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运动技能学习原理

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运动技能学习原理_第1页
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目录目录 1第一题作业:谈谈感觉系统与动作的控制 2第二题作业:动作技能控制的理论 4第三题作业:谈谈动作技能的反馈 6运动技能学习原理自选三题作业第一题作业:谈谈感觉系统与动作的控制感觉信息对人体运动控制起重要作用,感觉信息提供了个体所处的环境状况 和身体状态运动的感觉信息主要分为三类:外部感受器提供的是环境中物体运 动的信息;本体感觉器提供的是我们自身运动的信息;内部感受器它告诉我们体 内器官的状况以下我们主要介绍本体感觉与运动控制一)对不同速度动作的控制对动作技能的控制,本体感觉参与的闭环控制模式有两方面功能对于快速 运动,反馈提供有关动作是否正确的信息第二种功能是对正在进行的动作进行 控制,这类技能多为慢的连续性技能1、连续性较慢动作的控制本体感觉对动作的控制主要是通过反馈来进行的,通过闭环系统进行控制 因此尤其适合于持续时间较长的运动,因为这类动作相对较慢,持续时间较长, 可以在操作过程中时进行错误信息的分析,也对于分析某些动作过程非常有用 此外,这一模式最适合于按照某些固定值进行调节的运动这类运动中最具代表 性的是轨迹追踪任务,它是运动行为领域的一个重要研究范式追踪行为有很多 不同的数学和物理模型,模型的主要差异在于系统如何使用反馈以及觉察错误后 如何进行校正。

2、快速动作的控制 信息加工理论认为,对每一个刺激的加工需要一定的时间,然后才能产生反 应即是说,人体收到的每个错误信息都必须在系统中进行识别与加工,只有在 所有加工过程完成后才能进行起作用,这需要消耗大量的时间和注意但要通过 闭环模式进行控制,快速动作无法为系统提供足够的时间来觉察错误、加工信息 和修正错误,从而在动作完成前进行校正所以闭环控制模式可能不适合用于解 释快速动作技能,虽然这类模式在解释慢速运动时很有效,但对于快速运动的解 释则很有限,说明在这两类运动间可能存在着本质差异快速动作的校正可能主要是通过来自运动结束的反馈与正确参数的比较,然 后进行肢体正确位置的校正,即通过开环进行控制从开环控制的观点看,所有 按计划启动和实施动作所需的信息均包含在传送到效应器的初始指令中,指令发 出就没有时间校正了,动作的完成好似被“抛”出,动作正确与否只有等到结束 后,根据动作操作的记忆痕迹与标准参数的比较,校正只能在下一次动作中进行 了例如,高尔夫球的击球练习就是典型的开环控制,动作持续时间短,动作一 旦启动基本上无法进行修正,每一次练习都是为下一次校正做准备二)本体感觉的反射性控制前面讨论了通过意识性信息加工机制进行动作修正的控制模式。

但是,人类的中 枢神经系统还可以在几乎不需要消耗注意的情况下进行自身的闭环控制现在已 经清楚,人体对动作技能的控制有四种不同的反应:单突触反射60-50ms)、长 环反射(50-80ms)、触发反应(80-200ms)和自主反应(120ms以上),下面将 讨论自主动作控制过程中的无意识调节机制三)意识性与反射性调节除了速度快,反射性调节似乎不象其它校正那样需要注意的参与Heny(1953) 通过实验对这一问题进行了研究,实验要求被试必须对作用于手柄上的力进行反 应被试(朦住双眼)站着用手推一个连接在机械装置上的手柄,这个机械装置 可以使手柄的位置不断变化实验的设计原理是:如果被试不按住手柄,手柄就 会向前或向后不固定地摆动机械与手柄间安置一根弹簧,这样被试可以随时调 节力量,将手柄保持在固定的位置Heny 设计了三种条件第一种,要求被试在手柄位置不断变化的情况下, 保持施加在手柄上的压力不变,即当手柄反弹向被试时,被试的正确反应是放松, 这样才能保持压力不变第二种情境,要求被试在压力不断变化的情况下,尽量 通过手柄来补偿压力的变化,从而使手柄保持在一个固定不变的位置第三种情 境主要用于评价被试对变化的意识性知觉,要求被试尽量保持手臂的稳定性(施 力手),当仪器发出的压力发生变化时,用另只手报告出变化。

