短道速滑運動員不同臨場決策視覺搜索特征的實驗研究

宋淑英，馬國東

●專題研究

短道速滑運動員不同臨場決策視覺搜索特征的實驗研究

宋淑英，馬國東

短道速滑比賽過程緊張而激烈，在不同臨場決策，如啟動加速、領滑、跟隨滑行、超越、配合等技戰(zhàn)術的運用和發(fā)揮時，都需要運動員對周圍環(huán)境進行觀察判斷。視覺信息提取的不同模式可準確反映出運動員在比賽中不同臨場情境時采取不同技、戰(zhàn)術策略。因此，記錄短道速滑運動員在運動訓練或比賽過程中不同臨場決策的眼動模式，有利于提供有效訓練的模式和策略。

短道速滑運動員；不同臨場決策；視覺搜索；注視時間

速度是短道速度滑冰制勝的因素。在比賽過程中，比賽隊員都處在連續(xù)激烈的動態(tài)之中，各種技、戰(zhàn)術的運用也是在高速運動中進行的，不僅要完成各種高質量、復雜的技術動作，同時還要時刻觀察場上的變化。比賽隊員在強烈的對抗環(huán)境滑跑時既要保護好自己所處的有利位置不被對方擠占、破壞，還要不斷觀察場上的變化，快速進行視覺搜索并馬上做出相應的動作反應——發(fā)現(xiàn)對方滑跑時出現(xiàn)的空檔，立即搶占有利位置或者與同伴及時進行戰(zhàn)術配合，抓住戰(zhàn)機。因此，短道速滑運動員要有快速視覺搜索能力和較大的視覺搜索廣度，以提高動態(tài)觀察的視覺搜索質量，保證在復雜多變的環(huán)境中作出良好的應變反應，從而減少失誤，提高技、戰(zhàn)術運用和配合能力。如果比賽隊員的視覺搜索廣度不好，就會大大降低運動員的運動空間知覺，造成技術運用不準確，影響控制滑行速度和搶位，不能合理占有空間，或者在賽場上觀察不到同伴的意圖、暗示，從而失去戰(zhàn)勝對手的時機。

視覺搜索策略是指在搜索相關的信息時，眼睛移動的方式。在體育運動過程中，視覺信息的提取是其基本的心理支持[1-3]。短道速度滑冰運動員在比賽中的視覺搜索及注視情況，可以通過眼動儀來進行研究。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

長春市冬季運動管理中心8名短道速滑運動員（5女3男，健將級5人，一級運動員3人）自愿參與本試驗。所有被試平均訓練年限（5.6±1.3）年，平均年齡（18.5±2.1）歲，輔助人員若干名。被試的視力正?；虺C正正常。

1.2 試驗儀器

采用美國應用科學試驗室（ASL）生產的VR頭盔內嵌式眼動系統(tǒng)（VR6）Virtual Reality Goggle Integrated。

1.3 試驗材料

被試戴上VR頭盔，上有紅外攝像頭，可捕捉眼球運動，從而確定眼珠和瞳孔的位置。另一攝像頭將外部場景攝錄下來，與眼球運動在電腦上進行疊加處理，可分析眼睛對移動景物的注視軌跡及凝視時間。

1.4 試驗任務

本試驗要求被試在短道速滑冰場標準場地（面積為60m×30m）模擬比賽的情景下（兩圈），分別對啟動加速、領滑、跟隨滑行、超越、配合等5種條件下的視覺搜索進行測試。

1.5 研究設計

采用單因素方差分析設計，試驗的自變量為不同認知難度的信息加工任務（啟動加速、領滑、跟隨滑行、超越、配合）；因變量為注視點時間、水平方向視覺搜索角度等。注視點時間水平是注視點時間的定義條件在該參數水平以下的注視點。在選取參數時最小值為50 ms；水平方向視覺搜索角度參數描述的是被試者注視某個目標時，眼球相對于頭部在水平方向轉動的角度，結合人體眼球的結構，本試驗所使用的眼動儀在水平方向可測得的轉動角度范圍是±30°。

