于志华， 章建成

(1．中南民族大学 体育学院，湖北 武汉430074;2．上海体育学院学院办公室，上海200438)

运动领域内隐学习与外显学习协同效应的实证研究很少，多为理论探讨［1］或分离性研究［2］。由于内隐学习的经典范式较难应用于运动技能学习的实际情景中，类比学习这一喜闻乐见且实用的内隐学习新方法受到关注。它是指对2个领域的事物进行比较，找出某一方面或某一个抽象层次上的相似关系，并以此为根据，由已知的知识系统推导到预知的知识系统，从而获得或理解知识的过程［3］。类比学习采用的隐喻具有直观性、趣味性，被广泛应用于体育运动领域［4］。笔者的前期研究［5-6］验证了类比学习与外显学习的协同效应，并发现网球初学者学习不同性质(开放性与闭锁性)的技能时，类比学习与外显学习的最佳组合方式不同。

任务难度是影响运动技能学习的另一重要因素［7］。范文杰等［1］提出，在运动训练与教学中，对于复杂或有难度的运动技能，指导者应让练习者先进行一定时间的练习(内隐认知)后，再进行必要的指导(外显认知)，这种搭配方式的认知效果更理想。葛操［8］的研究发现，在不同难度的人工语法学习中，内隐学习与外显学习的最佳组合方式不同。在低难度的双条件语法学习中，交替组的学习成绩最好，其次是匹配-编辑学习组;在高难度的语法规则学习中，匹配-编辑学习组的成绩最好，其次是交替组。这种认知领域的实验室研究结果能否被推广到运动技能学习的实践中，目前尚无报道。

本研究提出理论假设:不同难度运动技能学习中类比与外显学习的最佳组合方式不同。对于初学者而言，在高难度网球技能学习中，先类比后外显学习获得的绩效好于类比与外显学习交替组和先外显后类比学习组;在低难度网球技能学习中，类比与外显学习交替组获得的绩效好于先外显后类比学习组、先类比后外显学习组。对这一问题的探讨将为提高体育教学或运动训练的效率提供实验支持。

1 研究对象与方法

1．1 研究对象随机抽取大学一年级右利手男生72名，年龄为(19．60±0．74)岁，裸眼或矫正视力正常，身体健康，自愿参加本实验。受试均为网球初学者，被随机分为高、低难度任务组，再被随机分为先外显后类比学习组(简称“外显-类比组”)、先类比后外显学习组(简称“类比-外显组”)、类比学习与外显学习交替组(简称“交替组”)3组(每组12名)。

1．2 研究方法

1．2．1 实验设计 采用2×3的双因素实验设计，任务难度有高难度和低难度2个水平，学习方式有外显-类比、类比-外显、交替进行3个水平。

1．2．2 实验任务 实验任务为不同难度的网球上手平击发球。根据难度系数公式ID=lb2D/W，其中:W为目标宽度或大小;D为起点到目标间的距离［9］。本研究中速度不变、目标大小相同，距离的远近就成为决定难度系数的一个主要指标。在高难度任务中，受试持拍站在发球线与端线之间中线延长线的中点上，比低难度任务中受试持拍站在发球线与球场中线的交点处离得分区域的距离更大(相差1．5 m)，因而得分难度更大。主试站在受试身体左侧1 m处(不影响受试击球)，以固定频率递球给受试;受试接球后上手平击发球至目标区域，不考察击球速度。

1．2．3 学习指导语 外显学习指导语摘自网球专业刊物，由10名经验丰富的网球教师或教练员(平均教龄＞5年)核定，并确定类比学习指导语。如表1所示，外显-类比组受试在第1单元练习中接受平击发球外显学习指导语，在第2单元接受类比学习指导语;类比-外显组受试在第1单元接受类比学习指导语，在第2单元接受外显学习指导语;交替组受试在第1个组块练习中先接受外显学习指导语后马上接受类比学习指导语，在第2个组块练习中，先接受类比学习指导语后马上接受外显学习指导语;此后依次交替进行。

