《運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)與控制.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)與控制.ppt（116頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)與控制Motor Learning & Control,任 杰,第一章 運(yùn)動(dòng)技能概述,一、 運(yùn)動(dòng)技能的定義,1、概念:,技能（skill）：經(jīng)過(guò)練習(xí)而獲得的完成某種任務(wù)的動(dòng)作方式或心智活動(dòng)方式。 運(yùn)動(dòng)技能（motor skill）:有特定操作目標(biāo)，涉及自主身體或肢體運(yùn)動(dòng)的技能。 動(dòng)作（action）:由身體/肢體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的指向目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)。 運(yùn)動(dòng)（movement）:構(gòu)成動(dòng)作或運(yùn)動(dòng)技能的肢體或肢體聯(lián)合的行為特征。,,2、高水平技能的特征,成功的可能性最大，準(zhǔn)確性高 體能和心理能力的消耗最少 時(shí)間最短,3、運(yùn)動(dòng)技能的三種成份,姿勢(shì)成份為動(dòng)作提供支持平臺(tái)。 身體的移動(dòng)成份是身體和肢體移動(dòng)

2、到動(dòng)作位置。 操作成份產(chǎn)生動(dòng)作。,二、運(yùn)動(dòng)技能的分類(lèi),連續(xù)性技能和非連續(xù)性技能 開(kāi)放式技能和閉鎖式技能 大肌肉群運(yùn)動(dòng)技能和小肌肉群運(yùn)動(dòng)技能,,區(qū)分:連續(xù)性技能和非連續(xù)性技能,區(qū)分:開(kāi)放式技能 和閉鎖式技能,,區(qū)分:大肌肉群運(yùn)動(dòng)技能和小肌肉群運(yùn)動(dòng)技能,,第二章 運(yùn)動(dòng)技能的測(cè)量,一、反應(yīng)時(shí),簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí) 辨別反應(yīng)時(shí) 選擇反應(yīng)時(shí),,,,,二、誤差測(cè)量,1、一維動(dòng)作目標(biāo)的誤差,,,,,,,,,,,,,,,,,,,各種誤差的計(jì)算方法,Constant Error (CE): CE=（xi-T）/n Variable Error (VE): VE=(（xi-M）/n) -2 Total Variabilit

3、y (E): E2=VE2+CE2 Absolute Error (AE): AE=|xi-T|/n Absolute Constant Error (|CE|): |CE |,2、二維動(dòng)作目標(biāo)的誤差,,,,,,x,y,3、連續(xù)技能的誤差評(píng)估,,,,,RMSE,三、運(yùn)動(dòng)學(xué)方法,位移 速度 加速度 角度變化,四、動(dòng)力學(xué)方法,力量（F，牛頓） 力矩,五、肌電圖（EMG）,直立姿勢(shì)的平衡控制,六、協(xié)調(diào)性,例如 兩關(guān)節(jié)（肢體）間的協(xié)調(diào) 多關(guān)節(jié)（肢體）間的協(xié)調(diào) 兩人間的協(xié)調(diào) 多人間的協(xié)調(diào),動(dòng)作協(xié)調(diào)性,,,,,第一天,第三天,第二天,第四天,第三章 運(yùn)動(dòng)技能的控制過(guò)程,一、信息加工,1、基本過(guò)程,輸入,

4、人,輸出,,,2、信息加工的階段,刺激辨別階段 應(yīng)答選擇階段 應(yīng)答編程階段,,輸入,刺激辨別,應(yīng)答編程,應(yīng)答選擇,輸出,,,,,概念模型,3、反應(yīng)時(shí)間和決策制定,反應(yīng)時(shí)（reaction time, RT） 短跑起跑,乒乓球接發(fā)球,4、影響反應(yīng)時(shí)間和決策制定的因素,刺激應(yīng)答變化的數(shù)量 刺激應(yīng)答相容性 練習(xí)的數(shù)量 預(yù)測(cè) 預(yù)測(cè)的好處 預(yù)測(cè)的開(kāi)銷(xiāo) 預(yù)測(cè)的策略,,(ms),刺激數(shù)量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系,二、應(yīng)激和激活下的決策績(jī)效,應(yīng)激和激活是指由壓力所引起的興奮或激動(dòng)水平。 倒“U”曲線,,,,低 喚醒水平 高,運(yùn)動(dòng)成績(jī),倒“U”原則： 提高激活會(huì)提高績(jī)效，但只到某個(gè)水平。 激活水平再提高就會(huì)

