14 预期对羽毛球运动水平的作用机制研究
1 前言
预期，是建立在背景知识基础上的对可能发生事件的内隐期望，是被试根据当前正在加工的信息来预测未来的事件。在体育运动中，尤其是球类项目中，预期是战术意识的核心成份，与运动水平有着密切的关系。传统研究在实验技术上主要采用图象定格技术来测量运动员的预期能力，即利用电视、电脑等仪器播放所录制的运动情景，并在一特定时刻停止画面，要求被试对此情景下的运动结果做出判断，记录判断反应时和正确率。
早在1978年，Jones和Miles就采用图像定格技术，研究了网球运动员对发球方向的预期能力，结果表明，专家在利用击球前的早期信息方面具有优势。20世纪80年代以后，这类研究大量涌现，并取得了相当一致的结论：运动专家能够快速而准确地从复杂的运动背景中察觉出关键信息，更出色地预测对手的行动意图。20世纪90年代以后，不少学者开始转向对促进预期优势形成的训练模型的研究，但结果分歧很大。Singer甚至认为：即使拥有很好的实验设计，我们仍然难以评估预期训练的迁移效果，因为我们至今没有找到一种适宜的由预期训练带来的运动行为改善的测量方法。本研究认为导致这一结果的主要原因是没有正确揭示预期对运动水平的作用机制。
在预期对运动水平的作用机制认识上，传统研究认为：在高时空压力的运动情景中，运动专家具有快速决策能力，所以能够赢得更多的时间去准备和组织运动行为，从而表现出运动水平的优势。而这一快速决策能力的衡量指标就是预期反应时。然而，近来又有研究发现优秀运动员并不具有预期反应时的优势，那么，预期的作用机制从何体现？
预期是一种预先准备的心理心向，它促使人们对一特定刺激的知觉。由这一定义可以推导出两个事实：（1）预期和知觉是两个不同的心理过程；（2）预期发生在知觉之前。以下是Singer（1980）提出的运动决策信息加工模型（图1）。
图1 运动决策信息加工过程
由图1可见，一个完整的运动决策包括两个心理过程，预期过程和动作选择过程。显而易见，预期对运动行为并没有发生直接的作用，而是通过影响动作选择过程而影响运动行为的。所以，要考察预期对运动行为的作用机制，首先要考察预期过程与动作选择过程的相关关系和因果关系。而考察两者关系的前提是：（1）在观念上明确两个概念的差异；（2）在实验技术上能够分离出预期反应时和动作选择反应时。
动作选择过程是在信息全部呈现以后所做出的选择反应，显然是一个知觉过程。而预期过程是在信息尚未全部呈现以前就对可能发生事件的预先判断。信息加工明显具有间接性的特点，是一个思维过程。可见，这类信息加工的直接性和间接性程度主要是由图象定格时机来控制的。以羽毛球项目为例，定格时机越在球拍击球之前，间接性越强，越往球拍击球之后，直接性越强。因此在实验技术上，预期过程的测试定格时机应设在球拍击球之前，而动作选择过程的测试定格时机应设在球拍击球之后。羽毛球竞赛中的提前起动是预期的结果，常规起动则是动作选择反应的结果，因此为了保证实验室所得预期更加接近于运动情景中自然产生的预期，图像定格时机的设定应参照实战中提前起动和常规起动时机。
传统研究首先在观念上没有明确区分这两个概念，将整个运动决策过程都视为预期过程，显然就不可能在实验技术上去分离预期反应时和动作选择反应时。所以，就无法正确认识预期对运动水平的作用机制，也难以找到适宜的指标来评价预期训练的效果。在设定图象定格时机时，以持拍类项目为例，传统研究都是以球拍击球瞬间为中心点，前后各取几个点，所得反应时统称为预期反应时。事实上，这样测得的预期反应时有些可能是动作选择反应时，因而使得实验室所得预期的生态学效度具有极大的不稳定性，这是预期训练效果分歧大的重要原因。
综上所述，预期能力是运动员战术意识的重要组成部分，预期能力训练是提高运动水平的重要途径之一。而从理论上正确认识预期对运动水平的作用机制，又是稳定提高预期能力训练效果的前提条件。所以，本研究试图以羽毛球项目为例，改进实验方法，明确理论导向，严格设定图像定格时机，清晰区分预期反应时和动作选择反应时，揭示预期对运动水平的作用机制。本文的基本假设是：预期对运动水平的作用机制主要依赖预期正确率。正确预期显著缩短运动行为选择反应时，错误预期显著延长运动行为反应时。
