楊 義, 岳珍珠

(1.廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué),廣東 廣州 510375; 2.中山大學(xué)心理學(xué)系,廣東 廣州 510275)

現(xiàn)實(shí)生活中很多時(shí)間人們需要注意特定的空間位置，并且要求人能夠在復(fù)雜的環(huán)境中，從若干位置中選擇性地注意一個(gè)目標(biāo)位置。因此，選擇性注意研究中的一個(gè)關(guān)鍵問題是注意如何在空間中分布。研究表明，人對(duì)于注意中心位置處的視覺刺激[1]的加工比落在非注意焦點(diǎn)內(nèi)的刺激加工更快，而且更準(zhǔn)確。研究者們?cè)岢鋈舾赡Ｐ蛠斫忉屵x擇性注意在空間上的分布。自上個(gè)世紀(jì)80年代至今，視覺選擇性注意在空間上的分布得到了大量的研究，代表性的模型有注意的“聚光燈”(spotlight)模型和梯度模型(gradient model)等[2][3]。

傳統(tǒng)的“聚光燈”模型認(rèn)為視覺注意像舞臺(tái)上的聚光燈一樣，可以在視覺空間內(nèi)被隨意移動(dòng)，并且選擇一個(gè)范圍對(duì)其中的刺激進(jìn)行深入加工[4]。注意聚光燈內(nèi)的區(qū)域被同等程度的加工，而位于注意的聚光燈之外的刺激都會(huì)被同等程度地忽略。Monder 和 Zatorre[5]的研究提出了另外一種選擇性注意的“梯度模型”，隨后得到了其它實(shí)驗(yàn)證據(jù)的支持，既包括視覺選擇性注意的研究[2][6]，也包含聽覺選擇性注意的研究[7][8]。研究支持，注意分布在空間上呈現(xiàn)梯度變化，注意焦點(diǎn)處的刺激得到最強(qiáng)的加工，隨著與注意焦點(diǎn)的空間距離增加選擇性注意逐漸減弱。

注意能力水平對(duì)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過程中追蹤對(duì)手或物體，以及對(duì)運(yùn)動(dòng)員及時(shí)地根據(jù)環(huán)境情況做出迅速應(yīng)答非常重要。研究發(fā)現(xiàn)，不同體育項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員都需要持續(xù)地知覺到并且適應(yīng)快速的比賽環(huán)境變化[9]。例如，李永瑞[10]在研究中發(fā)現(xiàn)，高水平乒乓球運(yùn)動(dòng)員的注意瞬脫(attentional blink)程度比固定靶射擊運(yùn)動(dòng)員和普通大學(xué)生顯著更輕，而且出現(xiàn)時(shí)間要更早。這說明高水平乒乓球運(yùn)動(dòng)員的注意資源在時(shí)間上的分配能力更強(qiáng)。乒乓球運(yùn)動(dòng)是一種較近空間距離的對(duì)抗項(xiàng)目，考察乒乓球運(yùn)動(dòng)員的注意如何在空間上的分布也非常重要。隨著乒乓球拍的不斷改進(jìn)，據(jù)統(tǒng)計(jì)運(yùn)動(dòng)員在擊球時(shí)乒乓球與球拍接觸時(shí)間最短的僅為千分之一秒，使得乒乓球的運(yùn)動(dòng)時(shí)速甚至可以快至170km。而且還要同時(shí)辨別球本身的旋轉(zhuǎn)(如弧圈球)等特征。此外，同時(shí)注意空間中多個(gè)目標(biāo)刺激對(duì)于乒乓球運(yùn)動(dòng)員非常重要，當(dāng)要求注意的目標(biāo)增多時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的認(rèn)知負(fù)荷顯著增加，這一點(diǎn)在比賽過程中尤其明顯。因此，當(dāng)前研究選取中學(xué)為被試，在不同認(rèn)知負(fù)荷(同時(shí)注意多個(gè)項(xiàng)目)的情境下，考察不同視角范圍內(nèi)注意的分布，以期探索乒乓球運(yùn)動(dòng)員的注意空間分布特點(diǎn)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

參與本研究的21名乒乓球運(yùn)動(dòng)員(男12名，女9名)主要是來自廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)的中學(xué)生(其中包含乒乓球一級(jí)運(yùn)動(dòng)員10名，二級(jí)運(yùn)動(dòng)員5名)。年齡在13～18歲之間(M=14.86，SD=1.68)，年級(jí)為初一至高三，視力或矯正視力正常，除1人為左利手外，其余都為右利手，實(shí)驗(yàn)在運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練期間進(jìn)行。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)是3×3被試內(nèi)設(shè)計(jì)。包括兩個(gè)自變量：①視角。目標(biāo)到注視點(diǎn)的距離，包括視角3°、6°和9°三個(gè)水平；②負(fù)載，即目標(biāo)集大小(set size)。可能會(huì)同時(shí)出現(xiàn)不同數(shù)目的小球，有2、4和6三個(gè)水平。記錄被試的反應(yīng)時(shí)和正確率。

