运动技能学习与控制第四章运动控制理论

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1、问题1、什么是一般运动能力假说、运动能力特异 性假说，两个观点的差异是什么？ 2、运动能力特异性观点如何解释体育运动 中“全面手”现象。 3、说出弗莱施曼确定的五种知觉运动能力。4、比较分析我国的身体素质分类和弗莱施曼 的9种身体熟练能力。第四章 动作控制理论第四章 动作控制理论Motor control theoriesAfter completing this chapter, you will be able to Discuss the relevance of motor control theory for the practitioner Define the term coor

2、dination as it relates to the performance of motor skills Describe the degrees of freedom as it relates to the study of human motor control Compare and contrast an open- loop control system and a closed- loop control system Describe a primary difference between a motor program- based theory and a dy

3、namic pattern theory of motor control应用应用 1、不同的技能需要肌肉和关节的组合不同。 网球发球站坐- - - - 躯干和肢体的肌肉关节 拿起笔- - - - 臂、手和手指协调 2、速度不同 射箭之前执弓的位置、拿杯子喝水 - - - 缓慢运动 投球、跳起- - - - 快速运动3、简单和复杂运动 系衬衫纽扣- - - - - 简单 一套舞蹈动作- - - - - 复杂 在一次一次的动作尝试中，形成准确和 一致 的运动模式 - - - - - 熟练的网球手在不同情境中使用正手击球1、什么是理论、什么是理论 理论帮助我们理论帮助我们理解理解现象，并且解释这现

4、象，并且解释这 些现象为什么会些现象为什么会存在存在，或为什么会如，或为什么会如 此的此的表现表现。 “宇宙之王”史蒂芬威廉霍金（1942- )卢伽雷氏症卢伽雷氏症 所谓“卢伽雷氏症”就是肌萎缩性侧索硬化症 （又叫运动神经细胞萎缩症），确诊后平 均生存时间只有35年，全球每90分钟就 有1位患者不幸去世，被列为五大绝症之一。 太平洋关岛地区为该病的高发区，中国尚 无较准确的统计资料。 史蒂芬威廉霍金的生平是非常富有传奇性 的，在科学成就上，他是有史以来最杰出 的科学家之一，他的贡献是在他被卢伽雷 氏症禁锢在轮椅上20年之久的情况下做出 的，这是真正的空前绝后。 在失声之前，只能用非常微弱的变形

5、的语 言交谈，这种语言只有在陪他工作、生活 几个月后才能通晓。他不能写字，看书必 须依赖于一种翻书页的机器，读文献时必 须让人将每一页摊平在一张大办公桌上， 然后他驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读。 人们不得不对人类中居然有以这般坚强意 志追求终极真理的灵魂从内心产生深深的 敬意。 是一种运动神经元病，也是四大常见的神 经退行性疾病之一（其它三种为亨廷顿氏 病、老年性痴呆症、帕金森氏病 ） 英国剑桥大学世界知名的理论物理学英国剑桥大学世界知名的理论物理学 家家斯蒂芬斯蒂芬霍金霍金认为：好的理论应该满认为：好的理论应该满 足两种需求，它必须能够精确的足两种需求，它必须能够精确的描描 述述一类观察到

6、的现象一类观察到的现象- - - - - - 而且必须而且必须 对未来可观察到的结果做出明确的对未来可观察到的结果做出明确的预预 测测。行为科学 包括对人类动作学习和控制的研究，理论 的焦点是解释人类行为。（motor behaviour) 当对人类行为的研究兴趣在于动作技能的 表现和学习时，我们期望理论能解释人们 如何操作技能。- - - - 希望能确定观察到的表 现特征的变量。 如：熟练的篮球运动员在场地的任何位置、 任何情景下都能单手跳投。例子： 超量恢复的理论 运动与免疫 儿童的运动行为与脑发育 成人偏瘫的脑功能重塑运动控制（动作控制） 运动控制被定义为调节或管理运动控制被定义为调节或