1.6 試驗過程

（1）給被試者戴上VR頭盔，進行定位并檢驗定位的精確性，調整眼動儀到預使用狀態(tài)。對被試者介紹試驗要求。

（2）在跑道上按照試驗環(huán)境設定好起始點和結束點標志，讓被試和輔助人員（輔助試驗的運動員）站在起點。發(fā)令槍響后，在起始點處依次開始錄像和眼動儀的記錄，在結束點處依次終止眼動儀和錄像的記錄。

（3）重新檢查定位的精確性，符合要求則進行下一步試驗，否則重新定位。

（4）重復上述試驗若干次，直到每位被試完成各臨場決策：啟動加速、領滑、跟隨滑行、超越、配合等各5種條件下的測試。

2 試驗結果與分析

2.1 不同臨場決策注視時間變化規(guī)律及分析

注視時間是指被試完成一次判斷任務所需要的總時間，因為在被試注視時，不單只有注視點持續(xù)時間，還有眼跳過程，眼跳的過程中被試是不能進行注意的，因為在眼跳過程中，不能收集信息。所以選用注視時間來研究運動員的視覺搜索的其中一個重要特征。注視時間的長短反映被試對材料加工的程度，就被試個體而言，注視時間越長，加工越深[4-5]。本研究對不同臨場決策被試在不同方向（前方或者左右兩側）的注視時間進行比較（見表1）。

注：*P＜0.05；**：P＜0.01（下同）。

試驗結果顯示：8名被試在實施領滑、跟隨滑行臨場策略時，不同方向的平均注視時間存在高度顯著性差異（P＜0.01）；在實施配合、超越臨場策略時，在不同方向的平均注視時間存在顯著性差異（P＜0.05）；在啟動加速時，在不同方向的平均注視時間無顯著性差異（P＞0.05）。

短道速滑比賽過程緊張而激烈，多人在同一跑道進行爭奪，啟動加速、領滑、跟隨滑行、超越、配合等技戰(zhàn)術的運用和發(fā)揮都需要運動員通過視覺搜索預先進行觀察判斷。尤其在競賽對手實力相當的情況下，運動員能否通過準確的觀察而采取臨場決策，運用合理的技、戰(zhàn)術是決勝的關鍵[6-7]。運動員采取不同臨場決策時分布在不同方向的注視時間也會發(fā)生相應的變化。

領滑戰(zhàn)術是戰(zhàn)術發(fā)動者利用領先的優(yōu)勢控制對手滑行速度、占據有利位置或為了擺脫對手而采用的戰(zhàn)術形式。戰(zhàn)術發(fā)動者為達到戰(zhàn)術目的，在起跑和滑跑的過程中，搶占領先位置，按自己戰(zhàn)術計劃或根據場上變化保持領先位置。領滑運動員的速度耐力和控制速度的能力較強，多數運動員采用“甩掉尾巴”的領先戰(zhàn)術，所以運動員向前方注視的時間十分明顯的多于向兩側注視的時間。

跟隨滑行戰(zhàn)術是指運動員有目的地在某一階段跟隨在某個運動員后面滑行。由于跟隨滑行可以減少迎面空氣阻力對自己的影響，有利于保存體力，以便戰(zhàn)勝與自己實力相當的對手。對于領滑能力弱，絕對速度好而速度耐力弱，或者沖刺能力強的運動員，可采用跟隨滑行的戰(zhàn)術，發(fā)揮自己的長處，或者在關鍵時刻沖刺，戰(zhàn)勝對手，或者尋找超越時機，此時，運動員向前方注視的時間非常明顯的多于向兩側注視的時間。

在短道速滑比賽中，對于優(yōu)秀選手來說，啟動加速時就要搶占有利的位置，如果啟動成功，成功占據領先位置，就不受其他比賽隊員干擾，為最后的勝利奠定基礎；對于實力相對稍弱的選手，如果啟動加速技術好，則可以搶占有利位置，進而控制比賽節(jié)奏，取得最佳成績。因此，運動員在啟動加速時要眼觀六路，既要注視前方前進的路線，也要觀察左右兩側防止被超越，運動員向前方注視的時間和用于向兩側注視的時間差不多。

