视觉运动追踪训练提高网球运动员知觉预测能力的效果与机制Visual Motion Tracking TrainingThe Effect andMechanism of Improving Tennis PlayersrsquoPerceptual Anticipation Ability

刘 洋 1漆昌柱 2贺梦阳 2韦晓娜 3

LIU Yang1QI Changzhu2HE Mengyang2WEI Xiaona3

摘 要目的应用事件相关电位（event-related potentialERP）考察视觉运动追踪训练提

高网球运动员知觉预测能力的效果与机制方法采用时间定格任务将22名职业网球运

动员随机分成2组（对照组和实验组）实验组被试运用视觉运动追踪训练系统v10进行视

觉运动追踪训练对照组被试不进行任何干预在不同击球时间点（击球后 120240 和

360 ms）记录知觉预测的行为学指标及脑电（electroencephalogramEEG）数据结果实验

组被试对击球落点的判断正确率更高在击球后360 ms实验组被试诱发更大的枕区P1各

时间点枕区P3波幅组别主效应显著实验组诱发更大的P3结论视觉运动追踪训练可

提高网球运动员的知觉预测能力

关键词视觉运动追踪网球运动知觉预测事件相关电位

Abstract Objectives The study is to investigate the effect of visual motion tracking training on

improving tennis playersrsquoperceptual anticipation ability and the mechanism underlying it by us‐

ing event-related potential (ERP) Methods Twenty-two professional tennis players were ran‐

domly divided into two groups The control group and the training group The training group

finished their training by visual motion tracking training system v10 while the control group

was not subject to any interference The behavioral and electroencephalogram (EEG) data of all

participants were recorded through sport decision-making paradigm at different hitting time

points (120 ms after hitting 240 ms after hitting and 360 ms after hitting) Results The behav‐

ioral results showed that the training group had higher accuracy rate in ball landing site anticipa‐

tion than the control group After hitting the ball for 360 ms the training group was tested to in‐

duce a larger occipital area P1 At each time point the main effect of the P3 amplitude group in

the occipital area was significant and the training group induced larger P3 Conclusions These

results suggest that visual motion tracking training can improve the perception anticipation abili‐

ty of tennis players

Keywords visual motion tracking tennis perception anticipation event-related potential

中图分类号中图分类号G845 文献标识码文献标识码A

网球运动是一项高策略开放性运动技能当发球运动员发出的球以 40～45 ms飞行

时接球运动员仅有 500～600 ms来判断球的方向和落点并通过步法移动作出正确的回

球动作（Abernethy1991）而人在静止状态下注意力高度集中时从感知到作出判断也

需要 300～400 ms这就要求网球运动员必须在高压力的复杂情境下根据已有知识经

验和有限的外部信息快速主动进行有效信息选择与加工并及时执行准确的动作反应

在此过程中知觉预测自然是运动员快速准确执行动作反应的重要基础因此近年

网球运动员的知觉预测研究成为国内外运动心理学工作者研究的热点之一

知觉预测（perceptual anticipation）是利用不完整信息或先行信息预测未来事件的信

中国体育科技

2021 年（第57卷）第10期

CHINA SPORT SCIENCE AND TECHNOLOGY

Vol57 No10 31-37 2021

文章编号1002-9826（2021）10-0031-07

DOI10 16470j csst 2019232

基金项目国家自然科学基金项目（31671161）河南省教育厅人文社会科学研究一般项目（2019-ZZJH-469）河南省高等学校青年骨干教师培养计划（2019GGJS135）

第一作者简介刘洋（1980-）男副教授博士主要研究方向为体育运动心理学E-mailzdtyly126com

lowastlowast通信作者简介漆昌柱（1966-）男教授博士博士研究生导师主要研究方向为 体 育 运 动 心 理 学 E-mailqichangzhuwhsueducn

作者单位1 郑州轻工业大学河南 郑州4500022 武汉体育学院湖北 武汉4300793 韩山师范学院广东 潮州5210411 Zhengzhou University of LightIndustryZhengzhou450002China2 Wuhan Sports UniversityWu‐han 430079China3 Hanshan Normal UniversityCh-aozhou 521041China

