第四章 結果與討論
第二節 騎乘動作協調型態的轉變
在本研究中動作者的協調結構是以主成份分析 (PCA) 來進行探討。以自相關 分析相同之資料繼續進行分析，但 N5、N6 參加者因轉移前資料缺損左膝關節之 運動學參數，所以予以剔除不進行分析。其餘資料先透過踩踏動作篩選使騎乘動 作同步，再以 Matlab 進行內差處理，讓所有參加者在三階段的資料長度一致後，
再使用 Matlab 軟體以相關矩陣 (CORR) 進行主成份分析。所得結果分別就一、成
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份數與解釋量；二、成份分數；三、成份矩陣內容；四、平衡控制協調結構分別 予以呈現，最後進行整體性的討論。
一、 成份數與解釋量 (Variance Explained)
以 相 關 矩 陣 (CORR) 進 行 主 成 份 分 析 後 ， 整 體 而 言 大 於 1 的 特 徵 值 (Eigenvalues)有 6 至 8 個，轉移前、中、後增加或減少並無次序性。所以本研究則 依據整體平均解釋量之除坡圖進行篩選，曲線趨於平緩之後，也就是特徵值無顯 著代表性的成份不取（嚴雅婷、劉有德，2009，頁 15）。圖 4- 5 為整體平均解釋量 圖，橫軸第四成份以後曲線趨於平緩，所以選取出前四個成份進行後續分析。各 階段整體平均 1 至 4 個成份解釋量達 85％以上（圖 4- 6）。
表 4- 1 滾筒訓練台練習各階段 PCA 解釋量
參加者 C1 C2 C3 C4 總解釋量
轉 移 前
N1 0.44 0.23 0.14 0.06 0.87 N2 0.33 0.23 0.17 0.11 0.84 N3 0.30 0.29 0.17 0.09 0.85 N4 0.37 0.22 0.18 0.08 0.86 N7 0.38 0.26 0.14 0.09 0.86 N8 0.47 0.23 0.14 0.06 0.90 N9 0.37 0.23 0.14 0.10 0.83 N10 0.37 0.21 0.15 0.10 0.83 N11 0.35 0.27 0.13 0.11 0.86 N12 0.40 0.21 0.17 0.07 0.85 平均 0.38
0.24 0.15 0.09 0.85
C1 C2 C3 C4
轉 移 中
N1 0.43 0.27 0.12 0.07 0.89 N2 0.41 0.22 0.11 0.09 0.84 N3 0.34 0.25 0.14 0.10 0.84 N4 0.40 0.25 0.13 0.09 0.88 N7 0.41 0.24 0.17 0.08 0.89 N8 0.37 0.26 0.18 0.06 0.87 N9 0.33 0.20 0.15 0.13 0.82 N10 0.33 0.26 0.17 0.08 0.85 N11 0.47 0.26 0.10 0.07 0.90 N12 0.39 0.30 0.10 0.09 0.88 平均 0.39
0.25 0.14 0.09 0.86
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註：S1：轉移前、S2 轉移中、S3 轉移後；PC1 代表第一成份 之解釋量，依此類推。
C1 C2 C3 C4
轉 移 後
N1 0.34 0.26 0.15 0.10 0.85 N2 0.33 0.28 0.19 0.07 0.88 N3 0.41 0.30 0.13 0.07 0.91 N4 0.43 0.19 0.16 0.09 0.87 N7 0.39 0.23 0.16 0.08 0.86 N8 0.45 0.29 0.10 0.05 0.90 N9 0.37 0.26 0.17 0.08 0.88 N10 0.39 0.23 0.11 0.11 0.84 N11 0.34 0.29 0.12 0.10 0.86 N12 0.38 0.26 0.16 0.10 0.90 平均 0.38
0.26 0.15 0.09 0.87
圖 4- 5 各成份解釋量圖
圖 4- 6 各階段整體平均 1～4 成份解釋量統計
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
1 2 3 4 5 6 7 8
成份數
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
轉移前 轉移中 轉移後
PC4 PC3 PC2 PC1
解 釋 量
解 釋 量
