运动领域中选择性注意的研究范式

运动领域中选择性注意的研究范式
张雷;闫苍松
【摘要】运动中的选择性注意是运动主体心理活动指向各种与动作技术完成相关的刺激,并对其做出选择应答的一种意识调节状态.运用文献资料法通过归纳总结,综述了关于选择性注意的研究范式及方法,以探讨在运动领域如何对选择性注意采用多方法结合进行研究.
【期刊名称】《吉林体育学院学报》
【年(卷),期】2011(027)003
【总页数】3页(P123-125)
【关键词】运动学;选择性注意;范式;方法
【作者】张雷;闫苍松
【作者单位】大连大学,体育学院,辽宁大连116622;大连大学,体育学院,辽宁大连116622
【正文语种】中文
【中图分类】G804.8
视觉注意作为竞技比赛的早期心理准备状态，对比赛结果起关键性作用，良好的注意品质是运动员有效实施运动技能的关键，它有助于运动员更有效地选择性注意、认知和解释视觉信息，选择那些更有意义的、具有预测性的线索信息，提前对这些线索信息进行加工。

库恩认为，科学是从前科学深化而来。

科学与非科学的区别就在于科学具有范式，而前科学、非科学则没有研究范式[1]。

科学方法作为科学理
论的重要结构，方法范式无疑在从前科学到科学的转化中具有重要的作用。

2.1 空间线索化范式
空间线索化是一种用于研究视觉空间选择性注意的实验范式，最早由Posner提出[2]，基本程序为：先呈现一个简单刺激作为线索，延迟一定的时间后呈现靶刺激。

靶刺激既可能出现在线索化位置(有效线索化)，也可能出现在非线索化位置(无效
线索化)。

一般靶子出现于线索化位置和非线索化位置的概率不同，前者大后者小。

记录被试靶子的反应时和正确率。

典型的实验结果是，当线索呈现到靶子呈现之间的SOA小于300ms时，呈现于线索化位置的靶子的反应时显著快于呈现在非线
索化位置的靶子，二者的反应时之差叫线索化效应。

这种效应反映了空间注意焦点受外在线索指引，而且处于注意焦点的刺激的加工能得到促进作用，反应时加快或正确率提高。

空间线索范式中的线索可分为两种：一种是外周线索，主要用呈现于靶子潜在位置的方框或圆点表示；另一种是中央线索，主要用呈现于屏幕中心的箭头表示，箭头指向靶子可能出现的位置。

两种线索导致的选择性注意有所不同，前者属于外源性注意，后者属于内源性注意。

但二者的差异不局限于此，是很复杂的。

2.2 视觉搜索范式
视觉搜索也是最常用的注意研究范式之一。

该范式有很高的生态效度，其任务要求类似于“在人群中寻找一张面孔”。

其主要特点是在事先不知道目标位置的条件下，在情景中找到目标客体。

该范式的基本程序是：先告诉被试搜索靶子是什么(如一
个红色括弧)，然后呈现由多个客体组成的搜索刺激几秒钟(如3000ms )。

在50%的试验中，搜索刺激中存在靶子；在另50%的试验中，则不存在靶子；有的实验
中80%的搜索刺激中存在靶子，20%不存在，这样可以避免被试进行猜测性按键，但是却有可能造成习惯性定式，总进行是或否的按键。

要求被试在发现靶子时按键作反应，发现靶子不存在时按另一个键作反应。

记录反应时和正确率。

在这种任务
中，可以设置多种自变量，如搜索刺激的项目数，靶子的特性和干扰刺激的特性等。

视觉搜索实验通常有两种实验结果：一种是靶子搜索时间和正确率与项目数无关，这种结果反映了平行搜索机制；另一种结果是随着项目数增多，靶子搜索时间显著增长，正确率下降，反映了系列搜索机制。

