不仅是何时,还有如何:运动学习中视频反馈的探索性双重控制方法

《Human Movement Science》:Not just when, but how: An exploratory dual-control approach to video feedback in motor learning

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年07月08日 来源:Human Movement Science 1.9

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  A?men Khacharem卡塔尔大学体育科学学院,卡塔尔多哈2713摘要本研究为一种新的双重控制范式提供了初步证据。它探讨了将时间反馈与视频反馈相结合,并赋予学习者对交互式回放功能(暂停、慢动作、倒带)的控制权,是否能够比单纯的时间自主性更有效地提升运动技能的掌握程度。64名

  
A?men Khacharem
卡塔尔大学体育科学学院,卡塔尔多哈2713

摘要

本研究为一种新的双重控制范式提供了初步证据。它探讨了将时间反馈与视频反馈相结合,并赋予学习者对交互式回放功能(暂停、慢动作、倒带)的控制权,是否能够比单纯的时间自主性更有效地提升运动技能的掌握程度。64名初学者被随机分配到四种不同的实验组:完全控制组(自我控制时间+交互式回放)、部分控制组(自我控制时间+非交互式回放)、外部控制完全控制组(外部控制时间+交互式回放)以及外部控制部分控制组(外部控制时间+非交互式回放)。在两次投掷飞镖的任务练习后(共120次尝试),在预测试、24小时后的表现以及72小时后的表现阶段,分别评估了他们的运动准确性、动作一致性、技术执行水平以及自我效能感。结果显示,完全控制组在所有评估指标上均取得了最佳且最持久的进步效果。在所有因变量中,组别与时间的交互作用均显著(η2?介于0.140到0.234之间),完全控制组在24小时和72小时后的表现都优于其他组别,尤其是在72小时时,其与部分控制组的差异更为明显。值得注意的是,尽管同样拥有交互式回放功能,外部控制完全控制组的表现却相对较弱。这些研究结果表明,当学习者能够同时掌控反馈的获取时机以及反馈内容的查看方式时,交互式视频工具才能发挥最大效用。文章还探讨了这一发现对以学习者为中心的视频反馈系统设计所具有的理论和实践意义。

引言

在学习技能的过程中,学习者如何才能最大限度地利用视频反馈的优势?尽管关于增强型反馈在运动学习中的应用已有数十年的研究,但这一问题至今仍只有部分答案,主要是因为现有研究大多只关注学习者控制的单一维度,即何时接收反馈,而忽视了另一个同样重要的维度:学习者在获得反馈后是如何处理这些反馈内容的。本研究旨在弥补这一缺陷,通过引入并实证检验一种双重控制范式,让学习者能够自主掌控反馈的时机以及交互式回放功能。
基于视频的反馈机制使学习者能够观察自己的动作表现,将其与任务要求的标准进行比较,从而形成更准确的运动认知(Andrieux & Proteau, 2013; M?dinger et al., 2022)。不过,其教学价值在很大程度上取决于反馈的呈现方式和处理方式(Atatekin & Kara, 2024)。在影响反馈效果的各种因素中,学习者对反馈时机的控制一直受到最多关注。大量研究表明,即便反馈总量相同,允许学习者决定何时接收反馈,也能比外部控制或固定时间表的反馈方式更能提升运动学习效果(Aiken et al., 2012; Janelle et al., 1995; Kok et al., 2020; Post et al., 2016; Ste-Marie et al., 2016; Van Maarseveen et al., 2018)。不过,这一结论也需要谨慎对待。最近的元科学研究对自我控制练习效应的可靠性和程度提出了质疑,有强有力的元分析证据表明,发表偏倚和研究设计不合理可能夸大了早期的研究结果(McKay et al., 2025)。还有一些预先注册的研究也未能重复出显著的学習优势(Bacelar et al., 2022; McKay and Ste-Marie, 2020, McKay and Ste-Marie, 2022; St. Germain et al., 2022; Yantha et al., 2022)。因此,尽管自我控制反馈在理论上具有重要意义,但其好处并不能被视为理所当然或普遍适用。
为了解释自我控制反馈研究中出现的积极效果,人们提出了两种互补的解释。从元认知的角度来看,自我控制的学习者会在他们认为有信息价值的时刻请求反馈,通常是在尝试失败之后,以此来发现错误并采取纠正措施(Barros et al., 2019; Carter et al., 2014; Carter & Patterson, 2012; Carter & Ste-Marie, 2017)。从动机角度而言,能够选择反馈接收时机有助于满足学习者的自主需求,提升他们的自我能力感,进而保持练习的积极性(Ryan & Deci, 2000; Wulf & Lewthwaite, 2016)。这两种机制并非相互排斥,相反,当自我控制反馈能同时满足信息的相关性和动机的需求时,它就能更好地促进学习。
现有视频反馈研究的一个显著局限性在于,它们几乎只关注学习者何时获取反馈,而几乎没有探讨他们是如何处理这些反馈的。在大多数研究中,唯一被赋予的控制维度就是时间自主性,反馈内容则是以标准速度进行的固定线性回放。这种设计假设只需观看动作序列就足以实现学习目标,但却忽视了连续动态信息所带来的认知负担。交互式视频技术通过提供暂停、慢动作和倒带等功能,解决了这一问题,它能够让学习者将复杂的动作序列分解为多个独立、可重新查看的部分。Mayer的(2009)多媒体学习认知理论为理解这一问题提供了有益的框架。尤其是其中的分段原则指出,将连续的信息分解为易于理解、结构清晰的单元,有助于提升学习效果(Khacharem et al., 2013; Khacharem et al., 2014; Spanjers et al., 2010)。通过让学习者能够控制查看的节奏和细节程度,交互式功能可以降低不必要的认知负荷,让学习者的注意力集中在对动作分析有意义的特征上(Boucheix & Lowe, 2010; Kalyuga et al., 2012; Khacharem et al., 2015; Romdhane & Khacharem, 2023; Spanjers et al., 2010; Sweller et al., 2019)。另一种解释则源自运动学习的OPTIMAL理论(Wulf & Lewthwaite, 2016),该理论认为,自主性支持通过两条相互作用的路径提升学习效果:其一是个体预期路径,即自我能力感有助于维持学习的动力;其二则是注意力聚焦路径,即自我调节环境能让学习者的注意力更多地集中在动作效果上,而非身体的内部机制。交互式视频回放或许正是通过这种方式激活注意力聚焦路径的——它能够让学习者将视线和注意力集中在屏幕上可见的具体动作结果上,从而比被动观看更有效地实现外部注意力聚焦。因此,双重控制范式为这两条路径的同时发挥作用创造了条件。
不过,需要强调的是,交互性本身未必就有益处。St. Germain等人(2022)发现,虽然学习者能够控制示范动作的播放速度,这能提升他们的自主感,但却无法提高记忆保持效果,这说明交互式控制的价值取决于其所处的具体使用情境。如果这种控制是由外部强加的(比如外部控制的暂停或慢动作播放),那么这些功能反而可能打断学习者的思维流程,让他们的注意力从自身认为重要的任务上转移开,从而增加而非减少认知负荷(Mayer, 2009; Sweller et al., 1998; Sweller et al., 2019)。
这一分析表明,“拥有”交互式工具与“能够自主控制其使用”之间存在本质区别。对反馈时机的控制与对反馈交互性的控制可以通过互补的机制发挥作用:时间控制帮助学习者确定最有利于获取反馈的时机,而交互性控制则能在这些选定的时机里,让学习者更深入、更有针对性地分析反馈内容。因此,将这两种控制结合在一起(即采用双重控制策略),可能会带来比单独使用任一控制维度更大的学习效益。相反,如果将交互性与时间自主性分开,比如在外部设定的时间点强制进行交互式回放,那很可能收效甚微,甚至适得其反。
本研究在投掷飞镖的任务中,通过四种不同的反馈条件来检验上述假设。选择投掷飞镖作为实验项目有三个原因:第一,这是一种具有清晰、可量化结果的感知-运动技能,反馈效果很容易衡量;第二,即使没有太多前期训练,初学者也能掌握这项技能;第三,这项技能在运动学习研究中已被广泛运用,便于不同研究之间的对比(Englert & Bertrams, 2012; Kitsantas et al., 2000; Oudejans & Pijpers, 2009)。我们提出了三个假设:H1认为时间控制会产生显著效果,即自我控制组的成绩会优于外部控制组;H2认为交互性也会产生显著效果,即交互式组的技术表现和自我效能感会更高;而核心假设H3则认为时间控制与交互性之间存在交互作用,完全控制组在所有评估指标上的提升幅度会最大。

