干扰情境下类比习得运动技能的稳定性表现

胡桂英　刘思聪　许百华

(1.浙江体育职业技术学院体育系，杭州 310012；2.佛罗里达州立大学教育心理与学习系统系，塔拉哈西 32306，美国；3.浙江大学心理与行为科学系，杭州 310028)



干扰情境下类比习得运动技能的稳定性表现

胡桂英1*刘思聪2许百华3

(1.浙江体育职业技术学院体育系，杭州 310012；2.佛罗里达州立大学教育心理与学习系统系，塔拉哈西 32306，美国；3.浙江大学心理与行为科学系，杭州 310028)

本实验以高尔夫推杆技能学习为任务，采用双因素混合设计，通过对24名高尔夫新手的研究比较了类比和外显两种学习方式获得的运动技能在干扰情境下的操作表现。结果发现：(1)类比学习和外显学习在运动技能形成过程中的效果是相当的；(2)类比学习获得的运动技能在干扰情境下操作表现稳定，而外显学习获得的运动技能表现却下降。类比学习是一种具有实践应用价值的内隐学习方法。

类比学习稳定性表现干扰情境高尔夫推杆技能

1　引　言

Masters(1992)将运动技能内隐学习定义为运动技能获得过程中没有同时产生关于技能操作的外显知识，较少依赖于工作记忆。基于该理论解释，已有研究提出了双任务学习(Masters,1992)、无错学习(Maxwell,Masters,Kerr & Weedon，2001)、反馈阻止学习(Maxwell,Masters & Eves,2003)和外部注意指导学习(Wulf,Höβ& Prinz,1998；Wulf & Prinz,2001)等多种驱动运动技能内隐学习的方法，并发现内隐习得的运动技能在压力(Masters,1992；Hardy,Mullen & Jones,1996；Mullen，Hardy & Oldham,2007)、生理疲劳(Poolton,Masters & Maxwell,2007a；Masters,Poolton & Maxwell,2008)和认知干扰(Maxwell,Masters,Kerr & Weedon，2001;Poolton,Masters & Maxwell,2005)等情境下表现出稳定性。

内隐习得运动技能具有稳定性的研究对充满着激烈竞争的体育运动实践具有较强的现实指导意义。然而，上述所及的运动技能内隐学习方法均缺乏在现实情境中的可操作性，Masters(2000)提出了另一种驱动运动技能内隐学习的方法——类比学习(analogy learning)。类比学习是将与运动技能有关的规则和知识囊括成了一个单一的生物力学隐喻，是为了减轻运动技能学习过程中工作记忆有意识加工的信息量而设计的。通过类比学习传递的知识虽不基于规则，却高度表达了概念规则之间的关系，能避免大量外显知识的累积。Liao和Masters(2001)将乒乓球正手攻球技能隐喻为“犹如沿着直角三角形的斜边挥动球拍”，研究发现类比学习和外显学习在乒乓球正手攻球技能学习过程中的效果是相当的，Komar(2014)研究发现类比学习能促进如蛙泳等复杂运动技能协调性的提高，Tzetzis和Lola(2015)研究发现，类比学习能提高女童排球预测技能的反应速度和准确性，另外还有很多研究发现运用类比学习获得的乒乓球正手攻球、平衡木、座椅投篮等技能在压力、认知负荷等干扰情境下表现出了相对稳定的趋势(Law,Masters,Bray,Eves & Bardswell,2003;Orrell,Eves & Masters,2006;Poolton,Masters & Maxwell,2006,2007b;Masters,Poolton,Maxwell & Raab,2008;Lam,Maxwell & Masters,2009a,2009b；Schucker,Ebbing & Hagemann,2010)，这些研究结果是否可推及其他更多或更复杂的运动技能，还需开展更多的研究。国内关于运动技能类比学习的研究主要集中在类比和外显学习在技能形成过程中的协同效应(于志华等，2011，2012，2015)，对类比习得运动技能特征的实证研究并不多见。本研究采用类比学习的方法，以高尔夫推杆技能学习为任务，比较类比和外显两种学习方式获得的运动技能在干扰情境下的操作表现，目的在于验证类比习得运动技能的稳定性特征，为运动技能类比学习的实践应用提供实证依据。

2　研究方法

2.1被试

被试为24名来自浙江体育职业技术学院体育系的大二男生，没有专项运动训练背景，均为高尔夫球新手且自愿参加实验。被试被随机分配在外显学习组和类比学习组，每组12名。实验前收集了被试的体重和身高数据，将被试第1组练习的前10杆进洞数作为技能的初始水平，经独立样组t检验发现，两组被试的体重、身高、高尔夫推杆技能的初始水平均不存在显著差异，见表1。