出现这两种相反的结果和靶子及干扰刺激的特性有关。

如新异的特殊刺激一半可平行搜索，而复杂的联结特征的搜索则是系列搜索。

这两种搜索反映了注意在其中的不同作用。

通过设置不同的自变量或对实验程序作一定变化，视觉搜索任务可用于研究注意转移、注意定向以及知觉组织、工作记忆等对注意的影响。

2.3 负启动范式
负启动范式是一种用来测量选择性注意中无关信息加工效率指标的实验技术。

这种指标就是负启动效应。

负启动效应是指当先前加工中的干扰刺激在随后的加工中成为目标刺激时，被试对其反应时变长的现象。

负启动效应最早由Dalrymple-Alford等在Stroop色词研究中发现[3]，后来受到Neill等人的重视[4]，并首次
提出了对无关信息命运的关注，在80年代由Tipper等将其推广为用于研究分心
信息抑制机制的一种主要实验技术[5]。

负启动实验一般包含两种刺激显示和两种实验条件。

刺激显示包括启动显示和探测显示，二者相距一定的时间间隔呈现，启动显示和探测显示中一般都需要有两个刺激，一个目标刺激和一个干扰刺激。

实验条件包括控制条件和负启动条件，控制条件下启动显示中的目标和干扰刺激与探测显示中的目标和干扰刺激无关；而在负启动条件下，启动显示中的干扰刺激成为探测显示中的目标刺激，由于启动中被忽视的刺激在探测中重复出现，这种条件也常被称作忽视重复条件。

典型的实验结果是，被试对忽视重复条件下的反应时长于控制条件的反应时，二者的反应时之差就是负启动效应。

2.4 运动中专家与新手的差异研究范式
专家—新手比较法是研究专家系统的一种最基本的研究方法范式。

典型的专家—
新手范式是将某一领域里一个或多个专家在某行为样本或心理特质上的表现与该领域的新手表现进行比较，从而得出有关研究结论。

这一模式的基本假设是专家在技能和行为表现上的优势源于其心理上的优势，专家具有而新手不具有的特征是解释他们之所以优秀的原因。

探索决定运动员优异表现的心理特征是运动心理学家孜孜以求的目标。

专家—新手范式是运动心理学研究中，应用最为广泛的研究范式之一，应用于认知、人格、运动学习等众多领域[6]。

运动专家表现是“长时期一贯的优异运动表现”[7]，是一种熟练的运动操作形式，是对某一运动长期体验、运动技能逐步提高的最终结果，可以认为运动专家表现是运动技能学习最高形式的表现。

运动中专家表现的研究最早可追溯到1942年，研究不仅致力于了解和解释专家表现的获得，还探讨并设计一些训练程序试图缩短专家表现的获得过程。

对于前者，学者们经常采用专家—新手范式进行研究，从心
理特征的角度进行“硬件”或“软件”的单因素分析，将专家具有而新手不具有的心理特征作为专家表现获得的原因。

“硬件”研究比较专家和新手视觉系统机械特点和光学特点的物理性差异，指标包括视觉灵敏度，深度知觉，外周视野，视觉反应时，视觉校正时，神经传导时和同时—预期时等；“软件”研究则比较专家和
新手在一定的视觉系统物理条件下进行信息加工的差异。

研究对象包括运动员、教练员和裁判员。

研究项目涉及到羽毛球、棒球等26个运动项目。

研究手段丰富，包括口头报告，回忆，再认，信号检测，电影掩蔽，心理测时法及眼动重合技术[8]。

研究表明，专家运动员有关运动知识(陈述性知识和程序性知识)、认识、回忆，运动的或有结构性的比赛信息，以及处理信息的速度都优于新手运动员，静止的和动态的视敏度、深度知觉、立体知觉、外周视觉范围等物理性硬件指标无法区分专家和新手的差异，而信息加工策略方面的软件指标可以区分专家和新手的差异。

