定向運動：兒童青少年空間定向與導航能力的干預選擇

鮑圣彬，魏靜娟，劉 陽

（1. 陜西師范大學體育學院，陜西 西安 710119；2. 深圳市南山區桃源中學，廣東 深圳 518073）

在日常生活中，有一些人特別容易迷路，常常被戲稱為“路癡”，從認知科學角度上講，這與個體的空間認知能力密切相關。空間認知能力主要體現在空間定向與導航能力上。空間定向與導航是一種多感官共同參與的過程，包括基本的知覺和記憶，是一種高級的認知能力，且個體間存在很大的差異。空間定向和導航能力在人們的日常生活中具有不可或缺的作用，能使人們在環境中認識到自己的位置和方向，并幫助人們在往返于不同地點時保持方向感。對兒童青少年來說，從家到學校、商場及陌生的環境時，手機地圖的使用、地區結構示意圖的認知、導航的使用和實景信息的匹配等都離不開自身的空間定向和導航能力。有研究表明，當兒童青少年的空間定向和導航能力受到損傷時，會對他們的日常生活產生嚴重的影響。Claessen通過實驗發現，空間導航能力受到損傷的患者在虛擬環境中通過一系列的訓練，能學會使用其他方式的導航策略，這表明空間導航能力是具有可塑性的。通過專門訓練可提升方向感差的人的地圖認知能力，通過構建認知地圖達到改善空間定向和導航能力的作用。

定向運動是一項高認知的運動，認知地圖是其技術的核心。近年來，國內外學者對定向運動的地圖認知發展問題進行了深入探索，發現定向運動可以通過加強學生注意、記憶認知，提高地圖和實景信息搜索和提取能力，具有自身獨特的心理價值。現階段，定向運動在我國迅速發展，已成為兒童青少年喜愛的運動項目之一。筆者將從理論上探討定向運動與空間定向和導航能力之間的內在聯系，從定向運動的空間方位、距離感知、情景匹配、定向路線記憶和定向路線決策5個方面探討定向運動對空間定向和導航能力培養的價值，并提出干預路徑，以期能夠為我國對兒童青少年的空間定向和導航認知能力的培養提供理論與實踐依據。

1 定向運動與空間定向、導航的概念界定

定向運動（orientation movement）是指以地圖和指北針為導航的運動，是一項體力與腦力相結合的運動項目。與其他體育運動項目相比，定向運動是一項高認知的有氧運動項目，其中涉及地理學、軍事地形學、數學、植物學、心理學等多種學科知識。

空間定向（spatial orientation）是指人類在自己所在的空間環境中正確辨別方向的知覺反應或能力。擁有良好的空間定向能力，人們能正確識別自己在所處環境中的當前位置、自己所處的位置與周圍環境的關系，以及它們之間的空間關系等。

空間導航（Space navigation）是指在一個陌生或不太熟悉的環境中，尋找并記憶路線的過程。需要指出的是，空間導航能力包括許多復雜認知和感知過程，其能力大致可分為2個部分：一是空間定位能力，包括自我參照導航、環境參照導航和路徑整合；二是空間記憶和感知能力。空間導航作為一種高級的認知過程，在進行空間導航時，涉及了多種認知過程，包括記憶、注意、情景識別、決策等能力。

2 定向運動提升兒童青少年空間定向與導航能力的靶向價值

2.1 定向運動提升兒童青少年空間定向能力的靶向價值

2.1.1 通過定向運動空間方位的訓練提升空間定向能力兒童青少年的空間方位能力是對一個客觀物體空間方位本質特征的認識，在兒童青少年的空間能力發展過程中扮演著重要的角色。兒童青少年空間方向的判斷主要包含2種參考系統：一是以客體為參照，去判定客體之間的相互空間位置；二是以自身為參照，去判斷客體相對于主體的空間位置。有研究對兒童進行“水位線測試”發現，5～6歲的兒童便可以通過客體對空間方位進行判斷。在定向運動中，空間定位主要通過自我參照與環境參照相結合的策略來判斷。在定向運動中，參與者必須具有良好的空間定位感，即通過周圍的環境信息和定向地圖中的符號信息來確定目標點的位置和方向的能力。空間方位的確定，主要是通過兒童青少年觀察周圍的環境配置信息（如樹木、建筑物、池塘和石頭等）、旋轉地圖或改變自己的方向，在定向地圖上找到自己所在方位的。對于獲取環境信息，需要精確的記憶符號以及物體之間的方向，并不是所有的地標都用于輔助空間定向，輔助空間定向的標記一般是一些比較容易區別和記憶的，避免因為記憶混亂造成路線決策失誤，甚至迷失方向，發生生命危險。旋轉地圖或改變自己的方向涉及的是心理旋轉的問題，往往能反映人們的空間表象能力和視覺空間表象的體系，是能夠反映空間定位能力的指標，是空間能力的中心指標，且這種心理旋轉的能力對空間定向能力的提高起著重要的作用。