1.3 實(shí)驗(yàn)材料和儀器

實(shí)驗(yàn)中刺激出現(xiàn)的位置包含隨機(jī)出現(xiàn)在三個(gè)視角對(duì)應(yīng)的八個(gè)位置，如圖1所示?？赡芡瑫r(shí)出現(xiàn)2，4或6個(gè)灰色小球集合，每個(gè)小球直徑為4.5mm(0.938°視角)。

圖1 刺激可能呈現(xiàn)的位置及刺激集變化(以6°視角為例)

掩蔽刺激包含有多個(gè)灰色的錐形和立方體，錐形的半徑為2.25 mm，錐形和立方體的高度均為4.5 mm，立方體的寬為4.5 mm，深度為4.5 mm。所有刺激的背景都為黑色。

實(shí)驗(yàn)程序在華碩筆記本電腦上運(yùn)行，顯示器分辨率為1920×1080像素，刷新頻率為60Hz。實(shí)驗(yàn)屏幕全高為17.5cm，被試眼睛距離屏幕中央55cm。實(shí)驗(yàn)程序采用Presentation軟件(https://www.neurobs.com/)編制而成，在Windows 10操作系統(tǒng)上運(yùn)行。

1.4 實(shí)驗(yàn)流程

被試在一個(gè)光線微暗的房間里，端坐在屏幕正前方。雙手握著一個(gè)游戲操作桿，在理解指導(dǎo)語后，開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在每個(gè)試次里，屏幕中央首先呈現(xiàn)一個(gè)白色注視點(diǎn)“+”300ms，隨后呈現(xiàn)目標(biāo)刺激200ms，其中包含隨機(jī)出現(xiàn)在三個(gè)視角八個(gè)位置中符合setsize規(guī)定個(gè)數(shù)的小球。之后目標(biāo)中任意一個(gè)小球會(huì)變暗(灰度更高)或變亮(變?yōu)榘咨?300 ms，此時(shí)要求被試既快又準(zhǔn)地對(duì)小球的變化進(jìn)行判斷，變暗、變亮分別按操作桿上的左側(cè)和右側(cè)按鈕，反應(yīng)鍵在被試間平衡。變化的目標(biāo)會(huì)持續(xù)呈現(xiàn)300ms，接著呈現(xiàn)時(shí)長為500ms的掩蔽刺激，掩蔽刺激結(jié)束后會(huì)呈現(xiàn)一段時(shí)間的黑屏，然后進(jìn)行下一個(gè)試次。

圖2 刺激呈現(xiàn)流程示意圖(注：圖中掩蔽刺激為灰色)

整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中被試者需要一直注視中央注視點(diǎn)“+”。正式實(shí)驗(yàn)共有450個(gè)試次，變亮、變暗判斷的概率各占50%。每個(gè)被試者在正式實(shí)驗(yàn)開始前先練習(xí)，共有54次練習(xí)，每次都提供正確、不正確或漏掉了的反饋，正式實(shí)驗(yàn)時(shí)不提供反饋。實(shí)驗(yàn)期間約每2min休息一次，每次休息時(shí)間由被試自己控制，實(shí)驗(yàn)完成大約需要30min。

2 研究結(jié)果

2.1 反應(yīng)時(shí)

本研究采用SPSS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，只分析正確反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)。在正式分析前，先剔除小于100ms或大于2000ms，且在平均反應(yīng)時(shí)正負(fù)三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差之外的反應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)。

對(duì)反應(yīng)時(shí)進(jìn)行兩因素的重復(fù)測(cè)量方差分析，見圖3。結(jié)果顯示，視角主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(2,40)=33.45，p<.001；負(fù)載的主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)(2,40)=1.73，p= .19；視角與負(fù)載的交互作用顯著，F(xiàn)(4,80)=2.66，p<.05。隨后進(jìn)行簡(jiǎn)單效應(yīng)檢驗(yàn)，在2個(gè)小球條件下，視角的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(2,40)= 17.78，p<.001，視角為3°(MD=24.39，p<.001)和視角為6°(MD=20.54，p<.001)時(shí)的反應(yīng)時(shí)都比視角為9°時(shí)的辨別反應(yīng)時(shí)顯著更快。在4個(gè)小球條件下，視角的主效應(yīng)也顯著，F(xiàn)(2,40)= 13.96，p<.001，視角為3°時(shí)的反應(yīng)時(shí)均快于視角為6°(MD=14.09，p<.05)和9°時(shí)的辨別反應(yīng)時(shí)(MD=27.13，p<.001)，而視角為6°時(shí)又比視角為9°時(shí)的辨別反應(yīng)時(shí)要快(MD=13.03，p<.01)。在6個(gè)小球條件下，視角簡(jiǎn)單效應(yīng)也顯著，F(xiàn)(2,40)= 19.51，p<.001，視角為3°時(shí)的反應(yīng)時(shí)均快于視角為6°(MD=16.57，p<.001)和9°時(shí)的反應(yīng)時(shí)(MD=20.34，p<.001)。

圖3 不同視角和認(rèn)知負(fù)載條件下的辨別反應(yīng)時(shí)

