《Journal of Experimental Child Psychology》：Offline and online
de novo motor skill learning differs in young children and adults
编辑推荐：
•在运动技能学习方面，儿童可能比成人具有发展优势。•目前尚不清楚儿童在离线与在线的“从头学习”运动技能方面存在何种差异。•成人在学习任务规则和动作运动学方面表现更好。•相比成人，儿童在离线学习方面表现更佳。•5岁儿童在学习这种“从头学习”的技能方面几乎没有表现出学习迹象。引言掌握
- •
在运动技能学习方面，儿童可能比成人具有发展优势。
- •
目前尚不清楚儿童在离线与在线的“从头学习”运动技能方面存在何种差异。
- •
成人在学习任务规则和动作运动学方面表现更好。
- •
相比成人，儿童在离线学习方面表现更佳。
- •
5岁儿童在学习这种“从头学习”的技能方面几乎没有表现出学习迹象。
引言
掌握并保持运动技能有助于日常活动开展，促进健康，还能让人更好地参与休闲及社交活动（Capio等人，2024；Holloway和Long，2019；Macdonald等人，2020）。儿童在幼年时期就开始掌握并提升诸如骑自行车、接球、双人同步行走等复杂的运动技能。在运动发展相关研究中有一个普遍结论：随着实际年龄的增长，运动技能水平也会不断提升（Barral等人，2006；Mazzardo等人，2024；Olivier等人，2007；Schneiberg等人，2002）。不过，在学习新技能方面，儿童在某些类型的学习中可能比成人具有“发展优势”（Gualtieri和Finn，2022），包括运动技能学习（Adi-Japha等人，2014；Beck等人，2024；Van Roy等人，2024），这表明儿童与成人在学习机制和学习过程上存在差异。
为更好地理解运动学习中与年龄相关的差异，一种研究方法就是考察学习过程中的运动技能表现，也就是通常所说的在线学习和离线学习。在线学习指的是在学习过程中（比如实际练习时）技能表现的变动，而离线学习则是指不依赖实际练习的技能表现变化（通常是在练习数天之后），这很可能是由于支持该技能的运动记忆得到了更好的巩固（Lee，2019）。现有研究表明，“发展优势”主要体现在运动技能的离线学习或记忆保持方面（Beck等人，2024；Van Roy等人，2024）；成人往往容易忘记所学技能，而儿童在两次学习之间能保持更好的表现。儿童运动记忆的稳定巩固是一种符合生物学规律的机制，能够支撑他们在快速学习与发展的幼年时期掌握技能。
尽管已有证据表明运动学习过程会随年龄变化，但以往的大多数研究都集中在儿童学习运动序列（如连续反应时间任务或手指对立任务）上（Dorfberger等人，2007；Thomas和Nelson，2001）。与序列学习不同，其他类型的运动技能学习，比如适应性学习和“从头学习”，需要明确的认知策略，因此能更好地反映“现实世界”中的学习情境，例如在新的环境中移动或对外部干扰做出反应时的学习情况（Contreras-Vidal，2006；Musselman等人，2011；Takahashi等人，2003）。尤其是“从头学习”，它与日常运动学习密切相关，因为学习者需要建立动作与结果之间的新关联（Yang等人，2021）。例如，学习骑自行车就需要掌握全新的肢体协调方式（用于踩踏板和操控方向）以及姿势控制能力（在坐着时保持平衡且尽可能减少侧向晃动），才能完成骑行目标。重要的是，这类动作组合并非是对之前学过的走路或姿势控制的简单调整。不过，目前还不清楚在离线与在线的“从头学习”方面是否存在发展优势。有一项先前研究考察了多日内的全身运动学习任务中的在线与离线学习情况，但并未发现儿童与成人之间存在差异（Lee，2019）。
虽然幼年是掌握更复杂运动技能的关键发展阶段（Hirtz和Starosta，2002；Solum等人，2020），但技能开始掌握的具体年龄仍存在争议。在探讨运动学习与年龄关系的研究中，8岁通常是研究的最低年龄，但也有一些研究表明，6岁的儿童就已经能够学习新的行走和上肢运动模式（Du等人，2017；Kagerer和Clark，2014；Musselman等人，2011），但他们可能更多依赖视觉反馈来引导动作（Bremner等人，2013；Ferrel等人，2001）。不过，这些研究的一个共同局限性在于，由于参与者之间的年龄差距较大（比如5岁儿童和8岁儿童），或者排除了年龄较小的儿童（比如8岁以下儿童），导致研究缺乏足够的细节信息。
