发球方式对排球运动员视觉搜索特征影响的研究

肖坤鹏，孙建华，张铁民

发球方式对排球运动员视觉搜索特征影响的研究

肖坤鹏1，孙建华2，张铁民2

以36名不同水平排球运动员为被试，选取发球为运动情景片段，对优秀运动员视觉搜索特征进行试验研究，同时对跳发球、跳飘球和原地飘球3种发球刺激呈现条件下的运动员视觉搜索特征进行对比，探讨发球方式对运动员视觉搜索特征的影响。结果表明：不同发球方式下，不同水平排球运动员视觉搜索特征存在明显差异。优秀运动员可根据发球方式的差异来调整视觉搜索模式，预判原地飘球时采用了注视次数少、持续时间长，眼跳距离小，注视轨迹以肩、手臂、手腕和腰注视点连接呈简单且规律的“线型”模式；预判跳飘球时注视次数增多、持续时间变短，眼跳距离变大，注视轨迹在肩、手臂、手腕、腰和球之间反复注视，形成“环型”模式；预判跳发球时注视次数最多，注视持续时间最短，眼跳距离最大，注视轨迹以球为中心向四周衍射，并反复注视肩、手臂、手腕、腰和上肢躯干部位，形成类似“锥型”的立体注视模式。预判发球落点时，运动水平在反应时和准确性上均表现出一致性的趋势，运动水平越高，反应时和准确性越好。但对跳发球而言，随着运动水平的提高，准确性应作为优秀排球运动员预期能力的主要区分标准。提示：对于训练和评价排球运动员认知加工能力不能依据单一发球方式的眼动特征进行，应综合不同发球方式下的眼动指标和行为预判探讨运动员对发球落点预判的认知加工特征。

排球；发球方式；视觉搜索；预判；眼动

运动技能的操作过程依赖于运动员对运动信息的输入、中枢加工和信息输出的认知活动，而视觉搜索系统在认知活动过程中有知觉预测和决策行为的作用观点一直在上升[1]。发球作为排球运动的一项基本技能，已经成为一种主要的进攻手段和得分方式。从2000年悉尼奥运会到2012年伦敦奥运会的排球比赛中，发球场均得分率接近7%，且与竞技成绩有着高度的正相关（r=0.813，P<0.01）。当前竞技排球主流发球方式主要有3种：原地飘球（在发球端线原地发出运行轨迹不规则、飘晃飞行的发球）、跳飘球（在发球端线助跑或跳起的上手发飘球）和大力跳发球（在发球端线助跑起跳的大力上手使球快速向前旋转的发球）。对于防守者而言，面对强大的发球，首要任务是对发球落点进行预判，从而选择合理的击球位置将球从容的垫给二传，二传将球进行合理分配并组织进攻，而这一系列的技术又称之为“一攻”[2]。大量实践表明[3]：一攻效果是比赛胜负的关键，但取决于接发球的质量，而接发球质量则主要依赖于运动员对发球技能的视觉搜索能力。其中，眼动记录技术被作为测试运动员视觉搜索活动的研究范式，具有良好的生态效度，通过眼动仪能准确量化排球运动员判断发球落点任务的视觉搜索能力。发球图片、视频和现场是研究范式中主要的刺激呈现形式，且研究采用不同的刺激呈现形式在确定专家与新手的认知特征是一致的。但在同一呈现形式下，选取跳发球、跳飘球和原地飘球的方式分别作为刺激源，来探讨不同发球方式对视觉搜索特征产生的影响却鲜有报道，而这种假设似乎是成立的。因为，借助先进影像技术的研究发现[4]，跳发球、跳飘球和原地飘球虽然具有相同的技术环节，但在运动水平上却有非常大的差异。针对3种发球方式的差异，运动员视觉搜索特征是否存在差异？存在哪些差异？存在差异的缘由是什么？围绕这3个问题，本文将采用试验的形式，从运动员视觉搜索的预判、效率、分配和模式4个方面，探讨不同发球方式在排球运动员视觉搜索特征中的差异，以此，为排球运动员认知训练提供理论和实践价值。

1　研究对象与方法

1.1研究对象

研究对象共分为3组，国家二级组为XX大学体育学院运动训练排球专项班的13名排球运动员，年龄为20.63岁，身高为1.83 m，平均训练年限为6年；国家一级组为XX大学校排球队的11名排球运动员，平均年龄为21.32岁，身高为1.87 m，平均训练年限为8年；国家健将组为XX省队的12名运动员，平均年龄为25.17岁，身高为1.94 m。在试验过程中，1名被试受外界干扰因素太大，试验数据被剔除，实际被试人数35人。所有被试均为男性，无脑病和神经系统病史，身体健康状况良好，左右眼视力或矫正视力均正常，均为右利手。测试完成后均给予一定报酬作为酬谢。运动员基本情况见表1。

