運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制課件第一章運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制概述

1、第一章 運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制概述Motor Learning and Control1第一章 運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制概述Motor Learning 第一節(jié) 運(yùn)動技能第二節(jié) 運(yùn)動技能與人類發(fā)展第三節(jié) 運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制的學(xué)科基礎(chǔ)第四節(jié) 運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制的研究與發(fā)展目 錄第一節(jié) 運(yùn)動技能目 錄本章主要介紹運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制的一些基本知識。首先描述運(yùn)動技能的概念、組成、分類和特征，了解與其它相關(guān)研究領(lǐng)域的聯(lián)系與本質(zhì)區(qū)別；然后，分析動作技能發(fā)展與人類發(fā)展的關(guān)系，了解其在人類發(fā)展過程中的重要性；隨后對運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制的學(xué)科基礎(chǔ)進(jìn)行系統(tǒng)疏理；最后簡要回顧運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制的研究與發(fā)展以及在我國的相關(guān)研究現(xiàn)

2、狀，揭示源自心理學(xué)和運(yùn)動科學(xué)的動作知識與來自于神經(jīng)科學(xué)的控制知識是如何實現(xiàn)融合的。3本章主要介紹運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制的一些基本知識。首先描述運(yùn)動技第一節(jié)運(yùn)動技能Schmidt等(1999)指出，運(yùn)動技能是由執(zhí)行者做出的，把動作質(zhì)量作為成功的主要決定因素。Magill (2004)認(rèn)為，運(yùn)動技能是指為實現(xiàn)特定目標(biāo)而操作的動作或任務(wù)，是以操作質(zhì)量為評價指標(biāo)的。本書概念：運(yùn)動技能指能夠完成某項任務(wù)的一種特定的能力組合，是能夠快速、經(jīng)濟(jì)而準(zhǔn)確地實現(xiàn)終極目標(biāo)的活動方式。一、運(yùn)動技能定義4第一節(jié)運(yùn)動技能Schmidt等(1999)指出，運(yùn)動技能是運(yùn)動技能心理過程操作過程做什么、怎么做、何時做(組織程序)。姿

3、勢成分、移動成份和操作成份。5二、運(yùn)動技能的組成運(yùn)動技能心理過程操作過程做什么、怎么做、何時做(組織程序)。借助分類將運(yùn)動技能系統(tǒng)化、條理化。分類可以了解技能間的關(guān)系，找出控制的規(guī)律。體育學(xué)院王樹明：運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制6三、運(yùn)動技能的分類借助分類將運(yùn)動技能系統(tǒng)化、條理化。體育學(xué)院王樹明：運(yùn)動技能學(xué)粗大的與精細(xì)的運(yùn)動技能 體育學(xué)院王樹明：運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制7根據(jù)操作時參與工作的肌群大小分類粗大的與精細(xì)的運(yùn)動技能 體育學(xué)院王樹明：運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制7封閉性與開放性運(yùn)動技能 根據(jù)環(huán)境背景的穩(wěn)定性進(jìn)行分類8封閉性與開放性運(yùn)動技能 8連續(xù)性、不連續(xù)性和系列性技能根據(jù)操作的連慣性進(jìn)行分類9連續(xù)性、不連續(xù)性

4、和系列性技能9低策略性技能和高策略性技能根據(jù)操作執(zhí)行所需的認(rèn)知策略多少分類10低策略性技能和高策略性技能10首先，運(yùn)動技能的操作是指向某一環(huán)境目標(biāo)其次，完成任務(wù)所需要的能量最少，即表現(xiàn)為能量節(jié)省化。第三，運(yùn)動技能的操作具有隨意性。第四，運(yùn)動技能需要身體、頭和/或肢體的運(yùn)動來實現(xiàn)任務(wù)目標(biāo)。最后，為了實現(xiàn)技能的操作目標(biāo)，人們需要對運(yùn)動技能進(jìn)行學(xué)習(xí)或再學(xué)習(xí)。11四、運(yùn)動技能的特征首先，運(yùn)動技能的操作是指向某一環(huán)境目標(biāo)11四、運(yùn)動技能的特征動作是個體適應(yīng)環(huán)境的工具，同時也是個體適應(yīng)環(huán)境的產(chǎn)物。嬰幼兒期的基本動作學(xué)習(xí)、成年人的特異化的動作學(xué)習(xí)、老年期基本動作能力保持，是個體發(fā)展的一個部分。12第二節(jié)運(yùn)動

