朱 瑜，許 翀，王一黔，楊 鋒

1 問(wèn)題的提出

定向運(yùn)動(dòng)是借助一張精確的地圖和一個(gè)指北針，按順序造訪地圖上所標(biāo)示的各個(gè)點(diǎn)標(biāo)，以最短的時(shí)間到達(dá)所有點(diǎn)標(biāo)者為勝。定向運(yùn)動(dòng)一方面要求參與者具有良好的有氧能力和無(wú)氧能力；另一方面，還對(duì)運(yùn)動(dòng)員的認(rèn)知策略提出了較高要求，如運(yùn)動(dòng)員的注意特征、推理決策能力、視覺(jué)轉(zhuǎn)換等一系列在時(shí)間制約和任務(wù)制約下的信息捕獲和處理能力［18］。Fabre等的研究證實(shí)了體育鍛煉、體質(zhì)健康對(duì)于認(rèn)知注意過(guò)程的間接影響［17］。Pesce等在2007年采用實(shí)驗(yàn)法，通過(guò)設(shè)置不同步的線索提示刺激（cue-target stimulus-onset asynchronies，SOA）的方法，比較了參加定向運(yùn)動(dòng)的老年參賽者和不參加鍛煉的老年人視覺(jué)注意表現(xiàn)。研究結(jié)果顯示，老年定向運(yùn)動(dòng)參與者比不參加運(yùn)動(dòng)者有更快的反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)，前者能更好地完成視覺(jué)注意任務(wù)。Pesce據(jù)此提出，定向運(yùn)動(dòng)除了劇烈的身體有氧活動(dòng)以外，還存在大量高水平的認(rèn)知注意要求。因此，定向運(yùn)動(dòng)的訓(xùn)練除了改善機(jī)體有氧能力，還能改善認(rèn)知表現(xiàn)［21］。

關(guān)于定向運(yùn)動(dòng)的認(rèn)知策略方面，Eccles等采用了扎根理論（Grounded theory）方法分析了精英定向運(yùn)動(dòng)員，并且提出了定向運(yùn)動(dòng)的認(rèn)知理論［13］。該理論提出，定向運(yùn)動(dòng)中的任務(wù)約束是核心，定向運(yùn)動(dòng)中的成功表現(xiàn)取決于3種信息來(lái)源的視覺(jué)注意：地圖、環(huán)境和行進(jìn)。首先，地圖對(duì)于視覺(jué)注意的重要意義在于其中包含了一系列信息，如點(diǎn)標(biāo)的位置等大部分信息，準(zhǔn)確迅速地標(biāo)定好地圖，瀏覽全圖，及時(shí)從地圖中獲取關(guān)鍵信息，具有重要意義。第二，環(huán)境對(duì)于視覺(jué)注意的重要意義則在于：定向選手需要將地圖中的相關(guān)信息與實(shí)際環(huán)境做比較，并及時(shí)進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換。定向選手將實(shí)際地理環(huán)境與地圖標(biāo)示相比較、轉(zhuǎn)換時(shí)，從狹小地圖中的注意會(huì)被突然放大，在廣闊的實(shí)際環(huán)境中視覺(jué)注意又突然縮小，視覺(jué)注意過(guò)程會(huì)頻繁轉(zhuǎn)換。在關(guān)于視覺(jué)注意突然放大的研究中，已有研究重點(diǎn)探討了定向運(yùn)動(dòng)中視覺(jué)注意的2個(gè)重要特征——基于空間和基于對(duì)象。基于空間的視覺(jué)注意涉及注意有選擇性地分配給不同尺寸的視覺(jué)空間；基于對(duì)象的視覺(jué)注意則涉及注意過(guò)程中對(duì)于視覺(jué)對(duì)象的局部特征和整體特征的選擇性注意［22］。第三，行進(jìn)對(duì)于視覺(jué)注意的重要意義主要涉及：定向運(yùn)動(dòng)選手的運(yùn)動(dòng)水平與視覺(jué)注意策略高度相關(guān)。已有研究通過(guò)比較定向新手、老手的視覺(jué)注意策略得出以下觀點(diǎn)：1）定向老手會(huì)采用一系列注意策略以適應(yīng)定向運(yùn)動(dòng)中的任務(wù)制約，以減少資源處理負(fù)荷［16］，其中一項(xiàng)減少負(fù)荷的策略為注意控制。例如：當(dāng)資源處理負(fù)荷較低時(shí)（如在平地或草地上行進(jìn)時(shí)），定向老手通常采用區(qū)段定向策略可以不用停止下來(lái)注意地圖。在這些注意負(fù)荷較低區(qū)段（平原草地）中，老手可以提前對(duì)下一區(qū)段的路線進(jìn)行規(guī)劃，同時(shí)將減速甚至停下看地圖的可能性降至最低［13］。2）定向老手會(huì)采用高效策略來(lái)處理定向運(yùn)動(dòng)中的視覺(jué)搜索問(wèn)題，與新手相比，老手只關(guān)注與任務(wù)相關(guān)的信息。研究顯示，老手可以將地圖提供的信息簡(jiǎn)化，成功滿足比賽行進(jìn)過(guò)程中的最低要求。據(jù)Eccles（2002）等人［14］的研究，當(dāng)從地圖中計(jì)劃一段賽程的路線時(shí)，專業(yè)定向選手會(huì)先圍繞檢查點(diǎn)開(kāi)始注意，以找到一條最為簡(jiǎn)單的行進(jìn)路線，而定向新手則先注意起點(diǎn)的三角形符號(hào)，而忽略了優(yōu)先考慮至檢查點(diǎn)的行進(jìn)路線。因此，專業(yè)定向老手可以簡(jiǎn)化和降低對(duì)地圖的注意負(fù)荷，同時(shí)將注意資源分配至行進(jìn)途中的低負(fù)荷區(qū)段，使減慢行進(jìn)速度的需求降至最低。

