不同運動水平大學生視野范圍及反應時差異性研究

周潔 廖靜雯 夏景波,2*

(1.廣州體育學院廣東省運動與健康重點實驗室;2.廣州體育學院運動與健康學院 廣東廣州 510500)

根據我國“十四五”規劃綱要精神，發展智慧體育，提升體育科技研發水平是體育強國建設的必然要求?，F階段我國對體育的重視程度隨著各項體育賽事和競技運動的蓬勃發展逐年增加。同時，因為體育科學領域研究技術的不斷革新，越來越多的共識認為可以運用其他學科的基礎理論來指導和幫助專項大學生進行科學鍛煉，如生物醫學［1-2］、營養學［3］、心理學［4］等，也可以運用其他運動技術學科幫助專項大學生提高鍛煉效果，減少運動損傷與傷殘事故，如運動生理學、專項運動鍛煉、運動醫學、運動效能測定等［5］。

運動生理學中評價視覺能力的指標包括動靜態視敏度、外周視區、視覺肌肉平衡感、深度知覺、顏色視覺等。而中樞和外周視覺、色覺、視敏度和運動知覺是影響運動成績的重要視覺、知覺變量［6］。其中，中樞視覺被定義為水平直徑方向上60°以內的范圍，而周圍視野則是水平直徑方向上從60°～180°以內的范圍［7］。有研究表明［8］，進行對視覺感知、認知或眼動任務具有高度要求的運動訓練——運動視覺訓練（SVT），有助于提高專項大學生的運動視野，使感官更快、更準確地處理動作，從而提高競技成績，并且可以減少運動損傷。同時，大量關于視覺功能可以通過訓練來改善的研究，促進視覺領域產生了運動視覺這一全新的學科［9］。

在競技體育中，除了對運動視覺有要求外，同樣需要專項大學生對外部刺激做出快速反應，因此，反應時間也是衡量運動水平的重要指標，可用于評估人體神經與肌肉系統快速反應的能力。反應時是指從接受刺激到機體做出反應動作所需的時間，且對于不同專項大學生反應時的要求也不盡相同。

基于以上認識，由于運動視野和反應時水平在競技體育運動中具有重要作用，那么調查不同專項、不同競技水平的青年專項大學生運動視野和反應時的差異性，便具有較大研究價值，有助于指導專項大學生的篩選與分級，以及科學指導專項訓練和訓練效果的輔助評估。

1 研究對象與實驗方法

1.1 研究對象

該文以不同運動水平大學生視野范圍及反應時差異性為研究對象，平均年齡為20.6±0.4歲，運動組包括籃球、足球、乒乓球、排球、網球、游泳、棒球、羽毛球8個專項的學生，均已獲得國家一級或二級專項大學生證書，具體分布如表1 所示。對照組為社會體育與指導（社體）專業學生，未接受系統性的運動訓練，其中男性40名，女性3名。受試者雙眼視力良好，無佩戴眼鏡或佩戴隱形眼鏡矯正后視力均分布在4.6～5.2之間，此前沒有類似的測量經驗，無精神障礙或其他慢性疾病或眼部疾病。

表1 各專項學生人數分級分布表

1.2 實驗儀器

弧形周邊視野計，三公牌FYS-I 電子反應時測試儀。

1.3 研究方法

所有測試均在實驗室內完成，為了保證恒定的實驗條件和不受干擾的測試環境，實驗室室溫25℃，體感適宜。

1.3.1 周圍視野角度測試方法

使用弧形視野計測量周圍視野角度，實驗方法屬于動態檢查法。具體操作如下，檢測前向其自我介紹并描述實驗過程以放松其情緒。受試對象背光坐于弧形視野計前，下頜固定在頜架上，調節下頜托使受檢眼與視野計中央處于同一水平，并固視視野計中央白色目標，另一眼用眼罩遮蓋。視野計為180°弧形，半徑為330mm，選用直徑為5mm的視標，從圓弧周邊向中心緩慢移動。要求受試者發現視標且能準確辨別顏色時立刻告知，并記錄視標所對應刻度。該研究采用白色、紅色、綠色和黃色4 種顏色視標，分別檢測4 個方向視野范圍，即0°、90°、180°、270°，如圖1 所示。圖1 分別為左右眼視野測試角度。對每個測試角度或視標進行重復測量，取平均值即可，當數據出現明顯偏差則進行重復測量。

