基于動態系統理論的個體動作發展研究

動態系統理論是20世紀80年代初，由 Peter Kugler，Scott Kelso和Michael Turvey三位研究者在哲學、生物學、工程學、非平衡力學以及生態學的原理基礎上[1]發展起來的一種嶄新的動作發展研究理論。該理論包括動力系統理論和生態學原理。

動力系統作為探討動作發生原因的理論，它把人類的動作控制當作一種復雜的系統，其行為方式與復雜的生物系統與物理系統相似。作為一種復雜的系統，動力系統理論注重探討隨著時間的演進，以及在相關因素的影響之下，系統是如何由原來的狀態改變到另外一個狀態的[2]。

Gibson（1966）依據生態學原理提出“直接知覺”和“環境賦使”的觀點。他認為在知覺前，個體可以不需要經過“感覺”過程，只要主動擷取環境中的訊息便能覺知身體與環境之間的關系。環境賦使是環境提供給個體行動的機會，覺知“環境賦使”須仰賴個體去探察本身的控制能力與環境所提供機會之間的關系；個體覺知環境可供行動的訊息，是以本身身體有關的單位做為測量標準（如：手長、眼睛高等）。因此，相同的環境雖然給予個體相同的資源，但環境中事物所提供的環境賦使，在動作的形成上則因個體條件的不同有所不同[2]。

一、踢毽子運動的動態系統分析

踢毽子是深受學生喜愛的傳統民間體育活動之一，也是體育教學在不同階段的主要練習內容。它是個體在一定環境下經過不斷的學習，肢體動作從開環系統向閉環系統轉化的一項運動系統。從動力系統分析，該系統主要在控制下肢關節的同時完成各種踢的閉環性動作技能，涉及到擺動腿髖膝關節的屈、伸、旋內、旋外等作用肌，以及踝關節內翻的作用肌等。從生態學原理分析，該系統的形成過程中受物理和信息兩種因素的限制；物理限制包括結構性或功能性兩種限制，其中各個關節自由度的控制以及如何控制力量的大小，屬于結構性物理限制；功能性物理限制是個體反應和知覺等能力支持動作表現的過程，如在幼兒階段擺動腿不能快速的形成攔截毽子的動作。信息限制是經過系統傳導的各種能量，幫助個體在動態環境中形成的必要動作反應以及支持動作的協調，包括對毽子在空間不同運動軌跡信息的處理，以及身體觸碰毽子時本體感覺的信息限制。

基于動態系統理論分析個體踢毽子動作技能發展，不僅可以為深入了解不同動作發展理論觀點，為拓寬教師教學理念提供思路，同時也可以從不同角度探查個體動作技能形成的本質過程，為探討學生在不同階段的動作學習基礎以及動作學習的方向提供了基礎。踢毽子屬于操作性技能，本文依據動態系統理論觀點，以及個體在不同年齡階段表現出的動作形態特點，以連續踢兩次為標準，確定兩次以下為開環系統，兩次以上為閉環系統。

二、踢毽子動力系統分析

動力系統理論認為在動作學習中，個體要想學習并操作一項復雜的運動技能，其動作控制系統就必須要解決組成該系統各個元素的自由度問題，例如僵硬的肌肉和關節。

踢毽子（僅對擺動腿分析）是一個由髖、膝、踝關節組成的復雜、多層次的運動環節系統，擺動腿對毽子的控制需要髖、膝、踝三個關節的相互協調。為了熟練地控制毽子的飛行軌跡，個體在不同年齡階段和不同環境條件的約束下，形成了相對穩定的動作形態，以達到很好的控制這三個關節的自由度。例如：為了達到對毽子的控制（連續踢毽子），個體在幼兒階段采用“鎖住”膝關節和踝關節的策略進行動作探索，這個策略使擺動腿像棍子一樣僵硬，并逐步形成了“蹦踢”動作的雛形。隨著個體不斷練習，“凍結”的僵硬關節開始變的靈活，一個流暢的環節運動逐漸形成，從6歲開始個體可以依據毽子在空中飛行的過程中釋放出的不同信息，擺動腿的各個肌肉和關節通過自我組織的方式形成了以盤踢為主的動作模式。Berstein認為，個體動作模式靈活性的增加，就必定意味著需要個體直接變量數的減少[3]。在踢毽子過程中，變量的減少實質是個體將下肢存在一定功能性聯系的肌肉群及相關關節組合成適合一定條件下的協調結構，如3～6歲階段的蹦踢。

