眼動(dòng)在網(wǎng)球領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)展研究

趙月 徐世龍 王亞瑩（北京體育大學(xué) 北京 100084）

1、引言

早在19世紀(jì)，通過(guò)觀察人的眼球運(yùn)動(dòng)來(lái)研究人的心理活動(dòng)的方法就出現(xiàn)了。20世紀(jì)初開(kāi)始進(jìn)行眼動(dòng)儀的研制，現(xiàn)已在學(xué)術(shù)、醫(yī)學(xué)、工程、消費(fèi)、運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域取得巨大的成就。相比之下眼動(dòng)研究在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域開(kāi)始較晚，通過(guò)眼動(dòng)儀得出的指標(biāo)運(yùn)用運(yùn)動(dòng)心理學(xué)的知識(shí)對(duì)差異存在的原因進(jìn)行分析，能為網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員提供有效訓(xùn)練和教學(xué)的理論依據(jù)。

2、眼動(dòng)在網(wǎng)球領(lǐng)域的科研分析

2.1、眼動(dòng)及眼動(dòng)儀的界定

通過(guò)眼睛我們可以探究很多人類(lèi)的心理活動(dòng)規(guī)律，正常個(gè)體的信息加工很大程度上依賴(lài)視覺(jué)，通過(guò)眼睛過(guò)得的信息約占80%-90%。眼動(dòng)儀作為視線(xiàn)跟蹤技術(shù)的一種產(chǎn)物，就是通過(guò)檢測(cè)并記錄眼睛觀察外界過(guò)程中的一些參數(shù)的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)人眼視線(xiàn)跟蹤的儀器。現(xiàn)代眼動(dòng)儀的結(jié)構(gòu)一般包括四個(gè)系統(tǒng)，即光學(xué)系統(tǒng)，瞳孔中心坐標(biāo)提取系統(tǒng)，視景與瞳孔坐標(biāo)迭加系統(tǒng)和圖像與數(shù)據(jù)的記錄分析系統(tǒng)。

現(xiàn)有不同廠家生產(chǎn)的多種型號(hào)的眼動(dòng)儀，常用EyeLink系列眼動(dòng)儀、ASL系列眼動(dòng)儀，其中EyeLink系列眼動(dòng)儀使用率高達(dá)百分之47.41%。依據(jù)外形的差異大體還是分為三類(lèi)頭部固定式、頭盔式、遙測(cè)式。現(xiàn)在已經(jīng)廣泛用于注意、視知覺(jué)、閱讀、醫(yī)學(xué)、工程、體育等領(lǐng)域的研究如表1所示。眼動(dòng)儀是眼動(dòng)研究的基礎(chǔ)，在網(wǎng)球研究中首先采用眼動(dòng)儀收集實(shí)驗(yàn)所需的眼動(dòng)指標(biāo)。在網(wǎng)球研究中運(yùn)用眼動(dòng)研究，可以很好的發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)觀測(cè)的短板，從而進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練，快捷有效的提高運(yùn)動(dòng)水平。

表1 國(guó)內(nèi)眼動(dòng)研究領(lǐng)域

眼動(dòng)是視覺(jué)搜索必不可少的要素，眼動(dòng)可以反映視覺(jué)信息的選擇模式，對(duì)于揭示認(rèn)知加工的心理機(jī)制具有重要意義，從近年來(lái)發(fā)表的研究報(bào)告看，利用眼動(dòng)儀進(jìn)行心理學(xué)研究常用的興趣區(qū)資料或參數(shù)如表2所示，眼動(dòng)有三種基本方式：注視(fixation)，眼跳(saccades)和追隨運(yùn)動(dòng)(pursuit movement)。

眼動(dòng)指標(biāo)是眼動(dòng)在網(wǎng)球研究中的核心，通過(guò)實(shí)驗(yàn)從網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員得到的眼動(dòng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，從而得出結(jié)論。而現(xiàn)在網(wǎng)球研究中廣泛使用的就是專(zhuān)家-新手范式，就是通過(guò)對(duì)照比較專(zhuān)家與新手眼動(dòng)指標(biāo)的不同，從而得到專(zhuān)家哪些指標(biāo)優(yōu)于新手，從而提高這些方面的訓(xùn)練。根據(jù)研究?jī)?nèi)容以及研究請(qǐng)假的不一樣，眼動(dòng)指標(biāo)的選擇也不一樣，網(wǎng)球中常用的指標(biāo)有注視時(shí)間，注視軌跡，注視次數(shù)，注視頻率，瞳孔大小，總注視點(diǎn)數(shù)量等。

