運動視覺功能訓練在競技體育中的應用

劉 妍, 閆 琪

(1.河北師范大學,河北 石家莊 050024; 2.國家體育總局體育科學研究所,北京 100061)

運動視覺即運動中的觀察能力,比賽中運動員往往依靠視覺獲取信息判斷賽場情況,進而作出相關決策,因此,對視覺能力的要求非常高。實踐證明,掌握運動技術不僅要對肌肉系統進行訓練,也要訓練大腦的相關機能,而視覺功能是大腦機能的重要部分[1]。運動視覺功能訓練是對視覺系統施加超負荷和逐漸增加使用需求,使運動員的視覺系統作出反應,提高運動員的視覺能力,將這些能力轉移到比賽中可以幫助運動員表現出最好狀態[2]。對運動員進行運動視覺功能訓練,有望提高其利用視覺功能的綜合能力。

1 運動視覺的構成及作用

動態視敏度中包括視覺運動能力、視覺感知能力、眼-手/腳協調能力和周邊感知能力,視覺運動能力包括聚焦和追蹤,視覺感知能力包括視覺記憶、視覺化和圖形背景感知。

良好的靜態視力在運動中不可或缺,但并不是每個運動員的雙眼靜態視力都要達到1.0,必要時還需采取相應措施進行矯正。動態視覺同樣重要,動態視覺指能看清楚運動中的物體,運動員經過適當的視覺功能訓練可以提升動態視覺能力。視覺運動能力和運動專項聯系較大,如果運動員能快速有效地進行眼動,就會更快接收視覺信息從而作出相應反應。

視覺感知能力包括視覺記憶能力、視覺化能力、圖形背景感知能力。視覺記憶能力即當看到圖表時可以記住看的內容;視覺化能力指能在大腦中“看到一些東西”;圖形背景感知能力指能認知到所看事物中重要的部分。視覺運動和視覺感知技能相互作用,運動員需要高度發展的運動技能,以及良好的視覺運動和視覺感知技能,才能有上佳的運動表現。

眼-手/腳協調能力經常被訓練但很少被歸為運動視覺的組成部分。通過運動視覺訓練提高眼-手/腳協調能力對運動員發展運動技能、提高運動表現有深遠影響。眼-手協調是指手的動作與視覺接收的刺激同步,眼-手協調訓練綜合了各項視覺功能訓練和大腦處理速度訓練。眼-腳協調能力與運動員在運動中的平衡能力關系密切。

周邊感知不等于周邊視覺,周邊視覺不能通過外界干預得到提高,但周邊感知能力可以被訓練。運動視覺功能訓練可使運動員快速且準確地識別周邊視覺中的目標,比賽中不需花費精力用中心視覺去定位對手。

研究發現,運動視覺對不同項目有不同的影響:對棒球、網球、曲棍球等球速快的項目影響最大,其次是足球、籃球等“開放型”大球項目,賽車、滑雪等高速運動項目也極其依賴運動視覺。這提示我們:不同項目運動員的運動視覺具有項目特異性。因此,訓練時需根據各項目特點設計相應的運動視覺功能訓練,提高運動員的視覺能力。

2 運動視覺功能訓練的理論基礎

運動視覺功能訓練是對視覺系統施加訓練負荷,視覺系統的知覺成分也可通過運動視覺訓練得到增強。運動視覺功能訓練在視覺運動和視知覺技能等方面的改進將延續到比賽領域,幫助運動員發揮最佳水平。需注意的是,運動視覺能力具有個體差異性。

2.1 運動解剖學和生理學

視覺感受器可以感知光并通過眼球折射成像將這一刺激轉化為神經沖動,經視神經傳導神經沖動到大腦皮質視區產生視覺。眼球虹膜內含有括約肌和瞳孔開大肌,負責縮小和開大瞳孔。睫狀體內睫狀肌可以改變晶狀體的折光。運動員常因睫狀肌輕微痙攣導致視覺模糊,會對焦點遠近快速切換能力產生巨大影響。運動視覺功能訓練可幫助運動員放松睫狀肌,加快焦點遠近切換的速度。

眼球周圍的6條眼球外肌屬于骨骼肌,是眼球的運動裝置,可適應外界的刺激和負荷?？赏ㄟ^訓練提升眼外肌的速度、協調配合和耐力。眼球的正常運動由這6條肌肉協同完成,眼外肌通過主動肌和拮抗肌的協調配合使眼球轉向不同的位置。

視網膜感受器細胞最早捕捉到外界的視覺刺激,處理后形成生物電信號[2],視神經經視交叉形成視束,由2條通路到達視皮質,這2條通路投射到的是初級視皮層,經過高級皮層的處理形成視覺認知與理解。當感受到視覺信號的刺激時,感覺神經系統會將信息通過以上形式傳遞到中樞神經系統,中樞神經系統將這些信息整合協調后傳出運動指令引起肌肉收縮。通過眼睛向大腦輸送信息到發送執行指令,完成時間不到1 s,為維持運動的持續性,這個過程將反復進行[3],給大腦形成一套熟悉的機制。運動視覺功能訓練可使大腦皮層接受外界信息刺激時產生興奮,傳出動作信號,讓身體及時作出合理的動作模式。

2.2 運動訓練學

運動視覺功能訓練遵循運動訓練學原則。運動視覺功能訓練的基本前提是:在專項訓練中對視覺知覺、視覺運動和視覺本體感覺系統施加負荷,使其可以更好地為比賽做好準備。通過專項訓練使視覺系統過載,運動員學會應對視覺和身體上的壓力,從而能更好地克服比賽中遇到的各種困難。