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在解釋量的部分，一般學習組與快速學習組並無差別存在。各成份解釋 量隨著練習而增加或減少沒有一個固定的趨勢，在於不同實驗參加者身上有 不同情形（表 4- 1 所示）。例如：N1 轉移前、中、後第一成份解釋量分別為 0.43、0.44、0.34 呈現在轉移後階段降低的現象；N3 三階段第一成份解釋量 分別為 0.30、0.34、0.41，為遞增趨勢；N12 則為 0.40、0.39、0.38 呈現無太 大變化的情況。每一個人三階段之總解釋量變化也如上述情形一般沒有固定 的一個趨勢，因參加者不同而有所不同（表 4- 1 或、圖 4- 7、圖 4- 8 所示）。
第 1 至第 4 成份整體平均解釋量轉移前、中、後三個階段並無明顯變化
（表 4- 1 粗體部分所示）。
圖 4- 7 快速學習組總解釋量變化圖
註：橫座標為階段，縱座標為解釋量。
圖 4- 8 一般學習組總解釋量變化圖
註：橫座標為階段，縱座標為解釋量。
二、 成份分數
原始的資料經由主成份分析轉化為成份分數，各變項間的變異量達到最大，
且成份間的變異彼此獨立。所以，可將成份分數視為各成份對原始資料的描述。
將轉移前、後階段的成份分數進行相關考驗後結果如下（表 4- 2）。由轉移前、後 成份分數的相關分析結果可知轉移前、後各成份之間的相關幾乎全部達到顯著，
但卻也幾乎都呈現較低的相關係數，由圖 4- 9、圖 4- 10 轉移前、後階段成份分數
0.75 0.80 0.85 0.90
轉移前 轉移中 轉移後
N1 N2 N9 N4
0.75 0.80 0.85 0.90 0.95
轉移前 轉移中 轉移後
N7 N8 N10 N11 N12
解 釋 量
解 釋 量
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圖的比較，可以看出轉移後階段圖中的曲線較為圓滑、平順且與轉移前呈現幾乎 完全不同的型態。
表 4- 2 轉移前、後階段成份分數相關分析
轉移前 C1 C2 C3 C4
n1
轉移後 C1 0.02** -0.80** -0.25** 0.00 C2 0.59** 0.13** 0.19** -0.16**
C3 -0.71** -0.18** 0.21** -0.25**
C4 0.32** -0.38** -0.22** -0.10**
n2
C1 0.15** -0.13** -0.20** 0.74**
C2 0.65** -0.48** 0.56** 0.02**
C3 0.04 0.41** 0.43** 0.20**
C4 -0.06* 0.20** 0.00 0.51**
n3
C1 0.28** -0.18** -0.04* 0.38**
C2 0.25** 0.15** 0.31** -0.07**
C3 0.13** -0.11** 0.26** 0.07**
C4 0.37** 0.25** 0.04* 0.27**
n4
C1 0.27** 0.04** -0.49** 0.28**
C2 0.69** -0.48** 0.40** -0.13**
C3 0.23** 0.30** 0.37** 0.24**
C4 -0.01 0.18** 0.02 -0.09**
n7
C1 -0.14** -0.44** -0.01 0.53**
C2 0.13** -0.12** 0.17** 0.24**
C3 -0.07** 0.48** 0.34** 0.28**
C4 -0.39** 0.13** -0.04* 0.12**
n8
C1 -0.01 0.35** -0.31** 0.30**
C2 -0.06** -0.19** 0.30** 0.15**
C3 0.32** 0.17** 0.05** 0.12**
C4 0.11** 0.34** 0.08** 0.48**
n9
C1 -0.27** -0.04* -0.06** 0.26**
C2 0.35** -0.49** 0.44** -0.26**
C3 0.16** 0.10** 0.47** 0.18**
C4 -0.03 -0.05* 0.14** 0.32**
n10
C1 -0.30** -0.10** -0.14** 0.18**
C2 0.48** -0.56** 0.36** -0.07**
C3 -0.22** 0.33** 0.28** 0.14**
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0 500 1000 1500
-15
0 500 1000 1500
-15
0 500 1000 1500
-15
0 500 1000 1500
-8
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50