表1　运动员基本情况一览表Table 1　The basic information of athletes

1.2试验设计

采用3发球方式（大力跳发球、跳飘球、原地飘球）×3运动等级（国家健将、国家一级、国家二级）2因素混合试验设计。组内变量为发球方式（大力跳发球、跳飘球、原地飘球）；组间变量为运动等级（国家健将、国家一级、国家二级）。

测试指标包括眼动指标和行为指标，眼动指标指排球运动员观看发球视频时的眼睛注视次数（运动员视觉搜索过程中对每个注视点注视的多少）、注视持续时间（运动员视觉搜索过程中对每个注视点注视的持续时间）、眼跳距离（运动员视觉搜索过程中眼跳前、后两个注视点之间的距离）和注视分配（运动员视觉搜索过程中注视点的区域分布情况）；行为指标指排球运动员观看发球视频时对发球落点进行预判的反应时和准确性。

1.3试验材料

1.3.1视频的拍摄经商议在测试运动员中推荐1名优秀的发球者，将3种发球的落点成功控制在设定的6个场区内（由于3种发球的属性不同，跳发球落点仅控制在后场区），在发球准备开始前，由课题组成员将摄像机放置于接发球场区内距端线1.5 m中间位置（此位置为接发球运动员重要场区），拍摄高度调整为1 m（此水平面基本与接球运动员视线相一致）（见图1）。拍摄完成后，由教练员和专家对拍摄视频进行筛选和剔除，最终确定了45个视频片段。视频片段是从运动员发球准备开始到球落地为止。

图1　排球发球落点场区的划分及拍摄图景Figure1 The shoot scene and division of the serve placement field

1.3.2视频制作本研究目的在于考察运动员快速获取和提取有效信息的视觉搜索能力。根据对开放式运动技能的研究认为[5]，运动员发球准备到触球阶段是运动员在快速获取和提取有效信息的关键时期。所以试验中刺激材料是由运动员发球准备动作开始，到手与球接触为止。视频片段的截取采用绘声绘影9.0进行，根据排球教练员的判断，选择了其中的32个视频（每种发球每个场区发两次）作为试验刺激的显示视频，所截取发球的刺激视频时间为1 s左右（见图2至图4）。

图2　跳发球刺激视频示意图Figure2　Sketch map of jump service

图3　跳飘球刺激视频示意图Figure3　Sketch map of jumping floater

图4　原地飘球刺激视频示意图Figure4　Sketch map of standing floater

1.4试验设备

眼动仪采用美国ALS（Applied Science Laboratory，ALS）公司生产的Mobile EyeALS-R6000型红外遥感跟踪系统。

计算机采用2台DELL台式机，一台由试验员监测和记录试验数据，另一台用来呈现试验材料，两台计算机CPU主频为3.0GHz，操作系统为Windows7，显示器为21in（分辨率为1024× 768；刷新频率为100Hz）。

投影仪采用日本三菱公司产的U5-353型投影仪：分辨率1024×768、亮度3000流明、对比度2200∶1。

投影幕布采用韩国产100寸MOKANG金属凹面投影幕布：面积2.03×1.44 m，增益率20倍。

摄像机采用索尼公司产的SONY HVR-ZIC型摄像机，快门为1/900，f=2.5Hz。

心理编辑软件采用E-prime2.0版。

1.5试验任务

利用投影仪将试验的刺激材料投放在投影幕布上，为了防止视觉疲劳造成的试验误差，测试过程共分为3个阶段进行，每个阶段播放的发球视频数量一致，且每个阶段测试完成后，要进行一定时间的休息，以恢复测试者长时间注视电脑导致的视觉疲劳。另外，每个阶段测试过程中，每种发球的落点顺序是随机的，为了避免被试运动员由于长时间注视电脑造成视觉疲劳而对试验结果造成的影响，每个刺激视频的间隔时间由被试运动员进行控制。测试的发球视频共96个，每名被试的测试时间约20 min左右。

1.6试验程序

被试了解试验目的和操作方法：为了保障本次试验数据的可靠性，首先，对被试讲解试验的目的和意义，进而提高被试的认真态度；其次，对被试讲解试验过程中有关试验任务的操作方法和流程，进而减少因操作失误导致的数据偏差。