章节节选

参与者

本研究共招募了64名成年人(30名女性,34名男性;平均年龄为20.1岁,标准差为1.25岁,年龄范围在18至24岁之间),这些人来自该校师生群体,被随机分配到四个实验组中,每组16人。所有参与者均为右利手,使用惯用手进行投掷。他们的视力正常或经过矫正后为正常水平,且没有神经系统或运动功能方面的缺陷。通过结构化问卷调查了他们之前的飞镖投掷经验,将其分为两类:一生中投掷次数少于10次的群体,以及……

操作检查与反馈请求模式

完全控制组的参与者在91.4%的反馈尝试中主动使用了交互式工具(平均每次 session 使用18.7次,标准差为3.2次)。其中,慢动作回放是最常用的功能,占比58.3%,其次是暂停功能,占比29.4%,倒带功能占比12.3%,这些数据表明学习者确实会有选择地使用这些交互式工具。两个自我控制组的参与者在相似比例的尝试中使用了反馈功能(完全控制组为13.7%,部分控制组为15.3%;F(1,30) = 0.72,p值为0.403,η2?为0.023),两组的反馈使用情况相当。

讨论

本研究提出了一种用于运动学习中视频反馈的双重控制范式,旨在探究是否通过让学习者同时控制反馈的时机以及交互式回放功能,能够比单纯的时间自主性带来更好的学习效果。总体而言,研究结果为这一双重控制理论提供了初步且逻辑自洽的支持证据。完全控制组在准确性、技术执行水平等各项指标上,都展现了最为理想的记忆保持效果。

实践意义

这些研究结果对于设计以学习者为中心的反馈系统具有重要的实践意义,这类系统可应用于体育教育、运动训练以及康复领域。研究表明,只有当学习者能够同时掌控反馈的获取时机以及反馈内容的查看方式时,交互式视频工具才能发挥最大作用。如果学习者无法决定何时使用这些工具,仅仅提供暂停、慢动作或倒带功能可能是不够的。相反,如果由外部强制设定暂停或放慢动作速度,也可能……

研究的局限性与未来方向

有几项局限性需要明确指出。首先,投掷飞镖这项任务相对简单,未来的研究应探讨在更复杂的技能场景中的应用效果,比如体操、网球击球动作或外科手术技巧等。其次,目前的两次评估时间间隔无法判断学习效果的长期持续性,若能在一周和一个月后再次进行评估,就能更准确地判断这些积极效果是否能在短期记忆之外持续存在。再者,个体差异也是影响研究结果的一个重要因素……

CRediT作者贡献说明

A?men Khacharem:撰写——审阅与编辑,撰写——初稿,验证,监督,软件使用,资源准备,方法设计,研究实施,正式分析,数据整理,概念构建。

利益冲突声明

作者声明,他们不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益或个人关系。
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