5、技能與人類的發(fā)展一、作為個體發(fā)展的重要方面動作是個體適應(yīng)環(huán)境的工具，同時也是個體適應(yīng)環(huán)境的產(chǎn)物。嬰幼兒個體的動作發(fā)展的四個規(guī)律: 第一，動作的發(fā)展有一定的順序，表現(xiàn)為上部動作先于下部動作，大肌肉動作先于小肌肉動作；第二，動作的發(fā)展具有系統(tǒng)性，它不是肌肉、骨骼、關(guān)節(jié)的孤立發(fā)展，而是在與知覺、動機(jī)、情緒等系統(tǒng)相互作用中發(fā)展的，并與知覺形成不可分離的聯(lián)結(jié)；第三, 動作的發(fā)展是一個“分化-整合”不斷往復(fù)的螺旋式上升過程；第四, 動作發(fā)展的歷程與時間在不同個體身上可能有不同的表現(xiàn)。13個體的動作發(fā)展的四個規(guī)律: 13人類要學(xué)會很多技能才可在地球上生存下來。14人類要學(xué)會很多技能才可在地球上生存下來。14

6、15二、作為觀察、監(jiān)測個體身心發(fā)展的窗口無論是嬰幼兒期、青少年期還是老年階段，動作都是監(jiān)測、評價、診斷個體身心發(fā)展?fàn)顩r的重要指標(biāo)。15二、作為觀察、監(jiān)測個體身心發(fā)展的窗口無論是嬰幼兒期、青少運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制課件第一章運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制概述皮亞杰認(rèn)為動作對個體心理發(fā)展具有建構(gòu)功能，尤其在早期；Gibson認(rèn)為動作在知覺、知識形成中具有重要作用；動作在復(fù)雜的空間問題解決過程中也具有重要作用17三、對個體心理發(fā)展的促進(jìn)作用皮亞杰認(rèn)為動作對個體心理發(fā)展具有建構(gòu)功能，尤其在早期；Gib四、作為身心發(fā)展障礙的重要康復(fù)手段18發(fā)展障礙的康復(fù)中，動作功能的訓(xùn)練有助于個體整個適應(yīng)水平的提高。 四、作為身心發(fā)展

7、障礙的重要康復(fù)手段18發(fā)展障礙的康復(fù)中，動作人類是適應(yīng)性最強(qiáng)的，人能完成一些非常專業(yè)化的工作，如藥劑師、電腦程序員、音樂演奏和體育比賽等。學(xué)會各種動作技能是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。人的一生就是在學(xué)習(xí)和適應(yīng)中渡過。動作是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，遠(yuǎn)不只是外顯的活動模式這一面，背后有著相當(dāng)復(fù)雜的生理、心理、物理和社會性原因和過程。多年來，科學(xué)家們一直在試圖從多學(xué)科整合的角度認(rèn)識動作。 19人類是適應(yīng)性最強(qiáng)的，人能完成一些非常專業(yè)化的工作，如藥劑師、早期我國運(yùn)動技能學(xué)習(xí)的內(nèi)容多見諸于運(yùn)動心理學(xué)和普通心理學(xué)教材。如心理學(xué)導(dǎo)論（黃希庭，2010）、普通心理學(xué)（彭聃齡，2004）和兒童心理學(xué)手冊目前在我國，已經(jīng)與其它

