定向运动：儿童青少年空间定向与导航能力的干预选择

鲍圣彬，魏静娟，刘 阳

（1. 陕西师范大学体育学院，陕西 西安 710119；2. 深圳市南山区桃源中学，广东 深圳 518073）

在日常生活中，有一些人特别容易迷路，常常被戏称为“路痴”，从认知科学角度上讲，这与个体的空间认知能力密切相关。空间认知能力主要体现在空间定向与导航能力上。空间定向与导航是一种多感官共同参与的过程，包括基本的知觉和记忆，是一种高级的认知能力，且个体间存在很大的差异。空间定向和导航能力在人们的日常生活中具有不可或缺的作用，能使人们在环境中认识到自己的位置和方向，并帮助人们在往返于不同地点时保持方向感。对儿童青少年来说，从家到学校、商场及陌生的环境时，手机地图的使用、地区结构示意图的认知、导航的使用和实景信息的匹配等都离不开自身的空间定向和导航能力。有研究表明，当儿童青少年的空间定向和导航能力受到损伤时，会对他们的日常生活产生严重的影响。Claessen通过实验发现，空间导航能力受到损伤的患者在虚拟环境中通过一系列的训练，能学会使用其他方式的导航策略，这表明空间导航能力是具有可塑性的。通过专门训练可提升方向感差的人的地图认知能力，通过构建认知地图达到改善空间定向和导航能力的作用。

定向运动是一项高认知的运动，认知地图是其技术的核心。近年来，国内外学者对定向运动的地图认知发展问题进行了深入探索，发现定向运动可以通过加强学生注意、记忆认知，提高地图和实景信息搜索和提取能力，具有自身独特的心理价值。现阶段，定向运动在我国迅速发展，已成为儿童青少年喜爱的运动项目之一。笔者将从理论上探讨定向运动与空间定向和导航能力之间的内在联系，从定向运动的空间方位、距离感知、情景匹配、定向路线记忆和定向路线决策5个方面探讨定向运动对空间定向和导航能力培养的价值，并提出干预路径，以期能够为我国对儿童青少年的空间定向和导航认知能力的培养提供理论与实践依据。

1 定向运动与空间定向、导航的概念界定

定向运动（orientation movement）是指以地图和指北针为导航的运动，是一项体力与脑力相结合的运动项目。与其他体育运动项目相比，定向运动是一项高认知的有氧运动项目，其中涉及地理学、军事地形学、数学、植物学、心理学等多种学科知识。

空间定向（spatial orientation）是指人类在自己所在的空间环境中正确辨别方向的知觉反应或能力。拥有良好的空间定向能力，人们能正确识别自己在所处环境中的当前位置、自己所处的位置与周围环境的关系，以及它们之间的空间关系等。

空间导航（Space navigation）是指在一个陌生或不太熟悉的环境中，寻找并记忆路线的过程。需要指出的是，空间导航能力包括许多复杂认知和感知过程，其能力大致可分为2个部分：一是空间定位能力，包括自我参照导航、环境参照导航和路径整合；二是空间记忆和感知能力。空间导航作为一种高级的认知过程，在进行空间导航时，涉及了多种认知过程，包括记忆、注意、情景识别、决策等能力。

2 定向运动提升儿童青少年空间定向与导航能力的靶向价值

2.1 定向运动提升儿童青少年空间定向能力的靶向价值

2.1.1 通过定向运动空间方位的训练提升空间定向能力儿童青少年的空间方位能力是对一个客观物体空间方位本质特征的认识，在儿童青少年的空间能力发展过程中扮演着重要的角色。儿童青少年空间方向的判断主要包含2种参考系统：一是以客体为参照，去判定客体之间的相互空间位置；二是以自身为参照，去判断客体相对于主体的空间位置。有研究对儿童进行“水位线测试”发现，5～6岁的儿童便可以通过客体对空间方位进行判断。在定向运动中，空间定位主要通过自我参照与环境参照相结合的策略来判断。在定向运动中，参与者必须具有良好的空间定位感，即通过周围的环境信息和定向地图中的符号信息来确定目标点的位置和方向的能力。空间方位的确定，主要是通过儿童青少年观察周围的环境配置信息（如树木、建筑物、池塘和石头等）、旋转地图或改变自己的方向，在定向地图上找到自己所在方位的。对于获取环境信息，需要精确的记忆符号以及物体之间的方向，并不是所有的地标都用于辅助空间定向，辅助空间定向的标记一般是一些比较容易区别和记忆的，避免因为记忆混乱造成路线决策失误，甚至迷失方向，发生生命危险。旋转地图或改变自己的方向涉及的是心理旋转的问题，往往能反映人们的空间表象能力和视觉空间表象的体系，是能够反映空间定位能力的指标，是空间能力的中心指标，且这种心理旋转的能力对空间定向能力的提高起着重要的作用。