制訂運動視覺功能訓練計劃時要根據運動員的視覺能力和專項需要,由易到難逐漸增加訓練難度,待視覺能力達到穩定狀態后再提高難度。需要注意的是,有些視覺能力短期訓練不易提高,需長期系統的訓練才能有效。

3 國內外運動視覺研究進展

3.1 國外研究進展

美國于1970年開始在一些球類運動中進行運動視覺功能訓練,發現運動員的運動表現有顯著提高。1988年,美國建立視覺研究所,用于運動視覺訓練儀器的開發和研究,并為各項目運動員提供視覺檢測和訓練之用。開展運動視覺功能干預訓練源自3個關鍵假設[4]:運動視覺對特定運動很重要;視覺功能可以通過訓練得到改善;運動員視覺能力的提高可以轉化為場上的運動表現。

在亞洲,最早開始運動視覺研究的是日本。1988年后,日本關于運動視覺如何影響不同項目運動的研究結果獲得國際專家的高度贊揚[5]。

國外對運動視覺的研究發現,運動視覺能力與運動員的競技能力密切相關。與非運動員相比,運動員的各項運動視覺能力更加優秀,高水平運動員優于一般水平運動員。運動視覺存有項目特異性,不同專項運動員對運動視覺能力的需求不同。此外,運動視覺訓練可以使運動員的運動表現得到提升[6]。

3.2 國內研究進展

在我國,1987年發表的文章提到通過運動視覺建立比較清楚的動作概念。孫魯芳[7]1997年提出視覺與人體其他系統一樣可以通過科學的有意識的訓練得到改善。袁春平[8]2004年提到,運動視覺能力是指大腦對視覺信息的處理能力。此外,不同等級運動員運動視覺能力研究發現,運動視覺能力可以預測運動員與視覺有關的運動技能,運動水平越高的運動員,預測準確度越高。

可見,我國運動視覺功能訓練相關研究較為薄弱,需建立系統的訓練方法體系,重點研究與運動專項相關的運動視覺能力,增強運動員的運動表現。

4 運動視覺功能訓練儀器

4.1 FITLIGHT trainerTM 靈敏燈

FITLIGHT trainerTM采用無線LED燈,由配套平板電腦控制,可以靈活地放置在距控制器一定距離的地方,用作訓練或評估視覺-運動反應時間,在評估其他干預措施的研究中可被用作基準而不是干預措施本身。利用靈敏燈設計運動視覺功能訓練,可輔助提升運動員的視覺-運動反應時間和動態視覺能力。

4.2 智能頻閃眼鏡

智能頻閃眼鏡使用頻閃技術在訓練時中斷視力,使運動員看到的視覺信息變為一個個不連續的片段,眼睛和大腦被迫調整到視覺系統能夠獲得的有限的信息頻率,改善大腦的視覺信息處理能力。該訓練可使運動員運動視覺的多方面能力得到提高。

4.3 Senaptec視覺感知測評與訓練系統

Senaptec視覺感知測評與訓練系統基于視覺感知神經系統在感知到信息刺激后,通過大腦處理傳達至外周神經,測評和訓練基本視覺能力。測評系統中包含的10項任務已證實對運動表現有重要作用[9]。訓練系統包含多項訓練任務,各項練習任務可根據情況調整難度設置,便于不同水平的受訓練者使用?？偟膩碚f,使用視覺感知測評與訓練系統能預測運動員的場上表現。

5 案例分析:提高大學生足球運動員的運動視覺能力

使用Senaptec視覺感知測評與訓練系統對2名大學生足球運動員的運動視覺能力進行測試,發現2人的視覺運動能力、眼手協調能力和決策能力較低,反應時間、視覺感知能力較好。足球運動員需要快速觀察不同距離的目標,同時記憶多個目標狀態,時刻注意球員位置變化和球的運動軌跡。通過相應的視覺能力訓練,提高運動員眼部肌肉的協調能力。視覺信息出現在周邊視覺不如在中央視覺快,足球運動員的周邊視野具有較高的知覺反應能力,所以,周邊視覺感知能力、反應能力也是足球運動員重要的運動視覺能力。

根據測試結果及各項運動視覺對足球項目的重要性,在訓練系統中選擇5項訓練內容對2名運動員進行6周的視覺運動能力、視覺感知能力和周邊感知能力訓練。結果顯示,雖有個體差異,但2名大學生足球運動員的各項運動視覺能力均有所改善,尤其是代表視覺運動能力的遠近快速切換、多目標追蹤、目標捕捉3項指標進步明顯,表明運動視覺功能訓練可以改善運動員眼部肌肉的協調配合能力及大腦對多個視覺信息的處理能力等。運動員眼手協調和決策能力的改善表明,進行相應的運動視覺功能訓練可使足球運動員周邊視角的視覺信息感知和反應能力加強,進而更加快速、準確地執行技戰術。

6 小 結

運動視覺與競技體育關系密切,運動視覺功能訓練不僅有助于運動員掌握運動技術,還能提高運動員對場上視覺信息的獲取、選擇性注意、有效視覺信息處理等能力,能顯著改善運動員的專注力。教練員和運動員應認識到運動視覺對競技體育的重要性,自覺發展運動員的運動視覺能力,進一步提高其運動表現。