青少年排球運動員近體快攻成功率與時間知覺的關系

杜高會, 李安民

(1.武漢體育學院 研究生院,湖北 武漢 430079; 2.上海體育學院 運動科學學院,上海 200438)

快攻是排球比賽中的主要得分手段,且得分率較高。從2004年雅典奧運會女排比賽快攻與強攻的命中率來看,中國女排快攻122次,命中68次,得分率為55.73%;強攻44次,命中17次,得分率為38.63%,快攻得分率大大超過強攻。從快攻與強攻得分占總扣球得分的比例看,中國女排扣球共得85分,其中快攻得68分,占80%;強攻得17分,占20%[1]。隨著排球運動不斷發展,高舉高打的強攻打法備受歐美球隊青睞,成為主要得分手段。但中國女排憑借快速多變的戰術,讓快攻在頂級賽事中發揮重要作用。在2016年里約奧運會女排淘汰賽中,中國女排共組織進攻400次,其中強攻286次,得114分,強攻次數占總進攻次數的67%,得分率為42.5%;快攻83次,得39分,快攻次數占總次數的20.8%,得分率為47%[2]。可見,中國女排的快攻得分率依然高于強攻得分率。

排球運動節奏較快,快攻時節奏更快。這要求運動員具備良好的時間知覺,對運動過程中的時間節奏保持特有的敏感性,有效控制自己的動作節奏。所以,時間知覺能力對運動員的競技能力有重要影響[3]。時間知覺是指人腦知覺到客觀事物或事件的順序性和連續性。它主要包括時距、時序及時間點知覺3種[4]。在時間知覺的研究史上,心理學家更多地關注主觀時間估計同物理時距測量的差異,以及與之相關的時距估計準確度、知覺到現在的持續時距等問題。時距知覺的理論和實驗范型大行其道[5],再加上研究者習慣使用較大的時距范圍(通常從不足 1 s到幾十分鐘,甚至幾個小時、幾天或更長時間)以獲得一致的結果,導致時間知覺概念上的混淆和紛爭。至今,時間知覺在大量文獻中幾乎被等同于時間估計或時距估計。為避免麻煩,許多研究者干脆只提時間體驗或時間判斷,一定程度上掩蓋了時間知覺和時間估計這2種時間加工方式的區別。前人對時間知覺的研究認為,時間知覺屬于極短時距研究范疇,其加工機制不同于其他時距范圍內的時間信息加工。鳳四海、黃希庭等學者對時間知覺做了定義,即作為“知覺到現在” 的時間知覺,其概念的內涵應當包括:①時間知覺是將一些時間上相繼的事件知覺為大致同時或一個整體;②對事件持續性和順序性的知覺;③雖然也牽涉時間估計,但不同于時間估計,不牽涉長時記憶,是對“當前”刺激的直接反應;④雖然也牽涉時序,但有一定的時限,順序“知覺”依賴于同質刺激的自發組織,不同于對順序的記憶重構。在知覺到現在的時間限度內談時間知覺,并不意味著它獨立于任何先前經驗,但又不同于對事物的回憶和再現[6]。對時間知覺的定義,學者們眾說紛紜。本文主要研究青少年排球運動員在近體快攻扣球技術中,扣球成功率與差異時間知覺的關系。

在排球運動時間知覺的研究中,不少學者認為加強時間知覺訓練是提高排球技術水平的重要因素[7-12]。姜虹[7]提出在教學和訓練中有意識地培養學生的時間知覺,對提高其排球運動技術水平非常必要。陳紅波[8]提出在排球技術教學中,加強學生時間知覺的訓練,對其掌握排球技術、技能起著非常重要的作用。這些觀點都是基于經驗做出的推測,缺少實證結果的支持。因此,時間知覺對排球運動的影響只停留在概念和經驗層面,并未做出實證研究。

