（运动人体科学专业论文）青少儿网球运动员决策速度和准确性的年龄差异研究.pdf

中文摘要 本研究从运动训练学和运动心理学的研究思路出发，在借鉴和批 判前人研究成果的基础上，研究不同年龄段青少儿男子网球运动员决 策速度和准确性的差异及原因。通过分析青少儿网球运动员在判断网 球落点的眼动模式，以及在不同信息量的运动情境下决策速度和准确 性上的差异，探讨生理成熟、运动水平和知识经验、运动情境对运动 员决策能力随年龄发展的影响。 本研究设计了两个实验：实验一为眼动实验，采用两个实验设计 方案；实验二为决策能力测试实验，采用自行设计开发的“网球运动 员决策能力测试系统 ，设计了两个实验方案。采用方差分析对实验 结果进行分析，根据数据分析的结果得出以下结论： ( 1 ) 随着年龄的增长，青少儿网球运动员的眼动模式更有效化， 具体表现为注视次数、注视时间、眼跳距离等眼动指标上的差异，能 更快、更有效地注视到网球信息。 ( 2 ) 青少儿网球运动员的决策速度、准确性受运动水平、信息量 的影响。在相同信息量的情况下，运动水平越高其决策速度越快，准 确性越高。运动情境中信息量越大，决策速度越慢，决策准确性越低。 ( 3 ) 青少儿网球运动员的决策速度随着年龄的增长而加快，决策 准确性随着年龄的增长而提高。 ( 4 ) 青少儿运动员决策能力的年龄差异的实质是“信息获取一信息 加工采取行动”三者整合的差异。影响因素包括眼动模式、生理成熟、 t 策略、运动水平和知识经验以及运动情境中的信息量大小。 关键词：青少儿，网球运动员，运动决策，反应时，眼动 a b s t r a c t t h es t u d yg e tg o i n gt h er e s e a r c hi d e a sf r o mt h es p o r t st r a i n i n ga n d s p o r t sp s y c h o l o g y ，a n du s et h ep r e v i o u ss t u d i e sf o rr e f e r e n c e ，e x a m i n e d i n f l u e n t i a lf a c t o r so ft e n n i sa t h l e t e s d e c i s i o n m a k i n gi nd i f f e r e n ta g es e c t b ya n a l y z i n gt h ea d o l e s c e n t st e n n i sa t h l e t e s p a r e mo f t h ee y e m o v e m e n ti nt h ej u d g e m e n t ，a sw e l la st h ed i f f e r e n c e so fd e c i s i o n m a k i n g o ns p e e da n da c c u r a c yi nt h es i t u a t i o no ft h ed i f f e ri n f o r m a t i o nc o n t e n t s ， d i s c u s s e dt h ee f f e c to fp h y s i c a lm a t u r i t y , s k i l ll e v e la n dk n o w l e d g e e x p e r i e n c e ， m o v e m e n ts i t u a t i o no fa d o l e s c e n tt e n n i s p l a y e r s d e c i s i o n m a k i n go ns p e e da n da c c u r a c y t h er e s e a r c hd e s i g n e dt w oe x p e r i m e n t s ：t e s t so n ei st h e e y e m o v i n g ，u s i n gt w oe x p e r i m e n t a ld e s i g n ；t e s t st w oi s t h ea b i l i t yo f d e c i s i o n m a k i n g ，u s i n gt h es o f t w a r e t h et e n n i s a t h l e t ed e c i s i o n m a k i n g st e s ts y s t e m ”，d e s i g n e dt w oe x p e r i m e n t a ld e s i g n a d o p t i n gt h e v a r i a n c ea n a l y s i st ot h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t ，a n da c c o r d i n gt ot h er e s u l t so f d a t aa n a l y s i s ，d