1.3.2 反應時測試方法

對于簡單反應時和選擇反應時使用電子反應時測試儀進行測量，按儀器使用說明，受試者坐于測試儀器前，打開電源等待儀器所有燈熄滅，LED顯示0.000后，可按鍵開始測試。受試者按“啟動”鍵后在0.5～3s 后（該時間任意變化），反應時鍵1～5號中任一鍵發光（伴隨音響），這時食指離開“啟動”鍵，此時測得數值即為簡單反應時。同時，受測者食指以最快速度按向給出信號的按鍵，一旦食指按下鍵，燈光信號隨時停止，LED顯示選擇反應時。如此連續測試操作5次后，獲取簡單反應時和選擇反應時的平均值。當受試者出現搶按或故意延長時間，則被要求重復實驗。

1.3.3 統計方法

對于不同組別受試者的視野范圍和反應時采用t檢驗進行對比。文中數據計算均為平均值±標準誤，顯著水平為P＜0.05，非常顯著為P＜0.01。

2 研究結果

對于運動員而言，必須具備在特定的環境中，運用自身視野識別外界復雜信息的能力。因此，外周視野范圍是運動員獲取準確信息的首要條件。

2.1 不同專項學生左眼不同角度不同顏色的周圍視野范圍

與社體組相比，排球專項學生左眼視野范圍在0°方向上紅色、綠色和黃色均呈顯著性增加；棒球專項學生左眼視野范圍在180°方向上紅色、綠色和黃色均存在顯著性增加，在270°綠色視野范圍也顯著性增加。

圖1 左眼視野測試角度關系圖(a)及右眼視野測試角度關系圖(b)

此外，游泳專項學生左眼視野范圍在0°方向上白色，90°與180°方向上紅色、綠色和黃色，270°方向上白色、紅色和綠色均存在顯著性下降；而籃球、足球、乒乓球、網球、羽毛球專項學生左眼在0°、90°、180°、270°，白色、紅色、綠色、黃色視野范圍均無顯著性差異（圖2至圖5）。

圖2 不同專項學生左眼不同角度白色周圍視野范圍與社體組比較

圖3 不同專項學生左眼不同角度紅色的周圍視野范圍與社體組別比較

圖4 不同專項學生左眼不同角度對綠色的周圍視野范圍與社體組別比較

2.2 不同專項學生右眼不同角度不同顏色的周圍視野范圍

與社體組相比，足球專項學生右眼視野范圍在180°方向上白色、紅色、綠色和黃色均顯著性增加；排球專項學生右眼視野范圍在180°方向上白色、紅色、綠色和黃色均顯著性增加；棒球專項學生右眼視野范圍在180°方向上白色、紅色、綠色和黃色均顯著性增加，在270°黃色視野范圍也顯著性增加；網球專項學生右眼黃色視野范圍在180°下顯著高于社體組。

此外，游泳專項學生右眼視野范圍在0°和90°方向上白色、紅色、綠色和黃色，270°方向上紅色和綠色均存在顯著性降低，180°方向上顏色無顯著性差異。而籃球、乒乓球、羽毛球專項學生右眼在0°、90°、180°、270°，白色、紅色、綠色、黃色視野范圍均無顯著性差異（圖6至圖9）。