5、降低績(jī)效。 需要高難度的決策和很好的運(yùn)動(dòng)控制的任務(wù)，它的最佳激活水平較低。 很少需要決策制訂或粗略的運(yùn)動(dòng)技能的最佳激活水平相對(duì)較高。 某些人比其他人更容易被激活。,,,,,,,不相關(guān)刺激 相關(guān)刺激 不相關(guān)刺激, ,A 注意過(guò)寬 B 理想注意 C 注意過(guò)窄,三、注意和績(jī)效,注意：信息加工容量的局限 任務(wù)間何時(shí)會(huì)發(fā)生互相干擾？ 刺激鑒別：平行的信息加工 應(yīng)答選擇：自動(dòng)的和受控制的加工 應(yīng)答編程：動(dòng)作的系列化組織,注意的資源理論,中心資源容量理論（central-resource theories） 人們完成各種活動(dòng)時(shí)所需要的注意資源都源于同一個(gè)中心源。 多重資源理論（multiple-reso

6、urce theories）,,,,,,,任務(wù)A 任務(wù)B,,,心理不應(yīng)期：對(duì)非常接近的兩個(gè)刺激的第二個(gè)刺激的應(yīng)答中的延遲現(xiàn)象被稱為心理不應(yīng)期（PRP），這是理解人類(lèi)績(jī)效中的一個(gè)重要現(xiàn)象。,第四章 感覺(jué)的作用,一、感覺(jué)信息的來(lái)源,外部感覺(jué) 視覺(jué) 聽(tīng)覺(jué) 觸覺(jué) 內(nèi)部感覺(jué) 本體感覺(jué) 運(yùn)動(dòng)感覺(jué),二、閉合環(huán)路控制系統(tǒng),,目標(biāo) 輸入,比較器,,效應(yīng)器系統(tǒng),執(zhí)行系統(tǒng),,,,,,,,反饋,誤差,輸出,,刺激辨別 應(yīng)答選擇 應(yīng)答編程,,,,,,,,,,,,,,參照,,,,,,,,比較器,,,誤差,反饋,肌肉感覺(jué) 運(yùn)動(dòng)感覺(jué) 環(huán)境感覺(jué),運(yùn)動(dòng)程序 脊髓 肌肉 動(dòng)作 環(huán)境,,長(zhǎng)時(shí)間的、連續(xù)的任務(wù) 短時(shí)的、非連續(xù)的任務(wù)

7、 動(dòng)作技能的反射控制模型,M1應(yīng)答： M2應(yīng)答： 反應(yīng)激發(fā)： 反應(yīng)時(shí)應(yīng)答：,30-50ms 50-80ms 80-120ms 120-180ms,,,,刺激鑒別 應(yīng)答選擇 應(yīng)答編程,,,,運(yùn)動(dòng)程序 脊髓 肌肉 動(dòng)作 環(huán)境,,,,,,,,,,,,參照,,,,,,,,比較器,,,誤差,,,,,,,,,,M2,M1,視覺(jué),視覺(jué)的兩個(gè)系統(tǒng) 中央視覺(jué)（central vision, foveal or focal vision） 外周視覺(jué) (peripheral vision, ambient vision),,刺激辨別 應(yīng)答選擇 應(yīng)答編程,,,,,,,,,,,,,,參照,,,,,,,,比較器,,,誤差

8、,反饋,肌肉感覺(jué) 運(yùn)動(dòng)感覺(jué) 環(huán)境感覺(jué),,,中央視覺(jué),外周視覺(jué),外周視覺(jué)與中央視覺(jué),運(yùn)動(dòng)程序 脊髓 肌肉 動(dòng)作 環(huán)境,視覺(jué)優(yōu)勢(shì)（Visual Dominance） 視覺(jué)捕獲（Visual Capture） 光流（視覺(jué)流，optical flow） 碰觸時(shí)間（Time to Capture） 平衡控制（Balance）,,,optical flow,,,,,,,眼球,移動(dòng)目標(biāo),,,,,,,,固定目標(biāo),,,,,,,視覺(jué)與運(yùn)動(dòng)控制,視覺(jué)和手動(dòng)瞄準(zhǔn) (vision and manual aiming tasks) 視覺(jué)和抓握動(dòng)作(vision and prehension) 視覺(jué)和書(shū)寫(xiě)(vision a