8、學(xué)科逐步分離，成為一門獨(dú)立的學(xué)科。第三節(jié)運(yùn)動技能的學(xué)科體系20早期我國運(yùn)動技能學(xué)習(xí)的內(nèi)容多見諸于運(yùn)動心理學(xué)和普通心理學(xué)教21動作技能學(xué)習(xí)的學(xué)科基礎(chǔ)運(yùn)動科學(xué)Kinesiology生物力學(xué)Biomechanics動作行為Motor Behavior運(yùn)動醫(yī)學(xué)Sports medicine鍛煉生理學(xué)Exercise physiology動作學(xué)習(xí)Motor Learning動作控制Motor Control動作發(fā)展Motor Development運(yùn)動為（motor behavior）包含三個子領(lǐng)域21運(yùn)動科學(xué)生物力學(xué)動作行為運(yùn)動醫(yī)學(xué)鍛煉生理學(xué)動作學(xué)習(xí)動一、運(yùn)動學(xué)習(xí)（Motor Learning)保持測

9、試與遷移測試練習(xí)的階段練習(xí)的組織與安排反饋的作用由于練習(xí)或經(jīng)歷而導(dǎo)致的、相對持久的技能績效的變化。主要研究內(nèi)容：22一、運(yùn)動學(xué)習(xí)（Motor Learning)保持測試與遷移測二、運(yùn)動控制(Motor Control)主要研究內(nèi)容信息加工過程注意的作用開放環(huán)路與閉合環(huán)路控制視覺與運(yùn)動控制運(yùn)動程序從神經(jīng)、生理和行為的活動特征去解釋動作的計劃與實施。23二、運(yùn)動控制(Motor Control)主要研究內(nèi)容從神經(jīng)三、運(yùn)動發(fā)展(Motor development )主要研究內(nèi)容 動作發(fā)展是探討因年齡變化而引起的動作行為變化，如研究不同年齡被試的投籃動作，跨度可由學(xué)齡前到低、中、高年級乃至老年人。研究

10、人類由于成長、成熟和經(jīng)驗等原因而導(dǎo)致的運(yùn)動行為變化（Marques & GrimShaw, 1998 ），這種為變化包括個體一生中發(fā)生的所有的運(yùn)動行為變化。24三、運(yùn)動發(fā)展(Motor development )主要研究2525第四節(jié)運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制的研究對動作技能的控制與學(xué)習(xí)研究最初主要起源于兩個領(lǐng)域：一是側(cè)重于與運(yùn)動相關(guān)的神經(jīng)過程研究的神經(jīng)生理學(xué)，但很少涉及對運(yùn)動本身的研究；二是側(cè)重于高水平技能研究的運(yùn)動心理學(xué)，但很少涉及神經(jīng)機(jī)制的研究。在近一個世紀(jì)的研究歷程中，兩個領(lǐng)域在各自不同水平上開展著自己的研究，相互影響并不多，一直到20世紀(jì)70年代末期，兩大研究領(lǐng)域開始走到一起，促進(jìn)了動作技能

11、研究的迅猛發(fā)展。 26第四節(jié)運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制的研究對動作技能的控制與學(xué)習(xí)研究最1823年，Bessel人差方程式，探討技能控制。Fuller等(1892)測驗了個體力量知覺能力的差異問題 Judd(1908)研究了飛鏢學(xué)習(xí)中的技能遷移績效問題（水下靶目標(biāo)） Woodworth(1899)揭開了肢體間的遷移現(xiàn)象。Bryan等（1897,1899）對收發(fā)莫爾斯電碼技能的研究發(fā)現(xiàn)了高原現(xiàn)象。Gilbreth (1909)等在這一階段研究了關(guān)于書寫技能的熟練程度、關(guān)于獲得最大運(yùn)動學(xué)習(xí)的各種練習(xí)方法以及是否可以將技能進(jìn)行分解練習(xí)等，各種技能研究更加強(qiáng)調(diào)其在實踐中的應(yīng)用性。一、早期研究27運(yùn)動領(lǐng)域的研究