在其他運動項目中,研究人員用不同的方法對時間知覺做了實證性研究。周冶等對不同運動水平青少年射擊運動員的時間知覺進行了研究,結果顯示:運動員在湖北省少年射擊比賽中獲得的名次與其復制時距誤差存在相關關系,呈現排名越靠前的運動員復制時距誤差越小的趨勢[13]。李德祥分析了武術運動員在太極拳比賽中時間知覺誤差的原因,并提出預防措施和解決辦法。還有一些選材方面的研究也提到有關時間知覺的問題[14]。張育青對乒乓球運動員時間知覺的特點進行了總結,包括擊球時機選擇的精確性、多種節律的適應性、變化條件下的節奏性等,并經驗性地提出提高時間知覺水平的具體方法[15]。趙洪明認為,體操運動員的時間知覺主要包括相對性、可調性,并就時間知覺對運動技能的形成及賽場發揮作了初步探討[16]。王小春對不同水平網球運動員的時間知覺特征進行了研究,結果顯示,網球專家的時間知覺速度和準確率顯著優于其他組[3]。盡管有研究人員對時間知覺進行測量和評價,但多數是在實驗室條件下完成的,與專項技術完成結合不緊密,研究的生態效度較低,且與運動技術完成中的時間知覺缺乏直接關聯。

前人的研究均以不同等級的被試為研究對象,通過對被試進行非真實場景條件下的時間知覺測試,得出不同組被試之間的行為指標差異。通過比較行為指標等結果的差異,推斷不同組被試之間時間知覺的差異,進而闡述時間知覺對某項運動的影響。在前人的研究中,對運動技術的完成多以運動技術水平高低來區分,沒有直接對技術完成過程進行評價。本實驗通過觀察真實場景下運動員具體技術表現在時間知覺上的特征,得出不同時間特征的行為結果指標,并對技術完成質量進行評價,比較不同時間特征在行為結果指標上的差異,直接證明青少年排球運動員近體快攻扣球成功率與時間知覺的關系,了解運動員的時間知覺對運動技術完成的影響,為青少年排球近體快扣球訓練提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

上海市體育運動學校2名女排副攻運動員,年齡在15～16歲,平均訓練年限5年。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗法

1.2.1.1 實驗器材

JVC高速攝像機(型號為GC-P100BAC),拍攝頻率為25幀/s,自動快門。機架高度為1.5 m,機架位置在場外距底線和右邊線均3 m處。教練員站在場內,位于兩邊線中央距網6 m處,下手發球。同一個二傳站在3號位,距網0.5 m處傳球。副攻運動員站在場內,位于兩邊線中央距網5 m處采用2步助跑方式完成扣球。對所獲得視頻文件用繪聲繪影X8軟件進行解析,視頻解析頻率為25幀/s,每幀為0.04 s。

在一次扣球中,以二傳傳球離手的時間點(雙手均與球不接觸的時刻)為零點,若副攻起跳離地的時間點(雙腳均離開地面的時刻)在零點之前則記為負數,之后則記為正數。即:副攻在二傳傳球離手前一幀起跳離地,記為-0.04 s;副攻在二傳傳球離手的同一幀起跳離地,記為0.00 s;副攻在二傳傳球離手后一幀起跳離地,記為0.04 s。同時記錄扣球成功或失敗:若副攻運動員在不犯規的前提下完成扣球且將球擊落至對方有效區域內,則將該次扣球記為成功;否則記為失敗。

1.2.1.2 實驗設計

實驗采用單因素準實驗設計。自變量為時距,分為5個水平:-0.04 s、0.00 s、0.04 s、0.08 s、0.12 s。因變量為扣球質量(成功、失敗)。

1.2.2 數理統計法

采用Excel軟件統計各時距組成功與失敗的次數。采用Spss 22.0軟件對數據進行卡方獨立性檢驗。

2 結果與分析

2.1 實驗結果

不同時距組的扣球完成質量如表1所示。篩除扣球數據較少的極端數據組后,有效扣球次數為119次。對數據進行獨立性卡方檢驗顯示,不同時距在扣球完成的質量上有顯著差異(P<0.05)。進一步兩兩比較得出,時距為-0.04 s組與其他組均無顯著性差異(P>0.05),時距為0.00 s組與0.04 s組無顯著差異(P=0.536),時距為0.00 s組和0.04 s組均與0.08 s組有顯著差異(P<0.05)。