運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)和長(zhǎng)期的專門(mén)練習(xí)是改善視覺(jué)注意策略的關(guān)鍵，國(guó)外關(guān)于定向運(yùn)動(dòng)的理論和實(shí)證研究以及國(guó)內(nèi)其他運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的新老手視覺(jué)認(rèn)知策略研究均提供了相關(guān)的證據(jù)支撐［7，9，10］：運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)與練習(xí)使得個(gè)體產(chǎn)生認(rèn)知性適應(yīng)，包括數(shù)量上的改變和專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)組織的改變，以及在記憶中獲取知識(shí)的能力。

關(guān)于定向運(yùn)動(dòng)的視覺(jué)認(rèn)知策略的研究方法，鑒于體育運(yùn)動(dòng)的特殊環(huán)境，以往研究主要采用：1）被試自我陳述，通過(guò)賽后被試的陳述和報(bào)告，歸納總結(jié)出被試的視覺(jué)注意策略。2）觀察者觀察記錄，觀察者位于定向運(yùn)動(dòng)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)環(huán)境中，運(yùn)用雙眼移動(dòng)追蹤的方法進(jìn)行，但在奔跑行進(jìn)過(guò)程中，呼吸等的變化會(huì)影響有聲思維技術(shù)（think aloud method）的運(yùn)用。而且，定向運(yùn)動(dòng)實(shí)際環(huán)境中的觀察記錄會(huì)被地形、樹(shù)木等復(fù)雜因素所干擾，研究人員（包括教練員）很少能觀察到定向隊(duì)員的表現(xiàn)［15］。3）針對(duì)研究記錄方法存在的問(wèn)題，Omodei和Mclennan于1994年提出了采用給定向隊(duì)員佩戴頭戴式攝像機(jī)和錄音機(jī)的方法，觀察記錄定向隊(duì)員在行進(jìn)時(shí)的注意策略，并通過(guò)研究證實(shí)了該方法的有效性［20］。

本研究以Eccles提出的定向運(yùn)動(dòng)的認(rèn)知理論［13］為理論基礎(chǔ)，采用眼動(dòng)儀，通過(guò)研究不同訓(xùn)練水平的定向運(yùn)動(dòng)員在讀圖時(shí)的眼動(dòng)特征，揭示定向運(yùn)動(dòng)員的視覺(jué)注意策略，同時(shí)對(duì)比研究老手和新手的差異，從而實(shí)證專門(mén)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)于運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)注意策略的影響。

2 方法

2.1 實(shí)驗(yàn)被試

從重慶市理工大學(xué)高水平定向隊(duì)、重慶市定向隊(duì)選取有6年以上運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員8名作為定向老手組別，平均訓(xùn)練年限為7.2年，平均年齡為21.3歲，定向老手組所有運(yùn)動(dòng)員均參加過(guò)省級(jí)或全國(guó)級(jí)別定向比賽，均取得過(guò)相關(guān)名次。同時(shí)在西南大學(xué)、重慶理工大學(xué)學(xué)生定向俱樂(lè)部中選取8名定向新手組成新手組，新手組成員平均訓(xùn)練年限不足2年，平均年齡20.1歲。兩組被試的視力正常，裸眼視力均在1.0以上。

2.2 實(shí)驗(yàn)儀器

1.School of Physical Education，Southwest University，Chongqing 400715，China；2.Chongqing College of Electronic Engineering，Chongqing 401331，China； 3.Chongqing University of Technology，Chongqing 400059，China；4.Tongren University，Guizhou 554300，China.

實(shí)驗(yàn)裝置為西南大學(xué)心理學(xué)院的Eye-link II型高速眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)及其外設(shè)，采樣頻率為1 000Hz，被試的顯示器分辨率為1 024×768像素。實(shí)驗(yàn)時(shí)，被試眼睛與顯示器中心齊平，距離為70cm。

2.3 實(shí)驗(yàn)材料

選取若干幅定向比賽長(zhǎng)距離項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)比賽地圖。一類為簡(jiǎn)單場(chǎng)景，一類為復(fù)雜場(chǎng)景。采用Photoshop圖像制作系統(tǒng)進(jìn)行制作。由2名定向?qū)＜医叹氼A(yù)先對(duì)長(zhǎng)距離比賽地圖的難易程度進(jìn)行分類，并制定出每幅地圖的最佳行進(jìn)路線。

2.4 實(shí)驗(yàn)變量及其設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)采用2（被試類型：老手、新手）×2（場(chǎng)景難度：簡(jiǎn)單、復(fù)雜）的被試間設(shè)計(jì)。每位被試要在最多40s的規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成所有實(shí)驗(yàn)材料，并且完成“在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)每張定向地圖制定最佳行進(jìn)路線”的任務(wù)，40s后眼動(dòng)儀停止記錄。