9、nd handwriting) 視覺(jué)和移動(dòng)(vision and locomotion)： 視覺(jué)和從高出落下(vision and jumping from heights) 視覺(jué)和抓住動(dòng)作(vision and catching) 視覺(jué)和擊打運(yùn)動(dòng)著的物體 (vision and batting in baseball and table tennis),視覺(jué)信息在手臂動(dòng)作控制中的作用,本體感覺(jué),本體感覺(jué)和動(dòng)作控制 本體感覺(jué)（proprioception） 傳入神經(jīng)阻滯（deafferentation） 動(dòng)物手術(shù)：切斷神經(jīng)傳導(dǎo) 神經(jīng)疾患者 神經(jīng)阻斷技術(shù)：捆扎 肌腱振動(dòng)技術(shù)：振動(dòng)器,肌腱振動(dòng)技術(shù)

10、：振動(dòng)器,動(dòng)物手術(shù)：切斷神經(jīng)傳導(dǎo),第5章 開(kāi)放環(huán)路控制與運(yùn)動(dòng)程序,一、開(kāi)放環(huán)路與閉合環(huán)路,目標(biāo) 輸入,比較器,,效應(yīng)器系統(tǒng),執(zhí)行系統(tǒng),,,,,,,,反饋,誤差,輸出,效應(yīng)器系統(tǒng),執(zhí)行系統(tǒng),,,,輸出,目標(biāo) 輸入,二、運(yùn)動(dòng)程序,反應(yīng)時(shí)和動(dòng)作復(fù)雜程度 傳入神經(jīng)阻滯實(shí)驗(yàn) 手臂的機(jī)械制動(dòng)實(shí)驗(yàn),,刺激辨別 應(yīng)答選擇 應(yīng)答編程,,,,,,,,,,,,,,運(yùn)動(dòng)程序 脊髓 肌肉 動(dòng)作 環(huán)境,輸入,三、運(yùn)動(dòng)程序的修改,動(dòng)作時(shí)間的變化 動(dòng)作幅度的變化,第6章 復(fù)雜技能,,一、速度準(zhǔn)確性技能,Fitts定律 速度準(zhǔn)確性權(quán)衡（speed accuracy tradeoff）,二、抓握(prehension),三階段：

11、運(yùn)達(dá) 抓住 操作 人造假肢的鍛煉,三、書(shū)寫(xiě)（handwriting）,四、雙手協(xié)調(diào)(bimanual coordination),原先平衡被打破，建立新的更為牢固的平衡的非線性變化過(guò)程。同樣，這一過(guò)程也不可逆。,五、步態(tài)（gait）,第7章 個(gè)體差異和運(yùn)動(dòng)能力,個(gè)體差異：是人們?cè)谕瓿赡承┤蝿?wù)中表現(xiàn)出來(lái)的穩(wěn)定的持久的差異。 能力和技能 能力是指?jìng)€(gè)體所具有的遺傳的、相對(duì)持久的、穩(wěn)定的特質(zhì)，存在于各種運(yùn)動(dòng)和認(rèn)知技能之中。 技能是對(duì)特定任務(wù)的精通。,能力的種類(lèi),多肢體協(xié)調(diào) 空間定向 手指靈活性 手與手臂穩(wěn)定性 視敏度,反應(yīng)時(shí) 移動(dòng)速度 操作靈活性 機(jī)械資質(zhì) 運(yùn)動(dòng)感覺(jué),可能有30多種，例如,一般結(jié)論 任