表1 平击发球的学习指导语Table 1 Instructions for Flat Serves

1．2．4 实验程序 实验为期9 d，每天1 h，共2单元。第1天，发放《体育锻炼情况调查表》和《知识数量调查表》，要求受试“详细描述完成网球上手平击发球动作的过程并写下来”，收集知识数量并筛选出有效受试。在进行准备活动和上手平击发球握拍方法的指导、20次击球(前测)后，进入第1单元的组块练习:练习前，主试集中示范动作1次并陈述相应指导语，受试集体挥空拍20次后(一名受试击球时，一名助手组织其他受试在隐蔽处颠球，避免观察学习)，单独练习上手平击发球20次。第5天进入第2单元练习(练习方式和数量与第1单元相同)。第9天，休息10 min后进行保持测试(20次上手平击发球)，最后进行迁移测试:在高难度任务中，受试站在发球线与端线之间左侧单打边线的中点上;在低难度技能任务中，受试站在发球线与左侧单打边线的交点处，主试站在受试身体左侧，以固定频率递球给受试，受试平击发球至目标区域。测试阶段主试不提供指导语。

1．2．5 评价指标 击球准确性:如图1所示，在受试对面左侧场地，用黄色胶带标出3个得分区域，即距离发球线1 m的单打边线上的点A、距离发球线1 m的球场中线上的点B与发球线的中点C连线而成一个等腰三角形区域2，发球线与单打边线的交点F与点C、A连线成直角三角形区域3，发球线与中线交点G与点B、C连线而成另一个直角三角形区域3，距离中网2 m的单打边线上的点D和距离中网2 m的球场中线上的点E之间的连线与区域2外的单打边线、球场中线以及A、B两点的连线共同构成长方形区域1。将球击至区域1、2、3 处分别得 1、2、3 分。

图1 上手平击发球得分区域示意Figure 1．Scoring Areas of Flat Serves

动作评分:经网球教师或教练员确认建立《网球平击发球技能评定标准》。将每位受试的击球动作视频编辑成独立文件并随机分成3组，2位独立评分者进行评定，取两者的平均分。总分为100分，其中:动作完整性占80分，动作流畅性占20分。完整性包括“准备姿势”10分(5条，每条2分)、“抛球与引拍、挥拍击球”60分(12条，每条5分)、“随挥跟进”10分(4条，每条2．5分)。动作流畅性分数与动作完整性分数的比例为1/4(取整数)，当评分者计算出动作完整性分值后，依据上述比例赋予动作流畅性分值。

动作知识数量:18条外显知识数量，7条类比知识数量，每条1分。随机安排受试，由2位独立评分者对其进行评定，取平均分。

1．2．6 实验器材 12把网球拍(伟士530型)和200个网球(STAR)，2台三脚架摄像机(SONY，HDRSR12)，一片标准双打网球场地(23．77 m ×8．23 m，网高1．07 m，网中间高0．914 m)。

1．2．7 数据采集与分析 将一台摄像机设置在受试右侧双打边线外，摄下受试平击发球动作姿势;将另一台摄像机设置在受试对面场地对侧双打边线外、中网与发球线之间，摄下得分情况。同时，2名计分者站在受试对面的摄像机右侧1．0 m、距离双打边线1．8 m，记录球的落点得分。测试结束后与摄录结果进行核对，以准确记录击球成绩。

采用SPSS 17．0软件对实验数据进行数理统计，显著性水平α=0．05。

2 结果

2．1 击球的准确性以前测中的击球准确性为协变量，对保持测试中的击球准确性进行协方差分析。结果显示:前测中的击球准确性主效应显著，F(1，66)=20．80，P ＜0．01;任务难度主效应不显著，F(1，66)=2．18，P ＞ 0．05;学习方式主效应显著，F(2，66)=3．57，P ＜0．05;任务难度和学习方式交互作用显著，F(2，66)=8．00，P ＜0．01。因素 B(学习方式)简单效应检验结果显示，在因素A1(高难度任务)和A2(低难度任务)水平上有显著差异，F=3．80、P ＜0．05，F=6．20、P ＜0．01。在高难度任务中，方差齐性，选用LSD法对各组均值进行多重比较。结果显示，外显-类比组和交替组的击球准确性显著低于类比-外显组(P ＜0．05，P ＜0．05)，外显 -类比组与交替组之间无显著性差异，说明类比-外显组受试击球准确性好于另外两组。在低难度任务中，方差不齐性，选用Tamhane法对各组均值进行多重比较。结果显示，外显-类比组与类比-外显组受试的击球准确性显著低于交替组(P ＜0．05，P ＜0．05)，外显 -类比组与类比-外显组之间均无显著性差异，说明交替组受试的击球准确性好于另外两组(图2)。

