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行为学数据、眼动数据及事件相关电位数据分析与讨论

来源:学术堂 作者:陈老师
发布于:2017-01-09 共4956字
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【题目】篮球专项运动员情景信息处理机制探析
【第一章】篮球运动员情景中的决策研究前言
【第二章】文献资料法与实验法的研究方法
【3.1 3.2】不同水平篮球运动员在判断任务上的眼动特征差异
【3.3】事件相关电位数据结果
【第四章】 行为学数据、眼动数据及事件相关电位数据分析与讨论
【结论/参考文献】篮球运动员情景信息加工方式研究结论与参考文献
  4 讨论
  
  4.1 行为学数据分析与讨论

  
  行为数据的结果表明:处理方式与组别在反应时的主效应极其显着,被试在 PS图片上的反应时更长,这说明无论对于专家还是新手,这种图片处理已经引起了他的注意,一种与实际冲突的复杂场景让被试消耗更多的注意资源来进行视觉搜索和信息加工,也就是说图片本身的鉴别力是有效的。
  
  呈现时间和处理方式的交互作用对反应时的影响显着,具体来看,在 150ms 和600ms 图片呈现时间条件下,被试对原图的反应时均低于 PS 图,差异具有显着性;在呈现原始图片的条件下,被试对不同呈现时间的图片的反应时不存在显着性差异;而在呈现 PS 图片下,被试对呈现 600ms 图片的反应时显着性高于 150ms 图片。说明在时间充足的情况下,被试会利用更多的时间和资源来搜索图片并进行信息加工,而短短的 150ms 是不足够进行自下而上的注意的,不能抓住图片中的细节,所以在判断时只是凭一种感觉,或是猜测,更多的是一种自上而下地整体判断,整合图片上更多的信息。处理方式与组别的交互作用不显着,说明被试对两种类型图片的判断反应时相同,而专家组对 PS 图片判断的正确率比新手组更高,可见专家组在速度与准确率的平衡中更倾向准确率,在保证正确率的基础上进行判断,更体现了专家优势。
  
  正确率的方差分析结果表明:呈现时间在两组被试判断正确率的主效应显着,随着呈现时间增长,正确率也随之增高,同样可以推断,被试在短时间内无法进行足够的信息收集而做出正确的判断,而在时间充裕的情况下便可根据自身认知加工的特点,处理图片上的信息。处理方式与组别的交互作用显着,说明对于不同类型的图片被试的反应时不同,对于原始图的判断,两组被试的正确率不存在显着性差异,而在PS 图上,专家组的正确率比新手组更低,也就是说,专家的判断更倾向于比赛场景的真实情况,不受图片处理的影响,表现为正确率低。这一结果恰恰说明,高水平篮球运动员在对情景任务进行信息加工时,依赖于整体线索,不受图上有无篮球这一细节影响。因为高水平篮球运动员接受专项训练的时间较长,也参加了许多大大小小的比赛,在头脑中积累了大量的有关篮球专项的运动知识,无论是观察场景图片还是在真实的篮球比赛场景,都能够与自己大脑中存储的专项运动知识进行有效的结合。在真实的赛场上,这类运动员能够对眼前看到的情境进行加工与分析,并迅速获取有效信息,对场上防守队员所采取的防守战术做出准确判断,再结合本队采取的进攻战术,在最短的时间内找出合理的处理球的方式,并做出相应决策。这一结果和张学民等人(2005)的研究一致,他认为决策的效果取决于运动员对信息进行选择的数量和对信息加工的方式。如果运动员能够恰当地筛选信息并进行有效的加工,决策的效果就好。
  
  4.2 眼动数据分析与讨论
  
  不同水平篮球运动员在情境判断任务中注视点和平均注视时间的差异分析。注视的次数反映了被试的注视策略,以及实验材料的难易。平均注视时间的长短反映被试对实验材料加工的程度。注视点和平均注视时间的方差分析结果表明:是否对图片进行处理对注视点数目的影响有着显着差异,被试对 PS 图的注视点显着多于原始图,这说明修改过的图片需要消耗更多的注意资源,图片情境越复杂,与真实情境越不一致,冲突越强,被试就需要更大范围的视野来搜索图片上的信息,这与行为数据的结果相吻合。呈现时间、处理方式与组别三组条件之间的交互作用显着,图片呈现时间较短时,两组被试并不存在显着性差异,而在长时间呈现时,新手组观察 PS 图片的注视点数目显着性多于专家组,该结果有力的证明低水平篮球运动员在视觉搜索和信息加工时,需要依靠更多的具体信息,看清图上每一个信息后,再提取有用的信息进行判断,尤其是在观察处理过的图片时,面对复杂而有冲突的画面,需要消耗更多的注意资源,全方位的考量后再谨慎地做出判断。而高水平篮球运动员则会根据自身的经验,自上而下的观察,迅速准确地从大量复杂的信息中提取有用的信息,迅速加工做出合理的判断,从而凝视点便会减少。这个和 Kioumourtzoglou 等人(1998)的研究结果一致,他们比较了水球、排球、和篮球运动员的感知技能,发现篮球专业运动员比业余运动员有更好的选择性注意和预测和的能力。漆昌柱,徐培(2001)的研究也表明运动专家与新手在运动知识、回忆和再认比赛、计划策略、心理运动能力、认知以及家庭源等方面的确存在差异。不同水平篮球运动员在情境判断任务中兴趣区内注视点和注视时间的差异分析。
  