以上分析得出，在動作學習過程中，個體不同年齡階段的動作表現受肌肉群和關節的自由度限制，教師只有了解不同自由度限制下表現出來的不同形態，以及這種狀態下的肌肉和關節自由度特點，才能很好的、有針對性的進行教學設計，以幫助學生從一種狀態改變為另一種狀態。

三、踢毽子生態學理論分析

生態學理論強調背景性因素或實際情境對有機體的影響，他們認為因自我或物體移動所產生的周邊知覺陣列能量的改變，是提供給人類行為直接知覺的信息，并且用它來調控行動[4]。“知覺-動作”的聯結作為研究開放性技能協調表現的重要因素，在它們相互作用的過程中，知覺部分負責發現并應用環境中重要的固有信息，動作部分負責動作控制特征的安排和調整，從而使個體達到行為目標。其中，影響踢毽子動作協調的兩種最重要因素是信息的恒定性和環境賦使。

1.信息恒定性對動作形成的影響

恒定性模式是指知覺和行為之間的直接信息不需經過轉換、計算和黑盒子的過程，直接經信息而產生動作；動作影響并改變所知覺到的信息，而知覺就是對這些恒定模式的直接拾取[5]。Gibson認為人們通過主動碰觸后所獲得的復雜信息，也就是動態的本體感覺信息，是最有用的信息。在操作性技能中，動態性碰觸后所獲得的信息可能比視覺信息更具連續性與基礎性[2]。動作會產生信息，而信息會進一步促進動作變化，從而使知覺與動作之間形成了一種循環關系。

分析1 運動方向的判斷

直接知覺理論認為環境光陣中的信息對人的活動起到導航的作用，因為環境光陣至少提供了運動方向的信息。在踢毽子運動中，毽子飛行的軌跡確定個體觸碰時所需的方向。不管是熟練和不熟練者，當毽子的飛行軌跡發生改變的時候，個體會隨著毽子位置的變化，采用前后、左右或旋轉方式進行方向上的判斷，然后用力伸展下肢或改變姿態控制毽子。這就說明毽子在飛行過程中產生的信息可以引導練習者的運動方向，例如：對于踢毽子不熟練的個體，由于其自控能力不足，也會隨著毽子的飛行軌跡，在四處“飛奔”的過程中不斷調整自己的動作。這些動作往往是比較突然，并非屬于自主計劃下產生的動作。同樣，熟練的個體在處理這種現象時，他們隨著毽子飛行路線做出更加合理的動作來調整毽子在空中的飛行軌跡。例如，個體用蹦踢的方式調整遠離身體的毽子，使動作形態恢復到盤踢上。

Gibson認為：知覺是有機體行為與環境的雙向聯結。知覺引導行為，行為于是被結構化使知覺以一種生產性的方式向環境施加壓力[4]。所以，不管是熟練者還是不熟練者，他們都能夠在處理毽子提供的信息互動中，隨著毽子的飛行路線，及時地、不加考慮地做出相應的動作反應。這就提示我們，教師在教學過程中，可以通過改變練習環境和任務豐富個體的練習經驗，以促進技能的提高。

分析2 踢毽子時間的判斷

人體運動的多數動作不會憑空發生。Bootsma指出，在特定環境中的協調動作須滿足在適當的時間接觸到物體，才能形成知覺與行動行為。而人對碰撞知覺的直接性是物體輪廓擴大的速率讓人意識到碰撞發生的緊急性[5]。踢毽子是肢體對毽子進行操控的動作系統，分析該動作系統協調的最佳時機是個體觸碰毽子的瞬間所產生的動作。當毽子在空中自上而下飛行時，毽子會在眼睛里產生一個逐漸變大的網膜視像，當這個視像大到一定程度時，就會引發個體操作（踢）的動作。Gibson提出人類可以將知覺到的恒定行為作為行動的信息[2]。毽子一旦在空中開始飛行，其飛行軌跡作為該運動的恒定信息，它是引發個體產生肢體動作的基本因素。從個體踢毽子動作技能形成的過程中可以得出，無論是初學階段的開放性技能，還是達到熟練時期的封閉性技能，個體都能在毽子下落到一定程度后，不經過信息轉換，就能瞬間做出最適合當時環境條件的蹦踢、彈踢、盤踢、拐踢、連續的盤踢或拐踢等動作。這些動作會隨著練習時間的增加，以及熟練度的提高逐漸形成技能；同時，當同一個信息出現的時候個體可以選擇多種動作來控制毽子，從而形成不同的踢毽子動作技術，如盤踢、拐踢的交替使用。