31

中国体育科技 2021年（第57卷）第10期

息加工过程（Poulton1950）主要特点是可利用的信息少

时间压力大和结果不确定（付全2004）Jackson等（2007）

对比了网球专家和新手在预测发球方向过程中的差异发

现在球和球拍接触前42 ms时网球专家相比新手能更好地

预测对手发球的方向而在球离开球拍336 ms后专家和新

手在判断准确性上不存在差异王小春等（2012）以时间序

列遮蔽为手段对网球专家组经验组和新手组的知觉预测

特征进行探讨发现网球专家的知觉预测准确性与反应速

度均显著优于经验组和新手组且随着时间序列遮蔽点的

推迟预判准确性逐渐提高因此有研究认为在高策略

运动项目中专家级运动员对专项情境的知觉预测无论准

确性还是反应速度均显著优于新手专家的知觉预测优势

主要表现为对运动情景早期有效信息的加工能力更强（张

怡2013Loffing et al2011Smeeton et al2011）在认知

神经加工方面主要表现为运动专家在视觉刺激初期事件相

关电位（event-related potentialERP）早期成分的潜伏期更

短波幅更大（王小春2012张怡 等2013）运动专家比新

手更具有认知优势而不是任何身体优势（Moran2009）结

合国内外相关研究成果发现对于运动情境中的知觉预测

能力研究大多采用ldquo专家-新手rdquo范式和视觉阻断范式（时间

阻断范式和空间阻断范式）除了选择反应时预判正确率

等行为学指标外研究逐渐将电生理指标（肌电脑电等）作

为评价运动员知觉预测的重要指标知觉预测能力是运动

专家与运动新手间的重要评价指标但以往的研究中ldquo专

家rdquo的运动技能水平差异较大实验刺激材料多为静态场景

图片或虚拟动态场景图片生态效度不高此外虽然寻找

到了运动专家在知觉预测方面的优势特征但鲜见有关培

养和提高运动员知觉预测优势特征的干预研究尚待进一

步研究

人类大脑接受外界信息中的 80 的信息来自视觉

（Newsome1997）当客观环境中运动的物体被个体长

时间稳定注意个体的视觉始终追随视觉目标运动便形

成视觉运动追踪（陈婷婷 等2012）视觉运动追踪反映

着个体注意的特征和功能而且运动员持续注意能力又

是知觉预测的支撑（Williams et al2018）因此视觉运

动追踪在运动技能学习和动作控制中具有重要作用对

运动员视觉运动追踪研究能够帮助其在复杂的情境中快

速准确地获取关键有效信息提高运动表现（孙国晓 等

2018）精确的视觉运动追踪合理的注意分配和持续的

注意能力以及广泛的工作记忆也是运动员更好阅读和掌

握比赛作出更加合理运动决策的重要因素（王静 等

2018Romeas et al2016）同时认知心理学研究发现

视觉运动追踪影响着个体的预测性追踪（Barnes et al

2008）追赶性眼跳（De Xivry et al2009）空间位置

（Drew et al2011Pinto et al2010）和接触时间或碰撞

时间（impact timeTTC）（黄端 等2008）等涉及运动物体

时空特征表征和预测的行为关于运动领域视觉运动追

踪方面的研究主要集中于寻找运动专家在视觉运动追踪

方面的优势特征（张学民 等2008Lafont2007Martell

et al2004Panchuk et al2006）探讨视觉运动追踪眼

动对运动员与运动项目的重要性（李军2012马晓

2014Grushko et al2014）视知觉训练对运动员视觉搜

索能力专注力手眼协调反应速度以及知觉预测能力

的影响（王树明 等2009Alison Jenerou et al2015Appel‐

baum2016Clark et al2012Deveau et al2014Du Toit

2016He et al2018Krzepota2015Labib2014）等方面

视觉 P1 参与视觉刺激的早期识别敏感于空间注意

的指向且与选择性注意密切相关（Vogel et al2000）而

P3成分则与视觉信息注意判断期待以及信息加工等认

知过程密切相关（Isreal et al1980）基于此我国学者

利用知觉预判范式对运动员的决策能力进行测试发现

专家运动员在顶-枕区诱发了明显的 P1 和 P3 成分（张怡

等2013）其中运动员对击球落点的预判受到先验信

息量的影响相对于球离开拍后的 160 ms和 240 ms被试

在球离开拍后 360 ms 判断击球落点的反应时最短正确

率最高因此本研究采用 ERP 技术结合前期开发的视

觉运动追踪训练系统考察视觉运动追踪训练对网球运

动员在不同先验信息量下知觉预测能力的训练效果及其

神经机制以运动员认知优势形成的后天经验说为理论

基础在前期视觉运动追踪神经机制和网球运动员知觉

预测专长效应及脑机制研究基础上提出以下研究假设

1）视觉运动追踪训练可有效提高网球运动员判断正确率

和反应速度2）训练组被试信息认知加工早期选择性注

意资源投入更快更多表现为早期 ERP 成分 P1P3 波幅

更大潜伏期更短

1 研究对象与方法

11 被试

将 22名运动等级在二级以上的网球运动员按照运动

等级和性别随机分为对照组和实验组其中 2名一级男运

动员随机抽入对照组和实验组各 1 人4 名二级女运动员

随机抽入对照组和实验组各 2 人其他 16 名二级男运动

员随机抽入对照组和实验组各 8 人所有运动员均为右

利手视力（或矫正后视力）均正常无色盲色弱没有精

神和神经疾病及相关病史近 1 周心境状态良好自愿参

加本实验（表 1）

12 实验设计与材料

121 实验设计

采用 2times3 的双因素混合设计自变量为视觉运动追

踪训练（对照组和实验组）和任务难度（T1击球后

120 msT2击球后 240 msT3击球后 360 ms）因变量包

括反应时判断正确率以及 P1和 P3的波幅潜伏期

32

刘洋等视觉运动追踪训练提高网球运动员知觉预测能力的效果与机制

122 视觉运动追踪训练干预方法

运用视觉运动追踪训练系统 v10（漆昌柱 等2017）对

实验组被试进行视觉运动追踪训练该系统包括 3个训练

模块平滑运动视觉追踪训练三维运动视觉追踪训练和

抽象模拟场景视觉追踪训练其中平滑运动视觉追踪训

练是以平滑运动视觉追踪与补偿性眼跳原理为基础设计

而成可以对运动员的视觉运动追踪能力进行任意时长的

训练为了防止训练者在训练过程中出现注意力不集中现

象系统专门设计了防止训练者分心的按键装置同时还

可随时设置追踪目标运动的速度和大小以满足不同训练

者的训练需求三维运动视觉追踪训练是以经典的立体知

觉范式（Yang et al2006）为设计原理以网球通常的飞行

速度（相持阶段球速约 80～120 kmh制胜分球速约 120～

150 kmh）为基础运用 3D效果制作三维球体由远及近和

由近及远的两段飞行视频飞行速度分为 30 ms和 40 ms

两种可根据不同训练者的需要进行选择用以训练个体

的时空视知觉抽象模拟场景视觉追踪训练是在模拟网球

运动场景的基础上以真实比赛视频中网球的飞行线路

速度落点为设计原则用于网球运动的专项视觉训练根

据练习者的不同需求可随时更改网球飞行的速度落点

球体的大小以及训练时长同时训练系统仍然提供了防止

练习者分心的按键设置并给予量化评价3个训练系统

兼顾了基础平滑追踪训练立体视觉和模拟真实场景训

练使训练初步形成了科技化多模态化也一定程度提高

了运动员视觉运动追踪训练的生态学效度（李泰安 等

2019Romeas et al2016）

实验组被试在知觉预测任务测试前先进行约 20 min

的视觉运动追踪训练具体训练方案首先被试选择自

己较为舒服的坐姿于显示器前深呼吸全身放松动员心

理资源为视觉运动追踪训练作准备此过程大约 1 min

然后运行平滑运动视觉追踪训练系统进行训练共 2组

每组 2 min组间休息 1 min第 1 组平滑运动视觉追踪训

练采用中号球体运动速度设置为 10第 2 组平滑运动视

觉追踪训练采用小号球体运动速度设置为 12每组训

练过程中在追踪目标上随机显示数字 1 或 2呈现时间

为 500 ms训练者必须快速按键 1 或 2 进行反应防止被

试分心此后运行三维运动视觉追踪系统进行训练两

种训练模式各 1 组每组 1 min组间休息 1 min最后进

行抽象模拟真实场景视觉运动追踪训练训练难度为中

球体大小为中飞行速度为 20训练持续 3 min防分心呈

现总次数为 30次并记录反馈被试的正确反应次数训练

结束进行心理放松被试安静休息 2 min 后进行知觉预测

任务测试对照组被试不进行任何干预直接进行知觉

预测任务测试

123 实验测试材料及程序

根据以往知觉预测研究测评方法（张怡2013）选用

温布尔登网球公开赛中的 4场高清网球比赛视频（清晰度

为 720 P60 fps）运用视频剪辑专家 83 视频加工软件和

Adobe Premiere Pro 视频剪辑软件分别剪辑运动员正反

手抽球后 120240 和 360 ms 的定格视频片段 64 组每个

视频片段时长均为 700 ms通过事先评定从中挑选 192个

运动员击球视频片段击球落点为清晰的中场球或后场

球要求被试集中注意力在视频播放结束后快速且准确

地作出按键反应如果判断击球落点为中场左手食指按Z

键判断击球落点为后场右手食指按M键

实验刺激材料呈现于 21 英寸液晶显示器刷新频率

l00 Hz分辨率 1 280times720 dpi被试眼睛距离显示器

60～70 cm实验程序采用 E-prime 20 程序编写192 个击

球视频按难度分成 3 个 BLOCK每个 BLOCK 包含 64 个

试次被试按任务由难到易（击球后 120240360 ms）的

BLOCK 顺 序 完 成 测 试 BLOCK 内 的 视 频 随 即 呈 现

（图 1）每位被试实验前练习 12 个试次以熟悉实验流

程和按键并提供反应时和判断正误反馈信息练习结

束后静息 1 min 开始正式实验正式实验过程不提供任何

反馈信息

13 数据记录与分析

131 行为学数据

行为数据由 E-prime 20 软件采集整理通过 E-Data

Aid 对数据进行筛选合并及预处理剔除平均值加减 3

倍标准差之外的异常值分析各组被试在 T1T2 和 T3 时

间定格点的反应时和击球落点的判断正确率（图 2）

132 脑电数据

采用德国 Brain Products 公司的 64 导脑电采集系统记

录脑电（electroencephalogramEEG）数据以双耳乳突连

线为参考电极接地点为 FPz 与 Fz 连线中点同时记录水

平眼电和垂直眼电每个电极处的头皮电阻保持在 5 kΩ

以下滤波带通为 001～100 Hz采样频率为 500 Hzd

主要分析时程为视频刺激前 200 ms 到呈现后 500 ms

以-200～0 ms 作为基线进行校正自动排除其他伪迹离

线滤波带通为 35 Hz根据以往网球知觉预测研究成果

和得到的总平均波幅以及脑地形图（brain topographic

map）选取 POz 和 Oz 点的 P1 成分以及 Pz 和 POz 点 P3 成