2 研究方法
2.1 羽毛球运动员预期能力测评系统的软件开发
参照专家意见，选择了2003中国公开赛一场男子单打比赛彼特·盖（丹麦）——黄棕翰（马来西亚），两名选手排名均在世界前5位，代表世界顶尖水平的男子比赛。彼特·盖（丹麦）为球路判断测试的对象。女子单打比赛为2001年第9届全运会女子半决赛的一场比赛龚智超（中国）——皮红艳（法籍华人），两人排名均在世界前10位，代表世界顶尖水平的女子比赛。皮红艳（法籍华人）为球路判断测试的对象。
利用Ulead VideoStudio 7图象分析软件，截取比赛情景共160个单一动作的视频片断，男女各80个，以mpg2格式保存。其中包含了所有羽毛球常规技术动作。视频片断播放时间360毫秒～720毫秒之间，视频播放时片断与片断的连接按比赛顺序自然连接，片断与片断之间呈现的间隔时间为2秒。在广州市羽毛球队的20名运动员（男女各10名）中进行了预实验，对测试材料进行难度区分，并依据动作选择正确率，将通过率在80%以上的视频片断剔除，最后留下男女各40个片断，其中20个作为练习或备用，另20个片断作为正式测试用。
依据专家访谈结果、对常规起动和提前起动时间的录像解析结果和Abernethy（1988）的研究结果，将预期反应时的定格时机设定在球拍击球前40毫秒，将动作选择反应时的定格时机设定在球拍击球后280毫秒。使用Foxpro5.0设计开发了该测评系统。进行测试时，当视频播放停止，要求运动员立即在电脑按键上对球的落点做出判断，球的落点区域有6个，选择的随机概率为1/6，电脑自动记录判断的反应时和正确率。
2.2 该测试系统的信度与效度
2.2.1 信度检验
测试系统的信度检验采用重复测量法。本研究对广州市羽毛球队的20名运动员（男女各10名）进行了初测，一个月以后再次进行测试。表1数据显示，本测试系统的信度是比较理想的。
表1 羽毛球运动员决策能力测评系统信度检验结果
注：r为重测相关系数，**p＜0.01。
2.2.2 效度检验
依据本研究拟解决的问题，该测试系统期望达到以下预期目标：
（1）能够清晰地区分预期反应时和动作选择反应时。检验条件：动作选择反应的正确率应明显大于预期正确率，并接近100%；动作选择反应时应小于预期反应时。
（2）专业运动员预期反应时应小于1500毫秒，且预期正确率大于随机概率（1/6=16.7%）。
（3）预期正确率能够有效区分不同层次运动员的水平。
表2数据显示，测试系统达到了预期目标，其效度是满意的。
表2 广州队40名运动员的预期能力和动作选择反应能力（M±SD）
注：*p＜0.05；**p＜0.01选择反应时为动作选择反应时，选择正确率也相同。
2.3 实验1：预期反应和动作选择反应与运动水平的相关关系
被试：全国各省市专业队运动员299人，男143人，平均年龄17岁，训练年限8.5年；女156人，平均年龄：16.5岁，训练年限8.3年。新手：没有从事羽毛球专业训练的普通中学生，男女各10名，平均年龄15岁。
仪器：自主开发的羽毛球运动决策能力测试系统BTL-CYM-JCXT-V1.0，显示系统为14.4寸的手提电脑显示屏。
设计：采用单因素完全随机设计，自变量为运动水平，因变量为预期反应时和正确率，动作选择反应时和动作选择正确率，年龄作为协变量。
程序：被试坐于电脑前，双手六个手指分别置于键盘的六个按键上，当屏幕中面对被试的一方运动员停止动作即刻，要求被试判断球的落点，要求既快又准，不可有任何停顿、犹豫。测试前运动员必须经过3～5次练习，多则不限。成绩比较稳定后，进入正式测试。测试共10组，每组10个运动情景片段，组间休息1分钟，分5个单元测试，每一单元2组。第1单元为单一动作测试，第2单元为一个回合动作测试，第3单元为两回合动作测试，第4单元为四回合动作测试，第5单元为单一动作的动作选择反应时测试。1～4单元定格时机完全相同，差别只是信息量的不同，视频播放时间依次递增。
统计处理：SPSS11.5版本的协方差分析。