通過以上分析得出，在協調中表現出來的各種蹦踢、盤踢和拐踢等動作，個體不是通過模仿獲得的，而是在處理毽子飛行過程中的自組織行為；評價踢毽子不同階段身體協調的最佳時間是肢體接觸毽子的瞬間。這些就為教師選擇教學策略和實施教學評價提供了依據。

2.環境賦使下的踢毽子技能形成

Gibson認為環境賦使是個體因環境中物體的形狀、大小等不同的信息及物體的表面配置，產生直接知覺，引起個體與環境之間交互作用所形成的特定行為。

在踢毽子活動中，毽子本身只是一個物質，它不會有知覺，也不會有任何活動、時間或行動產生。環境賦使是對毽子直接察覺后，個體以其自身的獨特性與學習環境互動，通過對毽子和周邊環境之間的辨認，從而決定“毽子是什么”或“自己會做什么”的情境活動，最后，直覺到毽子可以“踢”和“擲”的功能。環境賦使是個體對環境中事物的信息產生的知覺與動作反應，而這些知覺與反應會隨著個體的經驗不同而有所改變。也就是說，在某種環境下，物體的使用功能會因人的認識及其能力的不同而有不同的定義。“擲毽子”、直腿踢（蹦踢）和屈腿踢（盤踢和拐踢）就是很好的證明，個體在不斷的熟練過程中會根據環境的變化，合理的利用肢體各關節的功能來選擇“擲”、直腿踢，還是屈腿踢。

從以上分析得到：個體在踢毽子學習過程中，肢體動作的表現形式主要是受個體的認識、能力，以及毽子在空中與身體所處的高低和遠近的位置信息而決定，但同樣也受個體自身能力的影響。所以，在體育教學中教師可以通過改變運動環境，激發學生的認知，以促進動作技能的形成。

四、結論

1.關節自由度的發展是了解個體動作表現的重要依據

在踢毽子的過程中，關節的自由度對于動作形成會有許多的限XF3GdZz9M4o94S89zspZkg==制。由于盤踢、蹦踢和拐踢等是構成踢毽子運動的幾種基本技術動作，觀察分析個體在不同階段踢毽子的動作型態特點，即關注不同年齡階段各個關節自由度的表現是了解個體動作發展的基礎，這就為學習者制定不同階段的合理動作學習教學計劃打下了基礎。

2.恒定信息是形成運動動作和方向的主要因素

毽子在空中的飛行位置是踢毽子活動的恒定信息。對于練習者來說，不管其踢毽子的動作技能是否熟練和協調，他們在不同階段學習過程中表現出來的動作形式和運動方向，都取決于個體自我認識，以及毽子所賦使的信息，從而激發和形成了蹦踢、拐踢和盤踢等動作形式，以及行進間、原地和轉圈的運動方向。所以，教師可以通過不斷的改變運動條件，在提高學生處理信息能力的基礎上，逐步形成動作技能。

參考文獻：

[1]Greg Payne，耿培新，梁國立.人類動作發展概論[M].北京：人民教育出版社，2008，9.

[2]Keith Davids，Chris Buttons，Simon Bennett.Dynamics of Skill Acquisition：A

Constrainta-Led Approach[M]. Printed in the United States of America，2008.

[3]Richard A.Magill著，張忠秋等譯.運動技能學習與控制[M].北京：中國輕工業出版社，2006.

[4]秦曉利.生態心理學[M].上海：上海教育出版社，2006，12.

[5]劉有德.運動技能學習[M].臺北：禾楓書局有限公司，2010.9

（本文系：中國教育協會體育與衛生分會“十二五”規劃重點課題，從發展的視角構建動作技能教學內容體系，課題批準號：AZA12006）