動作學習理論與電腦多媒體學習

體育教學與其他教學最不同的地方在於他具有動作技能的學習與練習（蕭筱 青、陳五洲，1999）。林忠儀（2009）指出運動技能學習與一般學科是截然不同，

它是一項融合肢體與大腦所共同配合的複雜學習任務，除了重視觀念的養成之 外，亦特別強調親身實地的「練習」過程。Bandura（1986）強調個人或學習者 能從觀察「範型(model)」中得到學習，學習者從觀察中模仿「範型」，藉著自 我回饋和自我修正，逐漸使個人的動作接近「範型」的動作。在體育教學過程中 經常可以發現教師教導學生時，學生不斷地反覆練習著連自己也不知道對與錯的 動作（簡桂杉、麥吉誠與蕭今傑，2006）。Bandura（1986）指出動作學習本身 是一種訊息獲得的過程，回饋在動作學習中提供訊息給學習者，觀察學習是一種 訊息處理的過程，提供想法和行動的示範，是傳遞行為訊息最有效的方式。林清 和 (2006)與林德隆 (1995)都認為回饋訊息是運動技能學習上的一大因素，若能 得到外在回饋對運動技能的表現有極大幫助。除非指導老師或教練在場，傳統的 動作技能學習多媒體(如影帶)因為沒有動作擷取裝置的分析與評判是無法像「認 知」學習可以得到外在回饋。故本節將探討動作學習理論以及回饋在動作學習的 重要性並說明傳統多媒體在動作學習上因缺少外在回饋的缺憾。

一、動作學習相關理論

動作學習的理論，常見的有 Fitts 和 Posner 的動作分期說(stages of motor learning) 、 Adams 的 閉 鎖 環 理 論 (closed-loop theory of motor learning)、Schmidt 的基模理論(Schema theory)。

(一)Fitts 和 Posner 的動作分期說：

Fitts 與 Posner（1967）提出在動作技能的學習過程中，學習者從完全不會 至了解，從了解至熟練的過程必須經過認知期、連結期、自動化期三個階段，隨 著學習的過程，所需的注意力會隨之減少。，如圖 1 所示。

圖 1 Fitts 和 Posner 動作分期說示意圖（Shumway-Cook、Woollacott，1995）

(二)Adams 的閉鎖環理論：

Adams（1971）提出閉鎖環理論以解釋動作技能學習的初期必須依賴回饋訊 息來修正錯誤的動作，其中包括知覺痕跡(Perceptual trace)與記憶痕跡(Memory trace)兩大主題。知覺痕跡是利用已完成的動作技能，例如：以教練的動作或選 手的動作影像做為一個參考值，學習者藉由此參考值來負責自我動作的修正、控 制與評估，經由不斷的參考與修正後，學習者逐漸加深動作印象便形成記憶痕 跡，此時的記憶痕跡即代表學習者認定最正確的動作。特別要注意的是，要確保 學習者在初期所接收的回饋是正確的，否則將會形成錯誤的永久記憶。

圖 2 Adams 的閉鎖環理論示意圖（林忠儀，2009）

(三)Schmidt 的基模理論：

基模理論是目前最廣泛使用的動作學習理論，Schmidt（1975）認為學習的 過程會逐漸形成基模，等基模建立好就可以用動作程式來完成動作目標。所謂基 模，是一種紀錄動作過程、感覺回饋、動作起始狀態、動作結果之間關係的一種 記憶或概念，用在動作的基模，就是指儲存了所有關於某個動作的相關知識。基 模可以分為兩種，一種是召喚基模(recall schema)，它告訴我們某個動作應該 在甚麼時間下出多少力等動作變數的設定，另一種是再認基模(recognition schema)，它是一種感覺的基模，在動作開始但尚未完成前就可以預知應有甚麼 感覺。學習的過程就是在建立基模，由起始狀態與預知成果所推知的動作變數越 準確，成功率就會越高。好的基模可以用動作程式來完成動作目標，因為動作程 式是依據基模的動作變數來完成固定順序的肌肉收縮，其中的程式包括：肌肉收 縮的順序、收縮起始時間、相對力量。