12、1823年，Bessel人差方程式，探討技能控制。一、早期研最早對動作和技能進(jìn)行系統(tǒng)研究的當(dāng)稱Woodworth。他的這些研究所揭示的規(guī)律，仍然是今天動作技能研究者討論的問題。二十世紀(jì)初，最有影響力的研究者是Thorndike。他對技能和其它行為學(xué)習(xí)的潛在過程進(jìn)行了系列探討，其提出的效果律至今仍在心理學(xué)界很有影響，他也是個體差異領(lǐng)域研究的先驅(qū)者。這一時期末，技能研究更加強(qiáng)調(diào)在工業(yè)上的應(yīng)用性(Gilbreth,1909;Stimpel,1933)，這些研究成為隨后出現(xiàn)的人因工程和人類工效學(xué)的早期理論基礎(chǔ)。 28最早對動作和技能進(jìn)行系統(tǒng)研究的當(dāng)稱Woodworth。他的這Blix (1892-18

13、95) 發(fā)現(xiàn)了肌肉“彈性”特征。Fritsch等(1870)發(fā)現(xiàn)了大腦的興奮性電現(xiàn)象。Ferrier（1888）應(yīng)用電生理技術(shù)對大腦皮層的動作應(yīng)答反應(yīng)進(jìn)行了研究。 Beevor等(1887,1890)研究了感覺和大腦的動作區(qū)的對應(yīng)關(guān)系。Sherrington等（1906）關(guān)于反射的研究是神經(jīng)控制領(lǐng)域一項有很重要影響的研究 ，他提出了很多動作控制的經(jīng)典概念，其中大多數(shù)影響到我們今天的思想。 Herrick(1924)開展了以各種腦損傷病人為對象的其它腦結(jié)構(gòu)的系列研究。神經(jīng)生理學(xué)領(lǐng)域的研究29Blix (1892-1895) 發(fā)現(xiàn)了肌肉“彈性”特征。神早期神經(jīng)控制研究主要涉及較為簡單的運(yùn)動。實際上

14、，實驗者有時人為的隔離了神經(jīng)肌肉間的聯(lián)系，或?qū)游镞M(jìn)行不同程度的實驗性脊髓損毀，此時研究的興趣是神經(jīng)加工過程而不是動作本身。另一方面，對那些包括較復(fù)雜動作行為的研究，幾乎都沒有涉及控制動作的神經(jīng)或生物力學(xué)機(jī)制。但俄羅斯和德國兩位生理學(xué)家Berstein和von Hoist在20世紀(jì)30-40年代打破了神經(jīng)控制和動作行為領(lǐng)域的分離現(xiàn)象，但這種趨勢并沒有在美國和英國出現(xiàn)，直到上世紀(jì)70年代。30早期神經(jīng)控制研究主要涉及較為簡單的運(yùn)動。實際上，實驗者有時人選拔軍職人員和進(jìn)行技能訓(xùn)練計劃二戰(zhàn)期間，美國成立了空軍心理動作測試計劃。在與選拔飛行員和其他軍事人員有關(guān)的動作、知覺和智能等相關(guān)能力上開展了許多重

15、要的研究(Melton,1947)。同時，科學(xué)家還對射擊、不同溫度下的身體訓(xùn)練以及車輛駕駛等其它與戰(zhàn)斗相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行了系列研究。二、20世紀(jì)中葉的研究31選拔軍職人員和進(jìn)行技能訓(xùn)練計劃二、20世紀(jì)中葉的研究31Melton（1949）又創(chuàng)建的“美國空軍人力資源研究中心”，繼承了戰(zhàn)時軍事研究的某些成就。主要貢獻(xiàn)是(Fleishman, 2004) 的個體差異和能力研究。 但是，致力于人員選擇和動作能力評價的戰(zhàn)時計劃并沒有取得預(yù)期成功，研究者開始意識到是訓(xùn)練而不是選擇對于培養(yǎng)杰出飛行員可能更重要。因此，越來越多的研究開始關(guān)注于動作技能的教學(xué)、技能間的遷移以及保持研究。這一時期，隨著機(jī)械化程度的不斷