为弥补这些知识空白，本研究采用镜子反转任务，考察5至8岁儿童与年轻成人学习一项新的视觉运动技能时的在线与离线“从头学习”情况。与运动序列学习不同，本研究中的“从头学习”任务要求参与者学会在二维工作空间中，将手部动作与移动光标的视觉反馈建立新的关联。我们就学习这项任务时与年龄相关的差异提出了三个假设：1）成人的任务整体表现会更优；2）相比儿童，成人在线学习的能力更强；3）相比成人，儿童在离线学习方面的表现更好。
章节摘要
运动轨迹与任务表现的特征描述
正如预期，成人与幼儿在整体运动表现上存在显著差异。图2A展示了部分个体运动轨迹的示例。5岁儿童的运动方向往往与目标相反，且在整个练习过程中都保持这种行为。6至8岁的儿童运动路径有所差异，但都能在10秒的时间限制内成功到达目标。而成人的运动路径则相对更为直线化，从一开始就
讨论
在本研究中，我们考察了5至8岁儿童与成人学习一项新的视觉运动技能（镜子反转任务）时的“从头学习”情况。主要研究结果表明：1）在所有的训练和记忆测试中，以及在所有任务表现指标上，成人的表现都优于儿童，儿童的表现从未达到成人的水平；2）成人在学习任务规则以及新的动作运动学特征方面的在线学习能力更强；3）8岁儿童在任务规则的学习方面表现出更强的离线学习能力。在我们看来
与以往研究的对比
以往那些专门使用上肢运动学习任务的研究，对于在线学习与离线学习是否受年龄影响得出了相互矛盾的结果。有些研究指出，青少年和成人的在线学习能力优于儿童，但离线学习的情况则恰恰相反（Adi-Japha等人，2014；Beck等人，2024；Du等人，2017），而另一些研究则仅发现儿童在离线学习方面有更高进步（Van Roy等人，2024），或者根本不存在与年龄相关的差异（Adi-Japha等人，2014
在线学习与离线学习存在年龄差异的机制
成人，尤其是在任务初期，能够在任务规则和动作运动学特征的学习方面表现更好，一个可能的原因是他们拥有更成熟的运动控制机制，比如更好的感觉运动整合能力以及更善于利用反馈。例如，成人能够更快地从早期的表现错误中吸取教训（比如光标偏离目标），迅速做出纠正，并形成该动作的新内部表征。先前的研究已经表明，儿童更新认知的速度较慢
“从头学习”运动技能的敏感期
本研究的一个新发现是，5岁儿童在学习这种“从头学习”的技能方面几乎没有表现出任何学习迹象，从他们在训练和记忆测试中的低水平表现以及缺乏稳定的表现变化就可以看出来。相比之下，6至8岁的儿童在每次练习期间以及不同练习之间都能展现出更稳定的表现提升，这与学习过程相符。因此，这些结果引发了这样一个问题：6至8岁是否属于复杂运动技能学习的敏感期，类似于某些其他技能的敏感期
研究考虑因素与局限性
在解读这些研究结果和结论时，需要考虑到一些局限性。首先，虽然总体样本量足以检测出在线学习与离线学习的效果，但由于各年龄组的样本量较小且不均衡，部分与年龄相关的效应检测能力不足，这可能会增加出现第二类错误的风险。
其次，尽管这项任务本身是全新的，但参与者此前使用平板电脑和/或玩电子游戏的经验，
结论
虽然6岁的儿童还没有成人那么熟练，但他们已经具备学习新的视觉运动技能的能力。7至8岁的儿童在所学技能的记忆保持方面也优于成人，这进一步证明了儿童在各种形式的运动技能学习方面都具有发展优势。总体而言，这些结果表明“从头学习”运动技能很可能受年龄影响，同时也凸显了幼年在复杂运动技能发展中的重要性。
CRediT作者贡献说明
Cassandra J. Kemmel-Bartletti：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，可视化，验证，软件应用，项目管理，方法论，正式分析，数据整理。Cecelia Stefo：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，验证，方法论，研究调查，正式分析，数据整理。Samuel T. Nemanich：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，可视化，验证，监督指导，软件应用，资源协调，项目管理，
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢参与本项目数据收集与分析的研究生和本科生研究助理，感谢参与者及其家人所付出的时间和精力，同时也感谢当地学校为这项研究的部分工作提供了场所。
本研究得到了美国国立卫生研究院下属的尤尼斯·肯尼迪·施莱弗国家儿童健康与人类发展研究所的资助，资助编号为R03HD107651，同时还得到了马凯特大学体育与人类表现中心的支持
Cassandra J. Kemmel-Bartletti|Cecelia Stefo|Samuel T. Nemanich