被试熟悉按键：根据试验的有关操作任务组织被试运动员对按键进行熟悉，每名被试进行10~12次按键并达到熟练程序。

被试按键反应测试：要求被试运动员坐在投影幕布前，双手自然放置在桌上，两眼平视投影幕布，优势手放在数字按键上。按任意键测试开始，屏幕中间呈现：“我们现在开始进行一个有关按键反应的测试”的指导语，3 000 ms后屏幕自动刷新到下一个指导语：“下面进行按键反应测试，准备好请按任意键”，随后屏幕中出现“+”号，500 ms后屏幕呈现被分为6个区域的排球半场，随即出现一个排球，当排球出现在那个区域，被试快速按下相应的反应数字键，整个测试时间为3~6 min。试验前先由试验员讲解并作试验操作方式，试验员进行练习，在确定被试完全理解按键反应测试程序后再进行测试。

被试佩戴和调试眼动仪：要求被试运动员逐一进行佩戴和调试，被试坐在距离投影幕布3 m处的桌椅，佩戴电极帽，将下额放在“U”型托上，被试根据身高和按键的舒适程度调试桌椅的高度，调整桌椅的高度，尽量平视投影幕布的中央，尽可能的与真实接发球运动情景的视平面保持一致。佩戴和调试完成后，由试验员对被试佩戴的眼动仪进行眼动校对，校对过程采用9点。

被试正式试验测试：被试运动员在校对完成后休息1~3 min，进行正式试验测试，首先屏幕上出现测试指导语：“我们现在开始对发球落点进行预判测试，预判的反应时、准确性以及眼动数据将被记录”。3 000 ms后屏幕自动刷新到下一个指导语：“测试马上开始，准备好后按任意键开始”，然后屏幕中央呈现出“+”的符号，500 ms后刺激视频开始呈现，要求运动员按照之前课题组负责人所讲的要求认真的观看刺激视频，被试在发球视频播放期间或定格后5 000 ms内完成对发球落点的选择，选择完成后，屏幕中央呈现出“+”的符号，按任意键进行下一段发球视频（见图5）。

图5　试验流程图Figure5　The experimental procedure

1.7数据采集和处理

行为指标数据由2.0E-prime软件自动记录被试行为数据，眼动指标数据由ASL Eye-Tracker6000型红外遥感跟踪系统对被试观察发球视频的眼动数据进行记录，并将行为数据和眼动数据导入SPSS15.0中进行统计处理。

2　结果

2.1排球运动员行为数据统计结果

对不同水平测试者在不同发球方式下反应时和准确性数据的统计结果（见表2）。

表2　本研究测试者对发球落点预判的行为指标一览表Table2　The behavior indicators of anticipation of serve placement

2.1.1运动员准确性比较结果表3显示发球方式和运动水平交互作用显著[F（4，107）=3.701，P=0.008，η2=0.130）]，经简单效应分析，在判断跳发球时，健将与一级运动员对发球落点判断的准确性显著高于二级运动员（P<0.05），健将与一级运动员之间无显著性差异（P>0.05）；判断跳飘球时，健将对发球落点判断的准确性显著高于一级运动员（P<0.05），一级则显著高于二级运动员（P<0.05）；判断原地飘球时，健将对发球落点判断的准确性显著高于一级运动员（P<0.05），一级则显著高于二级运动员（P<0.05）。发球方式主效应显著[F（2，107）=108.149，P=0.000，η2= 0.686]，经事后检验，在发球方式上，运动员对跳发球落点的判断的准确性显著低于跳飘球（P<0.05），对跳飘球落点判断的准确性显著低于原地飘球（P<0.05），说明发球方式对运动员预判的准确性有显著的影响；运动水平主效应显著[F（2，107）=65.209，P=0.000，η2=0.568]，经事后检验，在运动水平上，健将运动员预判准确性与一级运动员无显著性差异（P>0.05），一级运动员显著高于二级运动员（P<0.05）。

表3　不同水平排球运动员准确性比较显著性一览表Table3　Comparison of the accuracy of volleyball players with different level

