运动技能学习与控制课件.ppt

1、任 杰技能（skill）：经过练习而获得的完成某种任务的动作方式或心智活动方式。运动技能（motor skill）:有特定操作目标，涉及自主身体或肢体运动的技能。动作（action）:由身体/肢体运动产生的指向目标的运动。运动（movement）:构成动作或运动技能的肢体或肢体联合的行为特征。l成功的可能性最大，准确性高l体能和心理能力的消耗最少l时间最短 l姿势成份为动作提供支持平台。l身体的移动成份是身体和肢体移动到动作位置。l操作成份产生动作。l连续性技能和非连续性技能l开放式技能和闭锁式技能l大肌肉群运动技能和小肌肉群运动技能区分:连续性技能和非连续性技能区分:开放式技能 和闭锁式技能

2、区分:大肌肉群运动技能和小肌肉群运动技能l简单反应时l辨别反应时l选择反应时1、一维动作目标的误差93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107x1 x5 x3 x2 x4lConstant Error (CE): CE=（xi-T）/nlVariable Error (VE): VE=(（xi-M）/n) -2lTotal Variability (E): E2=VE2+CE2lAbsolute Error (AE): AE=|xi-T|/nlAbsolute Constant Error (|CE|): |CE |xyRMSEl位移

3、l速度l加速度l角度变化l力量（F，牛顿）l力矩例如l两关节（肢体）间的协调l多关节（肢体）间的协调l两人间的协调l多人间的协调l动作协调性第一天第三天第二天第四天1、基本过程输入人输出l刺激辨别阶段l应答选择阶段l应答编程阶段输入输入刺激辨别刺激辨别应答编程应答编程应答选择应答选择输出输出概念模型特 点刺激辨认阶段应答选择阶段应答编程阶段阶段的作用不同S-R的数量效应加工类型注意需求检测、辨别信号最小平行无选择应答动作大平行和系列有时组织发动动作无系列有l反应时（反应时（reaction time, RT）短跑起跑短跑起跑 乒乓球接发球l刺激刺激应答变化的数量应答变化的数量l刺激刺激应答相容

4、性应答相容性l练习的数量练习的数量 l预测预测预测的好处预测的好处预测的开销预测的开销预测的策略预测的策略 (ms)l应激和激活是指由压力所引起的兴奋或激动水平。l倒“U”曲线低 唤醒水平 高运动成绩l倒“U”原则：提高激活会提高绩效，但只到某个水平。激活水平再提高就会降低绩效。需要高难度的决策和很好的运动控制的任务，它的最佳激活水平较低。很少需要决策制订或粗略的运动技能的最佳激活水平相对较高。某些人比其他人更容易被激活。不相关刺激 相关刺激 不相关刺激 A 注意过宽B 理想注意C 注意过窄l注意：信息加工容量的局限l任务间何时会发生互相干扰？刺激鉴别：平行的信息加工应答选择：自动的和受控制的

5、加工 应答编程：动作的系列化组织l中心资源容量理论（central-resource theories） 人们完成各种活动时所需要的注意资源都源于同一个中心源。l多重资源理论（multiple-resource theories）任务A 任务B刺激辨别 应答选择 应答编程S1S2100 msS1S2S1S2l心理不应期：心理不应期：对非常接近的两个刺激的第二个刺激的应答中的延迟现象被称为心理不应期（PRP），这是理解人类绩效中的一个重要现象。 0 100 200 300400300200100l外部感觉视觉听觉触觉l内部感觉本体感觉运动感觉目标输入比较器效 应 器系统执行系统反馈误差输出刺激辨

6、别应答选择应答编程参照比较器误差反馈肌肉感觉运动感觉环境感觉运动程序脊髓肌肉动作环境l长时间的、连续的任务l短时的、非连续的任务l动作技能的反射控制模型M1应答：M2应答：反应激发：反应时应答：30-50ms50-80ms80-120ms120-180ms刺激鉴别应答选择应答编程运动程序脊髓肌肉动作环境参照比较器误差M2M1l视觉的两个系统中央视觉（central vision, foveal or focal vision）外周视觉 (peripheral vision, ambient vision)特点中央视觉外周视觉视野定位觉察低照明效应一般解决的问题中央有意识损害这是什么？(What

7、)中央和外周无意识无它在哪里？(Where)刺激辨别应答选择应答编程参照比较器误差反馈肌肉感觉运动感觉环境感觉中央视觉外周视觉外周视觉与中央视觉运动程序脊髓肌肉动作环境l视觉优势（Visual Dominance）l视觉捕获（Visual Capture）l光流（视觉流，optical flow）碰触时间（Time to Capture）平衡控制（Balance）optical flow眼球移動目標固定目標l视觉和手动瞄准 (vision and manual aiming tasks)l视觉和抓握动作(vision and prehension)l视觉和书写(vision and handw

8、riting)l视觉和移动(vision and locomotion)： l视觉和从高出落下(vision and jumping from heights) l视觉和抓住动作(vision and catching)l视觉和击打运动着的物体 (vision and batting in baseball and table tennis)视觉信息在手臂动作控制中的作用l本体感觉和动作控制l本体感觉（proprioception）l传入神经阻滞（deafferentation）动物手术：切断神经传导神经疾患者神经阻断技术：捆扎肌腱振动技术：振动器目标输入比较器效 应 器系统执行系统反馈误差输