2.1.2 通过距离感知的训练提升空间定向能力儿童青少年在进行空间定向时，需要在脑海中利用并整合各种可获得的外部环境和信息，构建一个比较完整的内部知觉空间，从而对学习目标物体的距离和方向问题进行更加精确地估计和判断，根据自身所处的环境，可获得的环境信息具有一定的差异性。大多数儿童青少年对于距离的估计和判断依靠连续稳定的地面纹理信息，这样对判断与目标点之间的距离就会产生压缩倾向，出现距离判断的严重失误，就会导致出现“看山跑死马”的现象。在定向运动中使用地图时，往往需要计算2点之间的距离，这样就可以知道自己在实际运动中所花费的时间，从而决策出自己的行进路线，这是一种距离感知的能力。现在很多距离感知的实验都是通过虚拟现实技术进行测试的，这种技术很便利，能够节省时间，且已有研究证实，在虚拟环境和现实环境中进行距离感知的差异被证明是可以忽略的。但是，对儿童青少年而言，使用虚拟现实技术对其视力是有影响的。在定向运动项目中，儿童青少年可以在定向地图与实际环境的配合下，培养距离感知的学习能力。定向地图是儿童青少年了解空间数据信息的主要研究工具，用于导航、计算、空间环境分析和决策路线等。定向地图包含比例尺和各种符号、文字、数字、等高线。这些符号都是在向读图者传递有于实际环境的信息。读图者需要利用地图上的各种信息，建立起一个比较宏观的地理信息：通过确定比例尺和地图上的位置信息，从而计算出2点之间的水平距离；通过描述海拔与坡度的等高线的变化规律和形状的变化，使得地图变成一个高低起伏的立体图像，这样就可以清晰地看出点位之间的距离和地理知识信息，通过不断培养青少年的这种读图的能力可以有效提高其距离感知能力。根据清晰的空间方位和距离，可以确定方向，进行空间导航，寻找目标点。在户外进行定向运动时，不仅需要估计直线距离，而且需要对复杂的地形进行估计，这就增加了决策方向的难度。儿童青少年可以通过这种高难度的系统训练，对不同点位之间的距离、地理环境信息进行分析评估，提高儿童青少年对距离的认识、定向地图符号的学习和空间方向的判断。

2.2 定向运动提升儿童青少年空间导航能力的靶向价值

2.2.1 通过情景匹配的训练提升空间导航能力在日常生活中，儿童青少年需要明确自己在环境中的位置和方向，且在环境中走动时要保持一种方向感，这涉及空间导航能力。导航时，需要对周围的环境信息进行记忆，并将其与地图信息进行匹配，这是一种情景匹配的能力。在定向运动中，准确地识别出定向地图上的点位信息，在实景中进行目标搜索、识别、加工、记忆、储存和提取，精准的情景匹配能力能够为参与者节省大量的时间，在最短的时间内有效地完成比赛。地图符号是空间信息的载体和传播工具，是地图向读图者传递信息的数据库，定向地图用颜色、符号和等高线来表现地物和地貌。地图上必须含有对于参赛人员来说较为明显的符号信息，还必须包含影响读图或路线选择的细节特征，定向地图上所标记符号的数量、形状、大小和精确位置与实际环境并非完全一致的，存在一定的误差和陷阱。定向地图上每个点位周围必须存在一些可以让儿童青少年精准捕捉到的信息点，这些信息点的设置可以是比较明显的，也可以是一些比较隐蔽的信息。信息点的隐蔽程度可以增加打卡的难度，但是信息点的标记要符合并在儿童青少年的认知能力范围之内。儿童青少年将地图符号转化为现实环境中的实景，并与实际环境进行匹配，以导航出一条正确的行进路线，提高儿童青少年的导航能力。