2.5 實(shí)驗(yàn)程序

1.被試熟悉環(huán)境，交代注意事項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)每個(gè)被試單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試。請(qǐng)被試坐在顯示屏前70cm的座位上，下額放于U形托上固定頭部。主試有3位，第1位主試負(fù)責(zé)為被試戴眼動(dòng)儀頭盔，并調(diào)試和校準(zhǔn)；第2位負(fù)責(zé)講解實(shí)驗(yàn)要求和指導(dǎo)語(yǔ)；第3位為定向高水平運(yùn)動(dòng)隊(duì)的專家教練之一，將根據(jù)被試的言語(yǔ)報(bào)告將行進(jìn)路線繪制在紙質(zhì)定向地圖上。另一位定向高水平運(yùn)動(dòng)隊(duì)的專家教練則在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后根據(jù)每位被試的行進(jìn)路線圖進(jìn)行5點(diǎn)評(píng)分。

2.宣讀指導(dǎo)語(yǔ)：請(qǐng)以比賽情景下的狀態(tài)觀察定向地圖和判斷。請(qǐng)盡可能以最快速度制定出一條最佳行進(jìn)路線，制定好行進(jìn)路線后，按鍵反應(yīng)，并向主試詳細(xì)報(bào)告行進(jìn)路線，主試將根據(jù)你的報(bào)告在紙質(zhì)地圖上繪制出行進(jìn)路線。每張地圖的觀察時(shí)間最多為40s。

3.練習(xí)：讓被試進(jìn)行練習(xí)，熟悉實(shí)驗(yàn)程序，直至被試能正確理解操作后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)校準(zhǔn)。

4.校準(zhǔn)：采用13點(diǎn)校準(zhǔn)，要求被試逐個(gè)注視在刺激電腦屏幕上隨即呈現(xiàn)的13個(gè)圓點(diǎn)，13個(gè)圓點(diǎn)都校準(zhǔn)通過(guò)后，進(jìn)入正式實(shí)驗(yàn)。

5.正式實(shí)驗(yàn)：運(yùn)行程序，打開(kāi)眼動(dòng)記錄文件，被試準(zhǔn)備好后開(kāi)始正式實(shí)驗(yàn)：首先在屏幕中央呈現(xiàn)紅色注視點(diǎn)，按鍵后注視點(diǎn)消失，同時(shí)呈現(xiàn)圖片。要求被試在屏幕上觀察地圖，注意地圖信息，制定出一條最佳的行進(jìn)路線，地圖呈現(xiàn)的時(shí)間最多為40s，40s后眼動(dòng)儀停止記錄。被試在規(guī)定時(shí)間以內(nèi)提前讀圖完畢也可按鍵反應(yīng)，眼動(dòng)儀也停止記錄。同時(shí)，助理實(shí)驗(yàn)員記錄被試關(guān)于行進(jìn)路線的言語(yǔ)報(bào)告。記錄完畢，被試按鍵呈現(xiàn)紅色注視點(diǎn)，接著再呈現(xiàn)第2幅地圖。要求被試以比賽情景下的狀態(tài)進(jìn)行讀圖和判斷（圖1）。

2.6 數(shù)據(jù)處理

采用SR Research公司提供的眼動(dòng)分析追蹤系統(tǒng)及其外設(shè)進(jìn)行分析，剔除部分未按要求進(jìn)行眼跳的數(shù)據(jù)，采用SPSS 12.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

圖1 本研究單次試驗(yàn)流程圖

3 研究結(jié)果與分析

3.1 總注視時(shí)間分析

老手與新手在不同運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景中觀看圖片的注視時(shí)間如表1所示。

表1 本研究老手和新手觀察地圖的總注視時(shí)間一覽表 （ms）

經(jīng)檢驗(yàn)，組別的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，6）=6.05，P＜0.05，與已有的類似研究一致：老手組被試的平均注視時(shí)間顯著長(zhǎng)于新手組。地圖難易度的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，6）=24.370，P＜0.01。兩組被試在觀察較難地圖時(shí)所用的時(shí)間都顯著長(zhǎng)于他們觀察較容易地圖時(shí)所用的時(shí)間。但組別和地圖難度的交互作用不顯著，F(xiàn)（1，6）=0.119，P＞0.05（圖2）。

圖2 本研究?jī)山M被試在觀察不同地圖任務(wù)時(shí)的注視時(shí)間均值示意圖

3.2 注視次數(shù)分析

老手組和新手組觀察地圖總平均注視次數(shù)的比較如表2所示。研究顯示，總平均注視次數(shù)的被試組別主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，6）=36.632，P＜0.01。老手組被試的平均注視次數(shù)顯著低于新手組。地圖難易度的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，6）=22.704，P＜0.01。兩組被試在觀察較難地圖時(shí)的注視次數(shù)都顯著多于他們?cè)谟^察較容易地圖時(shí)的注視次數(shù)。組別和地圖難度的交互作用顯著，F(xiàn)（1，6）=6.922，P＜0.05（圖3）：當(dāng)觀察簡(jiǎn)單地圖時(shí)，老手對(duì)于地圖的注視次數(shù)顯著低于新手，隨著地圖難度的加大，新手和老手注視地圖的次數(shù)均增加，觀察復(fù)雜地圖時(shí)兩組被試的注視次數(shù)的差異小于兩組被試觀察簡(jiǎn)單地圖時(shí)的注視次數(shù)差異。