表1　被试有关情况一览表

2.2实验材料

2.2.1指导语执行情况调查表

参照有关研究的实验操作范式(Liu，Eklund & Tenenbaum，2015)，本实验设计一个问题要求被试书面报告“在高尔夫推杆技能练习过程中你是如何执行指导语的”，用以筛选出未按照指导语进行练习的被试。被试的自我评定采用10点记分法，“1”表示完全脱离指导语，“10”表示严格执行指导语，评定为“5”及以上者为有效被试。

2.2.2实验器材

实验器材为标准的高尔夫推杆练习器，配置高尔夫球道、高尔夫三节球杆和一打高尔夫练习球。人工草球道全长250cm、宽30cm，尾端抬高地面9.5cm，便于球自动返回。球杆长88cm，球为白色4号高尔夫球，球洞直径为8.5cm，如图1所示。

2.2.3回溯言语报告表

要求被试书面回答“在刚才的推杆技能练习过程中，你使用了哪些具体的方法、策略、技术等？请尽可能详细地描述”。

图1　高尔夫推杆技能练习器

2.3实验设计和实验程序

2.3.1实验设计

本实验根据指导语分离的实验逻辑设计两种学习方式：类比学习(提供类比隐喻指导语)和外显学习(提供8条具体的技术指导)，见表2。实验采用双因素混合设计，自变量学习方式为被试间因素，学习情境和测验情境为被试内因素，以1组30杆操作的高尔夫球推杆入洞数为实验因变量。

表2　实验指导语

2.3.2实验程序

被试进入实验室后，主试先介绍实验任务，被试签署志愿参加实验的书面同意书。整个实验分为两个阶段：学习阶段和测验阶段，均在工作日的下午进行。

在学习阶段，被试需要完成8组高尔夫推杆技能练习(距洞150cm)，每组30杆，共240杆练习。每组练习开始前向外显学习者提供8条高尔夫推杆技能具体技术的书面指导语，向类比学习者提供高尔夫推杆技能隐喻的书面指导语，要求被试严格按指导语进行练习。预先告知被试按高尔夫球入洞数来计算技能练习成绩，并要求被试认真完成每组练习。被试在各组练习之间休息1分钟，第4～5组练习之间休息5分钟，以避免疲劳。

被试在8组练习完成后休息10分钟。其间要求被试填写“指导语执行情况调查表”，完成“回溯言语报告”。

测验阶段采用“R1-T-R2”的测试程序：先进行技能保持确认的测试R1，接着进行干扰情境测试T，最后进行保持测试R2。被试在每个测试中完成1组30杆高尔夫推杆任务(距洞150cm)，每个测试之间休息5分钟。每组测试前均不向被试提供学习阶段呈现过的书面指导语,但仍然要求被试认真完成每次测试。

2.4实验干扰情境的操作

干扰情境设置为双任务情境，即被试在完成1组30杆推杆技能实验任务的同时完成次任务。次任务设置为随机两位数倒转报告，例如将听到的38报告为83。事先录制好随机两位数，两个两位数之间的时间间隔为2秒，要求被试尽可能有好的进洞成绩，并尽可能准确倒转报告两位数。

2.5数据处理

对实验数据采用SPSS 16.0进行统计分析。

3　研究结果

3.1被试的有效性

实验者按“指导语执行情况调查表”报告来筛选被试。24名被试对指导语执行情况的报告评定等级最低为5，最高为10，两组被试自我评定均较好按指导语要求进行高尔夫推杆技能的操作(外显学习组：M=7.00，SD=0.60；类比学习组：M=7.83，SD=1.40)，24名被试均被认定为有效被试。

3.2类比和外显学习操作的确认

为了确认实验对类比和外显学习操作的有效性，由两位评定者对被试学习阶段后的回溯言语报告进行独立评定，两位评定者评分的一致性较高(Pearson相关系数r=0.94,p<0.001)。被试每使用一条和高尔夫推杆技能有关的规则、方法、策略或技术计1分，将两位评定者评定的平均得分作为被试言语报告的得分，得分越高则说明被试依赖外显学习的倾向就越高。经独立样组t检验发现，外显学习组(M=5.17，SD=1.72)和类比学习组(M=2.08，SD=0.95)存在显著的差异(t=5.43，p<0.001，Cohen’sd=1.60)。