r a w st h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o n ： ( 1 ) a l o n gw i t ht h eg r o w t ho fa g e ，t h ea d o l e s c e n tt e n n i sa t h l e t e s p a r e r no fe y em o v e m e n ti sm o r ee f f e c t i v e l y ，a n dc a nb ef a s t e ra n dm o r e e f f e c t i v e l yt og a z e sa tt h et e n n i si n f o r m a t i o n ，e x h i b i t i n gt ot h ed i f f e r e n c e i i i o ft h ei n d e xo fe y em o v e m e n t ，s u c ha sf i x a t i o nt i m e 、f i x a t i o nd u r a t i o n 、 s a c c a d ea m p l i t u d e ( 2 ) t h es k i l ll e v e la n di n f o r m a t i o nc a ni n f l u e n c ea d o l e s c e n tt e n n i s a t h l e t e s d e c i s i o n - m a k i n go ns p e e da n da c c u r a c y i nt h es i t u a t i o no ft h e s a m ei n f o r m a t i o nc o n t e n t s ，t h eh i g h e rs k i l ll e v e lh a v eq u i c k e rs p e e d ， h i g h e ra c c u r a c y t h ei n f o r m a t i o nc o n t e n ti sb i g g e 毛t h ed e c i s i o n - m a k i n g s p e e di ss l o w e r , t h ea c c u r a c yi sl o w e r ( 3 ) a l o n gw i t ht h ea g eg r o w t h ，t h ea d o l e s c e n tt e n n i s a t h l e t e s d e c i s i o n m a k i n gs p e e db e c o m em o r eq u i c k e r , t h ea c c u r a c yi sh i g h e r ( 4 ) t h e d i f f e r e n c eo fa d o l e s c e n tt e n n i s a t h l e t e s a b i l i t y o f d e c i s i o n m a k i n gi nd i f f e r e n ta g es e c ti s “i n f o r m a t i o nt a k i n g - i n f o r m a t i o n p r o c e s s i n g t a k i n ga c t i o n ，t h r e ei n t e g r a t e dd i f f e r e n c e si ne s s e n c l y t h e r e a s o ni n c l u d i n ga d o l e s c e n tt e n n i sa t h l e t e s p h y s i c a lm a t u r i t y , s t r a t e g y , k i l ll e v e la n dk n o w l e d g ee x p e r i e n c e ，m o v e m e n ts i t u a t i o np o s s i b l y k e y w o r d s ：a d o l e s c e n t ，t e n n i sa t h l e t e ，s p o r t sd e c i s i o n m a k i n g ，r e a c t i o n t i m e ，e y em o v e m e n t i v 湖南师范大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究王作所取得的成果。除文中已经注明弓| 用的内容外，本 论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：良j 利让、抛辫月2 j 日 湖南师范大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阗。