表2 本研究老手組和新手組觀察地圖的平均注視次數(shù)一覽表

圖3 本研究?jī)山M被試在觀察不同地圖任務(wù)時(shí)的注視次數(shù)均值示意圖

3.3 眼跳幅度分析

老手組和新手組觀察地圖時(shí)眼跳幅度的比較如表3所示。研究顯示，被試組別的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，6）=40.665，P＜0.01；專家和新手在讀地圖時(shí)的眼跳幅度差異顯著。地圖難易度的主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)（1，6）=2.689，P＞0.05，即被試在讀簡(jiǎn)單地圖和復(fù)雜地圖時(shí)眼跳幅度無(wú)顯著性差異。組別和圖片難易度的交互作用不顯著，F(xiàn)（1，6）=1.285，P＞0.05（圖4）。

表3 本研究老手組和新手組觀察地圖的眼跳幅度一覽表

3.4 不同水平定向運(yùn)動(dòng)員決策速度分析

依據(jù)兩組被試的按鍵反應(yīng)時(shí)，對(duì)不同水平被試在不同認(rèn)知負(fù)荷場(chǎng)景中的決策速度進(jìn)行分析（表4、圖5）。研究顯示，被試組別的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，6）=11.774，P＜0.01。地圖難易度的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，6）=69.923，P＜0.01。組別和圖片難易度的交互作用不顯著，F(xiàn)（1，6）=3.155，P＞0.05。

圖4 本研究?jī)山M被試在觀察不同地圖任務(wù)時(shí)的眼跳幅度均值示意圖

表4 本研究老手組和新手組觀察地圖的決策速度一覽表 （ms）

圖5 本研究?jī)山M被試在觀察不同地圖任務(wù)時(shí)的決策速度均值示意圖

3.5 不同水平定向運(yùn)動(dòng)員決策準(zhǔn)確性分析

根據(jù)定向?qū)＜医叹殕T對(duì)被試行進(jìn)路線的5點(diǎn)評(píng)分得分進(jìn)行比較（表5、圖6）。研究顯示，被試組別的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，6）=8.297，P＜0.01。地圖難易度的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，6）=116.667，P＜0.01。組別和圖片難易度的交互作用顯著，F(xiàn)（1，6）=4.667，P＜0.05。

表5 本研究老手組和新手組決策準(zhǔn)確性得分比較一覽表

3.6 注視軌跡分析

對(duì)兩組被試在注視同一副地圖時(shí)的注視軌跡進(jìn)行分析（圖7、圖8）表明：1）在制定行進(jìn)路線的任務(wù)制約下，老手的視覺(jué)搜索軌跡呈現(xiàn)出目標(biāo)導(dǎo)向的注意機(jī)制，定向老手注視地圖時(shí)，其注視軌跡以點(diǎn)標(biāo)、起止點(diǎn)及其附近區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn)注視部位，注視分布有規(guī)律。而新手的注視軌跡則相對(duì)散亂，關(guān)注一些顯著但與行進(jìn)路線無(wú)關(guān)的地形符號(hào)，如新手關(guān)注了起點(diǎn)與終點(diǎn)之間的地形符號(hào)，而老手則忽略了這一符號(hào)。2）定向運(yùn)動(dòng)員的注意控制策略更加高效，老手的注視軌跡集中于與任務(wù)相關(guān)的信息，高效捕獲地圖中與進(jìn)行路線相關(guān)的重要符號(hào)標(biāo)記，同時(shí)，也能忽略與任務(wù)無(wú)關(guān)的符號(hào)標(biāo)志。而新手在進(jìn)行視覺(jué)注視過(guò)程中，地圖中的重要信息和次要信息區(qū)分不夠清晰（如地圖中央位置的藍(lán)色水體標(biāo)記）。

圖6 本研究?jī)山M被試在觀察不同地圖任務(wù)時(shí)的決策準(zhǔn)確性得分示意圖

圖7 本研究定向老手組注視軌跡圖

圖8 本研究定向新手組注視軌跡圖

3.7 不同負(fù)荷認(rèn)知負(fù)荷場(chǎng)景中定向選手注視點(diǎn)分布特征分析

注視點(diǎn)一般要超過(guò)100ms才能獲得更加充分的加工而形成清晰的像［1］，同時(shí)，前5個(gè)注視點(diǎn)的分布對(duì)于反映被試興趣區(qū)域具有重要意義［2］。因此，本研究注視點(diǎn)以眼睛注視某一位置超過(guò)100ms進(jìn)行計(jì)算，分析了兩組被試（每組8人）的前5個(gè)注視點(diǎn)以及注視點(diǎn)分布特征（圖9～圖12；為區(qū)別于定向地圖中的專門(mén)符號(hào)“+”、“■”、“▲”，本研究中的注視點(diǎn)用“★”標(biāo)示）。

圖9 簡(jiǎn)單場(chǎng)景中的前5個(gè)注視點(diǎn)（老手組）示意圖

圖10 簡(jiǎn)單場(chǎng)景中的前5個(gè)注視點(diǎn)（新手組）示意圖

研究結(jié)果顯示，由于定向地圖信息、制定行進(jìn)路線的隨機(jī)性，注視點(diǎn)具有一定的隨機(jī)性，但從兩組被試在不同認(rèn)知負(fù)荷場(chǎng)景中的前5個(gè)注視點(diǎn)可初步得出：老手組主要有選擇性（按照點(diǎn)標(biāo)數(shù)字順序）地注視其中開(kāi)始幾個(gè)點(diǎn)標(biāo)之間重要的地圖信息和相關(guān)特殊符號(hào)，而新手組則優(yōu)先注視檢查點(diǎn)、各個(gè)點(diǎn)標(biāo)以及終點(diǎn)。