2.5 双听法及视觉模拟方法
早期的选择性注意研究中，Cherry和Moray在实验室条件下运用双耳听音的方法来研究社会集市中所出现的“鸡尾酒会现象”[9]。

在实验中，受试同时接受到来
自双耳的信息，并且必须复述出其中一只耳所呈现的信息(复述被假设会引起受试
对追随耳侧的信息进行选择性注意)。

研究者通过测量被试对非追随耳的信息的报告，来衡量追随耳的信息被选择性注意的程度。

结果表明，被试明显能对追随耳侧的信息进行选择，而对非追随耳侧的信息进行忽略，除了信息的一些特殊物理特征(如男女声或高频音的插入)能被注意到以外，被试对非追随耳侧的信息几乎不能报告。

这一方法的理论假设是引起被试注意优先分配的信息能够被重复。

因此，通过这一方法，既能研究选择性注意的范围，还能研究另一个耳朵的信息加工数量和性质。

研究表明，被试仅仅加工了一点没有跟踪的信息，这说明被试能够优先选择加工与当前任务有关的信息，同时也表明，在一般条件下，不同声音的频率特征能够使选择性注意从一种信息指向另一种信息。

在比赛中，运动员面临众多的视觉信息竞争。

因此，从应用角度来看，视觉选择方法比听觉选择方法更符合实际运动情境。

有研究者[10]采用屏幕上呈现视觉信息竞争的方法对被试的选择性注意进行了研究，实验要求被试优先注意三人传、接球，同时插入了双手相接的干扰信息。

2.6 事件相关电位(ERP)研究方法
事件相关电位(Event-Related Potentials)，也叫诱发电位，是指给感觉系统或脑
的某一部位施加或撤消特定的刺激时，在脑区引起的的电位变化[11]。

这种电位变化是由刺激事件引起脑电真实的实时波形，时间分辨率可达到毫秒级。

由于其时间分辨率很高，便于与认知行为实验的反应时相结合进行认知过程研究，在实时性揭示心理活动的时间进程方面具有突出的优势，被誉为“观察脑功能的窗口”。

ERP 技术在选择性注意脑机制的研究中发挥突出的作用。

ERP最重要的两个特性就是波形恒定和潜伏期恒定。

只要是同样的刺激作用于感
官，那么每次作用产生的ERP在波形和潜伏期上都是一样的。

这样就可以把由同样刺激诱发的多个ERP进行相加。

由于作为ERP背景的EEG波形与实验刺激无固定关系，所以多次相加之后有相当一部分会相互抵消，只能按随机噪音方式加和；而每个ERP在波幅和时相上都是相同的，所以相加之后总波幅会随相加次数成比例地增大，而基本波形保持不变。

也就是说，如果刺激次数为n，那么叠加n次之后ERP的波幅增大n倍，而EEG只增大根号n倍。

如果叠加前ERP的波幅是EEG的1/3，那么叠加100次之后，ERP增大100倍，而EEG只增大10倍，叠加后的信噪比就变成3.3∶1。

这样，ERP就从自发电位的背景中突显出来了。

把ERP波形叠加出来后通常还要除以叠加的次数进行平均，把波形参数还原为一次刺激引发的单个ERP的数值。

平均之后的波形就是特定实验条件下大脑产生的ERP。

根据上述原理，可以简要概括出ERP叠加的基本程序，首先要求被试多次重复进行相同条件下的实验，然后提取出伴随着每个刺激出现的EEG波段，并根据刺激呈现时刻将其排列起来，接着再把EEG成分简单相加形成一个总的波，最后对总波形进行平均得到ERP。