本人授权湖南师范大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密d 。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名： 导师签名： 日期：湖学年上月1 日 蠢期：唏年r 月2 2 鑫 青少儿网球运动员决策速度和准确性的年龄异研究 l 前言 1 1 问题的提出 随着现代体育科技的不断进步，竞技运动领域的争夺日益激烈， 为了取得更优异的成绩，对运动员竞技能力的理论与实践研究呈现出 多彩面貌。运动员的技能学习、竞技能力和比赛成绩与运动员思维的 决策水平有着很大的相关。运动心理学家s i n g e ra n dc h e n ( 1 9 9 3 ) 的 研究提示我们：采取与运动员认知加工过程相适应的心理干预措施， 能使运动员得到比其它干预手段更多的效益。运动决策是运动员的认 知过程，是在时间压力下，根据有限的信息，在运动情境中获取信息、 加工信息和采取行动的过程。因此，了解运动员的运动决策过程，为 运动员提供更好的行之有效的心理干预手段，对竞技成绩和竞技水平 的提高大有裨益【1 1 。 青少儿时期是身体发育的加速期，各项身体素质的敏感期主要集 中在这一时期，见表1 1 ，身体素质发育的速度快、幅度大，是运动 员运动生涯的黄金时期，他们的健康全面发展是竞技体育发展的关 键，也是世界级优秀运动员成长的关键时期【2 ，3 】。而运动决策能力是否 在青少儿时期也处在快速发展的敏感期，目前仍不得而知。根据皮亚 杰的心理发展阶段论来看，青少儿正处于“形式运算阶段”【4 ，5 1 。随 着从低级向高级阶段的发展，他们由一个不能思维，仅依靠感觉和运 动认识周围世界的有机体逐步发展成一个具有灵活思维和抽象推理 硕士学位论文 能力的独立个体。青少儿的认知与儿童相比无论在内容上还是在形式 上都有了质的飞跃，其思维方式达到或接近了思维的最高水平。一方 面，青少儿身体的发育，尤其是大脑的发育出现了第二个加速期，为 个体的认知发展提供了坚实的生物前提【6 】；另一方面，青少儿正处于 人生学习的重要时期，认知能力迅速提高。作为思维过程，青少儿运 动决策理应是在不断发展变化的，运动决策的发展差异值得关注。但 是目前还难以提供一个关于决策能力发展的时间表。此外，通过何种 手段和方法对运动决策进行训练以促进它的发展也非常重要。 表1 - 1 几种主要身体素质发展的敏感期 ( 引自1 9 9 5 年全国学生体质调研数据资料制) 网球运动是在有限的时间和空间下，隔网进行攻与守一次性的触 球过程中完成决策活动过程 7 , 8 1 。接发球判断能力是指网球运动员在 接发球时对对方击发球的意图，球的力量、速度、落点等进行分析、 判定并作出相应行动的一种能力。既受大脑思维、神经传导等影响， 又是认知、经验和技能等的综合反映。它包括判断和能力两个部分， 二者相辅相成。要想有效地接发球，二者缺一不可。 青少儿网球运动员决策速度和准确性的年龄异研究 接发球的判断可分为预判断和决判断两个阶段+ 。预判是决判的先 导，它是指对发球队员的站位、动作进行观察并根据他即将击球的姿 势、球的位置以及以前的习惯等作出相应的估计。决判则是在球被击 出后，对球飞行的初速度、方向、弧度、飘晃及旋转等情况的观察， 分析出来球的路线和落点，以便采取适当的动作进行接发球。根据统 计，人的反应最短为1 3 秒，而球从发球离手过网到接发球队员接球 或落地的时间约为半秒左右。而目前世界男子优秀运动员的发球最高 球速都能达到2 0 0 k m h ，其中美国选手罗迪克在2 0 0 3 年与鲁赛德斯 基的比赛中创造了2 4 9 3 8 k m h 的世界纪录。女子选手的发球速度在 近些年来也有很大的提高，女子网球发球速度的世界纪录是大威廉姆 斯在1 9 9 8 年在苏黎世创造的2 0 4 k m h 。如此快的球速，使接发球队 员的反应时间大大缩短。如果等球过网再进行判断，显然是来不及的。 因此优秀运动员必须从对手的回球动作中预先准确判断发球的线路 和落点，及时移动，接好发球和创造接发球抢攻的机会。只有判断准 确了，才能以最合理、有效的应答动作击出一个高质量的回球，从而 使自己的技战术得到发挥，赢得比赛【9 1 。可以说，接发球的决策水平 直接影响着运动员技术水平的发挥和运动成绩的好坏。随着年龄的增 长，青少儿运动员的运动决策能力应该逐步提升，但程勇民博士在关 于我国青少儿羽毛球运动员的研究中发现【1 0 】，运动决策能力在1 4 2 0 岁年龄段中几乎停止不前。分析其原因：不是因为自身能力限制所致， 而是缺乏对青少儿运动员决策能力的重视程度，没有采取科学的方法 进行训练。在以往的研究中重点讨论了运动决策速度和准确性的影响 硕士学位论文 因素，而对影响青少儿运动员决策速度和准确性随年龄发展的因素研 究却比较少。通过分析青少儿网球专家和新手在判断网球落点的眼动 模式，以及不同年龄段网球运动专家的决策速度和准确性差异，从信 息获得、信息加工角度探讨影响青少儿运动员决策能力年龄差异的因 素。对青少儿网球运动员的训练具有重要意义，可以为青少儿运动员 决策能力训练提供心理学依据。 