2.2.2 通过定向路线记忆的训练提升空间导航能力空间导航，顾名思义，就是准确找到目的地的能力。通常儿童青少年进行导航时要利用自身的线索或者周围的环境信息来确定目标，这就需要儿童青少年具备对信息的记忆能力。在定向运动中，常常通过路线记忆能力的训练提高对于环境信息的记忆，路线记忆是指对路线信息进行记忆的过程，路线信息是对环境中特定路线的了解，通常包括一系列地标和到达目的地所需的运动，地标的记忆在路线记忆中的地位尤为重要，地标可以被视为路线上的显著物体，通过提供识别和记忆的线索来促进空间信息的获取，尤其是路线学习。路线学习是一种导航，包括学习与地标相关的方向。大量的实验研究证明，人们可以利用路标进行空间导航。所以，提高儿童青少年的路线记忆能力，首先要培养其对于路标的学习。在定向运动中，地标的研究主要包括地图符号的研究和实际环境中标志性物体的研究。儿童青少年参考地标进行寻路可以提高其对于地标的细节和整个场景的记忆能力，从而构建出有利于空间导航的认知地图。认知地图是获取、编码、储存、回忆和解码日常空间环境信息的心理过程，认知地图对空间定位、寻找路径、环境认知、距离估计、标志定位和方位判断等都有重要作用。在定向运动中，随着环境的复杂化，路线记忆难度也在加强，儿童青少年需要在环境中不停地行走或奔跑。进行路线记忆的关键是：在跑动的过程中进行地图符号信息的编码、记忆和提取，并与实际环境信息相匹配，记忆关键性标志性物体之间的相互位置关系，从而决策行进方向，进行导航。

2.2.3 通过定向路线决策的训练提升空间导航能力培养儿童青少年空间导航能力的目的是避免迷路现象的发生，决策出一条安全的路线，培养儿童青少年的路线决策能力对于提高其自信心，乐观积极的态度也是有帮助的。在定向运动中，路线的选择是核心。正确的路线选择可以减少儿童青少年在比赛的过程中所消耗的时间，在比较复杂的环境条件下，路线的选择更为重要。在具体实践过程中，定向地图看起来短的路线在实际比赛中并不一定是最省时最快的路线，短的路线有可能要翻越很多山坡，对于体力的消耗是极大的，如在地形特别复杂的2点之间，盲目地直线前行还不如绕路更节省时间。在决定行进路线时，要在奔跑的同时进行路线选择。这样，在到达前一个目标点时，就已经规划出下一条行进路线，避免在选点上浪费大量的导航时间。要选择适合自己的路线，不一定是最短的路线就是适合自己的，一般最短的路线坡度比较大，对体力的消耗要大得多，所以，对于体力差的人要有所取舍。对复杂地形进行决策时，首先要排除一些难走甚至不能通行的道路，因为这样的路线只会无故增加难度，尽可能地把一些高点作为行进路线，因为高点视线开阔，能够看到一些地图上没有标记的一些信息，可以提前发现路况信息，尽可能早地做出决策。对儿童青少年而言，在户外进行定向运动，路线决策一定要选择较为安全的路线，在确保安全的情况下，尽可能地缩短导航的时间。通过提高儿童青少年读取地图信息与实际环境信息之间的转化，加强对于定向地图的点状符号、面状符号和线状符号的记忆，准确地对环境信息进行加工、处理、储存、记忆和提取，从而决策出一条有效的路线。在路线决策的过程中，还要加强对环境信息的搜索、筛选和提取的能力，排查出干扰信息，最终的目的是使路线决策合理、缩短跑动距离和减少时间的浪费，提高儿童青少年的空间导航能力。

3 定向运动项目对空间定向与导航能力提升的实施建议

定向运动作为教育部和国家体育总局认定的科技体育项目，对场地基础设施的要求较小，不像篮球、足球等体育运动项目，定向运动在学校操场、教学楼和校外公园均可开展；多种形式的定向运动，如百米定向、接力定向和亲子定向均适合在各类中小学广泛开展。在定向运动中设置多个目标点，更为精细的地标符号，锻炼青少年对目标信息的搜索、编码、记忆、储存和提取的能力，并与实际环境信息相匹配，确定与目标点的方向和距离，决策出合理科学有效的行进路线。定向运动可以提高儿童青少年在自身环境中辨别方向的能力，了解所在的地方的位置以及与周围环境的位置，提高方向感，提高儿童青少年的空间定向能力。