简论学习模仿学习对运动技能学习影响

摘 要：运用元分析法、数理统计法，以经过筛选的68篇文献为基础进行统计分析，试图找出模仿学习（model learning ）对运动技能学习影响的总体效果及其对不同任务性质的影响，为今后在技能学习过程中是否采用模仿学习和如何实施模仿学习提供参考依据。研究表明：1）模仿学习的总体效果量（ES值）达到0.75，说明采用模仿学习和身体练习相结合的学习方式好于纯粹的身体练习；2）模仿学习对不同任务性质的效果不一样，对大肌肉群参与的体育运动技能和实验室简单运动技能的效果好于精细实用运动技能；3）视觉模仿学习和听觉模仿学习都能提高运动技能，但二者对技能学习影响并没有产生显著性差异；4）高水平/标准模仿学习的效果好于初学者示范；5）较低频率的模仿学习效果好于100%频率。
关键词： 模仿学习；运动技能学习；视觉模仿；听觉模仿；元分析
1009-783X（2013）04-0362-09 文献标志码： A
近些年，随着计算机技术的快速发展，各种先进设备和仪器的推广，模仿学习（modeling learning）在运动技能学习中的应用越来越普遍。就视觉模仿（visual model）而言，从最初仅仅只是教师现场示范，到现在发展为可以采取标记点视频的程度，听觉模仿（audio model）也从简单听录音发展为制作各种不同相对时间模仿类型，毫无疑问，模仿学习对运动技能的提高起着越来越重要的作用；因此，加强模仿学习与运动技能之间关系的研究具有重要意义。
对于以视频的方式来获取相关信息的视觉模仿学习的研究，最早出现在心理学领域，起初主要是研究模仿他人行为对自身行为的影响。Bandura提出社会认知理论（social cognitive theory）[1-4]，1985年，Scully等提出视觉模仿学习的理论基础——视觉感知理论（visual perception perspective）[5] 之后，对模仿学习的研究如雨后春笋般开始，并从心理学领域发展到包括运动技能学习与控制在内的各个领域 [6-14] 。 对于以音频的方式来获取相关信息的听觉模仿学习的早期研究主要出现在音乐教学方面。1969年，Suzuki发现如果重复给学生听一段录制好的音乐，有助于学生在练习中改进错误，促进学习[15]。随后一系列研究证实和阐述了听觉模仿能有效促进技能学习，其研究领域也从音乐教学拓宽到其他领域 [16-18] 。迄今为止，虽然有大量国外文献对模仿学习进行了研究，也有少量国内文献注意到了该方面的进展，但总的来说，我国学术界就模仿学习对运动技能学习影响的研究较少。本文试图弥补该方面研究的不足，就模仿学习对运动技能学习的影响进行较深入的研究。鉴于国外的文献已对模仿学习的2种形式进行了大量的单独研究，也作了大量的实验，本文不拟重复这个过程，而是以已有的研究为基础，采用元分析的方法对模仿学习对运动技能学习的影响进行定量分析，找出其对运动技能学习影响的总体影响作用，为模仿学习在运动技能学习中的应用提供一定的理论依据。
1 研究方法

1.1 元分析方法

元分析是运用测量和统计分析技术，总结和评价已有研究的一种方法。它的目的不是为某一特殊研究问题提供文献性综述，而是利用各种文献概括出经验性和理论性的结果。与一般文献综述相比，元分析方法不是对原始数据的统计。在元分析研究过程中，最重要的是判定研究结果，以及对研究结果进行统计显著性水平检验和效果量的测定。

1.2 相关文献的检索

根据1995年，Rosenthal研究文献选择标准，作者试图检索所有关于模仿学习对运动技能学习影响的研究文献，主要包括：1）使用关键词（model learning，audio model，visual model，mental training，demonstration，imaginary，mental practice，observation，and point-light（in）motor learning）；2）通过查看文章的参考文献，查阅相关文献；3）搜索相关学位论文，包括学士、硕士和博士学位论文。