短道速滑運動員要想戰(zhàn)勝對手，就必須掌握高超的超越技術。時間差超越和速度差超越是優(yōu)秀速滑運動員使用的重要方法，超越者的滑行速度和時機是勝利的決定性因素。這就要求運動員要具備準確的空間判定和豐富的參賽經驗，才能正確地選擇滑行路線，是完成超越的前提。比賽隊員在超越的同時還要兼顧左右兩側的運動員，要盡量避免與其發(fā)生不合理的沖撞，而引發(fā)犯規(guī)。此時，運動員在超越前向前方注視的時間要多于向兩側注視的時間，在即將完成超越時向兩側注視的時間多于向前方注視的時間。試驗結果顯示，向前方注視的時間要明顯多于向兩側注視的時間。

運動員在實施配合策略與同伴合作時，利用自身或相互間的時空位置差異與組合變化，造成局部的優(yōu)勢實施有效的戰(zhàn)術進攻與防御。實施配合的運動員或者是有目的地通過與目標在直道段的橫向并列滑行來達到限制對手技術動作的正常發(fā)揮來掩護同伴進攻；或者是在比賽的關鍵時刻，串起來滑行給同伴創(chuàng)造更有利的條件，防止他人超越處于重要位置的同隊運動員，不明顯的控速滑行；或者是為防止對手在最后的一個彎道快出彎道時的終點線沖刺時超越自己或同隊隊員[8]。此時，運動員的注意力一直在自己的左右，但是還要注意前進的路線，因此，向兩側注視的時間要多于向前方注視的時間。

2.2 不同臨場決策視覺搜索廣度的變化規(guī)律及分析

視覺搜索廣度與短道速滑運動技、戰(zhàn)術相結合非常重要，使視野資源合理分配。為了明確臨場決策的變化（啟動加速、領滑、跟隨滑行、超越、配合）是否對速滑運動員的動態(tài)視野變化產生影響，試驗針對不同臨場決策條件下運動員水平方向的視角變化進行了測量。本研究結合人體生理學，采用水平方向視覺搜索角度的認定范圍是±30°。8名被試不同臨場決策時運動員水平方向的視覺搜索角度平均值情況見表2。

表2 不同臨場決策對運動員水平方向的視覺搜索角度Tab.2 Spot decisions on players of different horizontal angle of visual search

由表3可知，對于臨場決策條件下，運動員在滑行過程中在水平方向視角的總離差平方和為188.877、組間離差平方和為156.787、組內離差平方和為32.090、F值為42.751、Sig.值為0.000，非常明顯的小于0.05，所以不同臨場決策對速滑運動員水平方向視點角度的影響是極其顯著的，顯然搜索標準差越大，反映出運動員視覺搜索范圍越廣。

表3 視覺搜索角度方差分析（ANOVA）Tab.3 Analysis of variance of visual search angle（ANOVA）

表4是采用Tukey HSD法進行視覺搜索角度平均數多重比較的檢驗結果。

表4 視覺搜索角度多重比較Tukey HSD（圖凱檢驗法）Tab.4 Multiple Comparison ofvisualsearch angles（Tukey HSD）

通過比較可知：（1）啟動加速與超越、配合的視覺搜索角度均有顯著性差異；（2）領滑與超越、配合的視覺搜索角度均有顯著性差異；（3）跟隨滑行與超越、配合的視覺搜索角度均有顯著性差異；（4）超越與啟動加速、領滑、跟隨滑行的視覺搜索角度均有顯著性差異；（5）配合與啟動加速、領滑、跟隨滑行的視覺搜索角度均有顯著性差異。