2.1.2运动员反应时比较结果表4显示发球方式和运动水平交互作用不显著[F（4，107）=0.713，P=0.585，η2=0.028]。运动方式主效应显著[F（2，107）=71.428，P=0.000，η2=0.591]，经事后检验，在发球方式上，运动员对跳发球落点的预判的反应时显著长于跳飘球（P<0.05），对跳飘球落点预判的反应时显著长于原地飘球（P<0.05），说明发球方式对运动员预判的反应时有显著的影响；运动水平主效应显著[F（2，107）=103.555，P=0.000，η2=0.677]，经事后检验，在运动水平上，健将运动员反应时显著短于一级运动员（P<0.05），一级运动员显著短于二级运动员（P<0.05）。

表4　不同水平排球运动员反应时比较显著性一览表Table4　Comparison of reaction time of volleyball players with different level

2.2排球运动员眼动数据统计结果

对不同组别测试者在不同发球方式下眼动指标数据的统计结果（见表5）。

表5　本研究测试者对发球落点预判的眼动指标一览表Table5　The eye movements of anticipation of serve placement

2.2.1运动员注视次数比较结果表6晃示发球方式和运动水平交互作用不显著[F（4，107）=0.429，P=0.787，η2=0.017]。发球方式主效应显著[F（2，107）=13.792，P=0.000，η2=0.218]，经事后检验，在发球方式上，运动员预判跳发球落点时的注视次数显著多于跳飘球（P<0.05），预判跳飘球落点时的注视次数显著多于原地飘球（P<0.05），说明发球方式对运动员预判的注视次数有显著的影响；运动水平主效应显著[F（2，107）=39.041，P=0.000，η2=0.441]，经事后检验，在运动水平上，健将运动员注视次数显著少于一级运动员（P<0.05），一级运动员显著少于二级运动员（P<0.05）。

表6　不同水平排球运动员注视次数比较显著性一览表Table6　Comparison of fixation times of volleyball players with different level

2.2.2运动员注视时间比较结果表7显示发球方式和运动水平交互作用不显著[F（4，107）=1.683，P=0.16，η2=0.064]。运动方式主效应显著[F（2，107）=30.851，P=0.000，η2=0.384]，经事后检验，在发球方式上，运动员预判跳发球落点时的注视时间显著短于跳飘球（P<0.05），预判跳飘球落点时的注视时间显著短于原地飘球（P<0.05），说明发球方式对运动员预判的注视时间有显著的影响；运动水平主效应显著[F（2，107）=34.014，P=0.000，η2=0.407]，经事后检验，在运动水平上，健将运动员注视时间显著长于一级运动员（P<0.05），一级运动员显著长于二级运动员（P<0.05）。

表7　不同水平排球运动员注视时间比较显著性一览表Table7　Comparison of fixation duration of volleyball players with different level

2.2.3运动员眼跳距离比较结果表8显示发球方式和运动水平交互作用不显著[F（4，107）=1.319，P=0.268，η2=0.051]。运动方式主效应显著[F（2，107）=37.279，P=0.000，η2=0.430]，经事后检验，在发球方式上，运动员预判跳发球落点时的眼跳距离显著大于跳飘球（P<0.05），预判跳飘球落点时的眼跳距离显著大于原地飘球（P<0.05），说明发球方式对运动员眼跳距离有显著的影响；运动水平主效应显著[F（2，107）=78.874，P=0.000，η2=0.614]，经事后检验，在运动水平上，健将运动员眼跳距离显著小于一级运动员（P<0.05），一级运动员显著小于二级运动员（P<0.05）。

表8　不同水平排球运动员眼跳距离比较显著性一览表Table8　Comparison of saccade amplitude of volleyball players with different level

2.2.4运动员注视分配比较结果从图6中能明显看出，在不同发球方式呈现条件下，肩、手臂、手腕和腰4个区域是运动员预判发球落点时视觉搜索的关键信息源，且随运动水平的提升，运动员对4个区域的注视分配显著增多。另外，从图6中还能看出，上肢躯干和球2个区域也是运动员视觉搜索时关注的兴趣区域，但较肩、手臂、手腕和腰4个区域的注视分配显著减少，且随运动水平的提升，运动员对2个区域的注视分配显著减少。头部区域虽然也有注视分配，但主要体现在二级运动员的注视分配上，一级和健将运动员在头部区域的注视分配较少，头部区域可能不是运动员视觉搜索时关注的兴趣区域。在发球方式上，运动员观看跳发球时在肩、手臂、手腕和腰4个区域的注视分配显著少于跳飘球，观看跳飘球时在4个区域的注视分配显著少于原地飘球，但运动员观看跳发球时在上肢躯干和球2个区域的注视分配显著多于跳飘球，观看跳飘球时在2个区域的注视分配显著多于原地飘球。另外，健将观看跳发球时将注视区域主要分配在肩、手臂、手腕、腰、上肢躯干和球，观看跳飘球时将注视区域主要分配在肩、手臂、手腕、腰和球，观看原地飘球时将注视区域主要分配在肩、手臂、手腕和腰。推测优秀运动员对上肢躯干和球区域注视分配的动态变化很可能是预判跳发球和跳飘球落点的关键。

