀符號信息實景轉換的正確率均好于新手組，反應時各水平運動員差異不顯著。

3 討論

3.1 定向運動員地圖信息情景記憶識別的差異

定向運動員需要合理地、準確地識別地圖上的信息，進行加工記憶，良好的識別能力與視覺記憶能力能夠為運動員節省看圖時間，建立自信，有效地完成比賽。本研究通過呈現比賽地圖信息和點位的檢查點信息，考察不同水平運動員的情景識別能力。研究發現：專業組和中等水平組運動員比賽地圖信息識別的正確率好于新手組，專業組運動員的反應時比中等水平組和新手組運動員要快。這說明兩者在對地圖信息的提取和識別能力上并無大的差別，均能保證有效地識別地圖上的信息，專業組與中等水平組運動員顯示出了定向運動的知識與技能已經內化為認知專長的優勢，都習得了一定的定向地圖專項知識，頭腦中已經擁有了一定的知覺模式，但在反應時間上專業組好于中等水平運動員，說明專業組運動員具有更加熟練、快速的反應能力。而新手組運動員在對地圖信息的提取和識別能力上存在著很大的不足，可能受其定向地圖基本知識或加工策略的影響，在地圖符號信息記憶識別任務測試中，發現新手組運動員點狀符號和顏色符號信息記憶識別的正確率與中等水平組與專業組運動員并無差異，說明新手組具備與中等水平組和專業組相同的定向地圖專項知識，這也表明，在符號記憶識別無差異的前提下造成比賽地圖信息識別差異的原因可能是加工策略的差異，目前已有研究已經證實，專業運動員具有豐富的專項知識和記憶策略，這種能力是通過刻意訓練的結果，而不是與生俱來的[13]。

3.2 定向運動員比賽地圖信息情景轉換能力的差異

情景識別是人的一種基本認知能力，依賴于人已有的知識和經驗，是一個典型的知覺過程[14]，模式識別的特征分析模型認為：在識別過程中，首先對刺激的特征進行分析，也即抽取刺激的有關特征，然后將這些抽取的特征加以合并，再與長時記憶中專業領域的信息進行匹配，一旦信息吻合，刺激就會被識別。本研究發現，專業組運動員比賽地圖情景轉換的正確率好于中等水平組和新手組和運動員，中等水平組好于新手組；專業組反應時比中等水平組要快。通過地圖符號信息記憶識別任務測試，專業組和中等水平組運動員點狀符號信息實景轉換的正確率均好于新手組運動員，表明新手組對點狀符號信息的實景轉換識別能力較差。這說明，不同的執行者在處理信息時存在差異，具有不同的注意、感知和提取信息的能力，差異的結果顯示：專業組運動員在他們的領域進行多年的針對性訓練促進了特定領域知識和適應性記憶的增加，對特定信息可以快速靈活地編碼和提取[15]。優秀運動員可以有效提高自身知覺敏感性及有效的記憶策略，使記憶更加豐富，提高了對專項技能的情景識別水平，對更多的信息進行加工，其識別轉換能力增強[16]。這可以充分解釋在定向運動中，專業運動員的實景轉換能力要明顯大于新手的原因，正是由于專業組練習者多年的不間斷的專項技能訓練，從而習得了一種高效的認知加工的機制[17]。長期專門的知識和技能訓練能使個體信息加工變量的結構和序列規律化，經過長期的專門訓練，能夠提高認知能力，形成認知策略[7]。對于新手組在專項地圖記憶能力與實景轉換能力方面還有很大的提升空間，特別應加強實地的信息捕捉訓練，可以通過有針對性對他們基本的運動項目專項符號知識對照訓練、強化訓練。

3.3 定向運動員比賽地圖信息記憶加工策略與識別能力的關系

視覺記憶是對儲存的信息進行精細化加工的過程[18]，定向運動員接受地圖刺激后提取來自長時記憶的信息，信息消失后，運動員需要根據要處理的視覺或空間材料的特征，通過某種特殊的策略記憶信息[19]。本研究通過對錯誤選擇的設計：3個選擇項分為“正確選項”、“點位錯誤選項”和“檢查點錯誤選項”，對錯誤選項中的錯誤類型進行統計分析，了解不同水平運動員所識圖記憶的關注點，實驗表明，不同水平定向運動員在檢查點錯誤次數與點位錯誤次數上存在差異。根據回溯報告中關于策略問卷進行統計，專業組與中等水平組運動員采用的是記憶點位的地物、地貌特征，然后看檢查點說明表的位置和空間位置關系的整體記憶策略。新手組運動員主要記憶地圖中的點位信息的局部記憶策略。結果與正確率所體現的新手組低于專業組和中等水平組，差異顯著，而中等水平組與專業組差異不顯著的信息相吻合。在比賽地圖的視覺記憶過程中，認知加工的主體需要對點位信息、檢查點信息甚至空間方位的關鍵信息進行確認、比較、特征檢測。在呈現結束后，從而形成對整體的完整的路線軌跡表征的正確認識。這涉及到注意與記憶相結合的復雜視覺加工過程，這與Abernethy[20]的研究證實的在復雜的環境時，經驗豐富的壁球運動員會有選擇性地注意與任務相關的線索結果相吻合。研究發現，專業運動員在視覺記憶的編碼、保存、提取上具有優勢，更多采用整體的記憶加工策略，新手組與其相比缺乏記憶策略[21]。也就是說，專業組運動員在攻擊點的選擇以及記憶提取、整合客體表征轉化為整體表征時具有優勢，這些優勢也反映了專業組定向運動員能夠快速而準確地對明顯的地物和地貌特征進行關鍵信息記憶，具備相應的高認知、判斷和決策能力[7]。研究認為，專業組與中等水平組運動員在地圖情景識別過程中更多采用通過整體記憶策略，新手組多采用局部記憶策略，有針對性地改變運動員識圖記憶策略將有助于推進運動員對地圖信息加工的認識，也可能會提高運動員識圖能力，提高運動成績。

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