16、提高，工業(yè)技術(shù)也愈來愈復(fù)雜，對人們有效操作機(jī)械的能力要求提高。戰(zhàn)后不久即出現(xiàn)了人因工程或人類工效學(xué)。雖然這種思想始于軍隊，但現(xiàn)在卻出現(xiàn)在汽車設(shè)計(Lee, 2008)、生產(chǎn)裝配線和工作空間的組織等領(lǐng)域。 3232Craik（1948）等人提出了動作的信息加工理論 Wiener（1948）提出了控制論Shannon等(1949)的通信中的數(shù)學(xué)理論提出了信息加工的重要規(guī)律，該理論后來引發(fā)了一系列對動作系統(tǒng)的信息加工容量和局限性的研究。Fitts(1954)提出了關(guān)于運(yùn)動時機(jī)特征運(yùn)動時間、運(yùn)動長度和準(zhǔn)確性間的著名Fitts定律。研究季刊和實驗心理學(xué)雜志刊發(fā)了大量有關(guān)動作行為的研究成果 這一時期英國的

17、成果33Craik（1948）等人提出了動作的信息加工理論這一時期英 Paul M. Fitts (1912-1965) 34 Paul M. Fitts (1912-1965) 34在戰(zhàn)后末期，對動作行為研究感興趣的心理學(xué)家人數(shù)開始減少，但對運(yùn)動技能研究逐漸感興趣的體育教師的數(shù)量卻快速增加。 但Henry始終對動作行為研究興趣不減，受過心理學(xué)教育，在伯克利大學(xué)體育部工作。組建了體育運(yùn)動心理學(xué)北美協(xié)會(NASPSPA)和加拿大心理動作學(xué)習(xí)與運(yùn)動心理學(xué)家協(xié)會。 Adams(1968)對動作學(xué)習(xí)過程中感覺反饋的作用進(jìn)行了理論性論述；Henry和他的學(xué)生對動作程序產(chǎn)生了興趣(Henry & Roge

18、rs,1960)；Posner（1969）研究了注意和動作控制問題；Pew(1966)考查了練習(xí)與自動化現(xiàn)象。35在戰(zhàn)后末期，對動作行為研究感興趣的心理學(xué)家人數(shù)開始減少，但對Franklin M. Henry (1904-1993) Henry在60年代對動作行為的研究投入了大量的研究，Henry和他的學(xué)生對動作控制過程中的程序性進(jìn)行了系列研究，號稱運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制領(lǐng)域的研究教父。 36Franklin M. Henry (1904-1993) Adams (1968)提出了動作學(xué)習(xí)中著名的感覺反饋理論假設(shè)。 Adams (1971)隨即又轉(zhuǎn)向了動作技能學(xué)習(xí)的理論性探討。 37Adams (

19、1968)提出了動作學(xué)習(xí)中著名的感覺反饋理論假20世紀(jì)70年代，動作控制和學(xué)習(xí)領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化。曾經(jīng)統(tǒng)治了大半個世紀(jì)、有著堅實基礎(chǔ)的絕對的刺激反應(yīng)（SR）理論被認(rèn)知的信息加工觀念取代。1960年代出版的兩本著作：Miller等(1960)的計劃與行為結(jié)構(gòu)和Neisser(1967)的認(rèn)知心理學(xué)，對普通的實驗心理學(xué)產(chǎn)生重大影響，隨后也影響到了動作行為。受認(rèn)知心理學(xué)的影響，動作行為領(lǐng)域經(jīng)歷了從任務(wù)定向到過程定向的轉(zhuǎn)變，即由主要關(guān)注各種變量對某些動作任務(wù)的操作或?qū)W習(xí)的影響轉(zhuǎn)向關(guān)注支持或產(chǎn)生動作的某些心理或神經(jīng)事件。 三、20世紀(jì)末研究3820世紀(jì)70年代，動作控制和學(xué)習(xí)領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化。曾經(jīng)統(tǒng)治