圖11 復(fù)雜場(chǎng)景中的前5個(gè)注視點(diǎn)（老手組）示意圖

圖12 復(fù)雜場(chǎng)景中的前5個(gè)注視點(diǎn)（新手組）示意圖

4 討論

4.1 不同運(yùn)動(dòng)水平被試在觀察地圖時(shí)的眼動(dòng)指標(biāo)差異

4.1.1 注視時(shí)間

在時(shí)間制約和任務(wù)制約條件下，定向老手組注視地圖的時(shí)間顯著長(zhǎng)于定向新手組。兩組被試在觀察復(fù)雜地圖時(shí)所用的時(shí)間都顯著長(zhǎng)于他們觀察簡(jiǎn)單地圖時(shí)所用時(shí)間?？梢哉J(rèn)為，地圖難度越大，注意的負(fù)荷要求也越大，將越占用定向被試更多的注意資源。定向運(yùn)動(dòng)員將用更多的時(shí)間觀察地圖，定向地圖的難易度與讀圖時(shí)間呈正比關(guān)系。此外，與以往研究結(jié)果類似，老手的注視時(shí)間長(zhǎng)于新手。對(duì)此，張忠秋對(duì)自行車項(xiàng)目老手注視時(shí)間顯著長(zhǎng)于新手的解釋是老手的運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)使得老手在判斷時(shí)對(duì)于動(dòng)作的整體結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)都有更全面的觀察分析比較，才得出結(jié)論［7］。因此，運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)豐富的老手的注視時(shí)間長(zhǎng)于新手。

4.1.2 注視次數(shù)分析

在關(guān)于新手和老手注視次數(shù)、注視時(shí)間等眼動(dòng)指標(biāo)的一系列研究中，研究結(jié)果存在著不一致。某些研究指出，專家—新手的注視次數(shù)、注視時(shí)間等指標(biāo)差異顯著，而另一些研究則得出相反結(jié)論。對(duì)此，孫延林提出運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目是影響因素之一［4］。本研究結(jié)果證實(shí)了在不同運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景中眼動(dòng)指標(biāo)差異可能存在的不一致性，這種不一致性主要基于不同運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景中的工作記憶負(fù)荷，即在低負(fù)荷的工作記憶條件下老手經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期訓(xùn)練，視覺(jué)注意資源充足，能更高效地選擇對(duì)目標(biāo)刺激的加工，同時(shí)主動(dòng)抑制干擾刺激［6］，具體表現(xiàn)為完成行進(jìn)路線制定任務(wù)的注視次數(shù)少。而在高負(fù)荷的工作條件下，即在復(fù)雜地圖中，各種地圖符號(hào)等知覺(jué)負(fù)荷的大量增加會(huì)占用更多注意資源，由于認(rèn)知加工的有限性，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期練習(xí)的老手也會(huì)出現(xiàn)視覺(jué)加工過(guò)程的“瓶頸”現(xiàn)象［5］，即老手在高負(fù)荷工作記憶條件下也需要占用大量注意資源，具體表現(xiàn)為注視次數(shù)的增加，而且在高負(fù)荷工作記憶條件下，新手與老手之間注視次數(shù)的差異也逐漸變小。

4.1.3 眼跳幅度分析

近來(lái)關(guān)于定向運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)注視的研究顯示，定向老手在注視地圖時(shí)，與定向新手相比，前者的移動(dòng)更為頻繁［14］。在二者的眼跳幅度方面，老手和新手在讀地圖時(shí)的眼跳幅度差異顯著，老手的眼跳幅度顯著小于新手。從前5個(gè)注視點(diǎn)和注視軌跡中初步可以看出，老手的視覺(jué)搜索呈現(xiàn)出“以檢查點(diǎn)數(shù)字為序、圍繞點(diǎn)標(biāo)之間的地形特征符號(hào)”搜索的特征。這一視覺(jué)搜索特點(diǎn)符合定向比賽中“按點(diǎn)標(biāo)順序到達(dá)每一點(diǎn)”的規(guī)則。因此，老手的眼跳幅度低于新手。

4.2 時(shí)間制約、認(rèn)知負(fù)荷對(duì)不同運(yùn)動(dòng)水平被試決策速度和準(zhǔn)確性的影響

當(dāng)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景中的認(rèn)知負(fù)荷增加時(shí)，個(gè)體視覺(jué)注意加工過(guò)程的有限性使得個(gè)體在完成加工任務(wù)時(shí)的決策時(shí)間延長(zhǎng)。但長(zhǎng)期專門(mén)的知識(shí)和技能訓(xùn)練能使個(gè)體信息加工變量的結(jié)構(gòu)和序列規(guī)律化，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的專門(mén)訓(xùn)練，能夠提高決策速度，改善決策準(zhǔn)確性。本研究顯示，運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)豐富的老手組被試的決策時(shí)間顯著低于新手組。此外，地圖的認(rèn)知加工負(fù)荷也會(huì)影響被試的決策速度。兩組被試在高負(fù)荷的復(fù)雜地圖行進(jìn)任務(wù)中的決策時(shí)間均顯著長(zhǎng)于他們?cè)诘拓?fù)荷的簡(jiǎn)單地圖情景任務(wù)中的決策時(shí)間。本研究中，當(dāng)新手組在復(fù)雜場(chǎng)景中進(jìn)行任務(wù)決策時(shí)，部分新手組被試不能在本研究規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（40s）完成全部的路線制定任務(wù)。