分数据进行分析

表1 被试基本信息

Table 1 Information of Participants

组别

对照组

实验组

n

男

9

9

女

2

2

年龄岁

2200plusmn245

2109plusmn266

运动等级n

一级

1

1

二级

10

10

训练年限年

845plusmn163

881plusmn204

注经统计检验对照组与实验组被试在年龄训练年限方面不存在

显著性差异（P＞005）

33

中国体育科技 2021年（第57卷）第10期

2 结果

21 行为结果

经过重复测量方差分析显示被试判断击球落点的反

应时组间主效应不显著［F（120）= 4232P = 0053η2p=

0175］时间点主效应显著［F（240）= 7785P = 0005η2p=

0280］时间点和组别交互作用不显著［F（240）= 0147P =

0780η2p= 0007］进一步简单效应分析发现随着击球后

时间的推移被试判断击球落点的反应时间逐渐缩短在击

球后 360 ms 的 T3 时间点判断反应时显著快于击球后

240 ms的T2（P = 0001）和击球后 120 ms的T1（P = 0005）

而被试在T1和T2时间点的反应时不存在显著性差异（P =

0133）

对被试判断击球落点正确率的统计显示被试判断正

确率组间主效应显著［F（120）= 8602P = 0008η2p= 0301］

时间点主效应显著［F（240）= 4137P = 0029η2p= 0171］时

间点和组别交互作用不显著［F（240）= 2207P = 0131η2p=

0099］进一步简单效应分析发现实验组被试判断正确

率显著高于对照组（P = 0008）随着击球后有效信息量的

增加被试判断正确率逐步提高在击球后 360 ms的T3时

间点和击球后 240 ms的T2时间点被试的判断正确率显著

高于击球后 120 ms的T1时间点而被试在T2和T3时间点

判断正确率不存在显著性差异（P =0 836）

22 ERP结果

3 个时间点的 ERP 显示在刺激呈现后的 80～400 ms

时间段内实验组被试诱发了更大的 P1和 P3（图 3）

221 P1（80～140 ms）

重复测量方差分析显示P1 波幅在所选电极位置组

别主效应不显著［F（120）= 3157P = 0091η2p= 0136］时

间点主效应不显著［F（240）= 0355P = 0704η2p= 0017］

时间点和组别交互作用显著［F（240）= 3278P = 0048η2p

= 0141］进一步简单效应分析发现在 T1T2 时间点

上实验组与对照组被试的 P1 波峰无明显组间差异而

T3 时间点P1 波峰值实验组显著大于对照组［F = 6637

P = 0018］P1 成分的潜伏期在各时间点（T1T2 和 T3）

下无组别差异

222 P3（300～400 ms）

测量方差分析显示P3 波幅在所选电极位置组别主

效应显著［F（120）= 5242P = 0033η2p= 0208］实验组被

试波幅显著大于对照组时间点主效应不显著［F（240）=

1610P =0 216η2p= 0075］时间点和组别交互作用不显

著［F（240）= 0211P = 0776η2p= 0010］P3 成分的潜伏

期在各时间点（T1T2和T3）下无组别差异

3 讨论

31 视觉运动追踪训练对落点判断影响的行为学特征

本研究显示实验组被试的判断正确率显著高于对

照组尤其是在对知觉预测较为重要的击球后 240 ms

（T2）和 360 ms（T3）时间点实验组表现得更加优秀表明

视觉运动追踪训练在提升网球运动员击球落点判断正确

率方面取得了一定的训练效果与 Kao 等（2014）对高尔

夫运动员的研究结果一致研究发现提高网球运动判

断击球落点的正确率必须利用球飞行路线的关键信息线

索和球离开球拍的最佳时机（张怡 等2013）由于网球

运动员的网球知识经验以假设预期或图式的形式存在

于知觉中在其长时记忆中还存在着丰富的网球运动特

征模块当运动员对来球飞行路线关键信息和球离开球

拍时机的知觉敏感度提高时在知觉过程中对来球关键

特征的搜索分类类比编码加工决策速度也将提升

视觉运动追踪训练恰恰可以提高网球运动员对来球关键

特征的早期选择性注意与加工尤其是击球后关键时间

点（240 ms）的先验视觉信息选择与加工（张怡 等2013）

使运动员可以更有效地利用运动事件的早期关键线索

对未来事件作出更有效的预测表现出明显的行为优势

（迟立忠2012）同时专注地视觉运动追踪来球也可使运

动员更加准确地把握球离开球拍的最佳时机从而有效

图1 实验流程

Figure 1 Experimental Flow Chart

图2 对照组和实验组网球运动员判断击球落点的反应时

（A）与正确率（B）比较

Figure 2 Comparison of the Reaction Time（A）and Accuracy

Rate in Ball Landing Site Anticipation（B）between the Control

Group and the Training Group

注T1击球后120 msT2击球后240 msT3击球后360 ms

34

刘洋等视觉运动追踪训练提高网球运动员知觉预测能力的效果与机制

提高判断击球落点的正确率

从判断反应时看实验组被试与对照组在判断击球

落点反应时方面不存在显著性差异且各时间点（T1T2

和T3）实验组的判断反应时显著长于对照组表明视觉运

动追踪训练对网球运动员知觉预测反应速度的提高没有

表现出理想的训练效果同时在各时间点实验组被试反

应时更长这可能是由于视觉运动追踪训练使运动员进

行决策时产生明显的速度mdashmdash准确率权衡现象实验组

的策略主要以判断准确性为前提降低了反应速度而这

种现象也同样出现在羽毛球运动员的专项知觉训练中

（王树明 等2009）此外实验组被试反应时的延长还可

能与视觉运动追踪训练的频次有关随着训练次数的增

加实验组运动员的知觉预测反应速度优势可能也将呈

现出来亟待进一步探讨研究

32 视觉运动追踪训练对落点判断影响的ERP特征

脑地形图和ERP成分结果显示实验组与对照组运动

员在击球落点判断早期均诱发了视觉 P1 成分集中于枕

区且在 T3时间点实验组显著大于对照组视觉 P1敏感

于空间注意的指向和唤醒状态以及注意的负荷与选择性

注意和心理资源的利用密切相关（Beaucousin et al2011

Vogel et al2000）认知加工理论认为信息加工始于信

息输入而信息输入就是一个选择性注意的过程（王洪彪

2013）以往研究认为头皮后部的 P1通常受注意力的影

响P1波幅的增大反映了个体对靶刺激识别时适当注意范

围的等级变化需要额外的资源而枕叶皮质的注意效果被

认为是反映注意的视觉加工过程注意负荷的增加会诱发

更大的 P1波幅（张怡 等2013赵仑2010）本实验显示

实验组被试与对照组仅在T3时间点（击球后 360 ms）的 P1

波峰存在显著差异说明实验组被试在T3时间点辨别刺激

过程中投入了更多的心理资源唤醒水平更高注意负荷

更大因此产生更大的 P1波幅从任务难度方面看虽然

击球后 360 ms 对于判断击球落点而言较 T1（击球后

120 ms）和 T2（击球后 240 ms）难度有所降低提供的先验

视觉信息更多但此时更需要网球运动员投入更多的注意

资源对飞行中的球进行视觉运动追踪也就是将更多的视

觉注意集中于来球（除非是对手击出明显的界外球）对来

球的速度力量旋转空间位置等信息进行认知加工由

此可见在实验刺激呈现早期实验组被试投入了更多的

注意资源在来球的空间注意指向唤醒水平较高尤其是

在击球后视觉先验信息量最大的T3时间点实验组被试仍

然投入了比对照组更多的心理资源用于视觉信息加工

因此视觉运动追踪训练有利于网球运动员在辨别视觉刺

激早期投入更多心理资源在视觉注意以及空间方位认知

加工提升网球运动员在复杂运动情景中对关键时间点视

觉追踪目标客体表征的连续性和专注程度

本研究还发现实验组被试较对照组在枕区诱发了

更大的 P3 成分以往研究认为P3 成分与个体的感知

注意判断期待以及信息传递等认知过程关系密切波

幅越大代表努力程度越强投入认知资源越多（林岭 等

2017刘建秀 等2016Kasper et al2014）也有研究认

为P3 波幅的增加代表更好的记忆识别和较低的记忆内

存负荷（Van Dinteren et al2014）可能还与信息的提取

和控制具体记忆信息的结构有关（Jin et al2011）本研

究 ERP 波形图表明实验组被试比对照组诱发了更大的

P3由此可见经过视觉运动追踪训练后实验组被试在

努力获取关键视觉信息后对信息的判断鉴别传递等

认知活动投入了更多的心理资源而这些心理资源也必

将用于对来球速度旋转空间位移击球落点等信息的

加工同时实验组被试出现更大的 P3还可能表明视觉

运动追踪训练促进了网球运动员更好的记忆识别功能

降低了其记忆内存负荷前期研究也发现网球专家运

动员在决策任务判断实验中比次专家组和新手组诱发了

更大的 P3 成分（王诗瑶 等2018王小春2012张怡

图3 对照组和实验组所选取电极点POz（A）和Pz（B）的总平均波

形图及脑地形图比较

Figure 3 Comparison of the total Average Waveform and Brain

Topographic Map of the Electrode Points POz（A）and Pz（B）

between the Control Group and the Training Group

35

中国体育科技 2021年（第57卷）第10期

2013）这也从另一个角度反映出视觉运动追踪训练有利

于运动员更快获得视觉信息加工运动专长此外以往

研究发现相比于运动新手运动专家在完成视频任务时

所诱发 P3 成分的潜伏期更短表明运动专家对刺激事件

识别评估编码加工和信息提取的速度快（陶萍 等

2014王诗瑶 等2018王小春2012韦晓娜 等2017

Zhang et al2015）本研究实验组被试与对照组的 P3成

分潜伏期在不同时间点均不存在显著差异表明视觉运

动追踪训练没有提高网球运动员视觉信息加工的速度

这也与行为学研究结果相一致

4 结论

1）视觉运动追踪训练可有效提高网球运动员落点判

断决策任务的正确率尤其是在击球后 360 ms 判断正确

率的提高更显著

2）实验组被试诱发更大的枕区 P1 和 P3 成分P1 和

P3成分潜伏期无显著差异可见视觉运动追踪训练有效

增加了网球运动员视觉信息输入早期空间注意以及信息

加工中的心理资源投入提高击球后关键时间点视觉关

键信息加工的连续性及专注度

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（收稿日期2019-09-27 修订日期2021-01-30 编辑尹航）