  兴趣区内的注视情况代表了对于目标,即篮球的视觉搜索,若更多的关注目标本身,则表明被试在根据搜索到的具体情况来进行判断,若兴趣区内的注视点较少,则表明被试不是依据是否看到球来判断,而是结合图片中的整体情境,并依据自身的经验,综合之后进行判断。根据兴趣区内注视点数目和注视时间的结果,呈现时间和处理方式的主效应显着,两者的交互作用也存在显着性差异,在 600ms 呈现时间下,在图片标注的兴趣区内的注视时间均长于 150ms 呈现时间下,表明在时间允许的情况下,被试会更多的关注目标,并作为判断的标准之一;在 600ms 呈现时间下,被试在 PS 图片上的兴趣区内注视时间显着性少于原始图,说明在时间充裕的情况下,当被试在PS 图应该有篮球的位置找不到球时,需要在其他区域进行搜索,寻找能够判断的线索。而在这两项指标上并不存在与组别的交互作用。也就是说,篮球专项运动员与非篮球专项运动员在进行视觉搜索时,注视目标位置的时间是相同的,这是否否定了我们的实验假设--新手组会更多的依赖图片上的篮球而进行自下而上的判断,即在呈现 600ms 时落在 PS 图片中篮球上的注视点更多、注视时间更长?其实不然,如果结合行为数据的结果来看,就会发现,当专家组与新手组对目标观察的效果相同时,专家组的正确率更高。这说明,专家组与新手组注视篮球的位置相同,但做出的判断却不同。因此我们有理由相信专家组在做判断时不仅仅依赖于图片上给出的信息,而还根据整体情境。由于他们的专业优势,便可在有限的资源当中捕捉到最重要、最关键的信息,而促使他们运用这一看似无意识的技能的原因,正是他们的专业经验,长期的训练让他们对篮球情境中运动员的动作,篮球的移动趋势更加敏感,能够敏锐的做出正确的判断,从而进行下一步的技术动作。这一结果也证实了张运亮(2004)研究不同训练年限青年男子后卫运动员的眼动特征的结论,篮球后卫运动员的训练年限明显影响其对篮球比赛图片信息的加工效率。运动专家表现的基本观点之一--信息加工观认为,熟练者和初学者的动作表现差异主要是在于他们在对信息的选择、决策等方而的差异造成的(漆昌柱,徐培,2001)。
  
  4.3 事件相关电位数据分析与讨论
  

  专家与新手在 150ms 呈现时间下 N1 成分的峰值方差分析结果表明:图片的处理方式、脑区和位置存在不同显着性程度的主效应,说明在不同脑区、不同位置由不同类型的图片诱发的 N1 峰值不同。处理方式与脑区的交互作用显着,顶区诱发出的 N1峰值在两种类型图片条件下均显着性高于枕区,原图诱发出的 N1 的峰值在不同脑区以不同的显着程度高于 PS 图。图片的处理方式与电极位置存在交互作用,在不同电极位置,原图诱发的 N1 成分的峰值以不同的显着性程度高于原始图,说明不同位置对于图片的处理与加工程度不同,右侧脑区的加工更具优势。
  
  专家与新手在 150ms 呈现时间下 N1 成分的潜伏期方差分析结果表明:图片的处理方式、脑区和位置存在不同显着性程度的主效应,说明在不同脑区、不同位置由不同类型的图片诱发的 N1 潜伏期不同;处理方式、脑区与组别的交互作用显着,进一步分析发现,两组被试在原图上不存在显着性差异,而在 PS 图上,专家组在枕区诱发的 N1 成分的潜伏期要显着早与新手组,这说明专家对 PS 图片的视觉注意加工要比新手组更快,更敏感,能够更早的注意到 PS 图片的不同,图片中修改的地方能够引起专家组足够的注意,而且是在 150ms 下,专家在非常有限的时间内,就能够快速地对 PS 图进行视觉分析,可以证明专家在决策过程中的视觉搜索能力远远强于新手组。
  