短道速滑運動的特點和規(guī)則決定了速滑運動員視覺搜索角度要廣，因為比賽隊員一直處在激烈對抗環(huán)境中，在啟動加速、領滑、跟隨滑行時必須保護好自己身體所處的有利位置不被對方搶占、破壞，同時不間斷地觀察場上變化，發(fā)現(xiàn)對方滑跑中薄弱的位置，搶占有利位置抓住戰(zhàn)機，及時運用各種不違反規(guī)則的合理手段超越對手，或者與同伴及時進行戰(zhàn)術配合[9]。

從表5中可以明顯地看出：速滑運動員的視點在水平方向上的分布具有以下兩個特點：（1）在執(zhí)行啟動加速、領滑或者跟隨滑行臨場決策時，運動員的注意力在水平方向上主要密集地分布在運動員的正前方。（2）在執(zhí)行超越或者配合臨場決策時，運動員的視點在水平偏右方向分布比較集中。由此可以得出，在執(zhí)行超越或者配合臨場決策時相對來說比啟動加速、領滑或者跟隨滑行更復雜，所以運動員需要擴大搜索的廣度以獲取重要信息，及時采取超越或者與同伴的決策配合。

表5 視覺搜索角度組內差異檢驗Tab.5 Group differences test in visual search point

3結 論

本試驗以速滑運動員不同臨場決策時的視覺搜索特征為試驗基礎，對運動員滑行時的視覺搜索過程及其表征參數進行了描述。結果表明，不同臨場決策的注視時間變化規(guī)律是：領滑、跟隨滑行時，不同方向的平均注視時間存在高度顯著性差異；配合、超越滑行時，不同方向的平均注視時間存在顯著性差異；在啟動加速時，不同方向的平均注視時間無顯著性差異。不同臨場決策對速滑運動員水平方向視點角度的影響極其顯著。

[1]鄧鑄.眼動心理學理論、技術及應用研究[J].南京師大學報：社會科學版，2005（1）：90-95.

[2]張學民.排球運動員在運動情境任務中眼動特征的研究[J].體育科學，2008，28（6）：57-61.

[3]孫延林.運動情境中運動員的視覺搜索行為[J].天津體育學院學報，2009，24（2）：111-115.

[4]沈模衛(wèi).客體運動速度的視覺工作記憶容量[J].心理科學，2007，30（4）：796-801.

[5]李京誠.體育運動心理領域的眼動研究綜述[J].首都體育學院學報，2006，18（3）：3-5.

[6]朱佳濱.短道速度滑冰戰(zhàn)術理論體系的構建及其應用[D].北京：北京體育大學，2008.

[7]張忠秋.自行車運動員專項認知水平眼動特征的試驗研究[J].中國體育科技，2001，37（8）：6-8.

[8]謝旭東.短道速滑運動員團隊凝聚力的培養(yǎng)[J].冰雪運動，2007（2）：25-27.

[9]張世如.試論短道速滑運動員視野能力及其訓練[J].冰雪運動，2006（1）：10-11.

Visual Search Feature of Short Track Speed Skaters in Different Spot Decision-making

SONG Shuying，MA Guodong
（Students Admission Office，Jilin Institute of Physical Education，Changchun 130022，China）

The short track race is tension and intense，the athletes adopt different spot decision-making：starting to accelerate，leading slip，slide to follow，beyond.In the use of such tactics，they need players to observe the surrounding environment and to make judgment.Different modes of visual information pickup can accurately reflect the different players in the game to take a different spot situations when technical，tactical strategy.Therefore，short track speed skating athletes in sports training records or competition spot decision-making process in different eye movement patterns will help to provide effective training model and strategy.

short track speed skaters；different spot decisions；visual search；fixation duration

G 804.86；G 862.1

A

1005-0000（2011）04-0287-03

2010-11-19；

2011-05-24；錄用日期：2011-05-30

吉林省教育廳“十一五”社會科學研究項目（項目編號：2006131）

宋淑英（1974-），女，吉林人，講師，研究方向為運動心理學。通訊作者：馬國東（1969-），女，吉林人，副教授，研究方向為運動人體科學。

吉林體育學院招生辦公室，吉林長春130022。