9、出效 应 器系统执行系统输出目标输入l反应时和动作复杂程度l传入神经阻滞实验l手臂的机械制动实验刺激辨别应答选择应答编程运动程序脊髓肌肉动作环境输入l动作时间的变化l动作幅度的变化lFitts定律l速度准确性权衡（speed accuracy tradeoff）l三阶段：运达 抓住 操作l人造假肢的锻炼原先平衡被打破，建立新的更为牢固的平衡的非线性变化过程。同样，这一过程也不可逆。l个体差异：是人们在完成某些任务中表现出来的稳定的持久的差异。l能力和技能能力是指个体所具有的遗传的、相对持久的、稳定的特质，存在于各种运动和认知技能之中。技能是对特定任务的精通。l多肢体协调l空间定向l手指灵活性l

10、手与手臂稳定性l视敏度n反应时n移动速度n操作灵活性n机械资质n运动感觉可能有30多种，例如l一般结论任何技能归因于几个基本的运动技能。一个技能下，一些能力起关键的作用，而其他的作用较少。两个不同的技能有不同的潜在的能力类型。两个不同的技能可能又共同的能力。l疑问促进还是限制？是否存在一般运动能力？是否存在运动学习能力？l 预测与选材一、学习和绩效 学习（learning）：由练习或经历而引起的，相对持久的技能绩效的变化。 绩效（performance）：在特定的时间和情境下某项技能的执行水平。绩效n是可以直接观察到的行为n暂时的n可能不是练习的结果n容易受绩效变量的影响学习n是从绩效中推断出

11、来的n相对持久的n是练习的结果n不受绩效变量的影响 学习是练习或经历的结果。 学习是内在的变化。 学习难以直接测量，只能从绩效的改变中加以推测。 学习是相对持久的变化。强调l提高性l一致性l持久性l适应性l绩效曲线图4 4组被试在练习阶段和测试阶段的学习效果-2-101234123456789101112低应激高应激练习阶段 测试阶段RMSE单任务外显学习组双重任务外显学习组单任务内隐学习组双重任务内隐学习组l绩效曲线的四种趋势l练习绩效与学习的不一致夸大或低估学习练习的高原现象l保持测试（retention tests）： 技能练习结束后间隔一段时间，再对技能进行测试。 1 2 3 4 5

12、6 7 8 9 10 10组练习保持测试组合练习随机练习反应时间l迁移测试（transfer tests）： 采用与练习不同的操作技能或者操作环境来测试个体的技能学习效果。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 310组练习3种迁移测试新方法旧方法击中目标的次数l动作协调性第一天第三天第二天第四天l点击进入 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 练习新方法旧方法击中目标的次数l认知阶段（cognitive stage）l联结阶段（associative stage）l自动化阶段（autonomous stage）l最初的阶段l后期阶段l变化的速度练习的幂定律l动作协调性的变化自

13、由度的冻结与解冻协调模式的变化参与肌肉的变化（EMG）l能量消耗的变化l达到运动目标空间目标时间目标l视觉选择注意力的变化l有意注意（无意注意）l发现和改正错误l对感觉反馈的依赖性l初期绩效和后期绩效间的相关练习时段练习时段绩效相关 R以前已经学会的技能，对新技能学习或者在新的环境中操作该技能所产生的影响。l正迁移l负迁移l零迁移l技能学习的先后顺序l指导方法l对训练效果的评价l技能和情景构成的相似性l需求程序的相似性完成两种技能或操作情景所需求的认知过程的相似性。l负迁移发生的情景l负迁移发生的暂时性l发生在两侧肢体间的学习迁移l通过对一侧肢体的训练，使得另一侧肢体的操作技能也得到提高。含义

14、“百闻不如一见”l模型（modeling）l观察学习（observation learning）l新手和熟练者的示范l示范的时机和频率l图像和音频示范l口授与注意 言语线索与视觉的搜索策略 技能的内隐学习和外显学习1、 练习的变异性l练习的变异性（practice variability）：练习者在技能练习过程中体验到的动作特征和背景特征的变化。固定练习法变换练习法 二、 组块练习和随机练习l图式理论认为练习形式变化多的比变化少的产生的学习效果更好。l在学习初始阶段出现操作错误多的练习者比操作错误少的练习者最终的学习效果好。l组块练习（blocked practice）l随机练习（random

15、 practice）l序列练习（serial practice）投篮练习l背景干扰（contextual interference）：文脉、上下文l背景干扰效应的局限性任务特征学习者特征 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10组练习保持测试组合练习随机练习反应时间l过度学习（overlearning）：超过实现特定操作标准所需练习量以外的附加练习。l练习分布集中练习分散练习l略l任务内在反馈（task-intrinsic feedback） 技能操作时个体自然而然获得的感觉信息l追加反馈（augmented feedback） 与技能操作相关的感觉反馈之外的附加信息。反馈任务内在反馈追加反馈视觉听觉本体感觉触觉结果反馈（KR）Knowledge of Results绩效反馈（KP）Knowledge of Performancel激励作用激励练习者更加努力地练习l强化作用对运动结果进行强化l提供信息作用为练习者提供掌握正确动作，修正错误动作的大量信息l依赖效应（阻碍作用）l正确与错误lKR与KPl定性与定量l错误量的大小（带幅）l错误的追加反馈l言语KPl录像l运动学特征l生物反馈l同步反馈l末端反馈l延迟反馈试验1 反馈 试验2 测试间隔(Swinnen et al. 1990)