2.4 实验2：预期正确率与动作选择反应时的因果关系
被试：广州市羽毛球专业队运动员20名，男10 人，平均年龄15.5岁，训练年限6年；女10人，平均年龄15.3岁，训练年限5.6年。
仪器：自主开发的羽毛球运动决策能力测试系统BTL-CYM-JCXT-V1.0，显示系统为14.4寸的手提电脑显示屏。
设计：采用单因素被试内实验设计。
程序：被试坐于电脑前，双手六个手指分别置于键盘的六个按键上，当屏幕中面对被试的一方运动员停止动作即刻，要求被试判断球的落点，要求既快又准，不可有任何停顿、犹豫。测试前运动员必须经过3～5次练习，多则不限。成绩比较稳定后，进入正式测试。共12组动作选择反应时测试，每组5个运动情景刺激，前3组完全随机，无预期产生。第4组起，告诉被试以后每组运动情景及呈现顺序都与第3组相同，因此第4、5、6、7组应该产生正确预期。然后在第8组突然改变运动情景，因此第8组将产生错误预期，紧接9、10、11组又与第8组完全相同，又产生正确预期，第12组再次改变运动情景，又产生错误预期。前后两次正确预期的区别是第一次是主试用指导语诱导被试产生预期，第二次是被试自发产生预期。
统计处理：SPSS11.5版本的重复测量方差分析。
3 研究结果
3.1 预期反应和动作选择反应与运动水平的相关关系（表3、表4）
表3 羽毛球专家和新手预期能力和动作选择反应能力的比较（M±SD）
注：选择反应时是指：动作选择反应时，选择正确率是动作选择正确率。
表4 羽毛球专家和新手预期能力和动作选择反应能力协方差分析的F值
注：*p＜0.05；**p＜0.01
3.2 预期正确率与动作选择反应时的因果关系（表5、表6、表7）
表5 无预期条件下的动作选择反应时（M±SD）（ms）
方差分析结果，男子F（2，18）=0.618，p＞0.05；女子F（2，18）=1.302，p＞0.05；无预期条件下的三组动作选择反应时无显著性差异。
表6 正确预期1条件下的动作选择反应时（M±SD）（ms）
方差分析结果，男子F（4，36）=6.662，p＜0.01；女子F（4，36）=4.168，p＜0.01；正确预期条件下的五组动作选择反应时有显著性差异。
表7 不同预期条件下的动作选择反应时（M±SD）（ms）
错误预期1 条件下方差分析结果，男子 F（1，9）= 25.658，p＜0.01；女子 F（1，9）=23.658，p＜0.01；动作选择反应时显著延长。正确预期2条件下方差分析结果，男子F（3，27）=6.685，p＜0.01；女子F（3，27）=9.031，p＜0.01；动作选择反应时明显缩短。错误预期2条件下方差分析结果，男子F（1，9）=62.526，p＜0.01；女子F（1，9）=3.915，p=0.07；动作选择反应时显著延长。
不同预期条件下，动作选择反应时的变化过程，详细见图2。
图2 不同预期条件下动作选择反应时的变化曲线
4 讨论分析
4.1 预期反应和动作选择反应与运动水平的相关关系
预期反应是在信息尚未全部呈现以前就对可能发生事件的预先判断。
由表3可见，羽毛球运动专家的预期反应时为700毫秒左右，对球路判断的预期正确率在30%以上，明显大于随机概率16.7%，男女专家的预期正确率均高于新手，具有显著性差异。可见，用本软件测试所得的运动预期完全符合运动性直觉思维的三个操作性标准：（1）预期反应时＜1500毫秒，不可能完成严密的逻辑推理过程；（2）预期正确率＞随机概率；（3）复杂性的运动情景。所以，羽毛球运动员对球路的预期反应是直觉性思维；而动作选择反应是在信息全部呈现以后所做出的选择反应，是一个知觉过程。两者有本质性差异。
协方差分析结果表明（表4），男女专家动作选择反应时均明显快于新手组，动作选择正确率也明显高于新手组，且专家的预期正确率也明显高于新手组，完全符合专家决策“快速而准确”的特点。尽管预期反应时在专家和新手之间也存在显著性差异，但是新手组明显快于专家组，这与常理不符。事实上，新手组较快的预期反应时是以降低预期正确率为代价的，也就是说，在不顾预期正确率的前提下，任何人都可以达到较快的预期反应时。