1 2 决策的研究现状 1 2 1 决策的研究 1 2 1 1 决策的定义 决策( d e c i s i o nm a k i n g ) 是一个非常古老的概念，先秦时代，就已 经出现在我国的文献当中。韩非子孤愤中说：“智者决策于愚人， 贤士程行于不肖，则贤韧之士羞，而人主之论悖矣。”但是，真正把 决策概念引入现代科学的视野，使其获得广泛而深入的研究，则始于 美国学者巴纳德( b a r n a r d ，c h e n ，1 9 3 0 ) 等人在管理学著作中，对决 策概念的使用1 1 l 。决策是人类认识世界和改造世界过程中的一个重要 环节，对个人与社会的正常生存与发展，具有举足轻重的作用。但是， 但究竟何为决策还是见仁见智，众说纷纭。归纳起来人们对决策有以 下提法： 西蒙( s i m o n ，h a ，1 9 5 5 ) 认为，决策就是决策者提出可能的备选 方案，并依次顺序检查它们，确认第一个满意方案作为实际选择的方 案的过程【1 2 】。罗宾斯【1 3 】( r o b b i n s ，s r ，1 9 9 7 ) 、希夫曼( s c h i f f m a n ， l g ，2 0 0 0 ) 认为，决策就是要在两个或多个备选方案中进行选择。陈 4 青少儿网球运动员决策速度和准确性的年龄异研究 湛匀( 1 9 9 4 ) 认为，所谓决策，可以包括战略问题，也可以包括经营管 理问题和个人的决断，其意义就是将多种可能采取的行动加以比较选 择，确定最有利的方案，去贯彻执行【1 5 】。对决策的不同定义源于决策 研究的不同目的和出发点。尽管各有侧重，但多数定义包含了共同的 内涵：即决策是一个目标指导下的选择过程。 1 2 1 2 决策过程 现代决策理论的创始人西蒙( s i m o n ) 把决策过程具体化、可 操作化【1 6 1 。他将决策过程分为四个阶段：情报活动阶段，查环境，寻 求决策的条件，找出制定决策的理由；活动设计阶段，根据已有的材 料创作、制定和分析可能采取的选项；选择活动阶段，诸选项中选出 一个条件；评价阶段，对进行的抉择进行评价。 现在，一般认为，广义的决策过程包括四个阶段：确定目标、产 生选项、评选选项和执行选项反馈。但就单个的决策过程而言，决策 研究者一般操作前面三个阶段。 1 。2 1 3 决策心理学的研究方法 决策心理学的研究方法，在总体上，应服从于心理学研究的要求， 即许多的心理学研究方法能应用到决策研究中去。但决策心理研究也 有其特殊的方法。 ( 1 ) 心理物理法 决策研究中的心理物理法关注某些客观测量值与主观反应值之 间的差异，因为人的决策是以主观认知而不是客观测量值为基础的， 要从主观反应值与客观测量值之间的差异，尤其是认知与心理过程及 硕学位论文 理性模型的差异来解释人的决策过程【1 7 】。 ( 2 ) 过程遗踪技术 在决策心理学中，特别强调采用过程定向的研究方法，研究者们 提出了一些能够追踪决策者在决策过程中认知活动的方法过程追 踪技术【1 8 】。常用的具体方法有信息获取的监视( m o n i t o r i n gi n f o r m a t i o n a c q u i s i t i o n ) 。这种方法的基础就是：建立一个决策任务，观察被试 关注和选择的信息。监视信息获取过程所用的技术主要是利用眼动技 术，即运用眼动记录仪记录被试在获取信息时的眼动过程，推测决策 者获取信息的轨迹【转l 。 重。2 2 运动决策的研究 1 2 2 1 国外学者对运动决策的研究 运动心理学有关决策研究可以追溯到上世纪6 0 年代，9 0 年代达 到了高潮。关于运动员在比赛中决策的研究，在国外运动心理学界作 为研究热点而备受关注，并形成了“专家新手”基本研究范式【2 0 2 。 这一领域的研究采用了多种实验方法，涉及2 0 多个运动项目，取得 了较显著的研究成果。2 0 世纪七、八十年代，随着认知心理学的壮 大，运动心理学界也掀起了信息加工研究的燕潮瑟刳。运动决策的研究 不可能脱离运动情境，必须要考虑运动任务的特点。这也是认知心理 学在发展中的新趋势。在这种情况下，运动决策的研究开始大量采用 模拟运动情境的方法。前捷克斯洛伐克、前东德和波兰的心理学家在 各种运动项霉中发展了超过2 0 个的系列运动情境，如排球、足球、 冰球和其他项目( v a n e k & h o s e k1 9 6 7 ) 。在这之后，国外的许多学者 6 青少儿网球运动员决策速度和准确性的年龄异研究 对运动决策展开研究，取得了许多成果。如他们对运动决策的影响因 素就进行了大量的实验研究，考察了个体的认知类型、智力、经验、 练习强度等对运动决策的影i l 匈1 2 3 , 2 4 , 2 5 1 。 1 2 2 2 我国学者对运动决策的研究 国内关于运动决策的研究有，葛椿林【2 6 】对我国少年排球运动员的 智能特征进行了研究，结果表明少年排球运动员的决策能力有显著差 异。张廷安2 7 】等对足球运动员战术决策信息观察范式进行了研究，结 果表明水平越高，其观察范式选择越接近专家教练员的选择范式。韩 晨【2 8 】运用实验的方法对棒球比赛中的投一击环节进行了研究，证实了 运动直觉决策的存在。