  专家与新手在 N1 成分的潜伏期方差分析结果表明:图片的处理方式不存在主显着的效应,说明运动员判断时,图片是否处理过对他们的脑区没有影响。脑区的主效应在统计学上显着,N1 在顶区比在枕区诱发了更长时间的潜伏期,;电极位置主效应在统计学上显着,右侧脑区>左侧脑区>中线,表明了 N1 在脑区中的对侧效应,而两组被试在这一指标上不存在组别的交互作用;在脑区与电极位置的交互作用中,两组被试在顶区皮层诱发的 N1 成分的潜伏期:右侧脑区>中线>左侧脑区,具有单侧优势;而在枕区皮层上,N1 的潜伏期变化为:左侧脑区,右侧脑区>中线;在右侧脑区上,被试在顶区皮层上诱发事件相关电位的潜伏期显着性长于枕区皮层。
  
  脑区与组别位置的交互作用显着,专家组被试在顶区诱发出 N1 成分的潜伏期显着性慢于枕区,而在新手组不存在这一区别,专家组在枕区诱发的 N1 成分的显着性快于新手组,说明专家在观察和搜索图片并进行判断任务时,更大程度上激活了枕区部分,枕区皮层负责与视觉相关的如注意等一系列功能,有研究表明,视觉注意诱发的 N1 成分主要与空间定位信息的加工相关,结合行为数据和眼动数据结果,我们有理由相信有更丰富篮球训练经验的运动员在比赛中,能够运动自身的经验和优势,准确的判断出快速变换的信息,在复杂的运动情境中,将搜集到的视觉信息进行信息加工,再根据已有的比赛经验,自上而下的准确的做出决策与判断。而经验尚浅的初学者在这一方面能力就稍显逊色,只能根据眼睛看到的信息进行加工判断,没有经验背景,很难发现关键的细节之处,而往往这些就是决定胜负的重要因素。
  
  专家与新手在 N1 成分的峰值方差分析结果表明:图片的处理方式不存在主显着的效应,脑区的主效应在统计学上显着,说明在不同脑区诱发的 N1 峰值不同,顶区比枕区呈现更显着大幅度的波幅;电极位置主效应在统计学上极其显着,表明 N1 在不同电极位置诱发的波幅大小不等,N1 成分的波幅由高大到小依次为:右侧脑区>左侧脑区>中线,说明在视觉注意过程中,视觉搜索和信息加工这一过程在大脑中具有半球偏侧化效应,右侧脑区较左侧脑区对视觉信息更敏感。
  
  事后检验发现,脑区与电极位置的交互作用显着,即不同的脑区中,被试在左中右不同位置表现出的 N1 成分的波幅不相同,位于两侧位置的电极上,N1 成分在顶区皮层的波幅高于枕区,在统计学上极其显着,而在中线位置的电极,其在顶区的波幅显着高于枕区;在顶区皮层和枕区皮层,N1 在不同位置的电极上诱发的波幅比较如下:左侧位置,右侧位置>中线位置。在组别、处理方式与电极位置三种条件的交互作用中,专家组在两种类型的图片上诱发出的 N1 的幅值比较均为:左右两侧电极高于中线电极,差异极其显着;新手组在原始图片上诱发出的 N1 的幅值比较为:两侧电极高于中线电极,差异极其显着,而在处理过的图片上诱发的 N1 的幅值比较为:两侧电极高于中线电极,差异极其显着。该结果与以往研究结果相一致,N1 以枕区 O1、O2 的波幅最为显着。有研究表明,被试在执行辨别任务时的两侧枕区的 N1 成分要比执行检测任务时更大,可以认为这个成分反映了某种辨别过程(Hopf et al.,2002;Ritter etal.,1979;Vogel & Luck,2000)。
  
  结合 N1 成分在峰值及潜伏期上的结果,我们可以认为,被试在做视觉搜索任务时,激活了大脑负责视觉信息注意的枕区,充分调动了其注意资源,而两组被试在做同样的任务时,不同脑区及不同位置的 ERP 成分的峰值与潜伏期都有显着性差异,可以证明,长期训练的篮球专业运动员在决策过程中的视觉搜索及信息加工等认知功能方面的能力具有显着优势。
  
  4.4 本研究存在的不足
  
  第一、本研究还是实验室研究,尽管实验材料是运动比赛场景中的图片,与真实比赛情境还会有些许的差距,在今后的实验中,可选取更加贴近运动员视角的图片,让被试有身临其境的感觉。本研究的实验设计还属于探索性阶段,还有待后续的完善,包括在呈现时间、图片的选择及修改、标准刺激与偏差刺激的比例等,都会在一定程度上影响实验结果。
  
  第二、在被试的选择上,可以选取更高水平,如省队、国家队的专业篮球运动员,考察他们与普通水平运动员之间的差异,或许会发现更多元的显着性差异。
  
  第三、本研究只考察了 N1 成分作为事件相关电位的指标,还有其他的成分有待检验,在今后的研究中可以继续完善。
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