10508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882

37

中国体育科技 2021年（第57卷）第10期

息加工过程（Poulton1950）主要特点是可利用的信息少

时间压力大和结果不确定（付全2004）Jackson等（2007）

对比了网球专家和新手在预测发球方向过程中的差异发

现在球和球拍接触前42 ms时网球专家相比新手能更好地

预测对手发球的方向而在球离开球拍336 ms后专家和新

手在判断准确性上不存在差异王小春等（2012）以时间序

列遮蔽为手段对网球专家组经验组和新手组的知觉预测

特征进行探讨发现网球专家的知觉预测准确性与反应速

度均显著优于经验组和新手组且随着时间序列遮蔽点的

推迟预判准确性逐渐提高因此有研究认为在高策略

运动项目中专家级运动员对专项情境的知觉预测无论准

确性还是反应速度均显著优于新手专家的知觉预测优势

主要表现为对运动情景早期有效信息的加工能力更强（张

怡2013Loffing et al2011Smeeton et al2011）在认知

神经加工方面主要表现为运动专家在视觉刺激初期事件相

关电位（event-related potentialERP）早期成分的潜伏期更

短波幅更大（王小春2012张怡 等2013）运动专家比新

手更具有认知优势而不是任何身体优势（Moran2009）结

合国内外相关研究成果发现对于运动情境中的知觉预测

能力研究大多采用ldquo专家-新手rdquo范式和视觉阻断范式（时间

阻断范式和空间阻断范式）除了选择反应时预判正确率

等行为学指标外研究逐渐将电生理指标（肌电脑电等）作

为评价运动员知觉预测的重要指标知觉预测能力是运动

专家与运动新手间的重要评价指标但以往的研究中ldquo专

家rdquo的运动技能水平差异较大实验刺激材料多为静态场景

图片或虚拟动态场景图片生态效度不高此外虽然寻找

到了运动专家在知觉预测方面的优势特征但鲜见有关培

养和提高运动员知觉预测优势特征的干预研究尚待进一

步研究

人类大脑接受外界信息中的 80 的信息来自视觉

（Newsome1997）当客观环境中运动的物体被个体长

时间稳定注意个体的视觉始终追随视觉目标运动便形

成视觉运动追踪（陈婷婷 等2012）视觉运动追踪反映

着个体注意的特征和功能而且运动员持续注意能力又

是知觉预测的支撑（Williams et al2018）因此视觉运

动追踪在运动技能学习和动作控制中具有重要作用对

运动员视觉运动追踪研究能够帮助其在复杂的情境中快

速准确地获取关键有效信息提高运动表现（孙国晓 等

2018）精确的视觉运动追踪合理的注意分配和持续的

注意能力以及广泛的工作记忆也是运动员更好阅读和掌

握比赛作出更加合理运动决策的重要因素（王静 等

2018Romeas et al2016）同时认知心理学研究发现

视觉运动追踪影响着个体的预测性追踪（Barnes et al

2008）追赶性眼跳（De Xivry et al2009）空间位置

（Drew et al2011Pinto et al2010）和接触时间或碰撞

时间（impact timeTTC）（黄端 等2008）等涉及运动物体

时空特征表征和预测的行为关于运动领域视觉运动追

踪方面的研究主要集中于寻找运动专家在视觉运动追踪

方面的优势特征（张学民 等2008Lafont2007Martell

et al2004Panchuk et al2006）探讨视觉运动追踪眼

动对运动员与运动项目的重要性（李军2012马晓

2014Grushko et al2014）视知觉训练对运动员视觉搜

索能力专注力手眼协调反应速度以及知觉预测能力

的影响（王树明 等2009Alison Jenerou et al2015Appel‐

baum2016Clark et al2012Deveau et al2014Du Toit

2016He et al2018Krzepota2015Labib2014）等方面

视觉 P1 参与视觉刺激的早期识别敏感于空间注意

的指向且与选择性注意密切相关（Vogel et al2000）而

P3成分则与视觉信息注意判断期待以及信息加工等认

知过程密切相关（Isreal et al1980）基于此我国学者

利用知觉预判范式对运动员的决策能力进行测试发现

专家运动员在顶-枕区诱发了明显的 P1 和 P3 成分（张怡

等2013）其中运动员对击球落点的预判受到先验信

息量的影响相对于球离开拍后的 160 ms和 240 ms被试

在球离开拍后 360 ms 判断击球落点的反应时最短正确

率最高因此本研究采用 ERP 技术结合前期开发的视

觉运动追踪训练系统考察视觉运动追踪训练对网球运

动员在不同先验信息量下知觉预测能力的训练效果及其

神经机制以运动员认知优势形成的后天经验说为理论

基础在前期视觉运动追踪神经机制和网球运动员知觉

预测专长效应及脑机制研究基础上提出以下研究假设

1）视觉运动追踪训练可有效提高网球运动员判断正确率

和反应速度2）训练组被试信息认知加工早期选择性注

意资源投入更快更多表现为早期 ERP 成分 P1P3 波幅

更大潜伏期更短

1 研究对象与方法

11 被试

将 22名运动等级在二级以上的网球运动员按照运动

等级和性别随机分为对照组和实验组其中 2名一级男运

动员随机抽入对照组和实验组各 1 人4 名二级女运动员

随机抽入对照组和实验组各 2 人其他 16 名二级男运动

员随机抽入对照组和实验组各 8 人所有运动员均为右

利手视力（或矫正后视力）均正常无色盲色弱没有精

神和神经疾病及相关病史近 1 周心境状态良好自愿参

加本实验（表 1）

12 实验设计与材料

121 实验设计

采用 2times3 的双因素混合设计自变量为视觉运动追

踪训练（对照组和实验组）和任务难度（T1击球后

120 msT2击球后 240 msT3击球后 360 ms）因变量包

括反应时判断正确率以及 P1和 P3的波幅潜伏期

32

刘洋等视觉运动追踪训练提高网球运动员知觉预测能力的效果与机制

122 视觉运动追踪训练干预方法

运用视觉运动追踪训练系统 v10（漆昌柱 等2017）对

实验组被试进行视觉运动追踪训练该系统包括 3个训练

模块平滑运动视觉追踪训练三维运动视觉追踪训练和

抽象模拟场景视觉追踪训练其中平滑运动视觉追踪训

练是以平滑运动视觉追踪与补偿性眼跳原理为基础设计

而成可以对运动员的视觉运动追踪能力进行任意时长的

训练为了防止训练者在训练过程中出现注意力不集中现

象系统专门设计了防止训练者分心的按键装置同时还

可随时设置追踪目标运动的速度和大小以满足不同训练

者的训练需求三维运动视觉追踪训练是以经典的立体知

觉范式（Yang et al2006）为设计原理以网球通常的飞行

速度（相持阶段球速约 80～120 kmh制胜分球速约 120～

150 kmh）为基础运用 3D效果制作三维球体由远及近和

由近及远的两段飞行视频飞行速度分为 30 ms和 40 ms

两种可根据不同训练者的需要进行选择用以训练个体

的时空视知觉抽象模拟场景视觉追踪训练是在模拟网球

运动场景的基础上以真实比赛视频中网球的飞行线路

速度落点为设计原则用于网球运动的专项视觉训练根

据练习者的不同需求可随时更改网球飞行的速度落点

球体的大小以及训练时长同时训练系统仍然提供了防止

练习者分心的按键设置并给予量化评价3个训练系统

兼顾了基础平滑追踪训练立体视觉和模拟真实场景训

练使训练初步形成了科技化多模态化也一定程度提高

了运动员视觉运动追踪训练的生态学效度（李泰安 等

2019Romeas et al2016）

实验组被试在知觉预测任务测试前先进行约 20 min

的视觉运动追踪训练具体训练方案首先被试选择自

己较为舒服的坐姿于显示器前深呼吸全身放松动员心

理资源为视觉运动追踪训练作准备此过程大约 1 min

然后运行平滑运动视觉追踪训练系统进行训练共 2组

每组 2 min组间休息 1 min第 1 组平滑运动视觉追踪训

练采用中号球体运动速度设置为 10第 2 组平滑运动视

觉追踪训练采用小号球体运动速度设置为 12每组训

练过程中在追踪目标上随机显示数字 1 或 2呈现时间

为 500 ms训练者必须快速按键 1 或 2 进行反应防止被

试分心此后运行三维运动视觉追踪系统进行训练两

种训练模式各 1 组每组 1 min组间休息 1 min最后进

行抽象模拟真实场景视觉运动追踪训练训练难度为中

球体大小为中飞行速度为 20训练持续 3 min防分心呈

现总次数为 30次并记录反馈被试的正确反应次数训练

结束进行心理放松被试安静休息 2 min 后进行知觉预测

任务测试对照组被试不进行任何干预直接进行知觉

预测任务测试

123 实验测试材料及程序

根据以往知觉预测研究测评方法（张怡2013）选用

温布尔登网球公开赛中的 4场高清网球比赛视频（清晰度

为 720 P60 fps）运用视频剪辑专家 83 视频加工软件和

Adobe Premiere Pro 视频剪辑软件分别剪辑运动员正反

手抽球后 120240 和 360 ms 的定格视频片段 64 组每个

视频片段时长均为 700 ms通过事先评定从中挑选 192个

运动员击球视频片段击球落点为清晰的中场球或后场

球要求被试集中注意力在视频播放结束后快速且准确

地作出按键反应如果判断击球落点为中场左手食指按Z

键判断击球落点为后场右手食指按M键

实验刺激材料呈现于 21 英寸液晶显示器刷新频率

l00 Hz分辨率 1 280times720 dpi被试眼睛距离显示器

60～70 cm实验程序采用 E-prime 20 程序编写192 个击

球视频按难度分成 3 个 BLOCK每个 BLOCK 包含 64 个

试次被试按任务由难到易（击球后 120240360 ms）的

BLOCK 顺 序 完 成 测 试 BLOCK 内 的 视 频 随 即 呈 现

（图 1）每位被试实验前练习 12 个试次以熟悉实验流

程和按键并提供反应时和判断正误反馈信息练习结

束后静息 1 min 开始正式实验正式实验过程不提供任何

反馈信息

13 数据记录与分析

131 行为学数据

行为数据由 E-prime 20 软件采集整理通过 E-Data

Aid 对数据进行筛选合并及预处理剔除平均值加减 3

倍标准差之外的异常值分析各组被试在 T1T2 和 T3 时

间定格点的反应时和击球落点的判断正确率（图 2）

132 脑电数据

采用德国 Brain Products 公司的 64 导脑电采集系统记

录脑电（electroencephalogramEEG）数据以双耳乳突连

线为参考电极接地点为 FPz 与 Fz 连线中点同时记录水

平眼电和垂直眼电每个电极处的头皮电阻保持在 5 kΩ

以下滤波带通为 001～100 Hz采样频率为 500 Hzd

主要分析时程为视频刺激前 200 ms 到呈现后 500 ms

以-200～0 ms 作为基线进行校正自动排除其他伪迹离

线滤波带通为 35 Hz根据以往网球知觉预测研究成果

和得到的总平均波幅以及脑地形图（brain topographic