漆昌柱【2 9 】运用口语报告法对网球专家和新手在 模拟比赛情境中的问题表征和运动思维特征进行了比较分析，得出在 运动情境中专家具有更多的总概念、条件概念和行动概念。在加工方 式上，专家在思维过程中较新手表现出明显的“自上而下 的加工倾 向。王斌区分了运动决策中的两种不同决策即认知决策和直觉决 策。证实了手球运动专家和新手在直觉决策任务上决策速度要快于在 认知决策任务上的决策速度。付全【3 1 1 提出运动决策的过程为决策框架 的建立、信息获得和加工、选择决策策略、通过反馈改进决策。程勇 引1 0 1 提出运动决策过程包括预期反应和动作选择反应两个过程，预期 对羽毛球运动水平的作用机制主要依赖预期正确率；同时提到1 0 - 1 4 岁是羽毛球运动员直觉性运动决策能力发展的快速增长期，1 4 2 0 岁 为平台期。 综上所述，运动决策的研究已经在理论上和方法上取得长足进 硕士学位论文 步，在共同的研究范式下，对运动决策的个别环节有了较深入的研究。 然而，综合分析已有研究，仍然存在以下3 个方露的不足： ( 1 ) 在研究方法上，情境问题的呈现方式与效果值得怀疑 要研究运动决策，研究者首先要创设一个运动决策的情境，然后， 让被试在不同条件下完成特定的反应任务。以往研究呈现问题情境的 方式归纳起来有三类：a 。指导语呈现。此种方式设定比赛情境，直接 涉及到被试对指导语的理解和自身的表象能力f 2 8 , 2 9 。b 比赛静止画面 的呈现。此类方法呈现的画丽都是静止画面，静止情境与真实比赛情 境的最大差异在于，真实情境始终是运动变化的，运动员实际收集的 信息是在运动变化的环境中提取出来的，而不是瞬间呈现的画面。因 此，其生态学效度可能会受到影响【3 2 , 3 3 , 3 4 。c 。视频呈现。这种方法是 最接近比赛真实条件的，生态效果最好，但也存在施测要求高，自变 量不荔控制靛闻题p 秘。 ( 2 ) 眼动实验测试指标多为眼动的外部特征，缺乏对运动员决策过 程认知特点的研究 眼动实验主要通过记录和分析注视位置、次数、时间、眼跳等指 标来探讨注视与视觉搜索的特征，可以反映视觉搜索的外部数据或模 式，但难以反映运动员决策时的心理认知特点 3 5 , 3 6 。若将眼动指标与 认知心理学反应时指标和测试方法相结合，探讨运动员眼动注视观察 过程中的内部心理活动内容与过程，研究的指标将更加全面，研究也 将更加深入。 ( 3 ) 缺少对青少儿运动员运动决策畿力的研究 青少j 毛网球运动受决策速度和准确性的年龄异研究 青少儿时期是身体发育的加速期，各项身体素质发展的速度快、 幅度大，是运动员运动生涯的黄金时期。不同年龄阶段的个体存在认 知能力的差异是众所周知的事实，运动决策能力的发展也自然存在年 龄阶段的特点。这一变化规律是通过“因入丽异、因材麓教的原则 而影响预期训练效果的。然而，关于这方面的传统研究，不仅数量少， 而且结果分歧很大。m c p h e r s o n 和t h o m a s 指出，8 董0 岁网球运动员 的决策技能在特殊训练条件下可以得到提高 3 7 , 3 8 1 。 1 3 研究假设 本研究探讨青少年网球专家和新手在判断网球落点的眼动模式 以及决策准确性和速度上的差异，从运动水平提高的角度探讨运动水 平和知识经验对青少年运动员决策能力随年龄发展的影响；通过分析 不同年龄的网球专家之闻在判断网球落点的眼动模式以及决策准确 性和速度上的差异，从年龄增长角度探讨生理成熟、策略对青少年运 动员决策能力随年龄发展的影响。提出以下主要假设： ( 1 ) 青少年网球运动专家和新手在判断网球落点的眼动模式以及 决策准确性和速度上存在显著差异。 ( 2 ) 不同年龄段的网球运动专家之问在判断网球落点的眼动模式 以及决策准确性和速度存在显著差异。 ( 3 ) 青少儿运动员决策能力年龄差异的实质可能是“信息获取信 息加工采取行动 三者整合的差异。 青少儿网球运动受决策速度和猴确性的年龄异研究 2 研究对象与方法 2 。l 研究对象 专家组被试为湖南省1 0 - 1 6 岁男子专业网球运动员2 3 名，基本 上是从7 - 8 岁开始专项训练，他们是湖南省同年龄段最高水平的网 球运动员，并且取得了全国比赛名次( 详细情况见表2 1 ) ，专家组被 试的裸视或矫正视力正常；新手组被试为青少儿男子网球运动爱好者 2 0 名，其中l o 1 2 岁年龄段有7 名，1 3 - - 1 4 岁年龄段有6 名，l5 1 6 岁年龄段有7 名，平均有大约5 0 学时的网球学习经验，新手组被 试的裸视或矫正视力正常。 表2 1 专家组网球运动员基本情况 专家新手范式是运动心理学研究中，应用最为广泛的研究范式 之一，被广泛应用于认知、人格、运动学习等众多的研究领域( q i c h a n g z h u ，1 9 9 9 ) 。典型的专家新手范式是将某一领域里的一个或多 个专家在某行为样本或心理特质上的表现与这一领域的新手的表现 进行比较，从而得出有关的研究结论。这一模式的基本假设是专家具 有丽新手不具有的特征是解释他们之所以优秀的原因。s t a r k e s ( 1 9 9 3 ) 建议，“只有那些在某一领域里付出了大量的精力来进行准备或训练 并熊维持高水平的表现的个体才配冠子专家一词。