進(jìn)一步分析兩組被試關(guān)于行進(jìn)路線的言語(yǔ)報(bào)告記錄（圖13、圖14、表6），與新手組相比，老手組被試在觀察地圖制定行進(jìn)路線時(shí)，能更高效地把握地圖中的相關(guān)信息，能高效利用地圖中的關(guān)鍵“扶手”（山谷、小路、巨石）制定路線，還能提前規(guī)避行進(jìn)路線中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)（如陡崖）。在本例報(bào)告中，新手與老手被試的行進(jìn)路線差異：1）老手組被試選擇繞開(kāi)山丘，利用和崖墩之間的狹長(zhǎng)地帶行進(jìn)，而新手組則選擇直接上至山頂。2）面對(duì)行進(jìn)中的一個(gè)重要特征地形——水坑時(shí)，老手組被試選擇利用小路向東南方向繞行，體現(xiàn)了“有路不越野”的基本原則，同時(shí)可以用小路作為“扶手”，新手組被試則忽略了小路這一信息，向西南方向繞行，行進(jìn)過(guò)程中無(wú)明顯特征地物。3）在經(jīng)過(guò)第二處崖墩地形后，兩組被試均報(bào)告了沿小路行進(jìn)一段后向正南方向行進(jìn)，但老手組被試報(bào)告了在行進(jìn)過(guò)程中采用正東方的兩個(gè)小山丘作為行進(jìn)“扶手”，新手組被試的報(bào)告忽略了這一重要地貌特征。

表6 本研究老手組和新手組被試行進(jìn)路線報(bào)告一覽表

圖13 復(fù)雜場(chǎng)景中被試心境路線報(bào)告（老手組）示意圖

圖14 復(fù)雜場(chǎng)景中被試心境路線報(bào)告（新手組）示意圖

4.3 任務(wù)制約對(duì)不同運(yùn)動(dòng)水平被試注視點(diǎn)、注視軌跡的影響

定向運(yùn)動(dòng)及其他領(lǐng)域涉及行進(jìn)路線制定（飛行、車輛駕駛）的研究表明，任務(wù)制約是這類活動(dòng)的基本特征規(guī)律。相關(guān)研究表明，這類運(yùn)動(dòng)技能的增強(qiáng)即是對(duì)于任務(wù)制約適應(yīng)的結(jié)果。例如，Wicken［26］在關(guān)于航空駕駛的研究綜述中提出了3類資源信息對(duì)于航行路線的重要意義：1）航行（目標(biāo)）任務(wù)（task of travelling）；2）行進(jìn)（導(dǎo)航）檢查（navigational checking）；3）地圖（map）。Burns［12］則探討了車輛駕駛中利用資源來(lái)選擇行進(jìn)路線的重要意義，Burns同時(shí)認(rèn)為，駕駛事故是信息資源處理過(guò)程中的過(guò)大負(fù)荷導(dǎo)致。

本研究從兩組被試的注視軌跡、前5個(gè)注視點(diǎn)研究發(fā)現(xiàn)，定向運(yùn)動(dòng)中的視覺(jué)注意以目標(biāo)任務(wù)為導(dǎo)向。兩組被試對(duì)于地圖信息的選擇都基于行進(jìn)路線的制定任務(wù)，兩組被試的興趣區(qū)都主要集中在起點(diǎn)、終點(diǎn)、點(diǎn)標(biāo)以及點(diǎn)標(biāo)之間的特征符號(hào)區(qū)域。例如，在復(fù)雜地圖場(chǎng)景中（圖11、圖12），點(diǎn)標(biāo)均集中在地圖下方，兩組被試的注視點(diǎn)和軌跡也在同一區(qū)域。

認(rèn)知心理學(xué)將視覺(jué)注意的控制機(jī)制分為兩種類型：一是，自上而下的目標(biāo)導(dǎo)向（goal-directed）注意機(jī)制，如保持在記憶中的目標(biāo)模板對(duì)注意的引導(dǎo)作用，體現(xiàn)在定向運(yùn)動(dòng)獨(dú)特的工作記憶內(nèi)容、目標(biāo)任務(wù)、注意定勢(shì)對(duì)于老手視覺(jué)注意的引導(dǎo)作用；二是，自下而上的刺激驅(qū)動(dòng)（stimulusdriven）注意機(jī)制，即視場(chǎng)中突顯（pop-out）或突現(xiàn)（abrupt onset）的刺激對(duì)于視覺(jué)注意的自動(dòng)捕獲作用［3］。