map）选取 POz 和 Oz 点的 P1 成分以及 Pz 和 POz 点 P3 成

分数据进行分析

表1 被试基本信息

Table 1 Information of Participants

组别

对照组

实验组

n

男

9

9

女

2

2

年龄岁

2200plusmn245

2109plusmn266

运动等级n

一级

1

1

二级

10

10

训练年限年

845plusmn163

881plusmn204

注经统计检验对照组与实验组被试在年龄训练年限方面不存在

显著性差异（P＞005）

33

中国体育科技 2021年（第57卷）第10期

2 结果

21 行为结果

经过重复测量方差分析显示被试判断击球落点的反

应时组间主效应不显著［F（120）= 4232P = 0053η2p=

0175］时间点主效应显著［F（240）= 7785P = 0005η2p=

0280］时间点和组别交互作用不显著［F（240）= 0147P =

0780η2p= 0007］进一步简单效应分析发现随着击球后

时间的推移被试判断击球落点的反应时间逐渐缩短在击

球后 360 ms 的 T3 时间点判断反应时显著快于击球后

240 ms的T2（P = 0001）和击球后 120 ms的T1（P = 0005）

而被试在T1和T2时间点的反应时不存在显著性差异（P =

0133）

对被试判断击球落点正确率的统计显示被试判断正

确率组间主效应显著［F（120）= 8602P = 0008η2p= 0301］

时间点主效应显著［F（240）= 4137P = 0029η2p= 0171］时

间点和组别交互作用不显著［F（240）= 2207P = 0131η2p=

0099］进一步简单效应分析发现实验组被试判断正确

率显著高于对照组（P = 0008）随着击球后有效信息量的

增加被试判断正确率逐步提高在击球后 360 ms的T3时

间点和击球后 240 ms的T2时间点被试的判断正确率显著

高于击球后 120 ms的T1时间点而被试在T2和T3时间点

判断正确率不存在显著性差异（P =0 836）

22 ERP结果

3 个时间点的 ERP 显示在刺激呈现后的 80～400 ms

时间段内实验组被试诱发了更大的 P1和 P3（图 3）

221 P1（80～140 ms）

重复测量方差分析显示P1 波幅在所选电极位置组

别主效应不显著［F（120）= 3157P = 0091η2p= 0136］时

间点主效应不显著［F（240）= 0355P = 0704η2p= 0017］

时间点和组别交互作用显著［F（240）= 3278P = 0048η2p

= 0141］进一步简单效应分析发现在 T1T2 时间点

上实验组与对照组被试的 P1 波峰无明显组间差异而

T3 时间点P1 波峰值实验组显著大于对照组［F = 6637

P = 0018］P1 成分的潜伏期在各时间点（T1T2 和 T3）

下无组别差异

222 P3（300～400 ms）

测量方差分析显示P3 波幅在所选电极位置组别主

效应显著［F（120）= 5242P = 0033η2p= 0208］实验组被

试波幅显著大于对照组时间点主效应不显著［F（240）=

1610P =0 216η2p= 0075］时间点和组别交互作用不显

著［F（240）= 0211P = 0776η2p= 0010］P3 成分的潜伏

期在各时间点（T1T2和T3）下无组别差异

3 讨论

31 视觉运动追踪训练对落点判断影响的行为学特征

本研究显示实验组被试的判断正确率显著高于对

照组尤其是在对知觉预测较为重要的击球后 240 ms

（T2）和 360 ms（T3）时间点实验组表现得更加优秀表明

视觉运动追踪训练在提升网球运动员击球落点判断正确

率方面取得了一定的训练效果与 Kao 等（2014）对高尔

夫运动员的研究结果一致研究发现提高网球运动判

断击球落点的正确率必须利用球飞行路线的关键信息线

索和球离开球拍的最佳时机（张怡 等2013）由于网球

运动员的网球知识经验以假设预期或图式的形式存在

于知觉中在其长时记忆中还存在着丰富的网球运动特

征模块当运动员对来球飞行路线关键信息和球离开球

拍时机的知觉敏感度提高时在知觉过程中对来球关键

特征的搜索分类类比编码加工决策速度也将提升

视觉运动追踪训练恰恰可以提高网球运动员对来球关键

特征的早期选择性注意与加工尤其是击球后关键时间

点（240 ms）的先验视觉信息选择与加工（张怡 等2013）

使运动员可以更有效地利用运动事件的早期关键线索

对未来事件作出更有效的预测表现出明显的行为优势

（迟立忠2012）同时专注地视觉运动追踪来球也可使运

动员更加准确地把握球离开球拍的最佳时机从而有效

图1 实验流程

Figure 1 Experimental Flow Chart

图2 对照组和实验组网球运动员判断击球落点的反应时

（A）与正确率（B）比较

Figure 2 Comparison of the Reaction Time（A）and Accuracy

Rate in Ball Landing Site Anticipation（B）between the Control

Group and the Training Group

注T1击球后120 msT2击球后240 msT3击球后360 ms

34

刘洋等视觉运动追踪训练提高网球运动员知觉预测能力的效果与机制

提高判断击球落点的正确率

从判断反应时看实验组被试与对照组在判断击球

落点反应时方面不存在显著性差异且各时间点（T1T2

和T3）实验组的判断反应时显著长于对照组表明视觉运

动追踪训练对网球运动员知觉预测反应速度的提高没有

表现出理想的训练效果同时在各时间点实验组被试反

应时更长这可能是由于视觉运动追踪训练使运动员进

行决策时产生明显的速度mdashmdash准确率权衡现象实验组

的策略主要以判断准确性为前提降低了反应速度而这

种现象也同样出现在羽毛球运动员的专项知觉训练中

（王树明 等2009）此外实验组被试反应时的延长还可

能与视觉运动追踪训练的频次有关随着训练次数的增

加实验组运动员的知觉预测反应速度优势可能也将呈

现出来亟待进一步探讨研究

32 视觉运动追踪训练对落点判断影响的ERP特征

脑地形图和ERP成分结果显示实验组与对照组运动

员在击球落点判断早期均诱发了视觉 P1 成分集中于枕

区且在 T3时间点实验组显著大于对照组视觉 P1敏感

于空间注意的指向和唤醒状态以及注意的负荷与选择性

注意和心理资源的利用密切相关（Beaucousin et al2011

Vogel et al2000）认知加工理论认为信息加工始于信

息输入而信息输入就是一个选择性注意的过程（王洪彪

2013）以往研究认为头皮后部的 P1通常受注意力的影

响P1波幅的增大反映了个体对靶刺激识别时适当注意范

围的等级变化需要额外的资源而枕叶皮质的注意效果被

认为是反映注意的视觉加工过程注意负荷的增加会诱发

更大的 P1波幅（张怡 等2013赵仑2010）本实验显示

实验组被试与对照组仅在T3时间点（击球后 360 ms）的 P1

波峰存在显著差异说明实验组被试在T3时间点辨别刺激

过程中投入了更多的心理资源唤醒水平更高注意负荷

更大因此产生更大的 P1波幅从任务难度方面看虽然

击球后 360 ms 对于判断击球落点而言较 T1（击球后

120 ms）和 T2（击球后 240 ms）难度有所降低提供的先验

视觉信息更多但此时更需要网球运动员投入更多的注意

资源对飞行中的球进行视觉运动追踪也就是将更多的视

觉注意集中于来球（除非是对手击出明显的界外球）对来

球的速度力量旋转空间位置等信息进行认知加工由

此可见在实验刺激呈现早期实验组被试投入了更多的

注意资源在来球的空间注意指向唤醒水平较高尤其是

在击球后视觉先验信息量最大的T3时间点实验组被试仍

然投入了比对照组更多的心理资源用于视觉信息加工

因此视觉运动追踪训练有利于网球运动员在辨别视觉刺

激早期投入更多心理资源在视觉注意以及空间方位认知

加工提升网球运动员在复杂运动情景中对关键时间点视

觉追踪目标客体表征的连续性和专注程度

本研究还发现实验组被试较对照组在枕区诱发了

更大的 P3 成分以往研究认为P3 成分与个体的感知

注意判断期待以及信息传递等认知过程关系密切波

幅越大代表努力程度越强投入认知资源越多（林岭 等

2017刘建秀 等2016Kasper et al2014）也有研究认

为P3 波幅的增加代表更好的记忆识别和较低的记忆内

存负荷（Van Dinteren et al2014）可能还与信息的提取

和控制具体记忆信息的结构有关（Jin et al2011）本研

究 ERP 波形图表明实验组被试比对照组诱发了更大的

P3由此可见经过视觉运动追踪训练后实验组被试在

努力获取关键视觉信息后对信息的判断鉴别传递等

认知活动投入了更多的心理资源而这些心理资源也必

将用于对来球速度旋转空间位移击球落点等信息的

加工同时实验组被试出现更大的 P3还可能表明视觉

运动追踪训练促进了网球运动员更好的记忆识别功能

降低了其记忆内存负荷前期研究也发现网球专家运

动员在决策任务判断实验中比次专家组和新手组诱发了

更大的 P3 成分（王诗瑶 等2018王小春2012张怡

图3 对照组和实验组所选取电极点POz（A）和Pz（B）的总平均波

形图及脑地形图比较

Figure 3 Comparison of the total Average Waveform and Brain

Topographic Map of the Electrode Points POz（A）and Pz（B）

between the Control Group and the Training Group

35

中国体育科技 2021年（第57卷）第10期

2013）这也从另一个角度反映出视觉运动追踪训练有利

于运动员更快获得视觉信息加工运动专长此外以往

研究发现相比于运动新手运动专家在完成视频任务时

所诱发 P3 成分的潜伏期更短表明运动专家对刺激事件

识别评估编码加工和信息提取的速度快（陶萍 等

2014王诗瑶 等2018王小春2012韦晓娜 等2017

Zhang et al2015）本研究实验组被试与对照组的 P3成

分潜伏期在不同时间点均不存在显著差异表明视觉运

动追踪训练没有提高网球运动员视觉信息加工的速度

这也与行为学研究结果相一致

4 结论

1）视觉运动追踪训练可有效提高网球运动员落点判

断决策任务的正确率尤其是在击球后 360 ms 判断正确

率的提高更显著

2）实验组被试诱发更大的枕区 P1 和 P3 成分P1 和

P3成分潜伏期无显著差异可见视觉运动追踪训练有效

增加了网球运动员视觉信息输入早期空间注意以及信息

加工中的心理资源投入提高击球后关键时间点视觉关

键信息加工的连续性及专注度

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（收稿日期2019-09-27 修订日期2021-01-30 编辑尹航）