图6　运动员预判注视分配直观图Figure6　Athletes'anticipation watching distribution

3　讨论与分析

3.1排球运动员视觉搜索预判的分析

视觉搜索预判是指排球运动员利用自身的经验与知识在复杂、多变的发球环境中形成快速的预判能力，并能针对不同发球方式做出合理的决策行为[6]。在运动员认知加工的研究范式中，通常采用反应时和准确性来反映运动员的视觉预判能力。试验结果显示，在预判发球反应时方面，健将显著快于一级，一级显著快于二级。ABERNETHY[7]发现：排球运动员能够在发球运动员手与球接触前的75~165 ms预测球的方向和落点，且随运动水平的提高，预判时间逐渐变短。对此他[8]的解释是：专家较新手具有更快的反应速度是因为他们具有更为完善的对发球动作信息进行“搜索—认知—加工”的研判系统。在比赛中，优秀排球运动员由于运动水平较高，专项技术运用较为娴熟，临场经验较为丰富，记忆中形成了专门化的发球知识结构、组块或模块。而对于低水平运动员来讲，快速应答的思维程序尚未健全，对发球动作信息的研判系统不完善，延长了视觉搜索的时间，进而增加了内部反应的延迟。

发球方式与运动水平的交互作用结果显示，排球运动员在预判跳发球时的反应时显著长于跳飘球，预判跳飘球时的反应时显著长于原地飘球，且健将在预判跳发球、跳飘球和原地飘球时的反应时显著快于一级，一级则显著快于二级。可见，相对跳发球和跳飘球的预判，运动员预判原地飘球相对容易，节约了预判的反应时间。这可能与排球发球方式的信息量、认知负荷有关。发球属于典型的反应性运动技能，时间压力是预判情境中一个关键变量，而速度则是跳发球、跳飘球和原地飘球最根本的差异，这对接发球一方带来非常大的认知压力。这一点在运动员判断不同扣球方式的研究中被证实。研究发现[9]：排球运动员在预判4号位强攻时，能在手与球接触前的120 ms搜索到预测信息，但运动员只能在手与球接触前的80 ms才搜索到3号位快攻落点的有关信息。另外，我们通过访谈教练员时也发现，跳发球是最具威胁的发球技术已被共识，由于跳发球力量大、速度快、击球点高等特性，运动员需要先预判发球的方向，再预测发球的落点，显然，增加了预判的时间。由此可知，当时间变的更加紧迫时，接发球运动员需要在短时间内获取关于发球的认知资源，显然增加了运动员的认知负荷和强度。而相对于低水平运动员来讲，认知负荷和强度显得更为显著。

在预判发球准确性方面，健将预判准确性显著高于一级，一级显著高于二级。研究结果支持LOGAN[10]提出的样例理论观点。随着运动员专项经验的积累，发球场景的实例储存变得越来越多，大脑中可检索的发球场景也逐渐增多，运动员预判发球落点的参照标准也相应增多，进而完成任务的准确性也得到提高。

发球方式与运动水平交互作用的结果显示，排球运动员在预判跳发球时的准确性显著低于跳飘球，预判跳飘球时的准确性显著低于原地飘球，运动员预判跳飘球和原地飘球时的准确性随运动等级的提高显著提高，但在预判跳发球时的准确性上，一级显著高于二级，健将虽较一级高，但并无显著性差异。显然，发球方式对运动员预判发球落点的准确性影响较大。同时也暗示我们，对排球运动员进行专项发球认知训练时，要考虑跳发球的特殊性。尽管，在环境引导型运动项目中，运动员必须具备快速的反应能力才能保障比赛的胜利，但是，笔者认为，相对于排球的发球，对运动员预判的准确性要有严格的要求。因为，在奥运会、世界杯及世锦赛的排球比赛中，跳发球已经成为欧美强队的进攻利器，较多的运动员在面对强大的跳发球时已经失去了应有的知觉反应，即使有些运动员能够在较短时间内做出反应，也是通过一些冒险的判断来保证较快的反应速度[11]，但比赛的结果经常告诉我们，通过冒险进行补救的成效微乎其微。尽管有研究证实，排球运动员预判发球可通过搜索腰、肩、臂的信息来确定发球的方式和方向，但是也有学者指出，相对于跳飘球和原地飘球，由于跳发球的运行曲线受纵向漂移量、球的初速度、旋转速度、空气速度和空气阻力系数等诸多因素的影响，导致发球落点难以判断，进而增加了对方接发球的难度。因此，反应时间是评价优秀排球运动员认知加工的重要指标，但对于跳发球而言，反应准确性更能反映优秀排球运动员认知加工的优势。

