技术动作的学习过程源自于中枢神经系统各部分协调作用,最终形成最佳的神经控制模式,达到动作执行的自动化水平。神经生物学研究表明,中枢神经系统各个部分在运动技术学习3个阶段所起的作用并不相同(如表1所示),在技术学习的初期神经系统参与度远高于后期。
2.1神经生物学解释。
运动员技术动作的实施是由神经系统控制的,技术训练的目的是使相关神经突触之间建立起某种专门的联系,所以青少年技术训练要遵循神经系统生长发育的规律。关于运动技能学习的理论研究最早可以追溯到原苏联学者Bernstein[23],他在对专业铁匠击锤动作的力学研究中发现,固定的动作表现(锤子击中目标)可能是由参与运动的不同独立因素的可变行为(不同的关节旋转)造成的。结合前人的研究他提出了经典的动作学习分期理论,认为动作学习需经过三个阶段:第一阶段,个体通过增加动作约束来消除整个运动过程中的自由度(Degrees-of-freedom,DOF),即个体在开始学习新动作时不知道如何控制动作的执行,此时动作的自由度很多,通过学习、尝试、纠错过程,不断对动作的自由度取舍,进而达到用某一固定模式控制动作执行的水平(其中包含一定数量的无效控制);第二阶段,人体经过学习会逐步释放一些DOF,导致可变性在基础运动水平上有所提高,即随着动作熟悉程度的增加,个体可以放松无效控制;在第三阶段,在动作执行过程中使用反射信息协调各元素完成整个动作执行过程,即动作熟练度进一步增大,动作执行过程中的控制元素可以相互补偿、替代,达到动作的协调控制。
Bernstein对青少年和儿童的运动学习理论做出了巨大贡献,其研究成果对当代运动技术的研究产生了两个重要影响:
第一,开辟了基于神经科学研究个体行为和思想的新研究视角。在该视角下,研究者逐渐开始重视大脑的整体功能系统,并对其属性有了越来越多的了解。尽管相当部分的研究仍集中在大脑的局部功能领域,但这些研究结论同时也发现大脑各个功能区并不是独立地存在,而是在它们之间存在着广泛的连接[24],这些连结是人体知觉、动作、认知过程的物质基础。
第二,推动了对人脑动力可塑性的研究。在该理论的启示下,人们对猴子进行了脑图谱分析,发现外界的经验不但能够建立而且还能维持大脑皮层和皮层下的功能连接[25].该成果对人脑研究具有重要意义,证明了大脑功能的自发成熟变化是由儿童的日常活动所决定的这一“经验塑造大脑”的创新性认识[26].这一循环是封闭过程:与经验重组大脑的过程相似,由知觉辨认、记忆、动作控制产生的大脑神经联系的提高也会给儿童提供更多经验的机会,从而让儿童进一步塑造大脑[27].
上述理论研究证明,神经系统在技术学习、实施过程中起着至关重要的作用,因此儿童青少年的技术能力训练必须与神经系统的发育特征相结合。Bloom[28]的研究发现如以17岁少年的智力发育水平为100%算,那么4岁时已有50%的智力,8岁就可以达 到80%,13岁时大脑基本成熟。该研究结果之后成为青少年运动能力发展“敏感期”这一经典理论的重要基础。Suslov[29]提出12~18岁是发展协调能力的敏感期,美国国家足球训练手册6~15岁阶段的训练目标定位于协调能力和运动技能的发展,也有研究显示,儿童少年在10岁以前具有体重轻、关节柔韧性好的特点,是发展柔韧素质的良好时期,而到了10~12岁,其神经系统出现较好的灵活性,肌肉在骨上的附着点距关节较近,是发展速度的有利时期。
曹春梅,董刚,刘钰,高崇. 运动协调和技术学习理论研究进展与趋势——对我国青少年训练的启示[J]. 武汉体育学院学报,2017,(01):82-87.