10508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882

37

刘洋等视觉运动追踪训练提高网球运动员知觉预测能力的效果与机制

122 视觉运动追踪训练干预方法

运用视觉运动追踪训练系统 v10（漆昌柱 等2017）对

实验组被试进行视觉运动追踪训练该系统包括 3个训练

模块平滑运动视觉追踪训练三维运动视觉追踪训练和

抽象模拟场景视觉追踪训练其中平滑运动视觉追踪训

练是以平滑运动视觉追踪与补偿性眼跳原理为基础设计

而成可以对运动员的视觉运动追踪能力进行任意时长的

训练为了防止训练者在训练过程中出现注意力不集中现

象系统专门设计了防止训练者分心的按键装置同时还

可随时设置追踪目标运动的速度和大小以满足不同训练

者的训练需求三维运动视觉追踪训练是以经典的立体知

觉范式（Yang et al2006）为设计原理以网球通常的飞行

速度（相持阶段球速约 80～120 kmh制胜分球速约 120～

150 kmh）为基础运用 3D效果制作三维球体由远及近和

由近及远的两段飞行视频飞行速度分为 30 ms和 40 ms

两种可根据不同训练者的需要进行选择用以训练个体

的时空视知觉抽象模拟场景视觉追踪训练是在模拟网球

运动场景的基础上以真实比赛视频中网球的飞行线路

速度落点为设计原则用于网球运动的专项视觉训练根

据练习者的不同需求可随时更改网球飞行的速度落点

球体的大小以及训练时长同时训练系统仍然提供了防止

练习者分心的按键设置并给予量化评价3个训练系统

兼顾了基础平滑追踪训练立体视觉和模拟真实场景训

练使训练初步形成了科技化多模态化也一定程度提高

了运动员视觉运动追踪训练的生态学效度（李泰安 等

2019Romeas et al2016）

实验组被试在知觉预测任务测试前先进行约 20 min

的视觉运动追踪训练具体训练方案首先被试选择自

己较为舒服的坐姿于显示器前深呼吸全身放松动员心

理资源为视觉运动追踪训练作准备此过程大约 1 min

然后运行平滑运动视觉追踪训练系统进行训练共 2组

每组 2 min组间休息 1 min第 1 组平滑运动视觉追踪训

练采用中号球体运动速度设置为 10第 2 组平滑运动视

觉追踪训练采用小号球体运动速度设置为 12每组训

练过程中在追踪目标上随机显示数字 1 或 2呈现时间

为 500 ms训练者必须快速按键 1 或 2 进行反应防止被

试分心此后运行三维运动视觉追踪系统进行训练两

种训练模式各 1 组每组 1 min组间休息 1 min最后进

行抽象模拟真实场景视觉运动追踪训练训练难度为中

球体大小为中飞行速度为 20训练持续 3 min防分心呈

现总次数为 30次并记录反馈被试的正确反应次数训练

结束进行心理放松被试安静休息 2 min 后进行知觉预测

任务测试对照组被试不进行任何干预直接进行知觉

预测任务测试

123 实验测试材料及程序

根据以往知觉预测研究测评方法（张怡2013）选用

温布尔登网球公开赛中的 4场高清网球比赛视频（清晰度

为 720 P60 fps）运用视频剪辑专家 83 视频加工软件和

Adobe Premiere Pro 视频剪辑软件分别剪辑运动员正反

手抽球后 120240 和 360 ms 的定格视频片段 64 组每个

视频片段时长均为 700 ms通过事先评定从中挑选 192个

运动员击球视频片段击球落点为清晰的中场球或后场

球要求被试集中注意力在视频播放结束后快速且准确

地作出按键反应如果判断击球落点为中场左手食指按Z

键判断击球落点为后场右手食指按M键

实验刺激材料呈现于 21 英寸液晶显示器刷新频率

l00 Hz分辨率 1 280times720 dpi被试眼睛距离显示器

60～70 cm实验程序采用 E-prime 20 程序编写192 个击

球视频按难度分成 3 个 BLOCK每个 BLOCK 包含 64 个

试次被试按任务由难到易（击球后 120240360 ms）的

BLOCK 顺 序 完 成 测 试 BLOCK 内 的 视 频 随 即 呈 现

（图 1）每位被试实验前练习 12 个试次以熟悉实验流

程和按键并提供反应时和判断正误反馈信息练习结

束后静息 1 min 开始正式实验正式实验过程不提供任何

反馈信息

13 数据记录与分析

131 行为学数据

行为数据由 E-prime 20 软件采集整理通过 E-Data

Aid 对数据进行筛选合并及预处理剔除平均值加减 3

倍标准差之外的异常值分析各组被试在 T1T2 和 T3 时

间定格点的反应时和击球落点的判断正确率（图 2）

132 脑电数据

采用德国 Brain Products 公司的 64 导脑电采集系统记

录脑电（electroencephalogramEEG）数据以双耳乳突连

线为参考电极接地点为 FPz 与 Fz 连线中点同时记录水

平眼电和垂直眼电每个电极处的头皮电阻保持在 5 kΩ

以下滤波带通为 001～100 Hz采样频率为 500 Hzd

主要分析时程为视频刺激前 200 ms 到呈现后 500 ms

以-200～0 ms 作为基线进行校正自动排除其他伪迹离

线滤波带通为 35 Hz根据以往网球知觉预测研究成果

和得到的总平均波幅以及脑地形图（brain topographic

map）选取 POz 和 Oz 点的 P1 成分以及 Pz 和 POz 点 P3 成

分数据进行分析

表1 被试基本信息

Table 1 Information of Participants

组别

对照组

实验组

n

男

9

9

女

2

2

年龄岁

2200plusmn245

2109plusmn266

运动等级n

一级

1

1

二级

10

10

训练年限年

845plusmn163

881plusmn204

注经统计检验对照组与实验组被试在年龄训练年限方面不存在

显著性差异（P＞005）

33

中国体育科技 2021年（第57卷）第10期

2 结果

21 行为结果

经过重复测量方差分析显示被试判断击球落点的反

应时组间主效应不显著［F（120）= 4232P = 0053η2p=

0175］时间点主效应显著［F（240）= 7785P = 0005η2p=

0280］时间点和组别交互作用不显著［F（240）= 0147P =

0780η2p= 0007］进一步简单效应分析发现随着击球后

时间的推移被试判断击球落点的反应时间逐渐缩短在击

球后 360 ms 的 T3 时间点判断反应时显著快于击球后

240 ms的T2（P = 0001）和击球后 120 ms的T1（P = 0005）

而被试在T1和T2时间点的反应时不存在显著性差异（P =

0133）

对被试判断击球落点正确率的统计显示被试判断正

确率组间主效应显著［F（120）= 8602P = 0008η2p= 0301］

时间点主效应显著［F（240）= 4137P = 0029η2p= 0171］时

间点和组别交互作用不显著［F（240）= 2207P = 0131η2p=

0099］进一步简单效应分析发现实验组被试判断正确

率显著高于对照组（P = 0008）随着击球后有效信息量的

增加被试判断正确率逐步提高在击球后 360 ms的T3时

间点和击球后 240 ms的T2时间点被试的判断正确率显著

高于击球后 120 ms的T1时间点而被试在T2和T3时间点

判断正确率不存在显著性差异（P =0 836）

22 ERP结果

3 个时间点的 ERP 显示在刺激呈现后的 80～400 ms

时间段内实验组被试诱发了更大的 P1和 P3（图 3）

221 P1（80～140 ms）

重复测量方差分析显示P1 波幅在所选电极位置组

别主效应不显著［F（120）= 3157P = 0091η2p= 0136］时

间点主效应不显著［F（240）= 0355P = 0704η2p= 0017］

时间点和组别交互作用显著［F（240）= 3278P = 0048η2p

= 0141］进一步简单效应分析发现在 T1T2 时间点

上实验组与对照组被试的 P1 波峰无明显组间差异而

T3 时间点P1 波峰值实验组显著大于对照组［F = 6637

P = 0018］P1 成分的潜伏期在各时间点（T1T2 和 T3）

下无组别差异