在测验过程中, 不同阶段的压力变化是不同的,这样Heny可以获得要达到意识性知觉变化所需 的变化量结果发现,引起警觉所需的力量阈值显著受到被试的操作方式的影响当要 求被试报告出觉察到力量变化时,需要 0.559dyne 的力(第三种);而当要求被 试保持压力不变时,变化的力只需0.296dyne即可成功觉察,并且可以通过肌肉 系统进行相应的调节反应,显然,被试意识到的压力变化的阈值要大得多;但更 意外的是,在控制手柄不动的过程中,被试可以对0.029dyne的力量变化进行反 应调节因此,在保持手柄位置不随系统而变化方面,运动系统的觉察能力要比 意识到力量变化强得多在保持压力不变的条件下,尤其是在保持位置不变的条 件下,运动系统对力量变化的阈值要比意识性反应要小得多显然,这些调节是 在无意识条件下进行的Heny(1953)的研究揭示了运动控制的两个重要特点:第一,人体对突然发生 动作变化的修正要远比我们先前估计的 200ms 要快,校正的延迟时间可短至 30-80ms,说明某些校正动作并不需要经过信息加工,因为加工过程消时远比这 长第二,在人体对保持姿势和保持压力的调节方面,被试能够对我们意识不到 的很小的变化进行调节反应,并且从数据可以看出,这些反应过程并没有经历依 次的信息加工,说明这些校正方式主要是通过反射机制完成的,而不涉及到信息 的加工过程。

第二题作业:动作技能控制的理论动作技能的控制理论有很多,其中最有影响力的有两种理论一) 动作程序理论 这一理论强调中心控制,其核心是动作程序,它是一种以记忆为基础的结构,控制并协 调运动很多其它一些理论观点都可从不同层面通过动作程序进行解释1、施密特的一般动作程序 一般动作程序控制的是一类动作,而不是一种特定运动或序列一类动作具有共同而独 特的特征,即固有特征,它们是一般动作程序的“标记”,构成了记忆储存的基础这些运 动相关特征在动作变化时保持不变执行者为了能够产生与操作情景要求相适应的特定动 作,必须从记忆中提取适宜的程序,再附加特定的运动参数动作程序:一种记忆表征,储存着完成动作所需要的信息 一般动作程序:具有一般固有特征的一类动作的记忆表征,控制这类动作的操作 固有特征:限定一般动作程序的一类独特的特征,不随所要完成动作的变化而变化 参数:随技能操作的变化而改变的一般动作程序的特征;执行者为适应环境的特殊要求, 必须在一般动作程序中加入这些参数2、施密特的图式理论 施密特的图式理论是关于一般动作程序怎样执行以控制协调运动的一种解释理论图式 是指一种或一套规则,为做决定提供了基础它的形成过程是,从相关经验中提取重要的信 息片段,并将其组成一类规则。

图式(Schena): —套为制定决策提供基础的规则在施密 特的图式理论中,由抽象的表征规则来管理运动施密特应用“动作图式”这个概念说明技能学习和控制过程中的两个控制成分(这两个 成分的特征都以抽象的规则为基础):第一是一般动作程序,正如前边说的,是用来控制各 类动作基本特征的控制机制,如投掷、踢、走和跑;第二个部分是动作反应图式,它的作用 是提供在特定情景下管理动作的特定规则,也就是说,动作反应图式为一般动作程序提供参 数图式理论为人们如何很好地适应新情景提供了一种可能的解释人们可以成功地完成一 项以前从未操作过的技能二) 动力模式理论 与以动作程序为基础的动作控制理论明显不同的是动力模式理论这种理论观点的基础 是多学科性的,涉及物理学、生物学、化学及数学这种理论,将人类的运动控制当作一种 复杂的系统,其行为方式与那些复杂生物或物理的系统相似作为一种复杂的系统,人类动 作控制是从非线性的动力学观点的角度来理解的这就意味着,行为在时间上的改变不是持 续的、线性的过程,而是突然发生变化的1、 运动行为中的非线性变化凯尔索(Kelso)及其同事们的一系列实验为研究运动的科学家们指出,在人类协调运动 中,变量水平的改变可以导致非线性的行为改变。