表2 眼動(dòng)指標(biāo)及指標(biāo)含義

2.2、眼動(dòng)在網(wǎng)球研究中的文獻(xiàn)分析

網(wǎng)球是一個(gè)復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程，對(duì)方來(lái)球千變?nèi)f化，相應(yīng)的反應(yīng)動(dòng)作也無(wú)法預(yù)料。影響運(yùn)動(dòng)員比賽的因素包括技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)、心理、體能等，而運(yùn)動(dòng)員的心理因素往往對(duì)競(jìng)賽的勝負(fù)有決定性作用。Kozar和Lord研究認(rèn)為：高水平競(jìng)技比賽的成功10%-20%是由生理因素決定的，80%-90%是由心理因素決定的。20世紀(jì)70、80年代以來(lái)，運(yùn)動(dòng)心理學(xué)的研究不斷發(fā)展，特別是研究手段越來(lái)越先進(jìn)。眼動(dòng)儀在運(yùn)動(dòng)心理學(xué)研究中的廣泛應(yīng)用就具體體現(xiàn)了這個(gè)趨勢(shì)。眼動(dòng)研究已經(jīng)比較普遍，在知網(wǎng)上多達(dá)5846篇，體育類(lèi)的205篇，球類(lèi)69篇，但是在網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)的研究上才9篇。通過(guò)統(tǒng)計(jì)知網(wǎng)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)如表3所示。排球、乒乓球分別占比百分之20以上，羽毛球、籃球、網(wǎng)球分別占比百分之10以上，足球、棒球、壘球最少。眼動(dòng)記錄方法適用于足球，籃球，網(wǎng)球，羽毛球，乒乓球等多項(xiàng)球類(lèi)和其他戶(hù)外運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員。

國(guó)內(nèi)網(wǎng)球眼動(dòng)研究第1篇從2008年開(kāi)始，到現(xiàn)在一共9篇文章，4篇期刊，5篇碩士文章。其中王小春主要是網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員時(shí)空預(yù)測(cè)與ERP的研究；趙用強(qiáng)主要是青少年網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員眼動(dòng)特征研究；黃宏遠(yuǎn)主要是網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員專(zhuān)項(xiàng)認(rèn)知水平的研究；還有王文靜，謝文武，袁向躍等注重對(duì)網(wǎng)球預(yù)判的研究。國(guó)外有Ward等人檢驗(yàn)了專(zhuān)家網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員和新手網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員在預(yù)期一個(gè)地面擊球時(shí)在視覺(jué)上的眼動(dòng)特征。Petrakis對(duì)網(wǎng)球教練員觀看網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員發(fā)球時(shí)的眼動(dòng)進(jìn)行了研究，觀看發(fā)球時(shí)，專(zhuān)家組被試注視次數(shù)主要集中在運(yùn)動(dòng)員頭部，肩部和球拍，新手組主要集中在運(yùn)動(dòng)員頭部和球拍等。

表3 國(guó)內(nèi)球類(lèi)眼動(dòng)的研究

2.3、眼動(dòng)在網(wǎng)球研究中的運(yùn)用分析

2.3.1、研究對(duì)象

在運(yùn)用眼動(dòng)儀的網(wǎng)球研究中，常常采用實(shí)驗(yàn)法獲得數(shù)據(jù)來(lái)得到結(jié)論。在研究對(duì)象大多為運(yùn)動(dòng)員本身以及少量的裁判員，通過(guò)比較運(yùn)動(dòng)員的眼動(dòng)特征差異得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。例如黃宏遠(yuǎn)研究網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員觀看網(wǎng)球靜態(tài)圖片時(shí)的眼動(dòng)特征，袁向躍研究網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員接發(fā)球預(yù)判與眼動(dòng)研究，王文靜研究網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員在預(yù)期落點(diǎn)判斷過(guò)程中的眼動(dòng)研究等關(guān)于運(yùn)動(dòng)員的研究。謝文武研究網(wǎng)球裁判在預(yù)期落點(diǎn)判斷過(guò)程中的眼動(dòng)研究等關(guān)于裁判員的研究。

2.3.2、研究范式

在研究范式上大多為專(zhuān)家—新手范式，即把將被試的運(yùn)動(dòng)水平或經(jīng)驗(yàn)水平作為實(shí)驗(yàn)主要自變量，將被試按不同水平分組，通過(guò)對(duì)不同水平的被試進(jìn)行眼動(dòng)特征的記錄和分析，比較眼動(dòng)特征的異同，進(jìn)而得出專(zhuān)家組被試的視覺(jué)搜索模式和策略，來(lái)指導(dǎo)新手組的被試。使用這種范式能夠較好的分析不同水平被試的組間差異，探索有效，實(shí)用的注視模式與注視策略。但這種范式只能進(jìn)行組間橫向比較，得出描述性結(jié)果，無(wú)法了解真正的原因。也有少數(shù)的研究對(duì)象為不同氣質(zhì)類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)員，運(yùn)動(dòng)水平運(yùn)動(dòng)年限不同的運(yùn)動(dòng)員，還有的在專(zhuān)家—新手中添加一組經(jīng)驗(yàn)組或?qū)φ战M。

2.3.3、研究?jī)x器

在研究?jī)x器上最常用的就是ASL—H6型號(hào)眼動(dòng)儀和Eyelink ii型號(hào)眼動(dòng)儀。該儀器具有高采樣頻率，高空間分辨率，高精確度，數(shù)據(jù)反饋迅速，易操作等特點(diǎn)。并且SR為用戶(hù)提供了比較齊全的數(shù)據(jù)分析軟件包，可以分析被試者的眼動(dòng)指標(biāo)。