图2 不同难度任务组保持测试中的击球准确性Figure 2．Hitting Accuracy of Different Task Groups in Retention Test

以前测中的击球准确性为协变量，对迁移测试的击球准确性进行协方差分析显示:前测中的击球准确性主效应显著，F(1，65)=29．58，P ＜0．01;任务难度的主效应不显著，F(1，65)=0．75，P ＞0．05;学习方式主效应显著，F(2，65)=3．52，P ＜0．05;任务难度和学习方式交互作用显著，F(2，65)=7．05，P ＜ 0．01。因素B简单效应检验结果显示，在A1和A2水平上有显著差异，F=3．61、P ＜0．05，F=4．38、P ＜0．05。在高难度任务中，选用LSD法对各组均值进行多重比较检验方差齐性。结果显示，外显-类比组和交替组受试的击球准确性显著低于类比-外显组(P＜0．05，P＜0．05)，外显-类比组和交替组间无显著性差异，说明类比-外显组受试的击球准确性好于另外两组。在低难度任务中，选用LSD法对各组均值进行多重比较检验方差齐性，结果显示，外显-类比组和类比-外显组受试的击球准确性显著低于交替进行组(P＜0．05，P＜0．05)，外显-类比组和类比-外显组间无显著性差异，说明交替组受试的击球准确性好于另外两组(图3)。

图3 不同难度任务组迁移测试中的击球准确性Figure 3．Hitting Accuracy of Different Task Groups in Transfer Test

2．2 动作评分为了验证评分者对动作的主观评分标准的一致性，采用Pearson相关系数对评分进行统计分析。结果显示:前测r=0．94，保持测试r=0．98，迁移测试r=0．98，可以认定评分者内部一致性信度较高。

以前测中的动作评分为协变量，对保持测试的动作评分进行协方差分析显示:前测中的动作评分主效应不显著，F(1，65)=0．04，P ＞0．05;任务难度主效应不显著，F(1，65)=2．88，P ＞0．05;学习方式主效应不显著，F(2，65)=2．65，P ＞0．05;任务难度和学习方式交互作用主效应显著，F(2，65)=5．43，P ＜ 0．01。因素B简单效应检验结果显示，在A1和A2水平上有显著差异，F=3．38、P ＜0．05，F=4．49、P ＜0．05。在高难度任务中，选用LSD法对各组均值进行多重比较检验方差齐性。结果显示，外显-类比组和交替组受试的动作评分显著低于类比 -外显组(P＜0．05，P＜0．05)，外显-类比组和交替组间无显著性差异，说明类比-外显组受试的动作评分好于另外两组。在低难度任务中，选用LSD法对各组均值进行多重比较检验方差齐性。结果显示，外显-类比组和类比-外显组受试的动作评分显著低于交替进行组(P＜0．05，P＜0．05)，外显-类比组与类比-外显组间无显著差异，说明交替组受试的动作评分好于另外两组(图4)。

图4 不同难度任务组保持测试中的动作评分Figure 4．Gait Rating of Different Task Groups in Retention Test

以前测中的动作评分为协变量，对迁移测试的动作评分进行协方差分析显示，前测中的动作评分主效应显著，F(1，65)=0．04，P ＞0．05;任务难度主效应不显著，F(1，65)=3．68，P ＞0．05;学习方式主效应显著，F(2，66)=3．15，P ＜0．05;任务难度与学习方式交互作用主效应显著，F(2，66)=5．60，P ＜0．01。因素B简单效应检验结果显示，在A1和A2水平上有显著性差异，F=3．49、P ＜0．05，F=5．00、P ＜0．05。在高难度任务中，选用LSD法对各组均值进行多重比较检验方差齐性。结果显示，外显-类比组和交替组受试的动作评分显著低于类比 -外显组(P＜0．05，P＜0．05)，外显-类比组和交替进行组之间无显著性差异，说明类比-外显组受试的动作评分好于另外两组。在低难度任务中，选用LSD法对各组均值进行多重比较检验方差齐性。结果显示，外显-类比组和类比-外显组受试的动作评分显著低于交替组(P＜0．01，P＜0．05)，外显-类比组和类比-外显组间无显著性差异，说明交替组受试的动作评分好于另外两组(图5)。