3.3运动技能的形成过程

为了确认两种学习方式在技能形成过程中有无方式与习得的交互效应存在，以每组30杆练习的入洞数为因变量，对高尔夫推杆技能的练习过程采用2(学习方式)×8(练习组次)的双因素重复测量方差分析。结果表明，学习方式对练习成绩不存在显著的影响(F(1，22)=0.62，p=0.44，η2=0.03)，但是练习组次对练习成绩存在显著的影响(F(7，154)=19.23，p<0.001，η2=0.47)，学习方式和练习组次对练习成绩不存在显著的交互作用(F(7，154)=0.72，p=0.65，η2=0.03)。

以练习组次为横坐标，以每组练习的进洞数为纵坐标绘成的练习曲线显示，随着练习的增加，外显学习组和类比学习组高尔夫推杆技能的练习成绩呈上升趋势，如图2。

图2　高尔夫推杆技能练习成绩的变化

练习组次效应的多重比较(LSD)发现，第4～8组的成绩显著高于第1～3组，第5、6、7、8四组的练习成绩没有显著差异，表现出练习成绩变化的一致性，见表3。

表3　8组高尔夫推杆技能练习成绩差异的多重比较(进洞数)

注：**p<0.01，*p<0.05。

3.4运动技能在干扰情境下的操作表现

为了检验类比习得和外显习得的运动技能在测验阶段的操作表现，以每组测验的进洞数为因变量，采用2(学习方式)×3(测验情境)的双因素重复测量方差分析。结果表明，学习方式对测验成绩的主效应不显著(F(1，22)=0.01，p=0.95，η2=0.00)，但测验情境对测验成绩的主效应显著(F(2，44)=7.92，p=0.001，η2=0.27)，且学习方式和测验情境对测验成绩存在显著的交互作用(F(2，44)=3.82，p=0.03，η2=0.15)，见图3。

图3　习得高尔夫推杆技能在双任务情境下的表现

为了确认运动技能在测验阶段执行从单任务到双任务时的组内变化，对外显学习组进行单因素重复测量方差分析显示，测验情境对运动技能的操作成绩有显著的影响(F(2，22)=9.40，p=0.001，η2=0.46)，多重比较(LSD)发现，双任务情境下的测验成绩显著低于R1、R2的保持测验成绩(MR1=17.7，MT=13.8，MR2=18.5)；对类比学习组进行单因素重复测量方差分析显示，测验情境对运动技能的操作成绩没有显著的影响(F(2，22)=0.86，p=0.44，η2=0.07)，R1、T、R2三组测验成绩没有显著差异(MR1=16.3，MT=16.2，MR2=17.3)。

另外，两组被试在次任务正确率上不存在显著差异(t=1.13，p=0.27)。

4　分析与讨论

4.1类比学习

回溯言语报告是运动技能内隐学习测量最常用的手段，一般要求被试在练习阶段后尽可能详细地回忆他们在运动技能学习过程中使用的策略、方法、技术等。本研究中被试在高尔夫推杆技能学习阶段后的回溯言语报告表明，外显学习组和类比学习组存在大效应值的差异(Cohen’sd=1.60)，外显学习组报告在技能操作过程中使用了较多的与技能有关的具体知识，而类比学习组报告较少的与技能有关的知识。研究中“轻松地像钟摆一样推杆击球”的类比，将与高尔夫推杆技能有关的规则和知识囊括成了一个隐喻，从而避免了技能学习过程中大量外显知识的累积。回顾国内外研究，隐喻的设置通常是基于教练员们的教学经验，是一个自下而上、经验性的创造过程。在设置类比指导的时候需要慎重的是，类比应该囊括技能熟练操作的所有成分。另外，操作者需要正确理解隐喻的概念并能按“图”指导有目的的运动行为。

4.2类比和外显学习运动技能的过程比较

本研究结果显示类比学习和外显学习在高尔夫推杆技能形成过程中的效果是相当的，这一研究发现具有十分重要的现实意义。双任务学习和反馈阻止学习的不足是技能操作成绩在学习阶段普遍低于外显学习组，因而缺乏应用价值。无错学习和外部注意指导学习因为无须给练习者具体的指导或仅引导练习者将注意指向具体技能操作之外，而往往让指导者在技能学习过程中无所适从。类比学习弥补了以往运动技能内隐学习方法的缺陷，这一点在应用层面上很重要。