3.2排球运动员视觉搜索效率的分析

视觉搜索效率主要体现在运动员对运动情景进行视觉搜索时的注视次数和注视持续时间。注视次数反映了视觉搜索的信息量，持续时间体现了信息加工的程度。本研究结果显示，发球方式和运动水平在注视持续时间和注视次数上存在显著性差异。在运动水平主效应上，健将比一级运动员注视持续时间显著长，一级则显著长于二级运动员；注视次数则呈现相反的趋势水平。可见，高水平运动员在对发球预判过程中对有用信息的捕捉能力及信息加工的程度要好于一般运动员，优秀运动员视觉搜索效率更高。对排球运动员观察扣球运动情景的视觉搜索研究发现[12]，专家比新手能通过较少的注视次数争取更多的时间将注视点长时的保持在关键区域内。而对此的解释是，由于多年的训练和比赛，形成了符合专项训练的运动经验，同时也形成了具有专项特点的视觉搜索经验依赖路径，通过经验的引导来降低信息加工负荷，提高信息加工效率。

在发球方式主效应方面，注视次数表现为跳发球显著多于跳飘球，跳飘球显著多于原地飘球；注视时间表现为原地飘球显著长于跳飘球，跳飘球显著长于跳发球。王洪彪[13]等人对羽毛球运动员视觉搜索的研究发现，运动员在预测后场击球方向（简单任务）时的注视次数显著少于预测后场击球方向加落点（复杂任务），运动员预测简单任务中的注视持续时间显著长于复杂任务。廖彦罡[14]在对排球运动员预判动作方式差异的研究中发现，运动员对图片信息的加工能力明显强于对视频信息的加工，他们的注视持续时间长，注视次数少，专家组表现的更为明显。本研究结果也发现，发球方式影响了运动员注视次数和注视持续时间。提示我们，要在不同发球方式下思考排球运动员视觉搜索效率差异的原因。就像前人研究的一样，无论刺激任务是简单或是复杂，刺激条件是平面或是立体，其实质均是信息量这个重要变量在起作用。虽然，不同发球方式具有相似的运动模式和技术环节，但运动结构上却存在较大的异同，通过运动影像解析分析显示，大力跳发球的球速、起跳后COM水平位移、起跳高度、击球高度、COM数值均高于跳飘球[4]。显然，这些差异增加了运动员预判跳发球时的信息量，进而导致运动员认知任务难度的增加，为了能提升预判跳发球的视觉搜索效率只能通过减小注视次数、增加注视持续时间来实现。

3.3排球运动员视觉搜索分配的分析

排球运动员能否注视发球运动情境中的有效部位和区域也是运动员预期能力的关键，因此，视觉搜索分配的合理性就决定了运动员预判发球落点准确性的重要因素。本研究结果显示，在运动水平方面，健将运动员对肩、手臂、手腕和腰的部位注视次数显著多于一级运动员，一级显著多于二级，而二级运动员对头、球和上肢躯干的部位注视次数显著多于一级运动员，一级则显著多于健将。运动员将注意力主要注视在肩、手臂、手腕和腰部位的区域，注视持续的时间约为总时间的60%以上，而优秀运动员的注视时间则达到了80%以上。说明发球运动员的肩、手臂、手腕和腰部位信息为运动员预测发球落点提供了重要的线索，同时也说明肩、手臂、手腕和腰是运动员搜索发球运动情景中的关键部位。有研究者发现[15]：在预判扣球落点任务的眼动研究中，肩、腰、手臂和手腕是运动员视觉搜索的关键部位，肩、腰和手臂分别预测了扣球的方向、力量和方式。但有研究者认为[16]：运动员手与球接触的那一刻对发球落点的判断起着决定性作用。本研究认同此观点，不同级别运动员对手腕部位的注视时间都达到了15%以上，说明手腕部位的信息是排球运动员预判发球落点的一个重要信息。尽管优秀运动员与一般运动员都能注视发球运动员的关键信息部位，但在实际操作过程中，优秀运动员表现出更加专注和集中的趋势，这可能与运动员的专项知识和运动经验有关，一般运动员不能准确把握关键部位的信息，想通过更多部位的信息来提高预判的绩效，从而导致对关键信息注视的不够专注和集中。