在本研究中， 也将以此为基本标准来界定网球专家和新手。本研究所说的网球专 l l 硕士学位论文 家，是指达n - 级以上运动等级水平的青少儿网球优秀运动员，他们 以参加圈球运动训练为职监，有西年以上的网球运动训练经历。本研 究所说的新手，指初学者，是已基本掌握网球运动的基本知识与基本 技能的非职业参与者。 2 2 眼动记录法 2 。2 1 实验设计 本研究采用两个单因素实验设计方案。方案一为l x 2 ( 运动水 平) ，运动水平变量包括专家、新手蘸个水平；方案二为lx 3 ( 年龄 段) ，年龄变量包括三个年龄段：1 0 - - 一1 2 岁，1 3 - - 一1 4 岁，1 5 - - - , 1 6 岁。 2 2 2 实验仪器 本实验使用的是加拿大s rr e s e a r c h 公司生产的高速眼动仪 ( e y e l i n ki i ) 。该仪器具有高采样频率( 每毫秒记录一次眼动数据) 、 高空间分辨率、高精确度、数据反馈迅速、易操作等特点。并且，s r 为用户提供了一个比较齐全的数据分析软件包，可以分析被试的眼动 情况，如注视点持续时间、注视次数、注视分配、注视频率、h 琵跳幅 窿笙 j 哆乙寸o e y e l i n ki i 眼动仪主要由主试用计算耄j l l ( h o s tp c ) 、被试用计算机 ( d i s p l a yp c ) 、高速图像采集处理卡、红外标定器、头盔( h e a d b a n d ) 、 反应盒及相应的软件等构成。头盔装有三个微型摄像机，其中焉个瞳 孔摄像机用于记录被试的眼动情况，个场景摄像机用于记录被试看 到的实际场景。利用屏幕四角固定的红外线发射器作为坐标来保证视 线和屏幕中央垂直。实验时，被试戴着头盔坐在d i s p l a yp c 屏幕前， l 青少儿网球运动员决策速度和准确性的年龄异研究 主试通过h o s tp c 对整个实验过程进行及时监控，同时e y e l i n ki i 所 记录的眼动情况以数据形式保存在内，并自动生成一个数据包。 2 2 3 实验材料 实验材料为经过筛选的网球进攻的场景图片，图片主要从网球一 级赛事上的视频上截取，图片有网球教练和体育学院的教师及研究生 进行登记评分，选出典型的图片。图片经过p h o t o s h o p 软件处理，去 掉了一些无关的干扰信息，球的落点区域有4 个，要求被试对球的落 点做出判断并按键完成任务，网球图片共2 0 张。 2 2 4 实验程序 实验地点在湖南师范大学教育科学学院的眼动实验室。该实验室 具有隔音的功能，可以确保实验在比较安静、舒适的环境中进行。实 验室还设置了一定的光源，以避免被试在阅读时因光线暗淡而容易引 起眼睛的疲劳。 实验中有两名主试，名操作眼动仪( 心理专业研究生) ，另一 名记录被试回答问题的答案( 研究者本人) 。每次对一名被试进行施 测。具体的实验步骤是： ( 1 ) 让被试熟悉实验室环境，向被试简单地介绍实验的设备以及 相关要求。 ( 2 ) 实验开始前，要求被试坐在d i s p l a yp c 的显示屏前的椅子上， 距离为6 0 c m 。戴上头盔，调整头盔位置、摄像头位置和焦距。选择 瞳孔模式或瞳孔+ 角膜反射模式。一般采用瞳孔角膜反射模式，采样 速率为2 5 0 h z ( 精度2 m s ) ，确保在被试头部移动或头盔滑动的情况下 矮学位论文 可校准部分误差。但是，部分戴眼睛的被试角膜反射不容易找到，因 焉只能选择瞳孔模式，采样速率也为2 5 0 h z ( 精度2 m s ) 。 ( 3 ) 进行眼动的校准和定标：向被试说明指导语“下面，将进行 眼动的校准和定标。注视屏幕上的点，点动眼才动。”结束后，如果 结果为“g o o d ，则进行漂移校正，并且程序自动挑选一只优势眼。 否则，返回到上一步，然后重新校准和定标。 ( 4 ) 进行预备实验开始前，向被试宣读指导语：“这是一个关于网 球落点的实验，主要疑的是看你怎样判断网球落点。一会儿，屏幕上 将呈现一幅网球进攻图片，网球将被运动员击打，你要判断球在对方 场地的落点区域，请不要紧张! 如果没有问题，下面我们开始正式 实验。 ( 5 ) 开始正式实验。每次实验开始前都进行单点校正程序，以校 正实验过程中眼动位置偏移的误差。图片之间插入空自屏幕，让被试 可依自身状况休息至分钟，再开始判断下一幅图片。记录员记录答案， 并给予及时反馈。 2 2 5 记录分析的数据指标 2 2 。5 1 注视次数 在判断过程中，眼球的运动不是连续的，而是跳跃式的。两次跳 跃之间有一个相对静止的状态，被称为注视。当对注视的内容加工结 束时，出现眼跳，开始下次的注视。注视的多少，即注视次数。注 视的次数反映了被试的熟练程度、判断策略，以及材料的难易【3 9 1 。 2 。2 5 2 注视点持续时闻 青少儿网球运动员决策速度和准确性的年龄异研究 注视的位置被称为注视点。注视点持续时间是指对一个注视点的 平均注视停留时间。注视点持续时间的长短反映被试对材料加工的程 度。就一个被试而言，时间越长，加工越深。对不同被试而言，时间 越长，加工速度越慢h o ，4 1 1 。 2 2 5 3 注视频率 注视频率是指单位时间内注视的次数。