《IBRO Neuroscience Reports》:Exploring the Mechanism of Analogy and Explicit instructions on Self-Efficacy, Performance, and Learning of Golf Putting Task: Analysis of Mental Representation
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本研究针对运动技能学习中显性指导与类比学习的效果差异问题,通过高尔夫推杆任务,系统探讨了不同指导方式对新手自我效能感、运动表现及心理表征结构的影响。结果表明,类比学习组在各项测试中均表现出更高的自我效能感和推杆准确性,尤其在双任务转移条件下优势明显,其心理表征结构也更接近专业运动员。研究验证了内隐学习理论,为优化运动技能教学方法提供了重要依据。
当我们学习一项新的运动技能时,比如高尔夫推杆,通常会有两种不同的学习方式:一种是接受详细的步骤指导,明确告知每个动作要领,这被称为显性学习(explicit learning);另一种则是通过比喻或意象来引导,比如将推杆动作类比为钟摆运动,这被称为类比学习(analogy learning),属于内隐学习(implicit learning)的一种。长期以来,运动科学领域存在一个争议:究竟哪种学习方式更有利于技能的长期掌握和灵活应用?尤其是在压力情境下,哪种方式能让人表现得更稳定?以往的研究得出了不一致的结论,有些研究显示类比学习在压力下表现更优,而另一些研究则发现两种方式差异不显著。更深入的问题是,这两种学习方式是如何影响我们大脑中对动作的“心理蓝图”——即心理表征(mental representation)的结构的?为了回答这些问题,来自德黑兰大学体育科学与健康学院的研究团队开展了一项精心设计的研究,其成果发表在《IBRO Neuroscience Reports》上。
为了探究类比指令与显性指令对高尔夫推杆任务学习的影响,研究人员招募了36名无高尔夫经验的男性新手,并将他们随机分为三组:类比指令组、显性指令组和对照组。整个研究历时数天,包含前测、为期三天的习得阶段(共180次练习)、以及72小时后的保留测试和两种转移测试(新距离任务和双任务条件)。研究的关键在于,它不仅测量了推杆的准确性(用平均径向误差MRE表示),还通过结构性维度分析法(SDA-M)评估了参与者心理表征结构的变化,并用量表测量了他们的自我效能感(self-efficacy)。显性指令组接收了6条具体的动作要领,而类比指令组只获得一条简洁的比喻:“像钟摆一样摆动高尔夫球杆”。对照组则不接受任何特殊指令,仅进行同等时间的练习。
本研究主要采用了行为学测量(高尔夫推杆准确性,以平均径向误差MRE为指标)、心理测量(自我效能感问卷)以及认知心理学方法(结构性维度分析法SDA-M)来评估心理表征结构。SDA-M通过让参与者判断16个高尔夫推杆基本动作概念(BACs)之间的相关性,构建出表征其长时记忆中技能组织结构的树状图。此外,研究还设置了双任务范式(在推杆同时进行声音计数任务)以评估技能执行的自动化程度,并记录了参与者报告的外显言语知识数量。
心理表征结构
研究结果显示,在学习初期(前测),所有新手的心理表征结构都较为混乱,未形成有功能意义的集群。然而,经过练习,情况发生了显著变化。
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保留阶段:类比学习组的心理表征结构发生了深刻变化,形成了四个功能集群,分别对应推杆的准备、后摆、击球和衰减阶段,其结构与专业高尔夫球手的参考结构最为相似(调整兰德指数ARI从前测的0.05提升到0.33)。显性指令组也出现了一些功能集群,但进步程度远不如类比组。对照组则几乎没有变化。
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转移阶段(双任务):在更具挑战性的双任务条件下,类比学习组的心理表征结构进一步优化,集群划分更加清晰和功能化(ARI=0.45),显性指令组仅有微弱进步(ARI=0.06),对照组依然没有功能性集群。这表明类比学习促进了技能知识在长时记忆中更有效、更自动化的组织。
推杆准确性(MRE)
在技能表现上,类比学习组展现了全面优势。
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习得阶段:类比学习组的推杆准确性(MRE值更低)显著高于显性指令组和对照组。
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保留测试:类比学习组的优势继续保持,其准确性显著优于其他两组。
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转移测试:无论是在新距离任务还是双任务条件下,类比学习组的成绩都最好,显性指令组次之,对照组最差。特别是在双任务条件下,类比学习组的稳定表现说明其技能执行所需的注意力资源更少,自动化程度更高。
自我效能感
自我效能感的测量结果与技能表现一致。类比学习组在各个测试阶段(保留、转移1和转移2)的自我效能感得分均显著高于显性指令组和对照组。这表明,通过类比学习,参与者对于自己成功执行推杆任务的信心更强。
报告的言语知识
正如预期的那样,显性指令组和对照组报告的与任务相关的言语规则数量显著多于类比学习组。这证实了类比学习确实减少了学习者对言语-分析性知识的依赖,符合内隐学习的特征。
该研究的结论有力地支持了内隐学习理论。类比学习作为一种内隐学习策略,通过将复杂的运动技能信息整合成一个简洁的“超级规则”(如钟摆比喻),促进了信息组块化(chunking),使得技能知识在长时记忆中以更高效、更有组织的方式存储。这种优化的心理表征结构使得运动控制更加自动化,从而在学习阶段、保留阶段,尤其是在需要分配注意力的双任务转移条件下,都表现出更高的准确性和稳定性。同时,类比学习所带来的成功体验和更低的认知负荷,显著提升了学习者的自我效能感,这可能进一步激发了学习动机。
这项研究的意义在于,它首次将心理表征结构、自我效能感和行为表现三者结合起来,系统地比较了类比学习与显性学习在高尔夫推杆任务中的效果。研究结果不仅证实了类比学习的优势,更重要的是揭示了其背后的认知机制——即对心理表征结构的优化。这为运动教练和康复治疗师提供了重要的实践启示:在教授复杂运动技能时,尤其是当技能需要在压力或干扰环境下执行时,采用类比指令可能比提供一长串技术要点更为有效。它有助于学习者构建更接近专家水平的内部“动作蓝图”,并增强其自信心。未来研究可以结合脑电图(EEG)等神经生理学技术,进一步揭示不同学习方式下大脑活动的差异,从而更深入地理解运动技能学习的神经机制。