2.1.2 通過距離感知的訓練提升空間定向能力兒童青少年在進行空間定向時，需要在腦海中利用并整合各種可獲得的外部環境和信息，構建一個比較完整的內部知覺空間，從而對學習目標物體的距離和方向問題進行更加精確地估計和判斷，根據自身所處的環境，可獲得的環境信息具有一定的差異性。大多數兒童青少年對于距離的估計和判斷依靠連續穩定的地面紋理信息，這樣對判斷與目標點之間的距離就會產生壓縮傾向，出現距離判斷的嚴重失誤，就會導致出現“看山跑死馬”的現象。在定向運動中使用地圖時，往往需要計算2點之間的距離，這樣就可以知道自己在實際運動中所花費的時間，從而決策出自己的行進路線，這是一種距離感知的能力。現在很多距離感知的實驗都是通過虛擬現實技術進行測試的，這種技術很便利，能夠節省時間，且已有研究證實，在虛擬環境和現實環境中進行距離感知的差異被證明是可以忽略的。但是，對兒童青少年而言，使用虛擬現實技術對其視力是有影響的。在定向運動項目中，兒童青少年可以在定向地圖與實際環境的配合下，培養距離感知的學習能力。定向地圖是兒童青少年了解空間數據信息的主要研究工具，用于導航、計算、空間環境分析和決策路線等。定向地圖包含比例尺和各種符號、文字、數字、等高線。這些符號都是在向讀圖者傳遞有于實際環境的信息。讀圖者需要利用地圖上的各種信息，建立起一個比較宏觀的地理信息：通過確定比例尺和地圖上的位置信息，從而計算出2點之間的水平距離；通過描述海拔與坡度的等高線的變化規律和形狀的變化，使得地圖變成一個高低起伏的立體圖像，這樣就可以清晰地看出點位之間的距離和地理知識信息，通過不斷培養青少年的這種讀圖的能力可以有效提高其距離感知能力。根據清晰的空間方位和距離，可以確定方向，進行空間導航，尋找目標點。在戶外進行定向運動時，不僅需要估計直線距離，而且需要對復雜的地形進行估計，這就增加了決策方向的難度。兒童青少年可以通過這種高難度的系統訓練，對不同點位之間的距離、地理環境信息進行分析評估，提高兒童青少年對距離的認識、定向地圖符號的學習和空間方向的判斷。

2.2 定向運動提升兒童青少年空間導航能力的靶向價值

2.2.1 通過情景匹配的訓練提升空間導航能力在日常生活中，兒童青少年需要明確自己在環境中的位置和方向，且在環境中走動時要保持一種方向感，這涉及空間導航能力。導航時，需要對周圍的環境信息進行記憶，并將其與地圖信息進行匹配，這是一種情景匹配的能力。在定向運動中，準確地識別出定向地圖上的點位信息，在實景中進行目標搜索、識別、加工、記憶、儲存和提取，精準的情景匹配能力能夠為參與者節省大量的時間，在最短的時間內有效地完成比賽。地圖符號是空間信息的載體和傳播工具，是地圖向讀圖者傳遞信息的數據庫，定向地圖用顏色、符號和等高線來表現地物和地貌。地圖上必須含有對于參賽人員來說較為明顯的符號信息，還必須包含影響讀圖或路線選擇的細節特征，定向地圖上所標記符號的數量、形狀、大小和精確位置與實際環境并非完全一致的，存在一定的誤差和陷阱。定向地圖上每個點位周圍必須存在一些可以讓兒童青少年精準捕捉到的信息點，這些信息點的設置可以是比較明顯的，也可以是一些比較隱蔽的信息。信息點的隱蔽程度可以增加打卡的難度，但是信息點的標記要符合并在兒童青少年的認知能力范圍之內。兒童青少年將地圖符號轉化為現實環境中的實景，并與實際環境進行匹配，以導航出一條正確的行進路線，提高兒童青少年的導航能力。