注视频率在一定程度上可 以反映出对视觉信息的加工速度【4 2 1 。注视频率高，说明在单位时间内 可以获得更多的信息，加工的速度快。注视频率低，说明在单位时问 内获得的信息少，加工的速度慢。 2 2 5 4 眼跳幅度 眼跳发生在一次注视内容加工完以后，改变注视点，使新的内容 落在中央凹视区内，以便对新的内容进行加工。眼跳前、后注视点之 间距离叫眼跳幅度，通常用视角表示。眼跳幅度是反映知觉广度的一 个重要指标。眼跳幅度大，说明被试通过一次注视所获取的信息越多。 2 3 运动决策能力测试法 2 3 1 青少儿网球运动员决策能力测试系统的软件开发 整个研究的核心是决策能力，因此编制“网球运动员决策能力测 试系统软件便成为全部研究的技术关键。在借鉴国内、外决策能力 测验技术以及电子计算机技术的基础上，研究者使用基于i e 的 j a v a s e r i p t 技术设计开发了该测评系统。“网球运动员决策能力测试系 统”能对被试的反应时问、判断结果自动进行记录和统计。由于 j a v a s e r i p t 的计时精度为l m s ，对于键盘触键信号的采样间隔小于 l 气 硕圭学位论文 o 0 0 0 0 1 m s ，因此具有人工记录不可比拟的优势。同时，由于j a v a s c r i p t 是解释性的计算机语言，在程序运行时无须编译，因此，可扩展性强， 只需将添加相关资料，并修改对应配置文件，就可实现对其的扩展。 另外，系统能对结果自动进行计算，测试结束后，被试的各项参数都 回以文件的形式呈现出来，只需保存这个文件即可，省去了人工计算 数据的步骤。同时，系统在题瘴中随机选题，尽最大可能避免了由于 原因造成的不公正现象；此外，系统还提供测试练习环节，让被试在 熟悉软件操作的基础上做出记录，这样有利于保证测试结果的准确 性。 2 3 1 1 运动情景的选择 运动情境的选择涉及到研究的层次问题。因此，本研究在选择情 境时有两个标准：第一，世界最高水平的网球比赛；第二，比赛片段 中，得分过程清晰，具有典型性。参照专家意见，选择了2 0 0 7 年法 国网球公开赛的决赛：费德勒一纳达尔，以及2 0 0 7 年澳洲网球公开 赛：费德勒( 瑞士) 一冈萨雷斯( 智利) ，纳达尔( 西班牙) 一冈萨 雷斯( 智利) 。费德勒、纳达尔、冈萨雷斯三人的a t p 单打世界排名 在2 0 0 7 年分别为第一、第二和第七。 利用会声会影( u l e a d v i d e o s t u d i 0 1 0 0 ) 图像分析软件，截取比赛 情景共8 0 个动作视频片断，以m p 9 2 格式保存。其中包含了半个回 合、一个回合、二个回合以及四个回合网球动作视频，视频片断播放 时间1 5 s - 1 3 o s 之间。根据专家访谈、录像分析、前人研究基础，将 动作定格时机设定在球拍击球后8 3 m s 。在湖南师范大学体育学院网 青少，毛网球运动受决策速度纛准确性的年龄异研究 球专修班的1 5 名运动员中进行了预实验，对测试材料进行难度区分， 并依据动作选择正确率，将通过率在8 0 以上的视频片断剔除，最后 留下5 6 个片断，其中8 个作为练习，另4 8 个片断作为正式测试用， 半个回合、一个回合、二个回合以及四个回合网球动 乍视频各1 2 个。 2 3 1 2 软件功能 软件的功能模块包括文档管理、反应测评、统计分析、3 部分。 其中，文档管理主要是运动员资料，包括姓名、年龄、训练年龄；反 应测评包括键盘的熟悉、练习和正式实验。练习包括8 个网球动作视 频，半个回合、个回合、二个回合以及四个回合动作各两个；正式 测试包括：半个回合反应时、一个回合动作反应时、两回合动作反应 时和四回合动作反应时。进行测试时，当视频播放停止，要求运动员 立即在电脑按键上对球的落点做出判断。球的落点区域有4 个，选择 的随机概率为1 4 ，电脑自动记录判断的反应时和正确率。 2 3 1 3 测试系统的信度与效度 ( 1 ) 信度检验 测试系统的信度检验采用重复测量法。研究者对湖南师范大学体 育学院网球专修班的量8 名运动员进行了初测，2 周后进行再次测试 ( 检验结果见表2 2 ) 。从表2 2 可以看出，网球测试系统中的2 项指 标重测相关系数都较高，均达到了显著性水平，说明测试系统的信度 很高。 表2 2 网球运动员运动决策系统重测信度检验结果 注：r 为重测相关系数，木p o 0 5 ，奉+ p o 0 1 硕学位论文 ( 2 ) 效度检验 本系统开发的原则就是保证研究要有较高的生态学效度。基于 此，在软件开发过程中，素材的选用完全是建立在高水平的网球比赛 的基础上的。而且，决策任务的确定也是最大限度地模拟了真实毖赛 情境。所有这些工作为测试系统的有效性奠定了良好的基础。软件开 发完成后，选取湖南师范大学体育学院网球专修班1 8 名学生和普通 大学生1 5 名进行了预实验。测试结果见表2 3 。决策反应时和正确率 在网球专修班和普通大学生之间差异十分显著( p o 0 1 ) 。由此可见， 测试系统能够将不同水平运动员进行很好地区分，是一个效度较高的 测试系统。 表2 - 3隧球运动员运动决策反应时褥芷确枣 注：枣p o 0 5 ，搴宰p 9 0 1 2 3 2 实验设计 本研究设计了两个实验方案：一个为2 ( 运动水平) x 2 ( 信息量) 的混合设计。