圖 3 基模理論示意圖（Schmidt，1986）

綜合三個動作理論，Fitts 和 Posner 的動作分期說重視練習的時間分配與 次數；Adams 的閉鎖環理論強調初期適時且正確的回饋；Schmidt 的基模理論重 視漸進式的學習與不同動作的類化。所以在實務上讓學生多「練習」;使用不同 的運動參數教學讓學生自我產生動作的「類化」並適時且正確的給予「回饋」應 是動作教學的重要策略。

二、動作學習回饋的運用

依據上述動作學習理論，Adams 所提出的閉鎖環理論，知覺痕跡是利用外在 回饋不斷的修正，最後形成記憶痕跡；Schmidt 的基模理論中的再認基模主要是 對產生的動作做出評價(來自自我也可能從外在環境獲得或兩者兼有)並進行再 修正的工作。回饋愈精細，知覺和記憶軌跡就發展得愈快，此亦將有助於新技能 的習得（Adams，1971)。回饋不僅提供有關動作表現的訊息用以指導修正動作，

並且還能引發繼續追求達成表現目標的動機（Schmidt，1988) 。兩個理論都說 明「回饋」在動作學習的重要性而且能精進動作的正確率並增強學習動機。

回 饋 可 分 為 內 在 回 饋 （ Intrinsic Feedback ） 及 外 在 回 饋 （ Extrinsic Feedback）兩種。內在回饋是技能表現的直接結果，通常可透過學習者直接從身 體的感官獲得。例如：透過觸覺可以將手掌擊球的感覺訊息傳回給大腦，作為下 次擊球的修正。外在回饋是藉由非學習者所提供的訊息，使學習者了解本身動作 的回饋。可分為技能表現獲知（Knowledge of Performance，簡稱 KP）及技能結 果獲知（Knowledge of Result，簡稱 KR）。技能結果獲知是有關動作結果的訊 息，通常是以口語告知動作的結果，例如：告訴學生標槍投擲的距離。技能表現 獲知是有關技能表現品質的訊息，通常以口語修正和動作示範來表現，使學習者 了解動作技能所應注意的要領，例如：網球正手拍擊球時，告訴學生手要往上拉 來完成動作（簡桂杉等人，2006）。其回饋分類如圖 4 所示。

圖 4 感覺回饋的種類（Schmidt，1986）

三、傳統多媒體輔助動作教學的缺憾

外在回饋是學生在表現完後從教師那裡所收到的訊息，如能適時的運用教學 回饋策略的介入給予學生教學回饋，如多稱讚、多鼓勵學生並在動作技能上給予

示範與修正，必獲得學習效果。教學回饋是指師生在互動的過程中，有效的教師 回饋，是達成教學目標不可或缺的一個重要因素（王儀旭、周建智與邱仕友，

2004）。過去體育課程中所採用的多媒體輔助學習有許多種方式，最常用的方式 即是拍攝選手或學生的動作影像於課堂中播放，藉由動作分析後再給予學生即時 性的回饋與糾正。這些輔助教學方式往往受到上課環境、課堂時數以及觀賞角 度，加上器材精密昂貴等種種因素造成普及推動的困難（林忠儀，2009）。也有 人使用網路或虛擬實境的方式輔助動作學習，如徐文俊（2004） 使用 Web 3D/VR 研究開發太極拳教學系統；林子超（2006） 使用 3D/VR 輔助國小教師和學生的 墊上運動教學；賴俊旭（2009） 研究開發行動式伸展動作輔助學習系統。以上 這些系統雖以電腦、網路或以 3D 虛擬實境的方式輔助動作學習，若無老師或教 練在場指導仍無法獲外在回饋。要彌補電腦多媒體輔助動作教學沒有外在回饋的 缺憾，只有增加動作擷取系統一途了。

四、小結：

以電腦多媒體製作「認知」性學習軟體以出試題的方式就可以回饋學習的成 果，相較之下在動作「技能」的學習方面，除非指導老師或教練在場，使用傳統 的動作技能學習多媒體(如影帶)就難以得到外在回饋。要彌補電腦多媒體輔助動 作教學上沒有外在回饋的缺憾，只有增加動作擷取系統擷取人體各肢段/關節位 置資料後，再由電腦分析判斷給予外在回饋這一個方法了。因此下一節將探討各 類動作擷取系統並進行相互比較來了解 Microsoft Kinect 的優勢。