2.3.4、數(shù)據(jù)處理和分析

數(shù)據(jù)處理大致分為自動(dòng)化和半自動(dòng)化，自動(dòng)化就是將實(shí)驗(yàn)全部數(shù)據(jù)運(yùn)用軟件進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)處理，比如運(yùn)用SR Research提供的分析軟件EDF Date View分析，用SPSS for Windows11.5統(tǒng)計(jì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。半自動(dòng)化就需要人工參與，比如先對(duì)所有被試測(cè)試后材料進(jìn)行篩選，剔除無(wú)效數(shù)據(jù)再運(yùn)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2.3.5、研究材料

在研究材料上也主要分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，靜態(tài)就是通過(guò)觀看網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)的圖片得到眼動(dòng)指標(biāo)，而動(dòng)態(tài)就是通過(guò)觀看運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)視頻或者現(xiàn)場(chǎng)模擬，也有少數(shù)運(yùn)用了測(cè)試軟件：網(wǎng)球發(fā)球測(cè)試軟件。隨著眼動(dòng)儀技術(shù)的發(fā)展和在網(wǎng)球領(lǐng)域的應(yīng)用，由單一圖片向動(dòng)態(tài)圖像或現(xiàn)場(chǎng)模擬方向發(fā)展，而實(shí)驗(yàn)情景和真實(shí)情景更加接近，有助于研究者和實(shí)驗(yàn)者研究生態(tài)學(xué)效度得到有效提升。通過(guò)查找文獻(xiàn)，總結(jié)數(shù)據(jù)在網(wǎng)球研究中常用的眼動(dòng)指標(biāo)包括注視點(diǎn)個(gè)數(shù)，注視時(shí)間，注視頻率，瞳孔直徑和眼跳。值得注意的是隨著實(shí)驗(yàn)材料的不同，靜態(tài)材料還多采用注視順序，注視軌跡，注視分配和首個(gè)注視點(diǎn)時(shí)間。

3、分析與展望

早在19世紀(jì)就開(kāi)始運(yùn)用眼動(dòng)研究人類(lèi)的心理活動(dòng)，而現(xiàn)在更是在多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行研究，眼動(dòng)儀作為比較前沿的科技在體育領(lǐng)域在網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)中應(yīng)用較晚，但對(duì)于研究網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的心理活動(dòng)，從而對(duì)于提高運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)水平有很大的幫助。同樣運(yùn)用眼動(dòng)儀在網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)中研究較少，而且研究?jī)?nèi)容單一，大多采用同一范式等。現(xiàn)在很多研究都是進(jìn)行對(duì)球的預(yù)判和停留在眼動(dòng)特征的比較上，少有分析對(duì)自身技術(shù)的提高，運(yùn)用眼動(dòng)特征對(duì)訓(xùn)練方法的改進(jìn)等。還有在網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)中的研究不必局限于運(yùn)動(dòng)員的研究，從研究對(duì)象出發(fā)教練員，裁判員，官員，觀眾等都可以作為研究對(duì)象。從研究材料創(chuàng)新告別單一的圖片，視頻。從研究方法改變傳統(tǒng)的專(zhuān)家--新手范式。

網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)眼動(dòng)研究一般特點(diǎn)：（1）研究對(duì)象主要是運(yùn)動(dòng)員，教練員，裁判員的視覺(jué)搜索策略（2）研究的主要方法是專(zhuān)家——新手范式（3）實(shí)驗(yàn)材料主要是運(yùn)動(dòng)實(shí)踐的影像資料（4）眼動(dòng)研究主要的觀測(cè)指標(biāo)是眼動(dòng)特征和決策反應(yīng)（5）在研究中眼動(dòng)與事件相關(guān)電位技術(shù)（ERP）關(guān)系緊密?chē)?guó)內(nèi)網(wǎng)球研究的一般局限性：（1）缺乏一定的生態(tài)學(xué)效度（2）研究?jī)?nèi)容比較單一（3）自變量水平較少（4）興趣區(qū)比較粗糙（5）研究缺少對(duì)信息加工探討。

眼動(dòng)儀對(duì)網(wǎng)球未來(lái)發(fā)展有什么推動(dòng)作用？網(wǎng)球的未來(lái)對(duì)眼動(dòng)儀又有什么需求呢？運(yùn)用眼動(dòng)儀檢測(cè)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，得到相關(guān)的指標(biāo)，能夠直接發(fā)現(xiàn)優(yōu)缺點(diǎn)，從而來(lái)輔助提高運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練成績(jī)，提高網(wǎng)球技術(shù)的整體水平。也能夠輔助教學(xué)，可以更好提高教學(xué)水平，促進(jìn)多元化的教學(xué)手段，提升網(wǎng)球教學(xué)的整體水平。眼動(dòng)儀在網(wǎng)球研究中仍然還有很大的空間。

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