4.3干扰情境下类比习得运动技能的稳定性

本研究通过一个双任务情境测验设计发现，类比学习获得的运动技能在干扰情境下操作表现稳定，而外显学习获得的运动技能表现却明显下降。Masters和Maxwell(2004)认为，运动技能外显学习系统获得的是言语可通达的外显或陈述性知识，并能有意识控制运动技能的操作，而内隐学习系统获得的知识是内隐或程序性知识，是难以有意识提取的。根据再投入理论(Masters,Polman & Hammond,1993)，对于外显学习的技能来说，干扰引起的再控制容许操作的注意获取相关的直接知识，导致工作记忆的负荷增加，但对于类比学习的技能来说，由于缺乏相关的直接知识，故不增加工作记忆的负荷。在该实验中，双任务测验情境对被试有两种影响：一是增加了干扰主任务操作的认知信息输入，二是增加努力程度，被试得尽可能同时完成双重任务。外显学习组在干扰情境下，增加的认知干扰信息和有意识控制的具体技能操作策略相互争夺有限的工作记忆资源，从而使工作记忆的加工效率降低，表现为双任务情境下技能操作水平的下降。而类比学习组在干扰情境下同样增加努力，但因采用的是类比学习，无法获取相关的直接知识，因此对工作记忆资源占用较少，工作记忆负荷的减少可能释放某些资源来完成次任务的加工，从而使类比学习组表现出较好的抗干扰性。这一结论也与已有的研究结果(Liao & Masters，2001；Poolton,Masters & Maxwell,2007b； Lam,Maxwell & Masters,2009b)相一致。

类比习得运动技能在干扰情境下的稳定表现，也可能有其他的解释。(1)基于Baddeley(2000)提出的工作记忆模型，类比学习可能是以形象进行储存和操作的，而不是以言语进行表征，类比学习占用的是工作记忆的视空间模板，因而如随机两位数倒转报告这样的主要占用中央执行区的认知任务并不能干扰仅依赖于视空间模板进行的运动技能操作。(2)类比学习使运动技能的多种成分有效组块促进运动技能更早地自动化。(3)类比学习减轻了工作记忆的加工需求，操作者可能采用任务转换策略，在运动技能操作和次任务之间进行有效的转换，从而很好地完成两种任务。

5　结　论

以高尔夫推杆技能学习为任务的实验研究发现，类比学习和外显学习在运动技能形成过程中的效果是相当的，通过类比学习获得的运动技能在干扰情境下操作表现稳定，而外显学习获得的运动技能表现却下降，类比学习是一种具有实践应用价值的内隐学习方法。

于志华,徐淑玲,柯茜.(2012).开放性运动技能学习中类比学习与外显学习的最佳组合方式研究.湖北体育科技,31(3),334-337.

于志华,章建成.(2015).网球初学者类比学习和外显学习的协同效应——基于不同难度视角.上海体育学院学报,39(2),50-56.

于志华,章建成,黄银华.(2011).网球技能学习中类比学习与外显学习协同效应的实验研究.上海体育学院学报,35(2),7-11.

于志华,章建成,黄银华,李岩峰.(2011).类比学习与外显学习的不同组合方式对不同性质网球技能学习的影响——从闭锁性和开放性技能的视角.体育科学,31(5),65-74.

Baddeley,A.D.(2000).The episodic buffer:A new component of working memory?TrendsinCognitiveSciences,4,417-423.

Hardy,L.,Mullen,R.,& Jones,G.(1996).Knowledge and conscious control of motor actions under stress.BritishJournalofPsychology,87,621-636.

Komar,J.(2014).Effect of analogy instructions with an internal focus on learning a complex motor skill.JournalofAppliedSportPsychology,26,17-32.

Lam,W.K.,Maxwell,J.P.,& Masters,R.S.W.(2009a).Analogy learning and the performance of motor skills under pressure.JournalofSportandExercisePsychology,31,337-357.

Lam,W.K.,Maxwell,J.P.,& Masters,R.S.W.(2009b).Analogy versus explicit learning of a modified basketball shooting task:Performance and kinematic outcomes.JournalofSportsSciences,27,179-191.

Law,J.,Masters,R.S.W.,Bray,S.R.,Eves,F.F.,& Bardswell,I.(2003).Motor performance as a function of audience affability and metaknowledge.JournalofSportandExercisePsychology,25,484-500.

Liao,C.M.,& Masters,R.S.W.(2001).Analogy learning:A means to implicit motor learning.JournalofSportsSciences,19,307-319.

Liu,S.,Eklund,R.C.,& Tenenbaum,G.(2015).Time pressure and attention allocation effect on upper limb motion steadiness.JournalofMotorBehavior,47,271-281.

Masters,R.S.W.(1992).Knowledge,knerves and know-how:The role of explicit versus implicit knowledge in the breakdown of a complex motor skill under pressure.BritishJournalofPsychology,83,343-358.