老手的視覺(jué)注視策略體現(xiàn)了目標(biāo)任務(wù)導(dǎo)向和刺激驅(qū)動(dòng)這兩類注意機(jī)制的相互作用［8］和高效整合：體現(xiàn)在時(shí)間制約、任務(wù)制約條件下，老手組被試的視覺(jué)搜索軌跡呈現(xiàn)出高效的以目標(biāo)任務(wù)為導(dǎo)向的注意控制策略。老手組被試注視地圖時(shí)，其注視軌跡以點(diǎn)標(biāo)及點(diǎn)標(biāo)之間區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn)注視部位，注視分布有規(guī)律、高效，同時(shí)也能從大量地形符號(hào)中高效捕獲地圖中與進(jìn)行路線相關(guān)的重要符號(hào)標(biāo)記。用于行進(jìn)路線的制定。新手組被試的注視軌跡雖然也呈現(xiàn)出目標(biāo)任務(wù)導(dǎo)向的注意控制策略，但注視軌跡相對(duì)散亂，視覺(jué)搜索效率有待改善，同時(shí)，對(duì)于重要信息和非重要信息的區(qū)分能力，即目標(biāo)任務(wù)導(dǎo)向和刺激驅(qū)動(dòng)這兩類注意機(jī)制的相互作用和整合效率還有待進(jìn)一步增強(qiáng)。

4.4 長(zhǎng)期專門(mén)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)水平對(duì)于視覺(jué)注意策略的影響

Abernethy研究了高水平壁球運(yùn)動(dòng)員的視覺(jué)搜索和信息捕獲能力，在面對(duì)環(huán)境中的復(fù)雜信息時(shí)，經(jīng)驗(yàn)豐富的個(gè)體會(huì)有選擇性地注意到與運(yùn)動(dòng)任務(wù)相關(guān)的三維空間線索和時(shí)間線索［11］，高水平老手和新手相比，老手只關(guān)注與任務(wù)相關(guān)的信息［27］，從而降低了注意及處理負(fù)荷。Eccles在近來(lái)的研究中，通過(guò)頭戴式攝像機(jī)研究了定向老手和新手在實(shí)際定向過(guò)程中的視覺(jué)注意特征［15］：1）定向老手可以同時(shí)完成2個(gè)復(fù)雜的視覺(jué)注意任務(wù)，定向新手在比賽中觀察地圖時(shí)行進(jìn)速度會(huì)顯著減慢甚至靜止，而定向老手則更多地在行進(jìn)間注意地圖；2）老手觀察注意地圖的總體時(shí)間更少，每分鐘的注意頻率更高，每次注意的時(shí)間更短；3）與老手相比，新手在行進(jìn)過(guò)程中停下來(lái)注意地圖和周圍環(huán)境的時(shí)間更長(zhǎng)、頻率更高。

定向運(yùn)動(dòng)一方面要求高水平的有氧和無(wú)氧能力；另一方面，也包含大量的視覺(jué)注意、視覺(jué)搜索捕獲任務(wù)。大量研究已經(jīng)證實(shí)，個(gè)體經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的適應(yīng)性訓(xùn)練和經(jīng)驗(yàn)的累積能改善注意策略［24］，從而降低注意及處理負(fù)荷。關(guān)于飛行、汽車駕駛等方面的新手與老手視覺(jué)注意研究已實(shí)證了飛機(jī)、汽車駕駛員協(xié)調(diào)注意多種信息的能力，提出了“飛行員視覺(jué)注意控制策略對(duì)于航行表現(xiàn)具有重要意義”［25］。定向運(yùn)動(dòng)中包含大量視覺(jué)注意、感知覺(jué)的任務(wù)，長(zhǎng)期大量的定向讀圖訓(xùn)練后，高水平個(gè)體能夠在高度的視覺(jué)任務(wù)制約下占用較少或者幾乎不占用視覺(jué)注意資源，同時(shí)處理多個(gè)復(fù)雜視覺(jué)信息［23］，而且能高效分配注意資源在不同信息間進(jìn)行優(yōu)先轉(zhuǎn)換［19］，從而更好地完成視覺(jué)注意任務(wù)。

5 結(jié)論

1.工作記憶負(fù)荷將影響定向運(yùn)動(dòng)員的視覺(jué)注意加工能力。在時(shí)間制約和任務(wù)制約條件下，定向老手組被試注視地圖的時(shí)間顯著長(zhǎng)于定向新手組。兩組被試在觀察復(fù)雜地圖時(shí)所用的時(shí)間都顯著長(zhǎng)于他們觀察簡(jiǎn)單地圖時(shí)所用時(shí)間。地圖的難度負(fù)荷與被試讀圖時(shí)間呈正比。

2.當(dāng)觀察簡(jiǎn)單地圖時(shí)，老手對(duì)于地圖的注視次數(shù)顯著低于新手，隨著地圖難度的加大，新手與老手注視地圖的次數(shù)均增加，觀察復(fù)雜地圖時(shí)兩組被試的注視次數(shù)的差異小于兩組被試觀察簡(jiǎn)單地圖時(shí)的注視次數(shù)差異。

3.兩組被試在讀地圖時(shí)的眼跳幅度差異顯著，地圖難易度的主效應(yīng)不顯著。

4.運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)豐富的老手組被試的決策時(shí)間顯著低于新手組，同時(shí)，老手組的決策準(zhǔn)確性得分顯著高于新手組被試。

5.前5個(gè)注視點(diǎn)中，老手組被試的注視點(diǎn)主要集中于前幾個(gè)點(diǎn)標(biāo)之間的特定特征符號(hào)，而新手組被試的注視點(diǎn)主要集中于起點(diǎn)、終點(diǎn)以及點(diǎn)標(biāo)位置。