2.2 正確率

對(duì)正確率進(jìn)行兩因素重復(fù)測(cè)量方差分析，見圖4。結(jié)果顯示，視角主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(2,40)=3.56，p<.05；但是對(duì)三種視角條件下的正確率之間進(jìn)行兩兩比較時(shí)，未發(fā)現(xiàn)顯著差異；小球個(gè)數(shù)主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(2,40)=5.96，p<.01；小球個(gè)數(shù)為2時(shí)的正確率(M= .87,SD= .003 )比小球個(gè)數(shù)為4時(shí)的正確率(M= .89,SD= .017)要低。視角和小球個(gè)數(shù)交互作用不顯著，F(xiàn)(4,80)=0.84，p= .50。

圖4 不同視角和認(rèn)知負(fù)載的條件下的正確率

3 討論

在比賽過程中，運(yùn)動(dòng)員通常要同時(shí)注意不只一個(gè)物體或事件。例如，乒乓球運(yùn)動(dòng)員不僅要注意運(yùn)動(dòng)中的球，而且要注意對(duì)面的對(duì)手，以及行進(jìn)中球的旋轉(zhuǎn)等狀態(tài)特征，所以不同項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員在比賽過程中通常有較大的認(rèn)知負(fù)荷[11]。本研究考察了在不同的認(rèn)知負(fù)荷的情況下，乒乓球運(yùn)動(dòng)員的空間注意分布。結(jié)果支持隨著負(fù)載增加，乒乓球運(yùn)動(dòng)員的注意隨著離中央注視點(diǎn)的距離增加而下降，呈梯度變化。

我們的結(jié)果支持視覺注意窗口的大小會(huì)受到其它因素的影響[12]，同時(shí)也支持注意的梯度模型[2]，并且體現(xiàn)了在較小區(qū)分度的情況下，注意隨著任務(wù)負(fù)載的增加的精細(xì)梯度變化。表現(xiàn)為當(dāng)任務(wù)負(fù)荷不大的條件下(目標(biāo)刺激僅為2個(gè)小球)，離中心注視點(diǎn)為3°～6°視角距離的刺激加工顯著地強(qiáng)于9°視角條件下。說明青少年乒乓球運(yùn)動(dòng)員的視敏度具有很高的空間分辨率。但是這一能力隨著任務(wù)負(fù)荷的增加而有顯著降低，表現(xiàn)為當(dāng)任務(wù)負(fù)荷增加為4個(gè)小球時(shí)，被試的注意更多的集中于中央注視點(diǎn)位置，即，此時(shí)的注意范圍顯著縮小，表現(xiàn)為視角為3°時(shí)的反應(yīng)時(shí)顯著快于視角為6°時(shí)的反應(yīng)時(shí)，而視角為6°時(shí)又比視角為9°時(shí)的辨別反應(yīng)時(shí)要快，表現(xiàn)為注意范圍的顯著縮小，隨著離中央注視點(diǎn)距離越遠(yuǎn)，并且呈梯度下降。當(dāng)任務(wù)負(fù)載增加至6個(gè)小球條件下，注意范圍進(jìn)一步顯著縮小，表現(xiàn)為視角距離為3°時(shí)的反應(yīng)時(shí)均快于視角距離為6°和視角距離9°時(shí)的反應(yīng)時(shí)。

當(dāng)前研究中視角距離的選取比之前研究的距離控制更為精細(xì)。之前的成人研究通常采用6°視角作為間隔[8]或4°視角為間隔[11]。我們的研究證明對(duì)于青少年運(yùn)動(dòng)員，離注意焦點(diǎn)的距離增加，注意會(huì)發(fā)生顯著下降，而且注意的梯度變化更為陡峭。我們的研究結(jié)果有助于探索青少年運(yùn)動(dòng)員空間注意的變化發(fā)展趨勢(shì)，并且提示可以通過不同認(rèn)知負(fù)荷條件下乒乓運(yùn)動(dòng)員的注意空間分布能力來選拔運(yùn)動(dòng)員。在高認(rèn)知負(fù)荷下，高水平的運(yùn)動(dòng)員會(huì)表現(xiàn)出更廣的注意焦點(diǎn)范圍。也可以在此基礎(chǔ)上通過開發(fā)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)訓(xùn)練程序，訓(xùn)練高水平運(yùn)動(dòng)員的空間注意廣度(Huettermann & Memmert, 2018)[13]。到認(rèn)知負(fù)荷的調(diào)節(jié)。當(dāng)認(rèn)知負(fù)荷增加時(shí)，乒乓球運(yùn)動(dòng)員的空間注意焦點(diǎn)范圍顯著縮小。而且，運(yùn)動(dòng)員的注意空間分布以注意焦點(diǎn)為中心，呈現(xiàn)陡峭的梯度變化。

4 結(jié)論

4.1 青少年乒乓球運(yùn)動(dòng)員的注意空間分布受

4.2 我們的研究結(jié)果對(duì)于運(yùn)動(dòng)員的選拔具有啟示作用，可以通過測(cè)量運(yùn)動(dòng)員在高負(fù)荷條件下注意焦點(diǎn)的范圍來進(jìn)行選拔。