Masters,R.S.W.(2000).Theoretical aspects of implicit learning in sport.InternationalJournalofSportsPsychology,31,530-541.

Masters,R.S.W.,& Maxwell,J.P.(2004).Implicit motor learning,reinvestment and movement disruption:What you don’t know won’t hurt you? In A.M.Williams & N.J.Hodges(Eds.),Skillacquisitioninsport(pp.207-228).New York:Routledge.

Masters,R.S.W.,Polman,R.C.J.,& Hammond,N.V.(1993).Reinvestment:A dimension of personality implicated in skill breakdown under pressure.PersonalityandIndividualDifferences,14,655-666.

Masters,R.S.W.,Poolton,J.M.,& Maxwell,J.P.(2008).Stable implicit motor processes despite aerobic locomotor fatigue.ConsciousnessandCognition,17,335-338.

Masters,R.S.W.,Poolton,J.M.,Maxwell,J.P.,&Raab,M.(2008).Implicit motor learning and complex decision making in time constrained environments.JournalofMotorBehavior,40,71-79.

Maxwell,J.P.,Masters,R.S.W.,& Eves,F.F.(2003).The role of working memory in motor learning and performance.ConsciousnessandCognition,12,376-402.

Maxwell J.P.,Masters,R.S.W.,Kerr,E.,& Weedon,E.(2001).The implicit benefit of learning without errors.QuarterlyJournalofExperimentalPsychology,54A,1049-1068.

Mullen,R.,Hardy,L.,& Oldham,T.(2007).Implicit and explicit control of motor actions:Revisiting some early evidence.TheBritishJournalofPsychology,98,141-156.

Orrell,A.J.,Eves,F.F.,& Masters,R.S.W.(2006).Implicit motor learning of a balancing task.Gait&Posture,23,9-16.

Poolton,J.M.,Masters,R.S.W.,& Maxwell,J.P.(2005).The relationship between initial errorless learning conditions and subsequent performance.HumanMovementScience,24,362-378.

Poolton,J.M.,Masters,R.S.W.,& Maxwell,J.P.(2006).The influence of analogy learning on decision making in table tennis:Evidence from behavioral data.PsychologyofSportandExercise,7,677-688.

Poolton,J.M.,Masters,R.S.W.,& Maxwell,J.P.(2007a).Passing thoughts on the evolutionary stability of implicit motor behavior:Performance retention under physiological fatigue.ConsciousnessandCognition,16,456-468.

Poolton,J.M.,Masters,R.S.W.,& Maxwell,J.P.(2007b).The development of a culturally appropriate analogy for implicit motor learning in a Chinese population.TheSportPsychologist,21,375-382.

Schucker,L.,Ebbing,L.,& Hagemann,N.(2010).Learning by analogies:Implications for performance and attentional processes under pressure.HumanMovement,11,191-199.

Tzetzis,G.,& Lola,A.C.(2015).The effect of analogy,implicit,and explicit learning on anticipation in volleyball serving.InternationalJournalofSportPsychology,46,152-166.

Wulf,G.,Höβ,M,& Prinz,W.(1998).Instructions for motor learning:Differential effects of internal versus external focus of attention.JournalofMotorBehavior,30,169-179.

Wulf,G.,& Prinz,W.(2001).Directing attention to movement effects enhances learning:A review.PsychonomicBulletin&Review,8,648-660.

Abstract

This study aimed to compare the performance of motor skill acquired by analogy learning with that by explicit learning under distracting situation.A golf-putting task and two factors mixed-design were applied.Twenty-four college-aged student novices were randomized either to an explicit-learning group(n=12)or to an analogy-learning group(n=12).Results showed that analogy learning is as effective as explicit learning in skill acquisition and the skill acquired by analogy learning is more robust under the distracting situation than that of explicit learning.Analogy learning is a practical motor learning approach in reality.

The Robust Performance of Motor Skill from Analogy Learning under Distracting Situation

HU Gui-ying1LIU Si-cong2XU Bai-hua3

(1.Department of Physical Education,Zhejiang College of Sports,Hangzhou 310012,China;2.Department of Educational Psychology and Learning Systems,Florida State University,Tallahassee 32306,USA;3.Department of Psychology and Behavioral Science,Zhejiang University,Hangzhou 310028,China)

analogy learning,robust performance,distracting situation,golf-putting

胡桂英，女，浙江体育职业技术学院体育系教授，E-mail:huguiying@126.com

B842

A

1006-6020(2016)-02-0137-08