圖6 不同專項學生右眼不同角度對白色的周圍視野范圍與社體組別比較

圖7 不同專項學生右眼不同角度對紅色的周圍視野范圍與社體組別比較

圖8 不同專項學生右眼不同角度對綠色的周圍視野范圍與社體組別比較

圖9 不同專項學生右眼不同角度對黃色的周圍視野范圍與社體組別比較

2.3 不同專項學生反應時的差異

與社體組進行比較顯示，各專項學生簡單反應時均無顯著性差異（P＞0.05），結果如圖10a 所示。就選擇反應時而言，如圖10b 所示，排球（0.489±0.055s）和羽毛球（0.470±0.112s）專項學生均低于社體組（0.534±0.102s），差異均有統計學意義（P＜0.05）。

3 分析與討論

3.1 不同專項學生的視野差異分析

視野是人在注視某一點時，眼睛所感知到的區域，由中心視野和周邊視野組成。人們把注意力僅僅投向視野中心的目標時，對視野外圍方向的視覺分辨率會出現明顯降低，但是這一現象往往被忽略。然而，在大多球類運動項目中，專項大學生常常需要從視野的外圍收集相關信息，以分析中央視野以外的隊友、對手和物體運動軌跡。因此，該調查研究中采用周圍視野測定計探究不同專項大學生的周圍視野范圍的差異，探討周邊視覺在不同專項運動中的作用。

3.1.1 排球專項學生的視野范圍差異分析

研究表明，與僅進行專業的排球訓練組相比，同時加入了視野訓練的組別不僅提升了運動技能水平，也改善了學生的認知表現，包括臨床反應時、執行控制和知覺速度，提示視野范圍在排球訓練中的重要性［10］。該調查研究結果顯示，與社體組相比，排球專項學生左右眼在0°、180°方向上，紅色、綠色和黃色視野范圍均顯著擴大，說明了排球運動訓練亦能提升專項大學生動態的顏色辨別力和外周視野。

3.1.2 棒球專項學生的視野范圍差異分析

與社體組相比，棒球專項學生左、右眼在180°方向上，紅色、綠色和黃色視野范圍均顯著性增加，且在270°方向上左眼綠色、右眼黃色視野范圍也顯著性增加。研究表明，接受棒球專項訓練的受試者，同步進行動態視覺訓練時，表現出視野發散角度的顯著改善［11］。該項研究的調查結果也支持這一觀點，即進行棒球專項運動鍛煉對于視野范圍有提升作用。

在運動生理學中，一般人雙眼對綠色敏感性較弱，綠色視野范圍較小［12］。值得關注的是，棒球專項學生左、右眼在多個角度上綠色視野變廣，這可能與棒球運動場地均為寬廣的綠色草坪有關。在特定運動環境中，雙眼會受到周圍色彩持續刺激，要求專項大學生在此背景下準確地判斷球和隊友的位置并迅速做出合理的判斷，因此長期訓練雙眼對周圍環境逐漸產生適應，相應色彩視野范圍也得到提高。

3.1.3 足球專項學生的視野范圍差異分析

與社體組相比，足球專項學生右眼在180°方向上，白色、紅色、綠色和黃色視野范圍均顯著性增加，說明足球訓練亦能提升視野范圍。而且，就綠色視野范圍而言，與前人報道觀點一致的是，足球專項大學生雙眼視野范圍內對綠色敏感度提高［13］，可能也與運動場地均為綠色草坪有關。

3.1.4 網球專項學生的視野范圍差異分析

研究表明，長期接受專業訓練的網球專項學生進行視覺選擇反應時，具有反應速度快的優勢，并且有較強的抑制非目標刺激的能力。該調查發現，與社體組相比，網球專項學生右眼對黃色敏感程度上升，促進了黃色視野范圍的提升（180°方向）。其原因可能是網球多為黃綠色，在視野范圍內成為目標刺激顏色，久而久之對網球具有敏銳的洞察力。而且有對比研究表明，作為對照組的受試者（每天只通過視頻觀看網球訓練）和每天都進行專項訓練的受試者，都比不接受任何方式訓練的受試者表現出反應時間、運動調節能力、眼球運動范圍和網球成績的明顯改善［14］。