结果说明，运动决策速度的快慢并非取决于预期反应时。预期正确率、动作选择反应时与运动水平的相关关系表明两者之间可能存在因果关系，预期的作用机制可能主要依赖于预期正确率，是通过预期正确率影响动作选择反应时，进而影响羽毛球运动水平的。
4.2 预期正确率与动作选择反应时的因果关系
由图2可见，动作选择反应时1～3组，因为完全随机，没有预期产生，重复测量的方差分析表明，男女运动员在无预期条件下3组间的动作选择反应时均无显著性差异。而从第4组开始，因为告诉被试以后每组的运动情景和呈现顺序全部相同，所以被试明显产生了正确预期，动作选择反应时显著下降，男子运动员从第3组的405.60毫秒下降到第7组的262毫秒，几乎接近简单光反应时。女子运动员的下降幅度同样具有显著性差异。
被试以为后面每一组的测试情景都是一样的，然而第8组的测试情景突然发生了改变，从而使被试产生错误预期，动作选择反应时明显上升，甚至超过了无预期条件下的反应时，上升幅度具有显著性差异。第9、10、11组的测试情景与第8组完全相同，刺激尽管没有指导语诱导，运动员还是产生了正确预期，反应时也明显下降。第12组测试情景发生变化，被试产生错误预期，反应时又显著上升。由此而证实了本研究假设：正确预期显著缩短运动行为的选择反应时，有利于羽毛球运动员争得最高、最前的击球点，提高了主动击球的机率，从而使获胜的可能性增大；错误预期显著延长运动行为选择反应时，被动击球的机率增加，比赛失利的可能性增大。
4.3 预期对运动水平的作用机制
运动决策就是在复杂的竞赛情景中，在争胜目标指导下、预见运动结果并选择运动行为的认知过程。这一认知过程的核心是“预见运动结果”，就是所谓的运动预期。运动专家的预期优势是后天学习的结果，因而是可以通过训练而得以提高的。然而，预期能力训练的迁移效果并不稳定，Singer甚至认为这是一个无法解决的难题。
本研究认为，导致这一难题的重要原因之一是：没有形成对预期作用机制的正确认识。要正确认识这一作用机制，在实验技术上必须清晰分离预期反应和动作选择反应。关键技术是图像定格时机的设定。传统研究没有从技术上分离预期反应和动作选择反应，因而都无法达到对预期作用机制的正确认识，以至于在预期训练效果的评价上发生困难。
本文在实验技术上区分了两个反应时的不同定格时机，预期反应时的定格时机在球拍击球前40毫秒，动作选择反应时在球拍击球之后的280 毫秒。并以此技术为核心编制了“羽毛球运动员预期能力测评系统”的软件，广州市羽毛球队的预实验结果表明，该测试系统具有较好的信度和效度。
在这一技术突破的基础上，通过对不同水平羽毛球运动员预期能力的方差分析得知，优秀羽毛球运动员的预期优势仅仅体现在预期正确率上，而预期反应时并无优势，提示：预期对运动水平的作用机制主要依赖预期正确率。实验结果证实了这一假设，在正确预期条件下，运动员的动作选择反应时显著缩短，甚至可以达到简单光反应时水平。这一结果，使Singer所面临的困难就迎刃而解：预期对运动水平的作用是通过预期正确率表现出来，是因为正确预期缩短了运动行为选择反应时，增加了运动员在比赛中的主动机会，因而使比赛获胜的可能性增加。但是，仅仅是获胜的可能性增加，不是必然性，因此预期能力训练效果的评价是不易用比赛成绩来衡量的，而只能通过预期正确率来评价。理论上，只要预期能力训练提高了预期正确率，就可以认为达到了预期训练的目的，它就可能为竞技表现起到促进作用，但不一定是获胜的结果。当然，预期能力训练的材料和测量评价的材料应该是严格区分的，制作一套评价预期能力的试题库是十分有必要。
5 结论
5.1 羽毛球运动员对球路的预期反应是直觉性运动思维。
5.2 预期对羽毛球运动水平的作用机制主要依赖预期正确率。
5.3 正确预期显著缩短运动行为选择反应时，错误预期显著延长运动行为选择反应时。
5.4 羽毛球预期反应的最佳定格时机在球拍击球前40毫秒；动作选择反应的定格时机在球拍击球后的280毫秒。
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