发球方式主效应方面，运动员预判跳发球落点时对肩、手臂、手腕和腰部位的次数显著少于跳飘球，跳飘球则显著少于原地飘球；相反，运动员预判跳发球落点时对球和上肢躯干部位的次数显著多于跳飘球，跳飘球则显著多于原地飘球。这一结果提示我们，运动员在预判跳发球和跳飘球时将一部分注视点分配到球和上肢躯干区域，尽管发球运动员肩、手臂、手腕和腰仍是运动员预判的关键部位，但是注视信息点的次数和时间在发球方式上却发生了转变。关于这一点的解释，TYLDESLEY[17]等认为，专家运动员在收集信息时，可能运用了边缘视觉，对视觉搜索的信息从关键信息再到整体信息的把握。而运动员在预判跳发球和跳飘球过程中关注球和上肢躯干区域的信息也可能是一个无意识的过程，不为自己所知，是知觉自动化的一个结果。也有学者认为[18]，排球运动员预判发球落点更多的是依靠运动员身体的信息，但发球的旋转程度对落点的判断至关重要，尤其是跳发球抛球的旋转程度影响着后续击球的速度和旋转度。因此，受运动经验的影响，运动员在预判跳发球和跳飘球时对信息点的注视，部分转向对球的关注。另外，跳发球和跳飘球是在空中完成的击球动作，击球的质量受身体与球的位置关系影响较大[19]，所以，运动员又将信息注视点分配到身体躯干部位，以此来定位身体与球的位置关系，从而为发球落点的预判提供知觉信息。又由于跳发球的起跳高度、抛球高度、身体水平位移等都远远高于跳飘球，导致运动员将注视分配在上肢躯干的注意存在较大差异。而原地飘球没有起跳动作，抛球高度较低、身体水平位移较小，所以，本研究发现，健将运动员在预判原地飘球时几乎没有注视球和上肢躯干的部位。

3.4排球运动员视觉搜索模式的分析

从注视次数、眼跳距离和注视轨迹在运动水平主效应间的差异得知：健将相比一级和二级而言，注视次数少、眼跳距离小、注视轨迹简单、集中。可见，与一般运动员相比，优秀运动员对发球的视觉搜索模式具有注视次数少、眼跳距离小、注视轨迹简单和集中的特征。这与已有研究结果一致。即随着运动水平的提高，运动员对运动情景进行视觉搜索时注视点会减少，眼跳距离变短，注视轨迹简单、集中且有规则。而这与我们前文所述的也一致，相对一般运动员，优秀运动员仅通过注视发球运动员肩、手臂、手腕和腰部位的信息来减少注视的信息点，并通过持续长时间的注视对其进行深度加工，来完成高效能的视觉搜索任务。由于运动员注视一个信息点的时间较长，获得的信息量较大，用较小的眼跳距离就可以对发球整体信息进行掌握，因此，在注视轨迹上表现出简单、集中且规律的形状。而研究者也将这种搜索方式称之为“静眼搜索（quieteye）”[20]。由此可以看出，优秀运动员比一般运动员在注视排球发球运动情景时采用了更为合理的视觉搜索模式，而这种视觉搜索模式符合了排球发球专项认知的特征，即在最短的时间内面对大量的信息作出选择最为相关的信息进行加工。