20、Schmidt(1975b)提出了著名的學(xué)習(xí)簡單動作技能的圖式理論。1969年，Schmidt創(chuàng)建了動作行為，緊接著在1975年，英國動作行為科學(xué)家John Whiting創(chuàng)辦了人類動作研究。鍛煉與運(yùn)動科學(xué)評述也在這一時期創(chuàng)刊，并為動作行為研究提供較大的版面。 70年代，神經(jīng)控制和運(yùn)動行為科學(xué)開始合作。許多人在動作行為和神經(jīng)控制兩個方面都接受了正規(guī)的訓(xùn)練，他們搭建了兩個領(lǐng)域間的橋梁。越來越多行為方向的研究者開始探討動作控制問題，而神經(jīng)控制科學(xué)家也從神經(jīng)機(jī)制的研究轉(zhuǎn)向復(fù)雜動作過程的機(jī)制研究。39Schmidt(1975b)提出了著名的學(xué)習(xí)簡單動作技能的圖進(jìn)入上世紀(jì)90年代，動力學(xué)系統(tǒng)理論(dyn

21、amical system theory)逐漸興起并挑戰(zhàn)信息加工理論。該理論極力弱化中樞機(jī)制在運(yùn)動控制中的作用，而強(qiáng)調(diào)環(huán)境信息和肢體動力學(xué)特性在協(xié)調(diào)動作上的控制作用。認(rèn)為在知覺和動作之間有著更加直接的聯(lián)系，對動作的控制主要在于人與環(huán)境的相互作用。同時，傳統(tǒng)的技能練習(xí)方法如練習(xí)量的分布、心理訓(xùn)練的績效問題等仍然有部分研究者。 40進(jìn)入上世紀(jì)90年代，動力學(xué)系統(tǒng)理論(dynamical sy進(jìn)入新世紀(jì)，動作控制與學(xué)習(xí)的研究進(jìn)一步融合。過去主要刊登神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)的雜志，現(xiàn)在也刊登了很多關(guān)于動作控制與學(xué)習(xí)方面的研究，與此同時，神經(jīng)科學(xué)方面的一些研究成果也刊登在各種傳統(tǒng)的行為科學(xué)雜志上。一些新的社團(tuán)如國際動作控制協(xié)會宣告成立，各種新的專業(yè)期刊也相繼創(chuàng)刊，如動作控制雜志、運(yùn)動科學(xué)與運(yùn)動心理學(xué)前沿雜志。目前出版的動作控制與學(xué)習(xí)領(lǐng)域的研究成果比任何時候都要多,所涉及的研究主題也廣泛而深刻，很多都是前沿的交叉學(xué)科研究。四、當(dāng)前研究41進(jìn)入新世紀(jì)，動作控制與學(xué)習(xí)的研究進(jìn)一步融合。過去主要刊登神經(jīng)今天，來自于物理生物學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、生物力學(xué)、實驗與應(yīng)用心理學(xué)、體育、運(yùn)動機(jī)能學(xué)的觀點(diǎn)正在逐步走向融合。隨著新成果的不斷推出，各學(xué)科間的合作研究即將形成一個新領(lǐng)域-動作技能控制與學(xué)習(xí)。未來十年將會出現(xiàn)什么變化我們現(xiàn)在無法預(yù)知，不管發(fā)生什么變化，歷史的經(jīng)驗告訴我們，動作控制和學(xué)習(xí)學(xué)科將隨著