2．3 动作知识数量为了验证评分者对动作知识数量的主观评分标准的一致性，采用Pearson相关系数对两位评分者的评分进行统计分析。结果显示:后测r=0．95，可以认定评分者内部一致性信度较高。在前测中，不同学习方式组受试的动作知识数量为0，表明所有受试均不知晓正手击球的动作要领。

图5 不同难度任务组迁移测试中的动作评分Figure 5．Gait Rating of Different Task Groups in Transfer Test

对动作知识数量进行双因素方差分析，结果显示，任务难度主效应显著，F(1，66)=16．63，P ＜0．01，学习方式主效应显著，F(2，66)=3．23，P ＜0．05，任务难度和学习方式交互作用主效应显著，F(2，66)=6．09，P＜0．01。因素B简单效应检验结果显示，在A1和A2水平上有显著性差异，F=3．59、P ＜ 0．05，F=5．62、P ＜0．01。在高难度任务中，采用 LSD 法对各组均值进行多重比较检验方差齐性。结果显示，外显-类比组和交替组受试习得的动作知识数量显著少于类比-外显组(P＜0．05)，外显-类比组和交替组间无显著性差异，说明类比-外显组受试习得的动作知识数量多于另外两组。在低难度任务中，采用LSD法对各组均值进行多重比较检验方差齐性。结果显示，外显-类比组和类比-外显组受试习得的动作知识数量显著低于交替组(P ＜0．01，P ＜0．05)，外显 -类比组和类比-外显组间无显著性差异，说明交替组受试习得的动作知识数量多于另外两组(图6)。

图6 不同难度任务中各组的动作知识数量Figure 6．Number of Skill Rules of Different Task Groups

3 分析与讨论

3．1 高难度技能任务中的绩效对于高难度任务而言，在保持测试中，学习者使用类比-外显学习方式所习得的平击发球准确性、动作评分和外显知识的掌握程度好于外显-类比组和交替组。

运动技能学习既包括认知层面的操作规则、操作策略等记忆指令的学习，又包括肌肉层面的肢体间协调模式的实际操作技能的学习［10］，初学者需要将注意分配于记忆指令和实际操作技能两方面。在高难度任务中，由于学习者平击发球时的初始位置与中网之间的距离更远，为确保球过网且落在发球区内，学习者要使抛球的高度更高，抛出去的球的位置和轨迹更难保持稳定，击球点的位置和球拍角度也就更难保持稳定;因此，学习者需要投入更多的注意资源协调自身肢体动作。由于个体的工作记忆资源有限，肌肉层面技能操作学习负荷的增加使分配到认知层面学习指导语的注意资源减少。外显-类比组和交替组学习者接受的大量外显规则超出其信息处理容量，引起资源分配不足［11］，致使动作要领的学习效果不佳，进而影响动作姿势和击球准确性。这与前人的研究结果一致。

Willingham［12］在一项难度较高的序列反应时(SRT)任务研究中发现，提供外显知识不但没有作用，反而有可能阻碍技能的形成。Lagarde等［13］在高难度序列反应时任务中发现，提前给予指导不利于认知，因为这会导致受试提前做好拦截准备，但在概率较小的情景下，这种准备将削弱受试根据刺激的即时变化迅速修改拦截线路的能力。Russele［14］的研究发现，在难度增加的序列反应时任务中，外显认知起阻碍作用且表现出较多的纠错倾向。知觉认知研究者［15］发现，过早形成假设会阻止人们最好地使用可利用的信息，提供外显知识既可能有利于完成任务，也可能激发与任务规则无关的注意过程，阻碍内隐学习。当任务规则极为复杂或不明显或任务压力较大时，认知上的学习并不能转化为动作的提高，在某些情景下反而会阻碍动作的内隐学习［16］。

类比-外显组的学习者在第1单元接受类比学习，采用的隐喻概括了平击发球的关键动作结构，信息量少得多，降低对工作记忆资源的需求，可腾出有限的注意资源分配到平击发球技能的肌肉操作方面。隐喻使平击发球动作更形象易记，提供建立整体动作概念的凭据和线索，建立技能的整体概念;随后的外显认知指导和有关技能规律的介绍、点拨使平击发球动作更加细致，又通过错误觉察-纠正机制避免了错误动作的形成。有研究［17］已证明，先进行内隐性认识任务再进行外显认识任务组的成绩高于先进行外显认识再进行内隐认识组。郭秀艳等根据人工语法研究中的结果也推论，在学习复杂任务时，应先具备一定的内隐知识基础，然后再试图建立外显的任务模型。据此，有研究者指出，它将对教育产生重要启示:在解决难题时，先让学生被动观察，然后再给予正式指导，将会产生最佳效果。