2.2.2 通過定向路線記憶的訓練提升空間導航能力空間導航，顧名思義，就是準確找到目的地的能力。通常兒童青少年進行導航時要利用自身的線索或者周圍的環境信息來確定目標，這就需要兒童青少年具備對信息的記憶能力。在定向運動中，常常通過路線記憶能力的訓練提高對于環境信息的記憶，路線記憶是指對路線信息進行記憶的過程，路線信息是對環境中特定路線的了解，通常包括一系列地標和到達目的地所需的運動，地標的記憶在路線記憶中的地位尤為重要，地標可以被視為路線上的顯著物體，通過提供識別和記憶的線索來促進空間信息的獲取，尤其是路線學習。路線學習是一種導航，包括學習與地標相關的方向。大量的實驗研究證明，人們可以利用路標進行空間導航。所以，提高兒童青少年的路線記憶能力，首先要培養其對于路標的學習。在定向運動中，地標的研究主要包括地圖符號的研究和實際環境中標志性物體的研究。兒童青少年參考地標進行尋路可以提高其對于地標的細節和整個場景的記憶能力，從而構建出有利于空間導航的認知地圖。認知地圖是獲取、編碼、儲存、回憶和解碼日常空間環境信息的心理過程，認知地圖對空間定位、尋找路徑、環境認知、距離估計、標志定位和方位判斷等都有重要作用。在定向運動中，隨著環境的復雜化，路線記憶難度也在加強，兒童青少年需要在環境中不停地行走或奔跑。進行路線記憶的關鍵是：在跑動的過程中進行地圖符號信息的編碼、記憶和提取，并與實際環境信息相匹配，記憶關鍵性標志性物體之間的相互位置關系，從而決策行進方向，進行導航。

2.2.3 通過定向路線決策的訓練提升空間導航能力培養兒童青少年空間導航能力的目的是避免迷路現象的發生，決策出一條安全的路線，培養兒童青少年的路線決策能力對于提高其自信心，樂觀積極的態度也是有幫助的。在定向運動中，路線的選擇是核心。正確的路線選擇可以減少兒童青少年在比賽的過程中所消耗的時間，在比較復雜的環境條件下，路線的選擇更為重要。在具體實踐過程中，定向地圖看起來短的路線在實際比賽中并不一定是最省時最快的路線，短的路線有可能要翻越很多山坡，對于體力的消耗是極大的，如在地形特別復雜的2點之間，盲目地直線前行還不如繞路更節省時間。在決定行進路線時，要在奔跑的同時進行路線選擇。這樣，在到達前一個目標點時，就已經規劃出下一條行進路線，避免在選點上浪費大量的導航時間。要選擇適合自己的路線，不一定是最短的路線就是適合自己的，一般最短的路線坡度比較大，對體力的消耗要大得多，所以，對于體力差的人要有所取舍。對復雜地形進行決策時，首先要排除一些難走甚至不能通行的道路，因為這樣的路線只會無故增加難度，盡可能地把一些高點作為行進路線，因為高點視線開闊，能夠看到一些地圖上沒有標記的一些信息，可以提前發現路況信息，盡可能早地做出決策。對兒童青少年而言，在戶外進行定向運動，路線決策一定要選擇較為安全的路線，在確保安全的情況下，盡可能地縮短導航的時間。通過提高兒童青少年讀取地圖信息與實際環境信息之間的轉化，加強對于定向地圖的點狀符號、面狀符號和線狀符號的記憶，準確地對環境信息進行加工、處理、儲存、記憶和提取，從而決策出一條有效的路線。在路線決策的過程中，還要加強對環境信息的搜索、篩選和提取的能力，排查出干擾信息，最終的目的是使路線決策合理、縮短跑動距離和減少時間的浪費，提高兒童青少年的空間導航能力。

3 定向運動項目對空間定向與導航能力提升的實施建議

定向運動作為教育部和國家體育總局認定的科技體育項目，對場地基礎設施的要求較小，不像籃球、足球等體育運動項目，定向運動在學校操場、教學樓和校外公園均可開展；多種形式的定向運動，如百米定向、接力定向和親子定向均適合在各類中小學廣泛開展。在定向運動中設置多個目標點，更為精細的地標符號，鍛煉青少年對目標信息的搜索、編碼、記憶、儲存和提取的能力，并與實際環境信息相匹配，確定與目標點的方向和距離，決策出合理科學有效的行進路線。定向運動可以提高兒童青少年在自身環境中辨別方向的能力，了解所在的地方的位置以及與周圍環境的位置，提高方向感，提高兒童青少年的空間定向能力。