1.3 文献的选取标准

通过上述检索，搜集到相关文献为103篇。其中，符合本研究要求且实际用于数据分析的文献为68篇，选取文献的标准如下。
1）文献必须是视觉和听觉模仿对运动技能学习效果影响的定量研究。例如，如果文献仅只是观察（observational），看完之后不进行身体练习，直接进行保持（retention）测试，则不符合本文研究目的而被剔除。
2）文献必须以运动技能作为研究对象。运动技能学习领域包括实验室简单任务（如按2-4-8-6数字键练习，K-F键等），大肌肉群参与活动的体育运动技能（如投掷飞镖），实用精细技能（如手术室医生动手术）。如果文献是有关认知活动的学习，如记忆等则不属于本文研究领域而被剔除。
3）文献中采用指标必须是跟运动技能相关的结果（outcome）或过程（performance）指标。结果指标如按键练习中完成练习所用的绝对时间，扔飞镖的源于：大学生论文查重www.618jyw.com
精准程度、动作速度、动作时间等；过程指标如各种技术动作的技术动作评定。如果衡量指标是认知类的，则排除在外。
4）文献完成实验任务之后，是否进行了延迟保持测试（delay retention）或实验后测试（post test）。如果仅仅只有练习阶段（acquisition phase）的数据，那么这类文献被排除在外。因为按照2009年，Magill在《Motor learning and control：concepts and applications》一书[19]中提出的要求，练习阶段的技能表现只能反映技能的暂时表现，并不表示所学动作的长期变化。所谓保持测试是指学习者学习完某一动作之后，停止练习一段时间，然后进行测试，同时在测试过程中不给学生提供任何形式的反馈。它通常是在最后一次练习结束后24 h或者48 h之后进行，目的是测试学生掌握所学动作的稳定性和永久性，即学生学会的程度，而不是练习后短暂的练习效果；但是至今为止，针对完成动作多长时间后进行保持测试没有绝对标准，原则就是停止练习的时间能够消除练习效果对所学技能的短暂影响效果，确保测试中所测量的水平为学生学会动作的程度，是相对永久的。 5）文献是否有充足信息来计算效果量（effect size，简称ES）。本文研究所用的文献或给出直接的效果量值，或能计算出实验组和控制组的平均值、样本量，否则排除在外。针对效果量ES值的具体计算方法在本文后面还将介绍。

1.4 研究文献的分类

对所选取的文献进行如下编码分类。
1）模仿学习类型：本文把模仿学习类型分成2类：第1类是听觉模仿学习，是指通过听取一段标准的音频资料后，让练习者模仿音频资料所展示的时间特征去完成动作任务，测量指标主要是与时间和节奏相关的指标；第2类是视觉模仿学习，是让练习者通过观看高水平或初学者的录像视频，教师的现场示范，或计算机模拟出来的动作模式，观看完之后进行练习。这种模仿学习的评价指标则根据练习任务的不同，评价其练习的动作结果或动作技术指标。
2） 实验任务的分类：本文将实验任务分成3类。第1类是简单实验室任务，包括用手指障碍物的练习，键盘上交替按J-F练习，按2-4-8-6数字键练习等任务；第2类是大肌肉群参与活动的体育运动技能，包括舞蹈的基本步法、蝶泳、射击、体操、运动康复训练、高尓夫球挥杆、棒球、举重、网球发球、足球、保龄球、排球等学习；第3类是实用精细技能，包括弹吉他、钢琴、手术缝针、操作剪刀等任务。
3） 模仿水平的分类：根据参与者的水平，将模仿学习分成高水平/标准模仿学习和初学者模仿学习。所谓高水平/标准模仿学习是指采用世界冠军或展示标准动作的模仿学习，而初学者模仿学习则是录制初学者学习动作的视频，然后将此段视频作为标准给其他初学者观看。
4）频率分类：频率分成100%频率和低于100%频率进行对比研究。

1.5 元分析的步骤

本部分进行元分析的步骤参照了Thomas等的Research Methods in Physical Activity [20]和1995年，Rosenthal的Writing meta-analysis reviews的元分析步骤[21]。
1） 在计算总体效果量时，所有文献中涉及到的有效指标都包括在内；因此，有一些文章有多个测试指标 [22-26] ，那么所有的这些指标都计算在内，而不只是随机挑选其中一个指标计算其效果量。
2）在计算效果量时，如果文献中给出了效果量，就直接使用作者给出的效果量[8，25，27] 。如果没有效果量，则使用公式ES=（Me-Mc）/Sc来计算效果量，其中Me为实验组的平均值，Mc为控制组的平均值，Sc为控制组的标准差。在进行模仿学习水平、频率分析时，将高水平、低频率模仿学习作为Me，将初学者水平和100%模仿学习频率作为控制组，算成Mc，这样来计算ES值。如果文章没有给出平均值、标准差，就根据文章中给出的F值、t值和P值来计算效果量 [28] 。效果量如果取的是正值，则说明采用这种模仿学习之后，其产生了正向效果，即促进运动技能的学习；效果量如果为负值，则说明采用模仿学习之后，效果比控制组更差，即采用模仿学习反而抑制了学习。
3）对于效果量大小的界定，根据1988年Cohen的研究[29]，ES≤ 0.2，则说明效果量小，0.24） 本文采用ANOVA对模仿学习类型和任务性质进行分析。在分析数据时，首先进行齐性检验，然后再进行方差分析。
5）本文计算了模仿学习的总体效果量，模仿学习类型、不同任务性质，不同水平、不同频率等的效果量，并对数据结果进行统计描述和方差分析。
2 模仿学习元分析的结果与分析

2.1 模仿学习的总体研究特征

2.