运动技能学习的目的是学到一般运动程序，这样更有利于运动技能的迁移，而迁移测试能够反映一般运动程序的学习效果，是评判学习方式优劣的重要手段之一。在迁移测试中，类比-外显组学习者平击发球的准确性、动作评分和外显知识的掌握程度均好于外显-类比组和交替组，说明类比-外显组学习者习得的一般运动程序能力好于另外两组，原因尚待进一步分析。

3．2 低难度技能任务中的绩效对低难度任务而言，在保持测试中，交替组学习者的击球准确性和动作评分均好于外显-类比组和类比-外显组。

(1)在低难度任务中，学习者发球的初始位置更靠近网前，发球极易过网，完成平击发球动作所需的工作记忆资源相对较少，可将其分配到记忆指导语和言语知识的输出上。根据CLARION模型，外显和内隐学习的加工机制不同［18］。外显学习是由部分到整体、自下而上的加工，这种数据驱动的加工形同错误觉察-纠正机制，可随环境的变化而不断调整。外显学习指导语详细描述了平击发球各动作环节间的联系，为学习者提供反馈所需的参照物，以不断改善动作。类比学习是从整体到部分、自上而下的加工，这种概念驱动的加工强调个体运用自己已有的知识理解新的知觉对象。隐喻将完成平击发球动作所需的诸多复杂规则囊括为整体、数量较少的组块，既减少了工作记忆负荷，又扩大了工作记忆的信息容量。通过日常行为，类比学习指导语将初学者不熟悉的平击发球动作变得具体、生动、形象、更容易理解和接受，形象的隐喻加速了外显规则言语信息的吸收或同化，便于学习者理解和记忆。同时，外显学习指导具体且准确，对技能的认知起到促进作用。在动态的信息处理过程中，精确的外显知识和形象的类比知识动态转换［19］，使得平击发球动作信息的记忆和提取变得更容易［20］，有利于动作知识的掌握。

(2)隐喻可能是以形象进行储存和操作的，这种基于表象的信息具有整体性和概括性，有助于整体运动表象的建立，提高动作姿势的质量。类比学习将运动技能的多种成分有效组合，有利于加快运动技能的自动化;外显学习促进对不理想动作的纠正。Magill等［21］在轨迹追踪任务研究中发现，在简单运动技能情形下，外显知识不起阻碍作用，在某种情况下可能会缩短认知时间，因而越早介入越有效。

(3)在运动技能学习初期，认知方面动作要领的掌握和肌肉层面技能操作的动作姿势两方面较好的绩效，促使学习者击球准确性的提高。

外显-类比组学习者在第1单元接受的外显学习依赖于工作记忆的中央执行系统。由于工作记忆容量有限，18条平击发球的动作规则数量多且零散，学习者很难在短时间内加工如此多的信息，因而难以记住，影响了平击发球动作要领的掌握，不利于整体动作形象的建立，进而导致击球准确性难以在短时间内得到提高，阻碍了学习进程。

类比-外显组学习者在第1单元接受的类比学习指导语虽然形象概括，有利于整体运动表象的形成，但不够细致，缺少纠正不理想动作的线索。虽然在第2单元中接受外显知识，但前期的学习进程已受影响。

在迁移测试中，交替组学习者的平击发球准确性、动作评分和外显知识的掌握程度均好于外显-类比组和类比-外显组，说明交替组学习者获得的一般运动程序能力好于另外两组，原因有待探寻。

4 结束语

探讨了不同难度网球技能学习中类比学习与外显学习的不同协同效应，结果证实了预期假设，即任务难度是影响运动技能学习的重要因素之一。在高难度任务中，类比-外显组学习者的击球准确性、动作评分和掌握的知识数量好于外显-类比组和交替组。在低难度任务中，学习者采用类比与外显交替进行的方式所获得的击球准确性、动作评分和掌握的知识数量好于外显-类比组和类比-外显组。

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