另外，通过对比不同发球方式下的运动员视觉搜索模式得知，以原地飘球方式呈现时，运动员注视次数少、注视持续时间长，眼跳距离小，注视轨迹主要以肩、手臂、手腕和腰注视点连接呈简单、集中且规律的“线性”搜索模式；以跳飘球方式呈现时，运动员注视次数增多，注视时间变短，眼跳距离变大，注视轨迹主要在肩、手臂、手腕、腰和球之间反复注视，形成“环状”的搜索模式；以跳发球方式呈现时，注视次数最多，注视持续时间最短，眼跳距离最大，注视轨迹在以球为中心向四周衍射，并反复注视肩、手臂、手腕、腰和上肢躯干区域，形成一个类似“锥形”的立体注视模式。健将与一级、二级运动员注视次数、注视持续时间、眼跳距离的变化虽有趋同，但注视点的密集区不明显，一级和二级运动员注视轨迹上有明显的“回视”现象，不能较好的反映运动员的注视空间特征。说明发球方式不单对运动员视觉搜索的预判、效率和分配有显著影响，而且还决定着运动员的视觉搜索模式。这与章建成[21]等人的观点相一致，他以乒乓球运动员对发球旋转方式的认知加工特征进行研究发现，运动员对转球和侧上旋判断优于对不转和测下旋的判断，采取的视觉搜索方式表现出注视频率更低、眼跳距离更短、注视轨迹更为简单、集中的差异。而出现这种差异可能与运动员长时记忆中的再认痕迹进行匹配的结果有关[22]。因为，根据RIPOLL[23]的“模式识别特征说”解释，跳发球、跳飘球和原地飘球的信息模式结构是不同的，运动员在对发球信息进行视觉搜索时，首先对运动信息模式结构进行分析，然后将抽取的信息模式特征进行合并，再与自己长时记忆中的再认痕迹进行比较、匹配和识别，从而更好的获得有用信息，使其中枢认知加工、动作反应上取得优势[24]。

4　结　论

知觉预测的快速精准程度是评断优秀排球运动员预判发球落点的重要外显特征，但随发球方式的转变，优秀运动员的决策行为与其形成了相应的对接。随着知觉任务难度的加大，优秀运动员偏向于采用反应准确性的决策行为方式，且通过逐渐增加注视次数、减少注视持续时间，扩大眼跳距离形成以肩、手臂、手腕、腰和球、上肢躯干等注视点的“线型”“环型”“锥形”的视觉搜索模式来应对原地飘球、跳飘球和跳发球的知觉决策。这启示我们，对于训练和评价排球运动员认知加工能力不能依据单一发球方式的眼动特征进行，应综合不同发球方式下的眼动指标和行为预判探讨运动员对发球落点预判的认知加工特征，这样更能有效提升接发球的效果。

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Effects of Type of Serve on Visual Search Process of Volleyball Player

XIAO Kunpeng1，SUN Jianhua2，ZHANG Tiemin2
（1.Changchun University of Science and Technology，Changchun 130022，China；2.Northeast Normal University，Changchun 130022，China）

36 different levels of volleyball players were selected as the participants，only their serves were chose as sports scenes segments，the special char⁃acteristics of excellent athletes’visual search process were studied.At the same time，the influences of their visual search process of three different types of serves-jump serve，jumping floater，and standing floater-were compared，and the affection of the different types of serve on the receivers’visual search were recorded.The results showed that under different service modes，there were obvious differences in visual search characteristics of volleyball players in different levels.The method of visual search was adjusted according to the different types of serves by excellent athletes.Anticipating a standing floater re⁃quired fewer looks，long lasting time，shorter saccade，gaze trajectories to the server’s shoulder，forearm，wrist and waist；this process was very simple and focused，and the visual search is“linear.”Anticipating a jumping floater required more looks，shorter lasting time，longer saccade，gaze trajectories between the server’s shoulder，forearm，wrist，waist，and ball repeatedly，forming a type of“circular”search.Anticipating a jump serve required the most looks，the shortest lasting time，and the longest saccade，gaze trajectories to the ball as the center and expanded in four directions，continually switching between the server’s shoulder，forearm，wrist，waist，and upper body，making a“conical”visual search.Regarding an athlete’s ability to predict the serve placement，the athlete’s skill level was correlated to reaction time and accuracy；the higher the athlete’s skill level，the better reaction time and accuracy.However，for the jumping floater，with the improvement of the level of movement，the accuracy should be regarded as the main criteria for the ability of the elite volleyball players.Note:the training and evaluation of volleyball players’mental processing ability cannot be based solely on eye movement，the training of athletes to un⁃derstand the serve placement should be a combination of eye movement for different serve types and accurate prediction of the server’s actions.

volleyball；type of serve；visual search；anticipation；eye movement

10.13297/j.cnki.issn1005-0000.2016.04.014

G 804.8

A

1005-0000（2016）04-351-07

2016-02-25；

2016-06-15；录用日期：2016-06-16

教育部人文社科基金项目（项目编号：15YJC890004）

肖坤鹏（1987-），男，河南洛阳人，讲师，研究方向为排球运动训练理论与实践。

1.长春理工大学军体部，吉林长春130022；2.东北师范大学体育学院，吉林长春130024。