1.1 模仿学习研究文献的总体特征

本研究总共收集了68篇文献进行分析，中位年为2000年（文献年份范围为1970—2012）。在本研究所采用的受试者中，女性受试者为29.79%，男性受试者为24.39%，其中没有指明受试者是男性还是女性的文献比例为45.81%，说明研究文献中所采用的受试对象，性别差异不大。对于受试者的年龄，大学生所占比例为71.65%，青少年为28.35%，说明文献所采用实验对象主要是大学生。对于受试者技能水平，高水平受试者仅占研究总量的8%，初学者占92.01%，说明初学者是主要受试对象。通过文献实施地点可知，进行模仿学习研究的国家分配主要是美国（55.58%）、加拿大（2

6.47%）和欧洲17.65%（集中在法国、英国、芬兰、希腊和比利时）。

2.

1.2 模仿学习的总体效果的分析

依据元分析的步骤，本文对模仿学习研究的总体效果量进行了测算，计算结果ES为 0.75，指标个数为241。根据效果量大小的源于：论文格式范文www.618jyw.com
规定，0.2

2.2 模仿学习类型方式效果的比较和分析

2.1 模仿学习类型方式的基本特征

通过表2可知，研究针对视觉模仿学习居多，文献为55篇，占研究总量的80.88%，且视觉模仿的指标个数为200个，占总指标个数的82.99%，而研究听觉模仿的文献仅为13篇，占研究总量的19.12%，指标个数也仅为41个，占指标总量的1

7.01%，说明针对模仿学习对技能学习影响的研究，视觉模仿的研究占主导。

2.2 模仿学习类型方式效果的分析

计算结果显示，听觉模仿学习的效果量ES为0.53，视觉模仿学习的效果量ES为0.80。根据效果量大小的标准可知听觉和视觉模仿学习的效果量都为中等，视觉模仿学习的效果更好一些。对2种不同模仿学习类型效果量ES值的ANOVA分析见表3，可知P=0.19， P>0.05，说明视觉模仿学习和听觉模仿学习之间虽然效果量的值大小有差别，但二者不具有统计学上的显著性差异。

2.3 不同实验任务的效果分析

2.3.1 实验任务的分类

统计结果显示，简单实验任务、实用精细运动技能和大肌肉参与活动的体育运动技能分别占整个研究的25.00%，15.98%，59.02%，见表4，说明针对模仿学习的研究主要是集中在大肌肉参与活动的体育运动技能，其次为简单实验室任务，最后是实用精细技能。

2.3.2 模仿学习对不同任务性质总体效果的分析

计算结果显示，简单实验任务的效果量ES为0.71，实用精细技能的效果量ES为0.45，摘自：本科毕业论文范文www.618jyw.com
大肌肉群参与活动的体育运动技能效果量ES为0.74。根据效果量大小的标准，可知3种任务性质的效果量都为中等。同时根据ANOVA分析可知，F（2，241）=3.42，P<0.05，见表5，说明采用模仿学习对不同任务性质的效果具有显著性差异。根据Duncan多重范围检验见表6，可知简单实验室任务和大肌肉群参与活动的体育运动技能之间没有显著性差异，但是实用精细运动技能和前两者之间具有显著性差异。结果说明，模仿学习对实用精细技能学习的促进效果差于其他两者学习效果，但模仿学习对简单实验室任务和大肌肉群参与活动的体育运动技能的影响效果没有显著性差异。

2.4 对模仿学习中示范水平和示范频率效果分析

计算结果显示，高水平/初学者模仿学习的效果量ES为0.58，低频率/100%频率的效果量ES为0.46，二者的效果量都为中等水平。说明相比于初学者而言，高水平/标准的学习效果更好，低于100%的频率的模仿学习比100%频率的模仿学习效果更好。
3 讨论
本研究的主要目的是通过运用元分析的方法来综合分析模仿学习对运动技能学习的影响，同时比较视觉模仿和听觉模仿学习对运动技能学习的影响。另外，本研究还试图阐述模仿学习对不同实验任务性质的影响，不同模仿学习中示范水平和示范频率对运动技能学习是否有差异，以下对研究结果进行讨论。

