基于动态系统理论的个体动作发展研究

动态系统理论是20世纪80年代初，由 Peter Kugler，Scott Kelso和Michael Turvey三位研究者在哲学、生物学、工程学、非平衡力学以及生态学的原理基础上[1]发展起来的一种崭新的动作发展研究理论。该理论包括动力系统理论和生态学原理。

动力系统作为探讨动作发生原因的理论，它把人类的动作控制当作一种复杂的系统，其行为方式与复杂的生物系统与物理系统相似。作为一种复杂的系统，动力系统理论注重探讨随着时间的演进，以及在相关因素的影响之下，系统是如何由原来的状态改变到另外一个状态的[2]。

Gibson（1966）依据生态学原理提出“直接知觉”和“环境赋使”的观点。他认为在知觉前，个体可以不需要经过“感觉”过程，只要主动撷取环境中的讯息便能觉知身体与环境之间的关系。环境赋使是环境提供给个体行动的机会，觉知“环境赋使”须仰赖个体去探察本身的控制能力与环境所提供机会之间的关系；个体觉知环境可供行动的讯息，是以本身身体有关的单位做为测量标准（如：手长、眼睛高等）。因此，相同的环境虽然给予个体相同的资源，但环境中事物所提供的环境赋使，在动作的形成上则因个体条件的不同有所不同[2]。

一、踢毽子运动的动态系统分析

踢毽子是深受学生喜爱的传统民间体育活动之一，也是体育教学在不同阶段的主要练习内容。它是个体在一定环境下经过不断的学习，肢体动作从开环系统向闭环系统转化的一项运动系统。从动力系统分析，该系统主要在控制下肢关节的同时完成各种踢的闭环性动作技能，涉及到摆动腿髋膝关节的屈、伸、旋内、旋外等作用肌，以及踝关节内翻的作用肌等。从生态学原理分析，该系统的形成过程中受物理和信息两种因素的限制；物理限制包括结构性或功能性两种限制，其中各个关节自由度的控制以及如何控制力量的大小，属于结构性物理限制；功能性物理限制是个体反应和知觉等能力支持动作表现的过程，如在幼儿阶段摆动腿不能快速的形成拦截毽子的动作。信息限制是经过系统传导的各种能量，帮助个体在动态环境中形成的必要动作反应以及支持动作的协调，包括对毽子在空间不同运动轨迹信息的处理，以及身体触碰毽子时本体感觉的信息限制。

基于动态系统理论分析个体踢毽子动作技能发展，不仅可以为深入了解不同动作发展理论观点，为拓宽教师教学理念提供思路，同时也可以从不同角度探查个体动作技能形成的本质过程，为探讨学生在不同阶段的动作学习基础以及动作学习的方向提供了基础。踢毽子属于操作性技能，本文依据动态系统理论观点，以及个体在不同年龄阶段表现出的动作形态特点，以连续踢两次为标准，确定两次以下为开环系统，两次以上为闭环系统。

二、踢毽子动力系统分析

动力系统理论认为在动作学习中，个体要想学习并操作一项复杂的运动技能，其动作控制系统就必须要解决组成该系统各个元素的自由度问题，例如僵硬的肌肉和关节。

踢毽子（仅对摆动腿分析）是一个由髋、膝、踝关节组成的复杂、多层次的运动环节系统，摆动腿对毽子的控制需要髋、膝、踝三个关节的相互协调。为了熟练地控制毽子的飞行轨迹，个体在不同年龄阶段和不同环境条件的约束下，形成了相对稳定的动作形态，以达到很好的控制这三个关节的自由度。例如：为了达到对毽子的控制（连续踢毽子），个体在幼儿阶段采用“锁住”膝关节和踝关节的策略进行动作探索，这个策略使摆动腿像棍子一样僵硬，并逐步形成了“蹦踢”动作的雏形。随着个体不断练习，“冻结”的僵硬关节开始变的灵活，一个流畅的环节运动逐渐形成，从6岁开始个体可以依据毽子在空中飞行的过程中释放出的不同信息，摆动腿的各个肌肉和关节通过自我组织的方式形成了以盘踢为主的动作模式。Berstein认为，个体动作模式灵活性的增加，就必定意味着需要个体直接变量数的减少[3]。在踢毽子过程中，变量的减少实质是个体将下肢存在一定功能性联系的肌肉群及相关关节组合成适合一定条件下的协调结构，如3～6岁阶段的蹦踢。

以上分析得出，在动作学习过程中，个体不同年龄阶段的动作表现受肌肉群和关节的自由度限制，教师只有了解不同自由度限制下表现出来的不同形态，以及这种状态下的肌肉和关节自由度特点，才能很好的、有针对性的进行教学设计，以帮助学生从一种状态改变为另一种状态。

三、踢毽子生态学理论分析

生态学理论强调背景性因素或实际情境对有机体的影响，他们认为因自我或物体移动所产生的周边知觉阵列能量的改变，是提供给人类行为直接知觉的信息，并且用它来调控行动[4]。“知觉-动作”的联结作为研究开放性技能协调表现的重要因素，在它们相互作用的过程中，知觉部分负责发现并应用环境中重要的固有信息，动作部分负责动作控制特征的安排和调整，从而使个体达到行为目标。其中，影响踢毽子动作协调的两种最重要因素是信息的恒定性和环境赋使。

1.信息恒定性对动作形成的影响

恒定性模式是指知觉和行为之间的直接信息不需经过转换、计算和黑盒子的过程，直接经信息而产生动作；动作影响并改变所知觉到的信息，而知觉就是对这些恒定模式的直接拾取[5]。Gibson认为人们通过主动碰触后所获得的复杂信息，也就是动态的本体感觉信息，是最有用的信息。在操作性技能中，动态性碰触后所获得的信息可能比视觉信息更具连续性与基础性[2]。动作会产生信息，而信息会进一步促进动作变化，从而使知觉与动作之间形成了一种循环关系。

分析1 运动方向的判断

直接知觉理论认为环境光阵中的信息对人的活动起到导航的作用，因为环境光阵至少提供了运动方向的信息。在踢毽子运动中，毽子飞行的轨迹确定个体触碰时所需的方向。不管是熟练和不熟练者，当毽子的飞行轨迹发生改变的时候，个体会随着毽子位置的变化，采用前后、左右或旋转方式进行方向上的判断，然后用力伸展下肢或改变姿态控制毽子。这就说明毽子在飞行过程中产生的信息可以引导练习者的运动方向，例如：对于踢毽子不熟练的个体，由于其自控能力不足，也会随着毽子的飞行轨迹，在四处“飞奔”的过程中不断调整自己的动作。这些动作往往是比较突然，并非属于自主计划下产生的动作。同样，熟练的个体在处理这种现象时，他们随着毽子飞行路线做出更加合理的动作来调整毽子在空中的飞行轨迹。例如，个体用蹦踢的方式调整远离身体的毽子，使动作形态恢复到盘踢上。