运动技能学习与控制课件第一章运动技能学习与控制概述

第一章运动技能学习与控制概述MotorLearningandControl1第一节运动技能第二节运动技能与人类发展第三节运动技能学习与控制的学科基础第四节运动技能学习与控制的研究与发展目录本章主要介绍运动技能学习与控制的一些基本知识。首先描述运动技能的概念、组成、分类和特征，了解与其它相关研究领域的联系与本质区别；然后，分析动作技能发展与人类发展的关系，了解其在人类发展过程中的重要性；随后对运动技能学习与控制的学科基础进行系统疏理；最后简要回顾运动技能学习与控制的研究与发展以及在我国的相关研究现状，揭示源自心理学和运动科学的动作知识与来自于神经科学的控制知识是如何实现融合的。3第一节运动技能Schmidt等(1999)指出，运动技能是由执行者做出的，把动作质量作为成功的主要决定因素。Magill(2004)认为，运动技能是指为实现特定目标而操作的动作或任务，是以操作质量为评价指标的。本书概念：运动技能指能够完成某项任务的一种特定的能力组合，是能够快速、经济而准确地实现终极目标的活动方式。一、运动技能定义4运动技能心理过程操作过程做什么、怎么做、何时做(组织程序)。姿势成分、移动成份和操作成份。5二、运动技能的组成借助分类将运动技能系统化、条理化。分类可以了解技能间的关系，找出控制的规律。体育学院王树明：运动技能学习与控制6三、运动技能的分类粗大的与精细的运动技能体育学院王树明：运动技能学习与控制7根据操作时参与工作的肌群大小分类封闭性与开放性运动技能根据环境背景的稳定性进行分类8连续性、不连续性和系列性技能根据操作的连惯性进行分类9低策略性技能和高策略性技能根据操作执行所需的认知策略多少分类10首先，运动技能的操作是指向某一环境目标其次，完成任务所需要的能量最少，即表现为能量节省化。第三，运动技能的操作具有随意性。第四，运动技能需要身体、头和/或肢体的运动来实现任务目标。最后，为了实现技能的操作目标，人们需要对运动技能进行学习或再学习。11四、运动技能的特征动作是个体适应环境的工具，同时也是个体适应环境的产物。婴幼儿期的基本动作学习、成年人的特异化的动作学习、老年期基本动作能力保持，是个体发展的一个部分。12第二节运动技能与人类的发展一、作为个体发展的重要方面个体的动作发展的四个规律:第一，动作的发展有一定的顺序，表现为上部动作先于下部动作，大肌肉动作先于小肌肉动作；第二，动作的发展具有系统性，它不是肌肉、骨骼、关节的孤立发展，而是在与知觉、动机、情绪等系统相互作用中发展的，并与知觉形成不可分离的联结；第三,动作的发展是一个“分化-整合”不断往复的螺旋式上升过程；第四,动作发展的历程与时间在不同个体身上可能有不同的表现。13人类要学会很多技能才可在地球上生存下来。1415二、作为观察、监测个体身心发展的窗口无论是婴幼儿期、青少年期还是老年阶段，动作都是监测、评价、诊断个体身心发展状况的重要指标。皮亚杰认为动作对个体心理发展具有建构功能，尤其在早期；Gibson认为动作在知觉、知识形成中具有重要作用；动作在复杂的空间问题解决过程中也具有重要作用…17三、对个体心理发展的促进作用四、作为身心发展障碍的重要康复手段18发展障碍的康复中，动作功能的训练有助于个体整个适应水平的提高。人类是适应性最强的，人能完成一些非常专业化的工作，如药剂师、电脑程序员、音乐演奏和体育比赛等。学会各种动作技能是人类生存和发展的基础。人的一生就是在学习和适应中渡过。动作是一个复杂的系统，远不只是外显的活动模式这一面，背后有着相当复杂的生理、心理、物理和社会性原因和过程。多年来，科学家们一直在试图从多学科整合的角度认识动作。19•早期我国运动技能学习的内容多见诸于运动心理学和普通心理学教材。如《心理学导论》（黄希庭，2010）、《普通心理学》（彭聃龄，2004）和《儿童心理学手册》•目前在我国，已经与其它学科逐步分离，成为一门独立的学科。