3.1 关于模仿学习的总体效果讨论

本文中，模仿学习的整体效果量ES值为0.75，属于中等，说明在学习运动技能过程中，相比于传统的全部采用身体练习（physical practice）外，采用模仿学习和身体练习相结合的方式更能提高学习效果。这个结果可能是由于以下几个方面的原因。
1）相比于单纯的身体练习而言，模仿学习和身体练习相结合的方式能给练习者提供不同的学习机会，从而促进学习。传统观点认为模仿学习，只是提供大脑层面上的一些相关信息，并不支持肢体上的直接感觉，而身体练习可同时激发练习者的大脑和肌肉信息；因此，认为单纯身体练习效果好于模仿学习和身体练习相结合的方式。然而，Scully等的研究却得出了新的结论[5]。他们认为：通过范例能够向学习者传递一些关于动作的相关信息，这些信息能够被转化成文字或者图像储存在大脑中，然后在身体练习的过程中转化成指导动作的信息，帮助练习者复制范例的动作模式和特征，而且实施过程中，学习者通常不需要进行肢体模仿，只需要观察范例的动作特征，并从中提取相关信息；所以，在技能学习初期，尤其是针对一些从来没有接触过的技能，练习者可集中全部精力去观察和体会范例特征并提取其中的关键信息，然后在随后的身体练习中，从大脑中提取从模仿学习中得来的有意义的信息去指导后续身体练习，提高自身改正错误的能力。相比较，纯身体练习组的学生，其并未观察范例，大脑中没有形成一个完整的，正确的动作模式或嵌入相关动作的重要信息；因此，在练习过程中缺乏相应的对照标准，凭主观感觉练习，一方面容易造成学生学习的盲目性，另一方面因过多身体练习易形成错误动作，这对后期技能的学习和提高带来更大的麻烦，因为改正一个错误动作比学习一个新动作需要花费更大的精力[30]。通过采用模仿学习和身体练习相结合的方式，有助于学习者在学习初期形成一个比较正确的动作蓝图，同时通过后续不断地给予，能进一步加强正确动作技术模型，强化自身学习和改正错误动作的能力，最终促进学习。
2）模仿学习能提高练习者的自我效能感（self-efficiency）和降低学生的焦虑感（anxiety reduction），从而促进学生学习。根据Bandura等的自我效能理论可知，自我效能感跟练习者的毅力、练习的努力程度、面对困难的态度、唤醒水平等相关，且很多研究发现自我效能感的提高与运动表现成正相关的关系[31-34]。
3）相比于单纯的身体练习，模仿学习和身体练习相结合的方式能够产生一定的社会学效应，激发学生的学习动机。相比于纯粹身体练习而言，采用任何形式的范式，初学者、高水平或是同伴，其都有一个明确的参照标准和奋斗目标，这在一定程度上能激发学生学习动机，促进学生学习[35-36]。

3.2 关于2种不同模仿学习类型的效果讨论

通过比较可知，2种模仿学习的ES值不一样，分别为0.5和0.8，效果量评定都为中等。通过方差分析可知，P>0.05，说明二者虽然存在不同，但是并不具备统计学上的显著性差异，见表3。通过更进一步分析所选用的文献可知，采用听觉模仿学习，其测量指标主要是跟节奏，完成动作所用绝对时间和相对时间相关[17，24，27，37]。视觉模仿学习采取的任务是体育运动技能（占总任务的60.82%）为主。相比于听觉模仿学习而言，视觉模仿学习的实验任务主要涉及到大肌肉群参与活动的体育运动技能，文献采用的衡量指标主要有动作的技术评定和动作结果[23，25，38，39]。说明2种不同的模仿学习，各自根据其不同的性质，分别应用在不同项目上。听觉模仿学习则主要应用在时间和动作节奏的任务中，视觉模仿学习则应用通过视觉感官效果能达到较好效果的运动技能；而且根据前人研究可知模仿学习的主要功能就是发展动作的相对结构，身体练习的目的就是在相对结构形成之后，通过不断的身体练习去提高动作适应各种不同运动参数的变异性，提高技术动作的适应性[40-43]。由此可见，不同的模仿学习应用在不同的项目上，各自发挥其特性，从而使得2种模仿学习对运动技能学习影响没有显著性差异。