7、管理动作所必须动作所必须 机机制制的能力。的能力。状态反射图状态反射图 头部空间位置的改变，以及头头部空间位置的改变，以及头 部与躯干的相对位置发生改变部与躯干的相对位置发生改变 时，将反射性的引起躯干与四时，将反射性的引起躯干与四 肢肌肉紧张性的改变，称为状肢肌肉紧张性的改变，称为状 态反射。态反射。姿势反射姿势反射 通过中枢神经系统调节骨骼肌的肌紧张， 或产生相应的运动，以保持或改正身体在 空间的姿势，这类反射的总称为姿势反射。 牵张反射是最简单的姿势反射。 状态反射：迷路紧张反射状态反射：迷路紧张反射 颈紧张反射颈紧张反射迷路紧张反射迷路紧张反射 指头部空间位置发生改变时，指头部空间位置

8、发生改变时， 内耳迷路中的耳石器官（椭圆内耳迷路中的耳石器官（椭圆 囊和球囊）的传入冲动对躯体囊和球囊）的传入冲动对躯体 伸肌紧张性的调节反射。伸肌紧张性的调节反射。颈紧张反射颈紧张反射 指颈部扭曲时，颈椎关节韧带和颈部肌肉 受到刺激后，对四肢肌肉紧张性的调节反 射。 （1）头向一侧转时，下颌所指一侧的伸肌 紧张性加强；（2）头后仰时前肢的伸肌紧 张性加强，后肢的伸肌紧张性降低（3）头 前俯时后肢紧张性加强，而前肢的伸肌紧 张性降低例子 骑比赛自行车、棒球接球 非对称性颈紧张反射的消除利用先天性反射 举重提杠铃至胸前瞬间要迅速的头后仰， 反射性的使肩背伸肌力量增大，把杠铃举 过头部。不符合姿势

9、反射的姿势 骑跑车时，躯干前俯，但头要后仰以注视 周围环境。 头后仰使背部伸肌紧张性增高，躯干不能 前俯只能后仰。颈紧张反射颈紧张反射 出生4- 6个月内出现阳性反应为正常运动控制的研究领域运动控制的研究领域 运动控制的领域是直接研究运动控制的领域是直接研究动作的动作的性质性质， 以及以及动作是动作是怎样被怎样被控制的控制的运动控制的理论对付的问题运动控制的理论对付的问题 （1）中枢神经系统是怎样将许多单个肌肉）中枢神经系统是怎样将许多单个肌肉 和关节组织起来形成协调的功能性动作？和关节组织起来形成协调的功能性动作？ （2）怎样用来自环境和人体的感觉信息来）怎样用来自环境和人体的感觉信息来 选

10、择的和控制动作？选择的和控制动作？ （3）我们的自我知觉，我们所执行的任务）我们的自我知觉，我们所执行的任务 以及我们所活动的环境是怎样影响我们的以及我们所活动的环境是怎样影响我们的 动作行为？动作行为？ （4）学习动作最好的方法是什么，怎样才）学习动作最好的方法是什么，怎样才 能把有运动控制问题患者的这些动作问题能把有运动控制问题患者的这些动作问题 进行量化？进行量化？动作控制理论对实践者的现实意义动作控制理论对实践者的现实意义 实践者在此基础上可以形成实践者在此基础上可以形成有效有效的的技技能能教教 学学和和练习环境练习环境。 如：帮助人恢复行走，必须了解动作控制如：帮助人恢复行走，必须了

11、解动作控制 的机制和相关的环境变量知识。的机制和相关的环境变量知识。观察 1、不同的技能所需要的肌肉和关节的组合不同。、不同的技能所需要的肌肉和关节的组合不同。 如：网球发球如：网球发球- - - 需要协调躯干和肢体的肌肉和需要协调躯干和肢体的肌肉和 关节。关节。 拿起笔拿起笔- - - - 协调臂、手和手指协调臂、手和手指 2、不同的技能速度和路径不一样、不同的技能速度和路径不一样 射箭的拉弓射箭的拉弓- - - - - - 缓慢缓慢 投球投球- - - - - 快速、抛物线快速、抛物线 3、准确一致的运动模式、准确一致的运动模式 熟练的网球手在比赛中成功的击球。熟练的网球手在比赛中成功的击