6.兩組被試的視覺(jué)注意策略均呈現(xiàn)出任務(wù)制約特征，注視興趣區(qū)集中于起止點(diǎn)、點(diǎn)標(biāo)、點(diǎn)標(biāo)之間的重要符號(hào)信息區(qū)域。但老手組被試的注意策略更加高效，體現(xiàn)在：第一：老手以檢查點(diǎn)數(shù)字為序進(jìn)行搜索，優(yōu)先搜索各點(diǎn)標(biāo)之間的地形特征符號(hào)以及各點(diǎn)標(biāo)的地形位置，從而制定路線；而新手優(yōu)先搜索起止點(diǎn)和每個(gè)點(diǎn)標(biāo)位置，忽略了優(yōu)先考慮點(diǎn)標(biāo)之間的行進(jìn)路線。第二，老手組被試的視覺(jué)注意策略體現(xiàn)了自上而下的目標(biāo)導(dǎo)向和自下而上的刺激導(dǎo)向這兩類視覺(jué)注意機(jī)制的相互作用和高效整合。

［1］胡瑜.弈棋風(fēng)格的眼動(dòng)證據(jù)［J］.心理與行為研究，2010，8（1）：30-34.

［2］李新旺.生理心理學(xué)［M］.北京：科學(xué)出版社，2011：8.

［3］潘毅.基于工作記憶內(nèi)容的視覺(jué)注意捕獲及其自動(dòng)性研究［D］.浙江大學(xué)博士學(xué)位論文，2009.

［4］孫延林.運(yùn)動(dòng)情境中運(yùn)動(dòng)員的視覺(jué)搜索行為［J］.天津體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，24（2）：111-115.

［5］邵志芳.認(rèn)知心理學(xué)——理論、實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用［M］.上海：上海教育出版社，2006.

［6］張斌.工作記憶負(fù)荷對(duì)注意捕獲的影響［D］.浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007.

［7］張忠秋.自行車運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)認(rèn)知水平眼動(dòng)特征的實(shí)驗(yàn)研究［J］.中國(guó)體育科技，2001，37（8）：6-8.

［8］Richard A Magill.動(dòng)作技能學(xué)習(xí)與控制［M］.張忠秋譯.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2006：150-151.

［9］張曉剛.足球守門(mén)員在防守點(diǎn)球運(yùn)動(dòng)情景中眼動(dòng)特征的研究［J］.中國(guó)體育科技，2010，46（1）：88-92.

［10］張運(yùn)亮.專家與新手籃球后衛(wèi)與動(dòng)員的眼動(dòng)研究［J］.心理與行為研究，2004，2（3）：534-538.

［11］ABERNETHY B.Expertise，Visual search，and information Pick-up in squash［J］.Perception，1990，19：63-77.

［12］BURNS P C.Way finding errors while driving［J］.J Environmental Psychol，1998，19：209-217.

［13］ECCLES D W，WALSH S E，INGLEDEW D K.A grounded theory of expert cognition in orienteering［J］.J Sport Exe Psychol，2002a，24：77-87.

［14］ECCLES D W，WALSH S E，INGLEDEW D K.The use of heuristics during route planning by expert and novice orienteer［J］.J Sport Sci，2002b，20：327-337.

［15］ECCLES D W，WALSH S E.Visual attention in orienteers at different levels of experience［J］.J SportsSci，2006，24（1）：77-87.

［16］ERICSSON K A，LEHMANN A C.Expert and exceptional performance：Evidence of maximal adaptation to task constraints［J］.Annual Rev Psychol，1996，47：273-305.

［17］FABRE C，CHAMARI K，MUCCI P，et al.Improvement of dognitive function by mental and/or individualized aerobic training in healthy elderly subjects［J］.Int J Sports Med，2002，23：415-421.

［18］KOLB H，SOBOTKA R，WERNER R.A model of performance determining components in orienteering［J］.Sci J Orienteering，1987，3：71-81.

［19］MORAY N.Monitoring behavior and supervisory control［A］.In KBoff，L Kaufman，J Thomas（Eds.）.Handbook of perception and performance［M］.New York：Viley，1986.

［20］OMEDEI M M，MCLENNAN J.Studying complex decision making in natural settings：Using a head-mounted video camera to study competitive orienteering［J］.Perceptual Motor Skills，1994，79：1411-1425.

［21］PESCE C，CEREATTI L.Preservation of Visual Attention in Older Expert Orienteers at Rest and Under Physical Effort［J］.J Sport Exe Psychol，2007，29：78-89.

［22］ROBERTSON L C，EGL Y R，LAMB M R，et al.Spatial attention and cueing to global and local levels of hierarchical structures［J］.J Experimental Psychol：Human Perception Performance，1993，19：471-487.

［23］SCHNEIDER W，SHIFRIN R M.Controlled and automatic human information processing：I.Detection，search，and attention［J］.Psychol Rev，1997，84：1-66.

［24］SICKENS C D.Attention and skilled Performance［A］.In D HOLDING（Ed.）.Human Skills［M］.New York：Wiley，1998：71-105.

［25］SICKENS C D.Frames of reference for navigation［A］.In D GOPHER，A KORIAT（Eds.）.Attention and Performance XVII［M］.Cambridge，MA：MIT Press，1998：113-144.

［26］WICKEN C D.Frames of reference for navigation［A］.In D GOPHER，A KORIAT（Eds.）.Attention Allocation Strategies［C］.Human Factors，1998：349-365.

［27］WILLIAMS A M.Perceptual skill in soccer：Implications for talent identification and development［J］.J Sports Sci，2000，18：737-750.