3.3 关于不同实验任务效果的讨论

上文研究说明模仿学习对不同任务性质的学习效果影响是有差别的。对于精细实用技能而言，模仿学习的效果不如简单实验室运动技能和大肌肉群参与活动的体育运动技能。这可能是因为不同的任务其参与肌肉（大肌肉、小肌肉或二者混合完成动作），动作连续程度（分立技能或连续技能）、周围环境（开放性或封闭性技能）有关。根据本文分类可知，精细实用技能主要是在音乐和手术室中应用，这种运动对动作的精准性要求非常高[44-45]。另外，研究发现实验室简单运动技能和大肌肉群参与活动的体育运动技能其效果接近，二者没有显著性差异，这是因为实验室的任务同音乐、手术室的任务类似，对动作的精准性要求较高。例如，所采用的按键练习，障碍物练习等采用的时间都是用毫秒来衡量[17，46-49]；因此，在练习过程中，一部分注意力需要放在精确动作信息的处理上，而不只是集中在手上协调这个简单运动过程。此外，大肌肉群参与活动的体育运动技能所采用的肌肉群主要是大肌肉群或大肌肉群和小肌肉群相结合，环境相比简单实验任务和精细实用技能而言更为开放性。通过分析可发现，其主要受试对象是初学者，而且因为受到研究条件的限制，其练习时间并不长，所以测量中所采用的指标并没有像简单实验任务那么精确，只是一个大概的情况，即对精准性的要求相对较低[39，50-53]；所以，针对简单实验室任务而言，其精力的分配应用在动作精准性和简单的协调，相比较而言，体育运动技能则是将精力分配在处理一些外在信息和协调上，从而使得简单实验任务和复杂实验任务其效果量接近。

3.4 关于模仿学习水平和频率效果的讨论

本文研究发现，相比于初学者模仿学习而言，高水平/标准模仿学习效果更好。这是因为高水平模仿学习有助于学生形成正确、标准的技术动作蓝图，为后续的身体练习提供一个标准的对照，促进其形成正确的技术动作；但是，也有研究[54-57]认为初学者模仿学习更能促进学习。在这些作者看来，学习是一种解决问题的过程，通过观看初学者范式，看到其从不会到会，而且在练习过程中先犯各种不同错误，后在采取不同策略改正错误，不断进步，这些信息能够为学习者体验不同的动作模式，并促进其形成改正错误和解决问题的能力。近年来，研究发现将高水平和初学者模仿学习混合起来，既可以形成正确和规范的模式，还能促进个体积极参与信息处理过程，效果比单独采用一种模仿学习效果更好[48]。
本文的研究也发现，相对于100%频率而言，低于100%的频率给予模仿学习效果更好。根据指导假说（guidance hypothesis）[58-59]，如果不断地给予追加反馈（augment feedback）会促进学生提高练习过程中的学习效果，一旦取消外在信息的反馈，那么效果非常差。这一点经常在保持测试中得以表现，这是因为不断地给予学生指导信息会加强学生对这种信息的依赖，降低学生积极主动的思考和发展练习过程中的错误改正能力，最终不利于学习；因此，认为相对较低的频率比高频率（100%）更能促进学生的学习[24，60-62] 。这说明在提供模仿学习的时候也不是频率越高越好，适当的降低频率更能促进学习。
4 结论
本文以经过筛选的68篇文献为基础，利用元分析方法对模仿学习（model learning ）对运动技能学习影响进行了分析，研究结果表明：
1）模仿学习对运动技能学习有显著的影响，其总体效果量（ES值）达到0.75。
2）模仿学习对不同任务性质的效果不一样，对精细实用运动技能的学习效果差于简单实验室任务和大肌肉群参与的体育运动技能。
3）视觉模仿学习和听觉模仿学习都能提高运动技能，但是二者并没有显著性差异。
4）高水平/标准模仿学习效果好于初学者。
5）较低频率的模仿学习效果好于100%的频率。
本文在研究中还发现，以下几个方面需要进一步研究。
1） 受试对象年龄的分布：已有的受试对象大部分是大学生，青少年比较少，其他年龄阶段更少，而不同年龄阶段模仿能力差异性是明显的。
2）受试对象水平的选择：已有文献绝大部分采用的都是初学者，高水平占很少一部分。高水平和低水平在观察模仿学习中提取的信息是不一致的，高水平趋向观察细节，精准方面的信息。
3）练习时间的差异：分析文献可知，一些实验受到一些限制，采用的实验时间都非常短，一些体育项目的教学，则时间较长。这种练习时间差异性太大，导致测量指标体现出来的效果差异性较大。
4）不同水平的混合：已有的实验采用的是高水平与初学者的分离，而研究发现采用高水平和初学者相结合的方式比单独采用一种更有利于技能学习，因为这种方式可让学习者体验到2种不同的感觉。
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