3.1.5 游泳專項學生的視野范圍差異分析

該調查發現，與社體組相比，游泳專項學生的左右眼部分色彩視野范圍有較大程度的減小。研究表明，游泳專業運動員比普通人表現出更好的眼手足協調性，反應時間更快，準確度更高［15］。但是由于訓練過程中對于眼部訓練的要求較低，導致外周視野得不到鍛煉，同時長期訓練過程中質量較差的游泳護目鏡以及不正確的佩戴方式都有可能導致周圍視野范圍降低。此外，游泳護目鏡襯墊的材質可能引起眼周皮膚的炎癥反應［16］，并且游泳護目鏡的佩戴會壓迫眼眶組織和血管，導致急性眼壓升高、角膜變薄和虹膜角膜角變窄等眼部問題［17］，最終對周圍視野范圍造成不利影響?；谝陨险J知，缺乏眼部運動的鍛煉，眼壓上升可能是導致游泳專項運動員周圍視野水平降低的原因。

3.2 不同專項學生的反應時差異分析

該項調查中使用視覺反應時作為評估對象，視覺反應時可以分為簡單反應時（被試者呈現單一刺激，同時要求他們只作單一的反應，刺激-反應之間的時間間隔）和選擇反應時（從突然出現的刺激到實際動作開始的時間，受試者須給出一個與刺激相對應的反應）。發現各專項學生的簡單反應時相較于社體組無顯著性差異（見圖10），這與之前的研究結果一致［18］。簡單反應時間并不是運動成績的限制因素，可能是只作單一的反應過程，不需要復雜信息處理，只涉及神經-肌肉系統的單一反應，故在不同組別中無明顯差別。

圖10 不同專項學生與社體組簡單反應時(a)和選擇反應時比較(b)

但是對于需要進行信息處理的選擇反應時而言，與社體組對比，排球和羽毛球專項學生的選擇反應時均有顯著下降，即處理信息的速度加快，表明長期的體育訓練可以改善人體神經-肌肉系統的快速反應能力和協調性，提高處理和響應所見事物的能力。此前，對肌電爆發的研究分析表明，運動過程中運動單位放電的同步性更好，從而縮短了選擇反應時［19］。并且選擇性反應時間，可以通過強度變化的刺激和反復訓練得到強化改善［20］，因此，較大強度的競技專項在縮短專項大學生選擇反應時上表現出一定的傾向性。

3.3 專項運動對于視野范圍與反應時影響的綜合分析

不同專項運動中，根據運動員所擔任的特定角色（如籃球前鋒）不同，對于視野范圍和反應時的要求也有差異。雖然簡單反應時在大多數人群中無顯著性差異，但通過規律運動訓練可以提高基礎身體素質和反應能力。由此可以總結，運動員在視覺搜索能力上經過長期訓練具有顯著優勢，在比賽中集中注意力，定位中央視野，能獲取重要信息并迅速做出預判，有助于提高運動成績。此外，大多數運動都依賴于良好的眼-手或眼-腳協調能力，且又與視覺反應和運動反應速度直接相關。在球類運動和許多其他運動項目中，擁有比對手更快的反應和更廣的視野范圍的能力非常重要，因為這可能會給運動員帶來決定性的優勢。

4 結語

視覺能力可以通過后天系統、科學訓練得到改善，但并非任何運動項目均可以擴大視野范圍，其是否得到提升與專項運動的技術要求和戰術制定相關。如專項運動訓練（如棒球、排球、足球、網球等）可以擴大視野范圍，但游泳專項訓練一定程度上限制了視野范圍。

專項運動訓練（如排球、羽毛球等）可以提升視覺反應能力。

該研究可以為教練與各專項學生制訂更科學合理的訓練方案提供參考依據。在專項實踐中可以加入運動視力訓練，科學訓練以提升視野范圍，提高處理和響應所見事物的能力，有助于學生在訓練中發現短板并及時合理調整。

根據“十四五”規劃建設體育強國的精神，要同步加強文化建設和專業訓練，該項研究提示可以加強競技球類的實踐教學占比，有助于實現青少年視野范圍和綜合反應等個人素質的全面提升。