12、何技能歸因于幾個(gè)基本的運(yùn)動(dòng)技能。一個(gè)技能下，一些能力起關(guān)鍵的作用，而其他的作用較少。 兩個(gè)不同的技能有不同的潛在的能力類(lèi)型。 兩個(gè)不同的技能可能又共同的能力。 疑問(wèn) 促進(jìn)還是限制？ 是否存在一般運(yùn)動(dòng)能力？ 是否存在運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)能力？ 預(yù)測(cè)與選材,一、學(xué)習(xí)和績(jī)效 學(xué)習(xí)（learning）：由練習(xí)或經(jīng)歷而引起的，相對(duì)持久的技能績(jī)效的變化。 績(jī)效（performance）：在特定的時(shí)間和情境下某項(xiàng)技能的執(zhí)行水平。,第8章 運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)概述,績(jī)效 是可以直接觀察到的行為 暫時(shí)的 可能不是練習(xí)的結(jié)果 容易受績(jī)效變量的影響,學(xué)習(xí) 是從績(jī)效中推斷出來(lái)的 相對(duì)持久的 是練習(xí)的結(jié)果 不受績(jī)效變量的影響,學(xué)習(xí)

13、是練習(xí)或經(jīng)歷的結(jié)果。 學(xué)習(xí)是內(nèi)在的變化。 學(xué)習(xí)難以直接測(cè)量，只能從績(jī)效的改變中加以推測(cè)。 學(xué)習(xí)是相對(duì)持久的變化。,強(qiáng)調(diào),二、技能學(xué)習(xí)過(guò)程中績(jī)效變化的主要特征,提高性 一致性 持久性 適應(yīng)性,三、通過(guò)練習(xí)績(jī)效來(lái)評(píng)估學(xué)習(xí),績(jī)效曲線,,績(jī)效曲線的四種趨勢(shì),,,,,,,,,,,,,練習(xí)績(jī)效與學(xué)習(xí)的不一致 夸大或低估學(xué)習(xí) 練習(xí)的高原現(xiàn)象,,,,,,保持測(cè)試（retention tests）： 技能練習(xí)結(jié)束后間隔一段時(shí)間，再對(duì)技能進(jìn)行測(cè)試。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,,,10組練習(xí),保持測(cè)試,,

14、組合練習(xí),隨機(jī)練習(xí),反應(yīng)時(shí)間,,,,,遷移測(cè)試（transfer tests）： 采用與練習(xí)不同的操作技能或者操作環(huán)境來(lái)測(cè)試個(gè)體的技能學(xué)習(xí)效果。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3,,,10組練習(xí),3種遷移測(cè)試,,新方法,舊方法,擊中目標(biāo)的次數(shù),動(dòng)作協(xié)調(diào)性,,,,,第一天,第三天,第二天,第四天,四、運(yùn)動(dòng)技能的內(nèi)隱學(xué)習(xí),點(diǎn)擊進(jìn)入,第9章 學(xué)習(xí)的階段,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,練習(xí),新方法,舊方法,擊

15、中目標(biāo)的次數(shù),1、費(fèi)茨和包斯納模型,認(rèn)知階段（cognitive stage） 聯(lián)結(jié)階段（associative stage） 自動(dòng)化階段（autonomous stage）,2、金泰爾的模型,最初的階段 后期階段,3、學(xué)習(xí)過(guò)程中的績(jī)效變化,變化的速度 練習(xí)的冪定律 動(dòng)作協(xié)調(diào)性的變化 自由度的凍結(jié)與解凍 協(xié)調(diào)模式的變化 參與肌肉的變化（EMG） 能量消耗的變化,達(dá)到運(yùn)動(dòng)目標(biāo) 空間目標(biāo) 時(shí)間目標(biāo) 視覺(jué)選擇注意力的變化 有意注意（無(wú)意注意） 發(fā)現(xiàn)和改正錯(cuò)誤,4、不發(fā)生變化的操作特征,對(duì)感覺(jué)反饋的依賴性,5、對(duì)前景的預(yù)測(cè),初期績(jī)效和后期績(jī)效間的相關(guān),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,練習(xí)