在下图,说明这些实验中所使用的任务 被试以特定速度异相位(有时称为反相位)移动他们的右和左食指这意味着,右指和左指的 肌肉群同时以相反的 方式来控制动作:当 右指向右动时,左指 向左动定量地讲, 每个手指与其相对手 指在整个运动周期中 始终相差 180 度被 试按实验者控制的节 拍器给出的速度,逐 渐加快他们手指的运 动速度结果显示, 在某一特定速度时, 手指自发地移动到一种同相位协调的状态,两个手指同时做同一方向运动(即两者在0度或 360度做同相位运动)从稳定的异相位向同相位状态的过渡期间,发生了到同相位协调状态的转变,正如你在 右图中所看到的一样,这种过渡是异相位和同相位手指运动都存在的混合时期在较低的速 度时,只有异相位运动;在较快的速度时,只有同相位运动发生这样,运动速度的线性增 加,导致运动基本模式的非线性变化动力模式理论:描述和解释协调运动控制的一种方法,强调了环境信息的作用以及躯干、 肢体的动态特征,也称为动力系统理论非线性行为:对某种特定变量值稳定的线性增加所产生的一种突然的行为反应的非线性 变化(例如,以一定量增加水管中的水流速度,水就会由平稳的流动变成湍流;以一定量增 加速度,步态就会由走变成跑。

从协调模式的观点看,这些实验证明在某一特定的变量变化时,不同的协调模式可以自 发地转变在凯尔索实验所应用的手指运动任务实例中,异相位和同相位手指运动间的关系 就是稳定的协调模式这些实验的重要性在于,他们做了初始的关于协调运动转变的探索, 而没有用某种机制,如动作程序来说明这种转变有规律的增加或减少某一变量,可以引起协调模式自发转变,速度的增加即可实现从走 到跑的协调模式的转变 学习一种新技能,内在协调动作结构可能会使动作在开始时不协调,但随着练习的持续,个 体就会形成新的协调结构,从而可以顺利完成技能例如,当发球时,一阵风使球偏离了它 的预计路径,网球运动员就会很快很容易地调整动作,以便成功地发球同样,如果一个人 在慢跑,前面遇到一个障碍物,其会迅速且轻松地调整步态模式,以越过障碍,并且基本保 持慢跑的协调模式第三题作业:谈谈动作技能的反馈运动技能学习的结果,受诸多因素的影响,包括个人的运动能力、技能的难易度、学习 动机、反馈信息的有无等其中,反馈信息在运动技能学习中扮演着相当重要的角色,它能 提供有关表现的信息,可以修正错误,并且能引起继续追求达到表现目标的动机而且,追 加反馈信息会影响运动技能进步的速度和学习者最后到达的表现程度。

一) KP频率与运动技能学习绩效给学习者提供其自己动作图式的信息来进行反馈称作绩效反馈绩效反馈的形式多种多 样,其范围可以从教练或老师对操作的不经意的评论到由计算机模拟器产生的复杂反馈,传 递给进行计算机辅助教学的学习者,比较常用的方式的录像反馈、运动学反馈、生物学 反馈、运动学反馈和动力学反馈等通过以上研究基本可以肯定,不同频率的KP信息对运动技能的学习存在不同程度的促进 作用,但并非提供较低频率的KP信息就有较佳的学习效果对不同的项目而言,相同的KP 可能有不同的影响,因此,绝对地谈论某一频率的KP对运动技能的学习最有效可能是不全面 的二) KR时间点与运动技能学习绩效延迟KR的研究涉及到三个时间间隔:KR延迟间隔,是指操作完成到提供KR的时间 间隔)、KR后间隔,是指提供KR到下一次操作开始的时间间隔和试间间隔,是指前后两次 测试或练习之间的时间间隔如图4 所示给予KR KR delay Post KR delay >Inter trial interval第N次练习 一一 第N+1次练习图4: KR时间点各时间间隔示意图运动技能学习 中,延迟KR的研究曾。

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