有很多的理論對動作如何學習得來提出不同的看法，最開始令人注目的說法 是閉鎖環理論（closed-loop theory），是第一個對運動學習有深遠影響的理論（K. M.
Newell, 1991），但因為仍有許多的運動學習與控制的情形是閉鎖環理論無法合理 解釋，所以後來有基模理論的提出，用以解釋運動學習與控制，基模理論也成為 運動控制與學習上廣為接受的解釋方式。在基模理論之後，運動控制與學習上有 動力系統的提出，動力系統本來是一套用來解釋物理現象的數學方法，但被認為 仍可以用來解釋運動控制與學習，在許多基模理論所沒有探究與完整解釋的層面 上，用動力系統能夠有更系統性的解釋，以下將以這三種運動學習的理論做探討。
一、閉鎖環理論
運動學習在70年代之前認為是跟一般的認知學習一樣的機制，所以用來解釋 運動學習發生的理論也都引用自語文技能（verbal skill）建構出的理論，後來學者 發現，動作技能的學習在特性上跟其他語文學習、認知學習是有明顯的不同。
首先提出對之後的運動學習都有重大的影響的就是 Adams（1971）提出「閉 鎖環理論」（K. M. Newell, 1991），他用閉鎖環理論來描述、解釋及預測動作技能 的學習。此理論提出後，造成動作技能學習研究方向的改變，重新引發動作技能 學習定律的探討（Kerr, 1980）。Adams理論裡指出人類的動作學習與技能是靠著不 斷地修正來達成動作的目標，在這過程中基本上是運用回饋（feeback）、正確的參 考（reference of correctness）、偵測錯誤（error detection）來達成（Schmidt, 1982）。
此理論認為人的學習是靠兩個機制來運作的，一個是「記憶痕跡」（memory trace）， 一個是知覺痕跡（perceptual trace）（Adams, 1971）。中樞神經中有一「記憶痕跡」，
他的角色是負責選擇動作從哪裡開始及讓人知道動作的起使狀態要用怎樣的力量
強度。記憶痕跡中有訊息知道動作該如何執行，動作一旦開始執行後，便以「知 覺痕跡」作為參考值，經回饋比較後修正，產生新的記憶痕跡，成為下一次動作 的標準。此理論中認為運動學習就是反覆根據動作產生的內在及外在回饋而進行 對記憶痕跡的修正，因此在動作後，回饋及同樣動作反覆練習是必要的（Adams, 1971）。也就是說運動學習是以「記憶痕跡」與「知覺痕跡」為基礎的「雙歷程閉 鎖環理論」（two-processes closed-loop theory），以解釋人類的動作行為（Kerr, 1980）。
閉鎖環理論的限制與挑戰第一個是邏輯上的矛盾，並不是所有的動作都會成 為一個閉鎖性的循環，也就是說一個進行中的動作卻遇到突發狀況必須反應時，
可能沒有一個記憶痕跡可以來做比較，動作時訊息可能就得要跟動作自己做比 較，動作在進行的同時就得要立即進行修正以完成任務（K. M. Newell,1991），例 如很多球類的狀況在狀況突然改變的時候，就得立即動作。如網球的抽球，來球 的旋轉出乎自己的意料而動作已經做出時，我們得立刻的改變自己的動作與力道 以應付來球，在這樣的情況下，閉鎖環理論將很難對於動作的控制提供解釋。
另 一 個 閉 鎖 環 理 論 的 限 制 與 挑 戰 是 無 法 解 釋 變 異 練 習 的 效 果 （ Schmidt, 1982），為了加強記憶痕跡，因此需要加強練習同一組動作，不斷的加以修正記憶 痕跡，使其能夠正確的達成任務，閉鎖環理論受到很多的挑戰，因為其基礎建構 在速度慢的運動上，如在變異練習中所得到的回饋是不同的知覺痕跡，因此根據 閉鎖環的推論，變異練習是較無效果的練習方式，因為並非對同一知覺痕跡進行 修 正 ， 與 實 證 研 究 上 的 結 果 不 相 符 合 ， 事 實 上 變 異 練 習 可 以 提 高 學 習 效 果
（Schmidt,1982），如球類的練習就很難讓每個練習都有相同的情境，因此球類的 練習所得到的效果就很難以閉鎖環理論的解釋來說明，也就是球類的變異練習是 有效的，但這卻與閉鎖環理論推論不同。在此閉鎖環理論裡面，我們動作的基模 是一個一對一的關係，一個基模是控制著一組動作，我們唯有對這個基模不斷地 加強練習，才能夠透過練習時的回饋、修正而產生好的動作，但這樣的一對一的 關係必須要有太多的基模來讓我們應付現實的狀況，所以閉鎖理論面對了兩個質
疑，一個是我們需要多少個基模才能夠面對外界的情境呢？而我們的有機體我們 的大腦有辦法儲存這麼多的基模嗎？第二個挑戰與質疑是如果閉鎖環裡頭都是這 樣一個基模對應一個動作，那我們的新動作是如何產生的呢？（K. M. Newell, 1991）在這樣的挑戰與質疑底下，孕育出基模理論的產生背景，閉鎖環理論這樣 一對一的關係在基模理論裡頭，被修正成為一對多的關係，也就是一個運動基模 可以對應多組的動作（K. M. Newell, 1991）。
二、基模理論
