运动技能学习与控制课件第七章运动技能的协调控制

第七章运动技能的协调与控制学习目标：1.掌握影响速度-准确性权衡的影响因素及实际应用2.熟悉动力系统理论的观点及核心概念3.了解几种典型的非连续性运动技能的协调控制4.描述连续性运动技能协调控制的特点第一节运动技能协调控制概述一、运动技能的协调与控制几乎所有的体育运动都属于人体为实现特定目的多肢体多部位共同工作的复杂运动。当两个或两个以上肢体或部位同时运动，就必然涉及协调控制问题。•有些动作非常容易完成，比如双手同时上举或后摆；•有些动作不容易完成；比如用双手同时拍打出两种不同的节奏。理论基础：1、基于运动程序的运动控制理论2、基于自组织系统的动力系统理论二、速度—准确性权衡在一些要求快速而准确的运动项目中,人们会根据不同的实验要求与自己的主观情况，建立一个权衡反应速度与反应准确率的标准来进行动作反应，有时会以牺牲准确率为代价去换取反应速度，而有时则会以牺牲反应速度为代价去换取反应准确率，这就是反应速度--准确率权衡现象。速度—准确性权衡的含义（一）菲兹定律（Fitts’Law）MT=a+b（log2(2A/W）)要提高动作的准确性就只能以降低动作的速度为代价，反之，如果降低对动作准确性的要求，动作速度可以更快。对于既定大小的目标，当动作幅度增加时，动作的时间会增加，但是增加的幅度较小。在运动技能的控制中，开放环路控制和闭合环路控制是有机地整合在一起的。大多数情况下，较慢的动作准确性较高。菲兹定律的推论间歇反馈假说刺激-时机假说多重运动假说菲兹定律的理论假设（二）时间、动作距离与动作准确性动作距离（D)和动作时间（MT)这两个独立的因素组合在一起也会影响动作的准确性。Schmidt在研究中发现，动作的误差与动作的平均速度（D/MT值）呈线性关系。随着动作速度的增加，动作误差就会呈线性增加。（三）肌肉活动与速度准确性权衡不同部分的肌肉收缩力量是决定手臂移动轨迹的主要因素，随着不同部分肌肉力量大小的变化，力量中的不稳定性也在增加。若需要缩短动作时间或增加动作的距离（幅度），就要求相应的力量增加，较大的力量会产生更大的变异，引起动作与预期的轨道相偏离，导致失误。三、动力系统理论Kelso等（1988）的双手协调实验（一）动力系统理论的发展用较低的速度摆动，只有异相位运动，但随着摆动速度的增加，就会转变为同相位摆动，即运动速度的线性增加，导致运动基本模式的非线性变化。原先平衡被打破，建立新的更为牢固的平衡的非线性变化过程。同样，这一过程也不可逆。（二）动力系统理论中的核心概念1.稳定性和吸引子2.指令和控制参数3.自组织（三）动力系统的知觉-动作联合熟练动作的产生是神经系统对特定的功能性肌肉和关节配合的控制，从而达到动作协调，个体才能根据环境的指令完成动作，称之为知觉-动作联合。第二节非连续性运动技能的协调控制一、抓握运动两个动作：伸手&抓握协调控制：手&手臂影响因素物体的距离、大小手的移动轨迹、手指张开的大小动作时间、人的意图抓握与Fitts定律二、书写动作二、双手协调（一）双手协调的菲兹范式有研究要求被试用两手尽快移动到两个不同的目标位，一只手移动一小段距离到一个大目标靶（“容易”任务），另一只手移动一段较远距离到一个较小靶目标（“困难”任务）。两手一起运动，结果如何？“容易”任务“困难”任务二、双手协调当两只手在同时运动时，两只手之间是如何相互影响的？Walter和Swinnen（1990）要求受试者一只手的移动运动中包含两个逆时针旋转两圈，而另一只手只做单方向的移动。（二）双手协调的空间同化效应四、眼-头-手的协调当目标物意外出现在视野的某个位置，眼睛必须尽快地锁定目标物，以便为视觉信息的加工提供充足的时间。在这种情况下，眼睛、头和手是如何达到协调的呢？（一）捕获目标•捕获特指拦截一个运动目标。•捕获动作的目标是结束动作。视觉提供了预先信息，从而使动作控制系统能够在空间上和时间上为手臂、手和手指做好准备，在球到达前可以抓住球。（二）击中目标击中一个运动目标涉及到对这一目标的空间和时间拦截。现有研究显示，不同水平运动员相同动作的眼—头—手的协调模式不同。Bahill等（1984）的研究发现，优秀球员用视觉跟踪球的距离比一般球员要远。不考虑投球的速度，优秀运动员采用一致的视觉追踪模式，并且每次准备击球的姿势都非常一致。一、早期研究双手同时完成敲击任务时，哪只手的敲击速度更快？第三节连续性运动技能的协调控制二、步态转换动物的步态转换人的步态转换三、时间协调双手用不同的节奏同时敲击四、空间协调双手同时完成有不同轨迹的操作任务线圈单手双手相同图形双手不同图形单手双手相同图形双手不同图形第四节其他类型的协调单侧肢体协调上下肢协调双人间协调多人间协调1.如何应用速度准确性权衡来提高动作的准确性？2.动力系统理论的主要观点是什么？3.列举几项非连续性动作技能，并描述他们的协调控制过程。4.简述人类步态转换的过程及影响因素。复习思考题