其中，运动水平自变量的2 水平分别为：专家组、新 手组。信息量是以测试系统中网球击打圈合的次数来划分的，2 水平 分别为： 小信息量包括网球的半个回合和一个回合，平均片段长度为 1 5 3 5 秒。 大信息量包括网球的二个回合和三个回合，平均片段长度为 6 1 3 秒。 青少儿网球运动员决策速度和准确性的年龄异研究 另一个实验设计是单组被试的3 ( 年龄段) 2 ( 信息量) 实验设 计。被试为三个年龄段的青少儿网球运动专家，三个年龄段分别为： 1 0 - - - - 1 2 岁，1 3 1 4 岁，1 5 - - 一1 6 岁，因素变量是信息量。 2 3 3 实验仪器 采用自行设计开发的“青少儿网球运动员决策能力测试系统”， 在计算机上完成测试。测试电脑为m mt 4 2 笔记本电脑( i n t e l p e n t i u m 4 、1 g 内存、a t im o b i l i t yr a d e o n7 5 0 0 显卡，w i n d o w sx p 操 作系统) 。 2 3 4 实验程序 实验采用单独测试方法，被试坐于电脑前，4 个手指分别置于键 盘数字键1 、2 、4 、5 四个按键上，当屏幕中面对被试的一方运动员 停止动作即刻要求被试判断球的落点，要既快又准，不可有任何停顿、 犹豫。测试按开始一判断落点键的熟悉_ 网球落地判断视频练习一 正式测试的顺序进行。测试前运动员必须经过8 次练习，然后进入 正式测试。测试共4 组，每组1 2 个运动情景视频，组间休息2 m i n 。 第l 组为半个回合动作测试，第2 组为一个回合动作测试，第3 组为 两回合动作测试，第4 组为四回合动作测试。l 4 组定格时机完全相 同，差别只是信息量不同。 2 4 统计处理 2 4 1 眼动实验数据的处理方法 s rr e s e a r c h 为用户提供了比较齐全的数据分析软件包，可以分 析被试的眼动情况，如注视点的位置、持续时间、注视频率、眼跳幅 1 9 该士学位论文 度等；实验的全部数据用s rr e s e a r c h 提供的分析软件e d fd a t ev i e w 进行分析，用s p s sf o rw i n d o w s ll 。5 对实验数据进行统计处理。在进 行结果分析处理时，剔除在实验过程中因眼动数据偏移过大而记录不 准确的数据。因此，统计时专家组为量8 入，新手组为重6 入。 2 4 2 决策能力实验数据的统计处理 采焉s p s sf o rw i n d o w s11 。5 统计软件包对数据进行分析处理。 统计方法采用单因素方差分析年龄对决策结果的主效应；采用有重复 有交互作用的方差分析考察运动水平和信息量对决策结果的主效应 以及交互作用。 脊少歹乙网球运动受决策速度和准确性的年龄异研究 3 实验结果 3 1 专家一新手组网球运动员眼动指标的比较 表3 1 专家一新手组网球运动员的眼动指标 注：各眼动指标的单位。注视次数：次；注视点持续时问：毫秒；注视频率：次秒；眼跳 幅度：度。 搴：p o 。0 5 ；搴宰- p o 。0 1 ，下列备表均鬻。 从表3 1 中的数据可以发现，专家新手网球运动员的各眼动指 标上有差异。专家的注视次数、注视点持续时间都小于新手，而注视 频率和眼跳幅度大于新手。经检验，专家新手在注视次数、注视点 持续时间、眼跳幅度上差异具有统计学意义( p 0 0 5 ) 。 3 2 不同年龄段网球运动专家眼动指标的比较 表3 2 不同年龄段网球运动专家的眼动指标 注：备眼动指标的单位注视次数：次；注视点持续时间：毫秒；注视频率：次秒；眼跳 幅度：度。 表3 2 中可以看出，随着年龄的增长，青少凡网球运动员的注视 次数、注视点持续时问在整体上逐渐减少，眼跳幅度逐渐增加，注视 频率变化不大。注视次数从l o 1 2 岁时的7 。7 6 次下降到1 5 1 6 岁的 6 2 5 次，注视点持续时间从l o 1 2 岁时的2 4 6 5 9 毫秒下降到1 5 1 6 硕士学位论文 岁的2 0 9 7 4 毫秒，眼跳幅度从1 0 1 2 岁时的4 1 2 度上升到1 5 1 6 岁 的5 2 l 度。 经检验，注视次数、眼跳幅度在年龄段1 0 1 2 岁上与年龄段 1 3 1 4 岁、1 5 1 6 岁的差异具有统计学意义( p o 0 5 ) 。注视点持续时间在三个年龄 段上都存在差异，经检验差异具有统计学意义( p o 0 5 ) 。 3 3 专家新手组网球运动员的决策速度、准确性 3 3 1 运动决策速度结果 反应时是反映决策速度的指标，本研究在不同信息量上对该指标 进行了重复测量，不同水平网球运动员的测试结果见表3 3 和图3 1 。 表3 3 网球运动员在不同信息量上的决策反应时( 单位：m s ) 、 皇 留 目 呕 小信息量大信息量 图3 - 1 网球运动员在不同信息量上的决策反应时 0 0 0 0 o o 0 o o 0 0 o 0 o 0 0 0 8 7 6 5 4 3 2 l 青少儿网球运动员决策速度和准确性的年龄异研究 如表3 3 和图3 1 所示，在两