對不同時距組的扣球成功率進行計算,結果如表2所示。扣球成功率:0.00 s組>0.04 s組>0.08 s組>0.12 s組=-0.04 s組。

在119次扣球中,副攻在二傳傳球離手前1幀(-0.04 s)起跳離地扣球共5次,占總扣球數的4.20%,扣球成功率為40%。本次實驗中,未觀測到副攻運動員在二傳傳球離手前2幀或者更早時刻起跳離地扣球。這是因為起跳過早會使運動員處于被動等球狀態,只能等二傳傳球離手后再選擇扣球時機,導致副攻扣球時機選擇少。所以,運動員多選擇與球同時上升或稍滯后起跳。在119次扣球中,副攻在二傳傳球離手同一幀(0.00 s)和傳球離手后第1幀(0.04 s)起跳離地扣球分別為25次和32次,占總扣球數的21%和26.89%,扣球成功率分別為84%和81.25%。副攻在二傳傳球離手同一幀(0.00 s)和傳球離手后第1幀(0.04 s)起跳離地的扣球成功率無統計學差異。在119次扣球中,副攻在二傳傳球離手后的第2幀(0.08 s)起跳離地扣球32次,占總扣球數的26.89%,扣球成功率為53.1%,此時的扣球成功率顯著低于副攻在二傳傳球離手同一幀(0.00 s)和傳球離手后第1幀(0.04 s)起跳離地時的成功率。在119次扣球中,副攻在二傳傳球離手后的第3幀(0.12 s)起跳離地扣球25次,占總扣球數的21.0%,扣球成功率僅為40%。

表1 不同時距組扣球質量

表2 各組扣球成功率卡方分析結果

注:*表示P<0.05

根據以上分析,在完成近體快球過程中,副攻在二傳傳球離手同一幀(0.00 s)和傳球離手后第1幀(0.04 s)起跳離地的成功率顯著高于其他時距組。

2.2 分析

2.2.1 扣球成功率與客觀交叉時間的關系

在近體快攻扣球過程中,副攻運動員起跳離地過早或過晚,扣球的成功率都會顯著下降。若起跳過早會使運動員處于被動等球狀態,只能等二傳傳球離手后再選擇扣球時機,導致副攻扣球時機選擇少。若起跳過晚成功率也會下降,因為起跳離地后,副攻在空中滯留的時間是一定的,并且二傳傳球離手之后,球在網帶上滯留的時間也是一定的,這2個時間段交叉的時間越長,副攻在扣球時機上就有更多選擇。若副攻在二傳傳球離手后的第2幀(0.08 s)或更晚起跳離地,此時2個時間段交叉的時長較副攻在二傳傳球離手同一幀(0.00 s)起跳離地短0.08 s,造成扣球成功率顯著下降。所以,副攻在二傳傳球離手同一幀(0.00 s)起跳離地,此時2個時間段交叉的時間最長,成功率也較高,達到84%。副攻在二傳傳球離手后的第1幀(0.04 s)起跳離地,此時2個時間段交叉的時長較同一幀起跳短0.04 s,但扣球的成功率并未顯著下降,為81.25%。對此我們認為,在完成近體快攻扣球技術動作中,副攻運動員的揮臂速度也對扣球質量產生影響。即若副攻起跳離地稍晚于二傳傳球離手,可通過加快揮臂速度一定程度上補償延遲起跳的時間;但若副攻起跳離地過晚于二傳傳球離手,此時加快揮臂速度已經無法補償延遲起跳的時間。所以,副攻在二傳傳球離手同一幀(0.00 s)和傳球離手后第1幀(0.04 s)起跳離地,扣球的成功率顯著高于其他時距組。