12、球。一个好的动作控制理论一个好的动作控制理论 应该描述和解释神经系统是怎样协调运动应该描述和解释神经系统是怎样协调运动 的的- - - - 等于一个钟表是怎样协调个部件走时。等于一个钟表是怎样协调个部件走时。 讨论的焦点是讨论的焦点是对可观察到的对可观察到的行行为解释为解释。协调协调 与环境对象和事件模式相关的头、躯干及与环境对象和事件模式相关的头、躯干及 肢体的肢体的运运动动模式模式。 定义的第一部分：确定了协调是有关头、定义的第一部分：确定了协调是有关头、 躯干肌肢体的运动模式。躯干肌肢体的运动模式。 定义的第二部分：关头、躯干肌肢体的定义的第二部分：关头、躯干肌肢体的 运动模式与环境对象

13、和事件的模式相关。运动模式与环境对象和事件的模式相关。运动模式运动模式 描绘运动模式常用的方法是，运用描绘运动模式常用的方法是，运用 图来表示在技能表现过程中肢体活图来表示在技能表现过程中肢体活 动的位置移动模式间的相互关系。动的位置移动模式间的相互关系。环境与运动模式环境与运动模式环境的特点制约着头、躯干和肢体，使其以环境的特点制约着头、躯干和肢体，使其以 对应的方式活动才能完成动作目的。对应的方式活动才能完成动作目的。 如：走：如：走：- - - - - 平地平地 - - - - - - 平衡木平衡木 - - - - - - - 悬崖上悬崖上 站立，或打拳站立，或打拳 - - - - -

14、- 平地平地 - - - - - - - 潜水艇上潜水艇上 描述运动模式的常用方法是用角描述运动模式的常用方法是用角角图角图问题 协调就是头、躯干和肢体的运动模式，问协调就是头、躯干和肢体的运动模式，问 题是，神经系统怎样控制相关的肌肉和关题是，神经系统怎样控制相关的肌肉和关 节以产生这种模式？节以产生这种模式？- - - - - 自由度的问题自由度的问题自由度自由度 控制系统中的独立因素或成分的数量以及控制系统中的独立因素或成分的数量以及 每个成分的动作方式的数量。每个成分的动作方式的数量。 人体有人体有792块肌肉，它们的作用是使块肌肉，它们的作用是使100个个 关节以不同的方式运动，而每

15、个关节都由关节以不同的方式运动，而每个关节都由 它的机械特性限定运动的自由度。它的机械特性限定运动的自由度。 如：肘，头、膝、髋等的运动如：肘，头、膝、髋等的运动 如果再加如果再加位置位置和和速度速度需要控制，那么自由需要控制，那么自由 度将增加到度将增加到200个。个。协调和自由度的例子：协调和自由度的例子：（1）中风病人学走路）中风病人学走路 （2）旧的或偏爱的协调模式产生的变化）旧的或偏爱的协调模式产生的变化 （3）韵律体操的动作标准合拍问题）韵律体操的动作标准合拍问题 （4）孙金芳老师左手模仿吃香蕉动作）孙金芳老师左手模仿吃香蕉动作 （1）中风病人学走路，最初在没有人帮助）中风病人学走

16、路，最初在没有人帮助 的情况现下只能完成一次坐的情况现下只能完成一次坐立立- - - 坐，后坐，后 来能在来能在10秒中之内完成秒中之内完成10次。是随着康复次。是随着康复 髋部和膝部关节之间的协调性有了显著的髋部和膝部关节之间的协调性有了显著的 提高。说明关节需要功能协调发展来完成提高。说明关节需要功能协调发展来完成 没有帮助条件下的坐没有帮助条件下的坐立立- - - 坐。坐。 （2）旧的或偏爱的协调模式产生的变化。）旧的或偏爱的协调模式产生的变化。 素伶康复想例子素伶康复想例子- - - - 克服自由度重新学习运克服自由度重新学习运 动技能。动技能。 （3）韵律体操的动作标准合拍问题。通过）韵律体操的动作标准合拍问题。通过 多渠道的感觉输入来校正动作，改变节多渠道的感觉输入来校正动作，改变节 律，改变时间来适应。律，改变时