第三节运动技能的学科体系2021动作技能学习的学科基础……运动科学Kinesiology生物力学Biomechanics动作行为MotorBehavior运动医学Sportsmedicine锻炼生理学Exercisephysiology动作学习MotorLearning动作控制MotorControl动作发展MotorDevelopment运动行为（motorbehavior）包含三个子领域一、运动学习（MotorLearning)•保持测试与迁移测试•练习的阶段•练习的组织与安排•反馈的作用由于练习或经历而导致的、相对持久的技能绩效的变化。主要研究内容：22二、运动控制(MotorControl)主要研究内容信息加工过程注意的作用开放环路与闭合环路控制视觉与运动控制运动程序从神经、生理和行为的活动特征去解释动作的计划与实施。23三、运动发展(Motordevelopment)主要研究内容动作发展是探讨因年龄变化而引起的动作行为变化，如研究不同年龄被试的投篮动作，跨度可由学龄前到低、中、高年级乃至老年人。研究人类由于成长、成熟和经验等原因而导致的运动行为变化（Marques&GrimShaw,1998），这种行为变化包括个体一生中发生的所有的运动行为变化。2425第四节运动技能学习与控制的研究对动作技能的控制与学习研究最初主要起源于两个领域：一是侧重于与运动相关的神经过程研究的神经生理学，但很少涉及对运动本身的研究；二是侧重于高水平技能研究的运动心理学，但很少涉及神经机制的研究。在近一个世纪的研究历程中，两个领域在各自不同水平上开展着自己的研究，相互影响并不多，一直到20世纪70年代末期，两大研究领域开始走到一起，促进了动作技能研究的迅猛发展。261823年，Bessel人差方程式，探讨技能控制。Fuller等(1892)测验了个体力量知觉能力的差异问题Judd(1908)研究了飞镖学习中的技能迁移绩效问题（水下靶目标）Woodworth(1899)揭开了肢体间的迁移现象。Bryan等（1897,1899）对收发莫尔斯电码技能的研究发现了高原现象。Gilbreth(1909)等在这一阶段研究了关于书写技能的熟练程度、关于获得最大运动学习的各种练习方法以及是否可以将技能进行分解练习等，各种技能研究更加强调其在实践中的应用性。一、早期研究27运动领域的研究最早对动作和技能进行系统研究的当称Woodworth。他的这些研究所揭示的规律，仍然是今天动作技能研究者讨论的问题。二十世纪初，最有影响力的研究者是Thorndike。他对技能和其它行为学习的潜在过程进行了系列探讨，其提出的效果律至今仍在心理学界很有影响，他也是个体差异领域研究的先驱者。这一时期末，技能研究更加强调在工业上的应用性(Gilbreth,1909;Stimpel,1933)，这些研究成为随后出现的人因工程和人类工效学的早期理论基础。28Blix(1892-1895)发现了肌肉“弹性”特征。Fritsch等(1870)发现了大脑的兴奋性电现象。Ferrier（1888）应用电生理技术对大脑皮层的动作应答反应进行了研究。Beevor等(1887,1890)研究了感觉和大脑的动作区的对应关系。Sherrington等（1906）关于反射的研究是神经控制领域一项有很重要影响的研究，他提出了很多动作控制的经典概念，其中大多数影响到我们今天的思想。Herrick(1924)开展了以各种脑损伤病人为对象的其它脑结构的系列研究。神经生理学领域的研究29早期神经控制研究主要涉及较为简单的运动。实际上，实验者有时人为的隔离了神经－肌肉间的联系，或对动物进行不同程度的实验性脊髓损毁，此时研究的兴趣是神经加工过程而不是动作本身。另一方面，对那些包括较复杂动作行为的研究，几乎都没有涉及控制动作的神经或生物力学机制。但俄罗斯和德国两位生理学家Berstein和vonHoist在20世纪30-40年代打破了神经控制和动作行为领域的分离现象，但这种趋势并没有在美国和英国出现，直到上世纪70年代。