2.2.2 時間知覺的來源及其線索

尋找心理時間和物理時間之間系統差異的變異源和建立時間信息加工模型,一直是時間心理學家研究和爭論的焦點。對這2個問題的認識大體有2種取向:生物模型和認知模型。

時間知覺的生物模型假設機體大腦內存在的一個生物鐘或內部時鐘來掌握時間,它產生的時間信息是有機體基本知覺的前提。內部時鐘參照外界環境中的周期性變化保持相對穩定的頻率,因而有機體的時間知覺相對穩定,隨機誤差較小。凡是對生物鐘頻率產生影響的機體變量,都會對時間知覺產生系統影響。如果干擾或破壞腦內生物鐘定位區域,就會損傷時間知覺能力[6]。對于生物模型的研究,時間變量多為1 s以上,因此用生物模型無法解釋運動員如何在運動過程中精確感知幾十毫秒的差異。

時間知覺的認知模型主要強調外部刺激因素、環境因素,以及其他認知活動過程對時間知覺的影響,認為時間是從刺激環境的變化中加以抽象和建構而來的,是認知過程的間接結果,尤其是記憶和注意的結果。因此認知模型認為:有機體的時間知覺具有很大的隨機誤差;刺激環境的系統變異會對時間判斷產生系統的、可預測的影響;大腦的局部損傷不會消除時間知覺。而在認知理論中,時間知覺的信息加工理論和直接知覺理論成為研究者的主要研究對象和爭論焦點。時間知覺的信息加工理論認為,動物和人類的時間估計行為實際上是對環境的一種信息加和間接推理。因而,當使用這種推理的方法對時間進行估計時,生物體首先需要對其與將要碰撞物體之間的即時速度和相對距離進行有效的估計,并利用高級思維活動計算時間信息[17]。這個過程需要從眼睛所感知到的各種視覺變量開始,經過計算距離和速度,間接地得到時間知覺,因此,這種理論認為時間估計是一種從環境刺激到知覺的間接轉化過程。然而,這種理性的加工方式通常需要大量的時間和神經資源對信息進行加工處理和計算,因而有可能影響時間估計的效率和速度。

因此,當需要快速反應時,間接知覺理論可能無法提供理想的可靠性和準確性。與信息加工理論不同,直接知覺理論強調知覺是視覺系統與外界刺激的直接產物,是外界物理能量變化的直接反映,因此并不需要借助思維的參與。動物和人類可以直接從物理環境中獲取所需要的信息,完全不需要邏輯推理、記憶提取、信息計算和整合等高級思維過程的參與。

但是,直接知覺理論依然無法解釋一些對準確率和速度要求比較高的行為。例如老鷹捕捉飛奔的兔子,塘鵝俯沖下水捕捉游動的魚等,都必須對時間作出準確的預計。在運動中,跳水運動員起跳后何時打開身體準備入水、籃球運動中的傳切配合如何做到“人到球到” 、射中飛碟和移動靶等,都需要運動員對時間作出準確的預期。運動中,為了抓取或擊中一個飛來的物體,運動員的活動通常受到非常準確的控制,從而能夠在準確的時間和位置上抓取到物體。因此,碰撞時間(TTC)知覺受到研究者的關注。TTC知覺即從某一時刻起到物體與觀察者發生實際碰撞所剩余的時間[17]。為了能夠在復雜多變的環境刺激中估計碰撞時間,生物體需要經歷一系列復雜的感知活動。在這個過程中,很多變量可能影響生物體的碰撞時間估計。盡管有不少學者提出并不斷修訂TTC知覺的相關理論,但沒有一個單一的理論可以解釋全部的碰撞時間知覺。例如,棒球運動員為了能夠及時擊打到某些高速運動的球,往往要求運動員擊球動作與標準時間之間的誤差不能大于±2 ms[17]。而時間延續性知覺的下限是50 ms[18],單一刺激視覺反應時為150～225 ms[19],棒球運動員卻能夠在±2 ms內完成擊球動作,說明在擊球過程中運動員并非對單一的刺激作出反應,而是對連續的多種刺激作出反應并對某一刺激先后作出多次反應進而調整自己的動作,最終準確地擊到目標物。排球近體快攻的扣球技術同樣需要運動員對剩余TTC作出精確的估計,才能在精確的時間和空間完成扣球動作。但與棒球相比,排球的體積更大,運動速度也比棒球慢,所以運動員有更多的時間選擇擊球。這也是副攻在二傳傳球離手同一幀(0.00 s)和傳球離手后第1幀(0.04 s)起跳離地,扣球成功率顯著高于其他時距組的原因。