222 P3（300～400 ms）

测量方差分析显示P3 波幅在所选电极位置组别主

效应显著［F（120）= 5242P = 0033η2p= 0208］实验组被

试波幅显著大于对照组时间点主效应不显著［F（240）=

1610P =0 216η2p= 0075］时间点和组别交互作用不显

著［F（240）= 0211P = 0776η2p= 0010］P3 成分的潜伏

期在各时间点（T1T2和T3）下无组别差异

3 讨论

31 视觉运动追踪训练对落点判断影响的行为学特征

本研究显示实验组被试的判断正确率显著高于对

照组尤其是在对知觉预测较为重要的击球后 240 ms

（T2）和 360 ms（T3）时间点实验组表现得更加优秀表明

视觉运动追踪训练在提升网球运动员击球落点判断正确

率方面取得了一定的训练效果与 Kao 等（2014）对高尔

夫运动员的研究结果一致研究发现提高网球运动判

断击球落点的正确率必须利用球飞行路线的关键信息线

索和球离开球拍的最佳时机（张怡 等2013）由于网球

运动员的网球知识经验以假设预期或图式的形式存在

于知觉中在其长时记忆中还存在着丰富的网球运动特

征模块当运动员对来球飞行路线关键信息和球离开球

拍时机的知觉敏感度提高时在知觉过程中对来球关键

特征的搜索分类类比编码加工决策速度也将提升

视觉运动追踪训练恰恰可以提高网球运动员对来球关键

特征的早期选择性注意与加工尤其是击球后关键时间

点（240 ms）的先验视觉信息选择与加工（张怡 等2013）

使运动员可以更有效地利用运动事件的早期关键线索

对未来事件作出更有效的预测表现出明显的行为优势

（迟立忠2012）同时专注地视觉运动追踪来球也可使运

动员更加准确地把握球离开球拍的最佳时机从而有效

图1 实验流程

Figure 1 Experimental Flow Chart

图2 对照组和实验组网球运动员判断击球落点的反应时

（A）与正确率（B）比较

Figure 2 Comparison of the Reaction Time（A）and Accuracy

Rate in Ball Landing Site Anticipation（B）between the Control

Group and the Training Group

注T1击球后120 msT2击球后240 msT3击球后360 ms

34

刘洋等视觉运动追踪训练提高网球运动员知觉预测能力的效果与机制

提高判断击球落点的正确率

从判断反应时看实验组被试与对照组在判断击球

落点反应时方面不存在显著性差异且各时间点（T1T2

和T3）实验组的判断反应时显著长于对照组表明视觉运

动追踪训练对网球运动员知觉预测反应速度的提高没有

表现出理想的训练效果同时在各时间点实验组被试反

应时更长这可能是由于视觉运动追踪训练使运动员进

行决策时产生明显的速度mdashmdash准确率权衡现象实验组

的策略主要以判断准确性为前提降低了反应速度而这

种现象也同样出现在羽毛球运动员的专项知觉训练中

（王树明 等2009）此外实验组被试反应时的延长还可

能与视觉运动追踪训练的频次有关随着训练次数的增

加实验组运动员的知觉预测反应速度优势可能也将呈

现出来亟待进一步探讨研究

32 视觉运动追踪训练对落点判断影响的ERP特征

脑地形图和ERP成分结果显示实验组与对照组运动

员在击球落点判断早期均诱发了视觉 P1 成分集中于枕

区且在 T3时间点实验组显著大于对照组视觉 P1敏感

于空间注意的指向和唤醒状态以及注意的负荷与选择性

注意和心理资源的利用密切相关（Beaucousin et al2011

Vogel et al2000）认知加工理论认为信息加工始于信

息输入而信息输入就是一个选择性注意的过程（王洪彪

2013）以往研究认为头皮后部的 P1通常受注意力的影

响P1波幅的增大反映了个体对靶刺激识别时适当注意范

围的等级变化需要额外的资源而枕叶皮质的注意效果被

认为是反映注意的视觉加工过程注意负荷的增加会诱发

更大的 P1波幅（张怡 等2013赵仑2010）本实验显示

实验组被试与对照组仅在T3时间点（击球后 360 ms）的 P1

波峰存在显著差异说明实验组被试在T3时间点辨别刺激

过程中投入了更多的心理资源唤醒水平更高注意负荷

更大因此产生更大的 P1波幅从任务难度方面看虽然

击球后 360 ms 对于判断击球落点而言较 T1（击球后

120 ms）和 T2（击球后 240 ms）难度有所降低提供的先验

视觉信息更多但此时更需要网球运动员投入更多的注意

资源对飞行中的球进行视觉运动追踪也就是将更多的视

觉注意集中于来球（除非是对手击出明显的界外球）对来

球的速度力量旋转空间位置等信息进行认知加工由

此可见在实验刺激呈现早期实验组被试投入了更多的

注意资源在来球的空间注意指向唤醒水平较高尤其是

在击球后视觉先验信息量最大的T3时间点实验组被试仍

然投入了比对照组更多的心理资源用于视觉信息加工

因此视觉运动追踪训练有利于网球运动员在辨别视觉刺

激早期投入更多心理资源在视觉注意以及空间方位认知

加工提升网球运动员在复杂运动情景中对关键时间点视

觉追踪目标客体表征的连续性和专注程度

本研究还发现实验组被试较对照组在枕区诱发了

更大的 P3 成分以往研究认为P3 成分与个体的感知

注意判断期待以及信息传递等认知过程关系密切波

幅越大代表努力程度越强投入认知资源越多（林岭 等

2017刘建秀 等2016Kasper et al2014）也有研究认

为P3 波幅的增加代表更好的记忆识别和较低的记忆内

存负荷（Van Dinteren et al2014）可能还与信息的提取

和控制具体记忆信息的结构有关（Jin et al2011）本研

究 ERP 波形图表明实验组被试比对照组诱发了更大的

P3由此可见经过视觉运动追踪训练后实验组被试在

努力获取关键视觉信息后对信息的判断鉴别传递等

认知活动投入了更多的心理资源而这些心理资源也必

将用于对来球速度旋转空间位移击球落点等信息的

加工同时实验组被试出现更大的 P3还可能表明视觉

运动追踪训练促进了网球运动员更好的记忆识别功能

降低了其记忆内存负荷前期研究也发现网球专家运

动员在决策任务判断实验中比次专家组和新手组诱发了

更大的 P3 成分（王诗瑶 等2018王小春2012张怡

图3 对照组和实验组所选取电极点POz（A）和Pz（B）的总平均波

形图及脑地形图比较

Figure 3 Comparison of the total Average Waveform and Brain

Topographic Map of the Electrode Points POz（A）and Pz（B）

between the Control Group and the Training Group

35

中国体育科技 2021年（第57卷）第10期

2013）这也从另一个角度反映出视觉运动追踪训练有利

于运动员更快获得视觉信息加工运动专长此外以往

研究发现相比于运动新手运动专家在完成视频任务时

所诱发 P3 成分的潜伏期更短表明运动专家对刺激事件

识别评估编码加工和信息提取的速度快（陶萍 等

2014王诗瑶 等2018王小春2012韦晓娜 等2017

Zhang et al2015）本研究实验组被试与对照组的 P3成

分潜伏期在不同时间点均不存在显著差异表明视觉运

动追踪训练没有提高网球运动员视觉信息加工的速度

这也与行为学研究结果相一致

4 结论

1）视觉运动追踪训练可有效提高网球运动员落点判

断决策任务的正确率尤其是在击球后 360 ms 判断正确

率的提高更显著

2）实验组被试诱发更大的枕区 P1 和 P3 成分P1 和

P3成分潜伏期无显著差异可见视觉运动追踪训练有效

增加了网球运动员视觉信息输入早期空间注意以及信息

加工中的心理资源投入提高击球后关键时间点视觉关

键信息加工的连续性及专注度

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（收稿日期2019-07-18 修订日期2021-02-26 编辑尹航）

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（收稿日期2019-09-27 修订日期2021-01-30 编辑尹航）