30选拔军职人员和进行技能训练计划二战期间，美国成立了空军心理－动作测试计划。在与选拔飞行员和其他军事人员有关的动作、知觉和智能等相关能力上开展了许多重要的研究(Melton,1947)。同时，科学家还对射击、不同温度下的身体训练以及车辆驾驶等其它与战斗相关的内容进行了系列研究。二、20世纪中叶的研究31Melton（1949）又创建的“美国空军人力资源研究中心”，继承了战时军事研究的某些成就。主要贡献是(Fleishman,2004)的个体差异和能力研究。但是，致力于人员选择和动作能力评价的战时计划并没有取得预期成功，研究者开始意识到是训练而不是选择对于培养杰出飞行员可能更重要。因此，越来越多的研究开始关注于动作技能的教学、技能间的迁移以及保持研究。这一时期，随着机械化程度的不断提高，工业技术也愈来愈复杂，对人们有效操作机械的能力要求提高。战后不久即出现了人因工程或人类工效学。虽然这种思想始于军队，但现在却出现在汽车设计(Lee,2008)、生产装配线和工作空间的组织等领域。32Craik（1948）等人提出了动作的信息加工理论Wiener（1948）提出了《控制论》Shannon等(1949)的《通信中的数学理论》提出了信息加工的重要规律，该理论后来引发了一系列对动作系统的信息加工容量和局限性的研究。Fitts(1954)提出了关于运动时机特征—运动时间、运动长度和准确性间的著名Fitts定律。《研究季刊》和《实验心理学杂志》刊发了大量有关动作行为的研究成果这一时期英国的成果33PaulM.Fitts(1912-1965)34在战后末期，对动作行为研究感兴趣的心理学家人数开始减少，但对运动技能研究逐渐感兴趣的体育教师的数量却快速增加。但Henry始终对动作行为研究兴趣不减，受过心理学教育，在伯克利大学体育部工作。组建了体育运动心理学北美协会(NASPSPA)和加拿大心理动作学习与运动心理学家协会。Adams(1968)对动作学习过程中感觉反馈的作用进行了理论性论述；Henry和他的学生对动作程序产生了兴趣(Henry&Rogers,1960)；Posner（1969）研究了注意和动作控制问题；Pew(1966)考查了练习与自动化现象。35FranklinM.Henry(1904-1993)Henry在60年代对动作行为的研究投入了大量的研究，Henry和他的学生对动作控制过程中的程序性进行了系列研究，号称运动技能学习与控制领域的研究教父。36Adams(1968)提出了动作学习中著名的感觉反馈理论假设。Adams(1971)随即又转向了动作技能学习的理论性探讨。3720世纪70年代，动作控制和学习领域发生了巨大变化。曾经统治了大半个世纪、有着坚实基础的绝对的刺激－反应（S－R）理论被认知的信息加工观念取代。1960年代出版的两本著作：Miller等(1960)的《计划与行为结构》和Neisser(1967)的《认知心理学》，对普通的实验心理学产生重大影响，随后也影响到了动作行为。受认知心理学的影响，动作行为领域经历了从任务定向到过程定向的转变，即由主要关注各种变量对某些动作任务的操作或学习的影响转向关注支持或产生动作的某些心理或神经事件。三、20世纪末研究38Schmidt(1975b)提出了著名的学习简单动作技能的图式理论。1969年，Schmidt创建了《动作行为》，紧接着在1975年，英国动作行为科学家JohnWhiting创办了《人类动作研究》。《锻炼与运动科学评述》也在这一时期创刊，并为动作行为研究提供较大的版面。70年代，神经控制和运动行为科学开始合作。许多人在动作行为和神经控制两个方面都接受了正规的训练，他们搭建了两个领域间的桥梁。越来越多行为方向的研究者开始探讨动作控制问题，而神经控制科学家也从神经机制的研究转向复杂动作过程的机制研究。39进入上世纪90年代，动力学系统理论(dynam