對于近體快球的教學指導,普修教學內容中要求扣球運動員在二傳隊員傳球出手時或出手前瞬間快速起跳[20-22],但并未在時間上對起跳時機給予精確的劃分,也未對起跳做明確的動作劃分。本實驗研究表明:副攻在二傳傳球離手同一幀(0.00 s)和傳球離手后第1幀(0.04 s)起跳離地,扣球的成功率顯著高于其他時距組。

2.2.3 不足與展望

本實驗雖然得出結論:副攻在二傳傳球離手同一幀(0.00 s)和傳球離手后第1幀(0.04 s)起跳離地,扣球成功率顯著高于其他時距組。但在真實訓練中如何培養運動員的時間知覺,如何從時間知覺的角度提高青少年排球運動員近體快攻的成功率還需進一步研究。盡管如此,本實驗對青少年排球運動員完成近體快球技術的時間特征進行測量分析,找出技術完成質量與技術完成時間特征的關系,了解運動員的時間知覺對運動技術完成的影響,對青少年排球近體快攻扣球訓練在時間特征上提供了精確可靠的參考。

扣球成功率最高的時距組,其扣球成功率也遠未接近100%,說明青少年排球運動員在完成近體快球技術過程中,除了時間知覺外,還有一些其他因素對扣球成功率產生影響。例如,運動員的身高、彈跳能力、扣球的熟練程度、揮臂速度、二傳的穩定性等都可能影響最終的扣球質量。

對于時間知覺的研究,不同學者提出了不同理論模型,眾多的理論模型已經為時間知覺的研究作出了貢獻。但有些理論模型只是假設,對模型中具體涉及的時間信息和非時間信息的處理機制尚缺乏系統的實驗研究。盡管也有學者做了實證性研究,但這些研究大多是在實驗室環境下完成的,與運動技術結合不緊密,研究的生態效度較低,且與運動技術完成中的時間知覺缺乏直接關聯。一些學者從生物學的角度對動物的一些活動進行了研究。如Lee等發現,塘鵝可以完美地控制自己的俯沖捕食運動,并能夠在俯沖進水之前做到將雙翼完全收起,從而避免與水面接觸時對其雙翼造成傷害;同時,這種保持自己與水面接觸面積最小的策略能夠使塘鵝受到水的阻力最小,從而用最短的時間捕食魚類[23]。但對動物的研究,不能直接運用在人體的實際運動技能控制中。不過,從仿生學的角度探索其與運動技能控制的關系,是一個值得研究的方向。

3 小結

采用視頻分析法可以對運動員的時間知覺能力進行測量和評定,其是基于系統觀察法的一種切實可行的研究方法。在完成近體快球的過程中,若副攻在二傳傳球離手同一幀(0.00 s)和傳球離手后第1幀(0.04 s)起跳離地,扣球的成功率顯著高于其他時距組。希望教練員在指導運動員訓練的過程中,能夠明確解釋同步的概念及其在時間上的精確性,認識到時間知覺在青少年排球運動員近體快攻技術中的重要作用,并積極主動地結合專業訓練,探索培養青少年排球運動員時間知覺能力的有效方法。