ERP叠加的结果是得到一个平均的ERP波形图，表示随着时间的变化电位所发生的相应变化。

ERP波形中的一个波就叫做一个ERP成分。

成分是ERP研究中一个非常重要的概念，是ERP实验的主要考察对象。

每种成分都反映了一定脑区的神经活动，在不同实验条件下可以观察到许多不同的成分。

某种成分在头皮的分布与该成分脑机制的解剖学定位有关，因此可通过某种成分在头皮上的分布粗略地估计与该成分相关的认知过程的皮层定位。

根据波动方向，ERP成分可分为正波和负波。

在描绘波形图时按传统，一般负波在轴线上方，正波在下方。

每种成分一般都以正负两极(P,N)和该波在波形中的位置或该波出现的时间命名。

2.7 运动领域中的眼动研究方法
运动心理学是心理学的一个分支，它主要研究体育运动中心理活动的规律。

20世
纪70年代以来，运动心理学的研究不断发展，特别是在研究手段上越来越先进。

眼动仪在运动心理学研究中的广泛应用就具体体现了这一趋势。

在许多团体体育项目中，都存在着瞬息变化的比赛局面，这就要求运动员能够迅速地搜寻到有用的视觉信息，同时做出相应的动作反应。

许多研究发现，专家运动员比新手运动员的视觉搜索策略更恰当和更有效率。

视觉搜索策略是指在搜索相关的信息时眼睛的移动方式。

运动员在比赛中的视觉搜索及注视情况，可以通过眼动仪来进行研究。

运动心理学领域眼动研究的繁荣时期即将来临。

随着眼动记录技术与计算机技术的完美结合，加之其它相关技术的飞速发展，眼动仪的造价已经大幅度下降，这为运动心理学眼动研究的广泛开展提供了可能性。

眼动仪的性能也有很大的改善，如眼动数据记录精度和速度较之以前已经有了较大的提高。

传统的关于运动领域选择性注意的研究方法虽然取得了很多成果，也存在一些不足，多以注意在体育活动中的作用和注意机制为主。

很长时间内，运动心理学对注意能力特征的研究，主要集中在运动员注意的集中性维度上，研究方法以思辨、量表的回顾性调查和简单试验测量为主，缺少对选择性注意能力鲜活、互动特征较为真实反映的测量工具。

大多数研究成果都是从对从事封闭式技能的运动员调查中所获得，缺乏在具体运动场景中更接近于生态学效度的研究成果。

随着科学技术的快速发展，眼动方法与ERP方法相结合的途径有效的改善了以上
不足，不仅可以从行为反应与神经生理两个角度上揭示研究问题的实质，对同一问题的研究结果进行相互的佐证，更可以从中发现新问题，使研究问题的深度和广度能够得到进一步的拓展，在很大程度上提高了生态学效度。

所以说眼动方法与ERP方法的结合为运动过程中选择性注意的即时加工研究提供了理想的方法和手段。

【相关文献】
[1] Tipper S P.Selective attention and priming: Inhibitory and facilitatory effects of ignored primes[J].Quarterly Journal of Experimental Psychology,2005,37A：591-611.
[2] 马特维也夫.体育理论与方法[M].北京：北京体育大学出版社，1994：125-158.
[3] Luck S J,Fan S,Hillyard S A.Attention-related modulation of sensory-evoked brain activity in a visual search task[J].Journal of Cognitive Neuroscience,2003,5：188-195. [4] Dalrymple-Alford E C,Budayr B.Examination of some aspects of the stroop color-word test[J].Perceptual & Motor Skills,2005,23：1211-1214.
[5] Neill W T.Inhibitory and facilitatory processes in selective attention Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance,2003,3,444-450.
[6] 邱仁宗.科学方法和科学动力学—现代科学哲学概述[M].上海:知识出版社，1984：113-149.
[7] Starkes J.L，&Ericsson，K.A E xpert Performance in Sports: Advances in Research on Sport Expertise[M].Human Kinetics，2002，21：537-569.
[8] 张力为，毛志雄.运动心理学[M].上海：华东师范大学出版社，2003：194-206.
[9] Neisser U,Becklen R.Selective looking: Attending to visually specified
events[J].Cognitive Psychology,2004，7:480-494.
[10] 魏景汉，罗跃嘉.认知事件相关脑电位教程[M].北京:经济日报出版社，2002：8-26.
[11] Williams A M,Davids K,Bvurwitz L,et al.Visual search and sports
performance[J]．Australian Journal of Science and Medicine in Sport,2003,22:55-56.。