基模理論的基模與動作的關係是一個一對多的關係，也就是一個動作基模會 因為不同的參數的輸入而有不同的動作產生（K. M. Newell, 1991），閉鎖環的運動 控制與學習模式在基模理論的原則下，也就變成一個開放環的架構（Schmidt, 1975）。基模本來是一個心理學跟神經學的概念，但一直到Schmidt（1975）年時才 根據閉鎖環理論擴展並將這個概念引用到動作控制與學習上（K. M. Newell, 1991）。
在基模理論裡面一樣有著閉鎖環理論的記憶與再認的關係，這個關係不只是 擴張到一個一對多的關係而已，記憶基模在基模理論裡面比起在閉鎖環理論中扮 演了更重要的角色，記憶基模儲存著過去曾經有過的動作的結果與回饋間產生的 關係的種種經驗，再認基模則去察覺動作基本的協調型態、本體覺所察知的訊息 跟結果間有什麼不一樣（K. M. Newell, 1991）。
基模理論也可以說是是基於訊息處理（information processing）而來的，訊息 處理指的是認知心理學中對人類「知之歷程」的推論性解釋，也就是人類如何經 由感覺器官接受訊息、儲存訊息以及以後如何使用訊息的整個心理歷程。支持訊 息處理的學者，把人類的動作控制視為一種訊息處理的過程（Schmidt，1975）。人 類被看做像一台電腦一樣，訊息就如同是指令，大腦就如同是電腦的中央處理器 一樣，中央處理器中有預先設定好的各種程式，電腦因為訊息而選擇不同的程式，
接著將訊息透過程式的轉譯而輸出一組指令給我們運動神經、肌肉等來執行
（Schmidt，1975）。在這樣的假設底下，大腦扮演主宰的地位，決定一切的行為，
而動作的練習就是要熟悉對執行動作的各種參數，這樣當情境來臨時，也就是訊 號來的時候，大腦才能夠快速地檢索出一組正確的動作程式與參數，以正確地面 對動作的情境，達成想要達成的目標。而這樣的概念底下，動作學習必須透過各 種情境的練習，才能獲得足夠的訊息，以將此動作抽象化、概念化，並形成長期 記憶（Schmidt，1982）。
且在這訊息處理流程中，Donders（1868/1969）認為應該有三個階段（圖2-1）：
圖2-1 訊息進行的步驟及形式 （本圖引自：Schmidt & Lee, 2004, p.56）
（一） 刺激確認階段（stimulus-dientification stage）：
在這個階段個體必須察覺到情境中所給予的訊息（stimulus detection），這個訊 息可能是進入視網膜的光線或者是進入耳朵的聲音，都必須先轉化為訊號透過神 經到我們的腦子裡，在這時候這個訊號要有用處，必須要能夠激發我們的一些記 憶或與一些過去的經驗作連結（例如，紅燈的訊號就代表著說要停），在這個時候 不少的記憶與經驗會被激發，這樣我們人才能夠從中選擇一些正確的記憶與經驗
刺激確認 反應選擇 反應計畫 個體
反應時間
刺激 動作
來跟這個刺激做正確的連結。除了正確的連結之外，通常這個時候訊號會被歸納 為某種類型的訊號（pattern recognition），例如說一個一個迎面開來的卡車、一顆 快速向眼睛飛來的球，就會被歸納為「快躲」（Schmidt, 2004）。在這個階段個體很 重要的事情是要知道發生了什麼。
（二） 反應選擇階段（Response selection）：
當個體知道發生了什麼，並且對這個訊號已經作了分析與連結之後，個體在 這個階段必須要知道如何去反應。例如說棒球被打者打到外野之後，防守者必須 做出是要在空中接殺這個球或者是等他落地之後再去接他，而向這樣的反應與決 定不管是在球場或者是在操作機器、開車上都是的。在這個階段我們常面臨的問 題就是會有多少個選擇，當選擇越多的時候，我們通常就需要越多的反應時間
（reaction time）（Schmidt & Lee, 2004）。
（三） 反應計畫階段（respone-programing stage）
在個體經過前面兩個階段將訊號確認並且決定如何反應之後，就會進入反應 計畫階段，在這個階段裡面個體必須將只有概念性的反應運作成一組肌肉、神經、
骨骼該如何活動的訊號傳遞給我們的相關器官（Schmidt, 2004）。這個階段對我們 的人體是非常複雜的，我們必須從我們的記憶中檢索出已經做出的決定應該要如 何的變成動作，在這個階段中，我們如果已經知道什麼樣的訊息就要用某一種反 應的話，我們的反應時間會比較短；如果我們對於訊息還需要選擇是要用哪一種 反應的話，我們的反應時間則會比較長（Klapp, 1996）。
從閉鎖環理論到基模理論的運動控制與學習，基模跟動作的關係已經從一對 一的關係變成一對多，運動基模只要調整基模內的不同的參數就可以面對同組外 在狀況，達成動作目標。變異練習在基模理論中被是視為是有益的，因為不同的
從閉鎖環理論到基模理論的運動控制與學習，基模跟動作的關係已經從一對 一的關係變成一對多，運動基模只要調整基模內的不同的參數就可以面對同組外 在狀況，達成動作目標。變異練習在基模理論中被是視為是有益的，因為不同的