16、時(shí)段,練習(xí)時(shí)段,績(jī)效,相關(guān) R,第10章 學(xué)習(xí)的遷移,1、什么是學(xué)習(xí)的遷移,以前已經(jīng)學(xué)會(huì)的技能，對(duì)新技能學(xué)習(xí)或者在新的環(huán)境中操作該技能所產(chǎn)生的影響。 正遷移 負(fù)遷移 零遷移,2、遷移的重要性,技能學(xué)習(xí)的先后順序 指導(dǎo)方法 對(duì)訓(xùn)練效果的評(píng)價(jià),3、正遷移的發(fā)生,技能和情景構(gòu)成的相似性 需求程序的相似性 完成兩種技能或操作情景所需求的認(rèn)知過(guò)程的相似性。,4、負(fù)遷移的發(fā)生,負(fù)遷移發(fā)生的情景 負(fù)遷移發(fā)生的暫時(shí)性,5、兩側(cè)遷移,發(fā)生在兩側(cè)肢體間的學(xué)習(xí)遷移 通過(guò)對(duì)一側(cè)肢體的訓(xùn)練，使得另一側(cè)肢體的操作技能也得到提高。,第十一章、練習(xí)的組織,1、示范的含義,“百聞不如一見(jiàn)” 模型（modeling） 觀察學(xué)習(xí)（

17、observation learning）,一、 示范與口授,2、如何示范,新手和熟練者的示范 示范的時(shí)機(jī)和頻率 圖像和音頻示范,3、口授,口授與注意 言語(yǔ)線索與視覺(jué)的搜索策略 技能的內(nèi)隱學(xué)習(xí)和外顯學(xué)習(xí),1、 練習(xí)的變異性,練習(xí)的變異性（practice variability）：練習(xí)者在技能練習(xí)過(guò)程中體驗(yàn)到的動(dòng)作特征和背景特征的變化。 固定練習(xí)法 變換練習(xí)法,二、 組塊練習(xí)和隨機(jī)練習(xí),圖式理論認(rèn)為練習(xí)形式變化多的比變化少的產(chǎn)生的學(xué)習(xí)效果更好。 在學(xué)習(xí)初始階段出現(xiàn)操作錯(cuò)誤多的練習(xí)者比操作錯(cuò)誤少的練習(xí)者最終的學(xué)習(xí)效果好。,練習(xí)變異性的實(shí)施,組塊練習(xí)（blocked practice） 隨機(jī)練

18、習(xí)（random practice） 序列練習(xí)（serial practice）,投籃練習(xí),,背景干擾（contextual interference）：文脈、上下文 背景干擾效應(yīng)的局限性 任務(wù)特征 學(xué)習(xí)者特征,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,,,10組練習(xí),保持測(cè)試,,組合練習(xí),隨機(jī)練習(xí),反應(yīng)時(shí)間,,,,,2、練習(xí)量和練習(xí)分布,過(guò)度學(xué)習(xí)（overlearning）：超過(guò)實(shí)現(xiàn)特定操作標(biāo)準(zhǔn)所需練習(xí)量以外的附加練習(xí)。 練習(xí)分布 集中練習(xí) 分散練習(xí),三、整體和分解練習(xí),略,第12章 追加反饋,,一

19、、反饋的種類(lèi),任務(wù)內(nèi)在反饋（task-intrinsic feedback） 技能操作時(shí)個(gè)體自然而然獲得的感覺(jué)信息 追加反饋（augmented feedback） 與技能操作相關(guān)的感覺(jué)反饋之外的附加信息。,二、追加反饋的作用,激勵(lì)作用 激勵(lì)練習(xí)者更加努力地練習(xí) 強(qiáng)化作用 對(duì)運(yùn)動(dòng)結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)化 提供信息作用 為練習(xí)者提供掌握正確動(dòng)作，修正錯(cuò)誤動(dòng)作的大量信息 依賴效應(yīng)（阻礙作用）,三、追加反饋的內(nèi)容,正確與錯(cuò)誤 KR與KP 定性與定量 錯(cuò)誤量的大?。◣Х?錯(cuò)誤的追加反饋,帶幅反饋的設(shè)定方式,四、績(jī)效反饋的類(lèi)型,言語(yǔ)KP 錄像 運(yùn)動(dòng)學(xué)特征 生物反饋,,五、追加反饋的時(shí)機(jī),同步反饋 末端反饋 延遲反饋,,,,,試驗(yàn)1 反饋 試驗(yàn)2 ,,,,,測(cè)試間隔,(Swinnen et al. 1990),六、追加反饋的頻率,