10508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882

37

中国体育科技 2021年（第57卷）第10期

2 结果

21 行为结果

经过重复测量方差分析显示被试判断击球落点的反

应时组间主效应不显著［F（120）= 4232P = 0053η2p=

0175］时间点主效应显著［F（240）= 7785P = 0005η2p=

0280］时间点和组别交互作用不显著［F（240）= 0147P =

0780η2p= 0007］进一步简单效应分析发现随着击球后

时间的推移被试判断击球落点的反应时间逐渐缩短在击

球后 360 ms 的 T3 时间点判断反应时显著快于击球后

240 ms的T2（P = 0001）和击球后 120 ms的T1（P = 0005）

而被试在T1和T2时间点的反应时不存在显著性差异（P =

0133）

对被试判断击球落点正确率的统计显示被试判断正

确率组间主效应显著［F（120）= 8602P = 0008η2p= 0301］

时间点主效应显著［F（240）= 4137P = 0029η2p= 0171］时

间点和组别交互作用不显著［F（240）= 2207P = 0131η2p=

0099］进一步简单效应分析发现实验组被试判断正确

率显著高于对照组（P = 0008）随着击球后有效信息量的

增加被试判断正确率逐步提高在击球后 360 ms的T3时

间点和击球后 240 ms的T2时间点被试的判断正确率显著

高于击球后 120 ms的T1时间点而被试在T2和T3时间点

判断正确率不存在显著性差异（P =0 836）

22 ERP结果

3 个时间点的 ERP 显示在刺激呈现后的 80～400 ms

时间段内实验组被试诱发了更大的 P1和 P3（图 3）

221 P1（80～140 ms）

重复测量方差分析显示P1 波幅在所选电极位置组

别主效应不显著［F（120）= 3157P = 0091η2p= 0136］时

间点主效应不显著［F（240）= 0355P = 0704η2p= 0017］

时间点和组别交互作用显著［F（240）= 3278P = 0048η2p

= 0141］进一步简单效应分析发现在 T1T2 时间点

上实验组与对照组被试的 P1 波峰无明显组间差异而

T3 时间点P1 波峰值实验组显著大于对照组［F = 6637

P = 0018］P1 成分的潜伏期在各时间点（T1T2 和 T3）

下无组别差异

222 P3（300～400 ms）

测量方差分析显示P3 波幅在所选电极位置组别主

效应显著［F（120）= 5242P = 0033η2p= 0208］实验组被

试波幅显著大于对照组时间点主效应不显著［F（240）=

1610P =0 216η2p= 0075］时间点和组别交互作用不显

著［F（240）= 0211P = 0776η2p= 0010］P3 成分的潜伏

期在各时间点（T1T2和T3）下无组别差异

3 讨论

31 视觉运动追踪训练对落点判断影响的行为学特征

本研究显示实验组被试的判断正确率显著高于对

照组尤其是在对知觉预测较为重要的击球后 240 ms

（T2）和 360 ms（T3）时间点实验组表现得更加优秀表明

视觉运动追踪训练在提升网球运动员击球落点判断正确

率方面取得了一定的训练效果与 Kao 等（2014）对高尔

夫运动员的研究结果一致研究发现提高网球运动判

断击球落点的正确率必须利用球飞行路线的关键信息线

索和球离开球拍的最佳时机（张怡 等2013）由于网球

运动员的网球知识经验以假设预期或图式的形式存在

于知觉中在其长时记忆中还存在着丰富的网球运动特

征模块当运动员对来球飞行路线关键信息和球离开球

拍时机的知觉敏感度提高时在知觉过程中对来球关键

特征的搜索分类类比编码加工决策速度也将提升

视觉运动追踪训练恰恰可以提高网球运动员对来球关键

特征的早期选择性注意与加工尤其是击球后关键时间

点（240 ms）的先验视觉信息选择与加工（张怡 等2013）

使运动员可以更有效地利用运动事件的早期关键线索

对未来事件作出更有效的预测表现出明显的行为优势

（迟立忠2012）同时专注地视觉运动追踪来球也可使运

动员更加准确地把握球离开球拍的最佳时机从而有效

图1 实验流程

Figure 1 Experimental Flow Chart

图2 对照组和实验组网球运动员判断击球落点的反应时

（A）与正确率（B）比较

Figure 2 Comparison of the Reaction Time（A）and Accuracy

Rate in Ball Landing Site Anticipation（B）between the Control

Group and the Training Group

注T1击球后120 msT2击球后240 msT3击球后360 ms

34

刘洋等视觉运动追踪训练提高网球运动员知觉预测能力的效果与机制

提高判断击球落点的正确率

从判断反应时看实验组被试与对照组在判断击球

落点反应时方面不存在显著性差异且各时间点（T1T2

和T3）实验组的判断反应时显著长于对照组表明视觉运

动追踪训练对网球运动员知觉预测反应速度的提高没有

表现出理想的训练效果同时在各时间点实验组被试反

应时更长这可能是由于视觉运动追踪训练使运动员进

行决策时产生明显的速度mdashmdash准确率权衡现象实验组

的策略主要以判断准确性为前提降低了反应速度而这

种现象也同样出现在羽毛球运动员的专项知觉训练中

（王树明 等2009）此外实验组被试反应时的延长还可

能与视觉运动追踪训练的频次有关随着训练次数的增

加实验组运动员的知觉预测反应速度优势可能也将呈

现出来亟待进一步探讨研究

32 视觉运动追踪训练对落点判断影响的ERP特征

脑地形图和ERP成分结果显示实验组与对照组运动

员在击球落点判断早期均诱发了视觉 P1 成分集中于枕

区且在 T3时间点实验组显著大于对照组视觉 P1敏感

于空间注意的指向和唤醒状态以及注意的负荷与选择性

注意和心理资源的利用密切相关（Beaucousin et al2011

Vogel et al2000）认知加工理论认为信息加工始于信

息输入而信息输入就是一个选择性注意的过程（王洪彪

2013）以往研究认为头皮后部的 P1通常受注意力的影

响P1波幅的增大反映了个体对靶刺激识别时适当注意范

围的等级变化需要额外的资源而枕叶皮质的注意效果被

认为是反映注意的视觉加工过程注意负荷的增加会诱发

更大的 P1波幅（张怡 等2013赵仑2010）本实验显示

实验组被试与对照组仅在T3时间点（击球后 360 ms）的 P1

波峰存在显著差异说明实验组被试在T3时间点辨别刺激

过程中投入了更多的心理资源唤醒水平更高注意负荷

更大因此产生更大的 P1波幅从任务难度方面看虽然

击球后 360 ms 对于判断击球落点而言较 T1（击球后

120 ms）和 T2（击球后 240 ms）难度有所降低提供的先验

视觉信息更多但此时更需要网球运动员投入更多的注意

资源对飞行中的球进行视觉运动追踪也就是将更多的视

觉注意集中于来球（除非是对手击出明显的界外球）对来

球的速度力量旋转空间位置等信息进行认知加工由

此可见在实验刺激呈现早期实验组被试投入了更多的

注意资源在来球的空间注意指向唤醒水平较高尤其是

在击球后视觉先验信息量最大的T3时间点实验组被试仍

然投入了比对照组更多的心理资源用于视觉信息加工

因此视觉运动追踪训练有利于网球运动员在辨别视觉刺

激早期投入更多心理资源在视觉注意以及空间方位认知

加工提升网球运动员在复杂运动情景中对关键时间点视

觉追踪目标客体表征的连续性和专注程度

本研究还发现实验组被试较对照组在枕区诱发了

更大的 P3 成分以往研究认为P3 成分与个体的感知

注意判断期待以及信息传递等认知过程关系密切波

幅越大代表努力程度越强投入认知资源越多（林岭 等

2017刘建秀 等2016Kasper et al2014）也有研究认

为P3 波幅的增加代表更好的记忆识别和较低的记忆内

存负荷（Van Dinteren et al2014）可能还与信息的提取

和控制具体记忆信息的结构有关（Jin et al2011）本研

究 ERP 波形图表明实验组被试比对照组诱发了更大的

P3由此可见经过视觉运动追踪训练后实验组被试在

努力获取关键视觉信息后对信息的判断鉴别传递等

认知活动投入了更多的心理资源而这些心理资源也必

将用于对来球速度旋转空间位移击球落点等信息的

加工同时实验组被试出现更大的 P3还可能表明视觉

运动追踪训练促进了网球运动员更好的记忆识别功能

降低了其记忆内存负荷前期研究也发现网球专家运

动员在决策任务判断实验中比次专家组和新手组诱发了

更大的 P3 成分（王诗瑶 等2018王小春2012张怡

图3 对照组和实验组所选取电极点POz（A）和Pz（B）的总平均波

形图及脑地形图比较

Figure 3 Comparison of the total Average Waveform and Brain

Topographic Map of the Electrode Points POz（A）and Pz（B）

between the Control Group and the Training Group

35

中国体育科技 2021年（第57卷）第10期

2013）这也从另一个角度反映出视觉运动追踪训练有利

于运动员更快获得视觉信息加工运动专长此外以往

研究发现相比于运动新手运动专家在完成视频任务时

所诱发 P3 成分的潜伏期更短表明运动专家对刺激事件

识别评估编码加工和信息提取的速度快（陶萍 等

2014王诗瑶 等2018王小春2012韦晓娜 等2017

Zhang et al2015）本研究实验组被试与对照组的 P3成

分潜伏期在不同时间点均不存在显著差异表明视觉运

动追踪训练没有提高网球运动员视觉信息加工的速度

这也与行为学研究结果相一致

4 结论

1）视觉运动追踪训练可有效提高网球运动员落点判

断决策任务的正确率尤其是在击球后 360 ms 判断正确

率的提高更显著

2）实验组被试诱发更大的枕区 P1 和 P3 成分P1 和

P3成分潜伏期无显著差异可见视觉运动追踪训练有效

增加了网球运动员视觉信息输入早期空间注意以及信息

加工中的心理资源投入提高击球后关键时间点视觉关

键信息加工的连续性及专注度

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（收稿日期2019-07-18 修订日期2021-02-26 编辑尹航）

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（收稿日期2019-09-27 修订日期2021-01-30 编辑尹航）

10508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882

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刘洋等视觉运动追踪训练提高网球运动员知觉预测能力的效果与机制

提高判断击球落点的正确率

从判断反应时看实验组被试与对照组在判断击球

落点反应时方面不存在显著性差异且各时间点（T1T2

和T3）实验组的判断反应时显著长于对照组表明视觉运

动追踪训练对网球运动员知觉预测反应速度的提高没有

表现出理想的训练效果同时在各时间点实验组被试反

应时更长这可能是由于视觉运动追踪训练使运动员进

行决策时产生明显的速度mdashmdash准确率权衡现象实验组

的策略主要以判断准确性为前提降低了反应速度而这

种现象也同样出现在羽毛球运动员的专项知觉训练中

（王树明 等2009）此外实验组被试反应时的延长还可

能与视觉运动追踪训练的频次有关随着训练次数的增

加实验组运动员的知觉预测反应速度优势可能也将呈

现出来亟待进一步探讨研究

32 视觉运动追踪训练对落点判断影响的ERP特征

脑地形图和ERP成分结果显示实验组与对照组运动

员在击球落点判断早期均诱发了视觉 P1 成分集中于枕

区且在 T3时间点实验组显著大于对照组视觉 P1敏感

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注意和心理资源的利用密切相关（Beaucousin et al2011

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更大的 P1波幅（张怡 等2013赵仑2010）本实验显示

实验组被试与对照组仅在T3时间点（击球后 360 ms）的 P1

波峰存在显著差异说明实验组被试在T3时间点辨别刺激

过程中投入了更多的心理资源唤醒水平更高注意负荷

更大因此产生更大的 P1波幅从任务难度方面看虽然

击球后 360 ms 对于判断击球落点而言较 T1（击球后

120 ms）和 T2（击球后 240 ms）难度有所降低提供的先验

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然投入了比对照组更多的心理资源用于视觉信息加工

因此视觉运动追踪训练有利于网球运动员在辨别视觉刺

激早期投入更多心理资源在视觉注意以及空间方位认知

加工提升网球运动员在复杂运动情景中对关键时间点视

觉追踪目标客体表征的连续性和专注程度

本研究还发现实验组被试较对照组在枕区诱发了

更大的 P3 成分以往研究认为P3 成分与个体的感知

注意判断期待以及信息传递等认知过程关系密切波

幅越大代表努力程度越强投入认知资源越多（林岭 等

2017刘建秀 等2016Kasper et al2014）也有研究认

为P3 波幅的增加代表更好的记忆识别和较低的记忆内

存负荷（Van Dinteren et al2014）可能还与信息的提取

和控制具体记忆信息的结构有关（Jin et al2011）本研

究 ERP 波形图表明实验组被试比对照组诱发了更大的

P3由此可见经过视觉运动追踪训练后实验组被试在

努力获取关键视觉信息后对信息的判断鉴别传递等

认知活动投入了更多的心理资源而这些心理资源也必

将用于对来球速度旋转空间位移击球落点等信息的

加工同时实验组被试出现更大的 P3还可能表明视觉

运动追踪训练促进了网球运动员更好的记忆识别功能

降低了其记忆内存负荷前期研究也发现网球专家运

动员在决策任务判断实验中比次专家组和新手组诱发了

更大的 P3 成分（王诗瑶 等2018王小春2012张怡

图3 对照组和实验组所选取电极点POz（A）和Pz（B）的总平均波

形图及脑地形图比较

Figure 3 Comparison of the total Average Waveform and Brain

Topographic Map of the Electrode Points POz（A）and Pz（B）

between the Control Group and the Training Group

35

中国体育科技 2021年（第57卷）第10期

2013）这也从另一个角度反映出视觉运动追踪训练有利

于运动员更快获得视觉信息加工运动专长此外以往

研究发现相比于运动新手运动专家在完成视频任务时

所诱发 P3 成分的潜伏期更短表明运动专家对刺激事件

识别评估编码加工和信息提取的速度快（陶萍 等

2014王诗瑶 等2018王小春2012韦晓娜 等2017

Zhang et al2015）本研究实验组被试与对照组的 P3成

分潜伏期在不同时间点均不存在显著差异表明视觉运

动追踪训练没有提高网球运动员视觉信息加工的速度

这也与行为学研究结果相一致

4 结论

1）视觉运动追踪训练可有效提高网球运动员落点判

断决策任务的正确率尤其是在击球后 360 ms 判断正确

率的提高更显著

2）实验组被试诱发更大的枕区 P1 和 P3 成分P1 和

P3成分潜伏期无显著差异可见视觉运动追踪训练有效

增加了网球运动员视觉信息输入早期空间注意以及信息

加工中的心理资源投入提高击球后关键时间点视觉关

键信息加工的连续性及专注度

参考文献

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36

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（收稿日期2019-07-18 修订日期2021-02-26 编辑尹航）

（上接第30页）

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（收稿日期2019-09-27 修订日期2021-01-30 编辑尹航）

10508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882

37

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2）实验组被试诱发更大的枕区 P1 和 P3 成分P1 和

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