51
52
53
54
55
56
57
58
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（3） N10 轉移後階段
C1：由全身肢段 Y、Z 軸與下肢各軸向所組成，成份動作為騎乘的基本型態。
C2：由全身肢段各軸向所組成，成份動作為下肢上下踩踏的動作。
C3：以頭、肩、肘、腕、髖 X、Y 軸為主，成份動作為下肢前後擺動及全身些 許左、右晃動的動作。
（4） N10 學習過程整體變化
平衡調整的僅存在轉移前階段位於 C3，轉移中、後則沒有這些動作。描 述踩踏動作的結構於一直存在於 C2。
5. N11 學習過程整體變化（矩陣圖參照附錄）
踩踏的結構轉移前階段位於 C3，轉移中階段上移至 C1。轉移前階段成份 動作於 C2、C3 有明顯上、下半身的區分，轉移中、後階段則無明顯區別。有 平衡調整的結構位於 C3 但是係數值微小。轉移後階段 C1 上半身肢段 Y 軸減 少，表示騎乘者動作過程左、右移動很小。
6. N12 學習過程整體變化（矩陣圖參照附錄）
上、下半身成份動作至轉移後階段有區分於 C1、C2：轉移前階段 C2 由上 肢 Y、Z 軸、下肢 X、Z 軸所組成，至轉移中階段轉變為以全身肢段 X、Z 軸 為主所組成，轉移後階段下肢 Z 軸係數值降低至幾乎消失，變成由上肢 Y、Z 軸、下肢 X、Y 軸所組成。轉移後階段下肢 Z 軸係數相較於前兩階段有明顯的 增加。這樣的轉變表示在學習的過程中騎乘者上下踩踏的動作逐漸加大。
（三）小結
整體而言，第一成份的成份動作為一個包含全身肢段各軸向的騎乘 基本型態，以 Y 軸為主要描述一個整體性的動作，包括該次詴作左、右 位移以及騎乘動作的基本型態；第二、三成份動作為上、下半身的動作，
隨技能進步所出現的動作結構轉變大多反映在這 2 個成份內，並且也可 以反映出參加者騎乘動作特性；第四成份則多為細小零碎的動作，如：
前、後或左、右的微小晃動，僅少數參加者在轉移前階段第四成份有較 具意義的動作。
一般學習組與快速學習組兩者在不同的階段所呈現的動作轉變有不 同的趨勢，而不同的個體也存有許多個別差異，這是全身性多肢段複雜 運動的特性。儘管如此，仍然反映出一些共同的特性與趨勢。
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註：以 N3 參加者為例，踩踏動作結構轉移前於第三成 份、轉移中移至第二成份，轉移後移至第一成份。其他 參加者依此類推。
1. 快速學習組整體騎乘動作型態轉變情形
在轉移前階段 C2 的成份動作為下肢踩踏的動作，C3 為上肢的動作。
在轉移前階段，上、下半身動作結構會明顯區分在不同的成份，隨著技能 純熟轉移中、後 2 階段上、下半身的區分逐漸不明顯；平衡調整的結構存 在於第二、三成份，並且會隨著技能進步而係數逐漸減少或自前 4 個成份 消失。
2. 一般學習組整體騎乘動作型態轉變情形
隨技能的熟練至轉移後階段 C2、C3 會有明顯上下半身動作區分，但 N12 區分的型態與其他參加者不同。N11 則與快速學習組較為相近； 描述 下半身踩踏動作的結構會隨著練習而往前面的成份移動，不同的參加者有 不同的轉變情形如表 4- 3 所示。平衡調整結構會隨著技能的純熟，往較低 的成份移動或自前 4 個成份消失，或一直存在於某一成份但隨著進步係數 逐漸變小。
表 4- 3 一般學習組踩踏結構轉移趨勢表
參加者 成份 轉移前 轉移中 轉移後
n3
C3 C2 C1 n7 C3 C2
n8
C4 C3 C2 n10 C2 n11 C3 C1 n12 C2
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62 Newell, 2005; Hong and Newell, 2006)，與上述各項結果有很大的不同；而 參加者個別學習過程解釋量變化的幅度、趨勢也無特定的趨勢（圖 4- 15 所示）。
Post, Daffertshofer, and Beek (2000) 兩手丟三球的研究指出隨著練習 兩個主要成份的解釋量會隨之提高；Hong and Newell (2006) 主成份分析
-1500 -1000 -500 0 500 1000 1500
-0.6
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PCA 分析 1 位女性與 4 為男性練習踩板車的過程，第一成份的解釋量由 54.2％增加至 60.1％。在過去這些主成份相關研究的結果在整體解釋量都 隨著技能的進步而增加，第一成份的解釋也是增加的趨勢，且在大於 1 的特徵值 (Eigenvalues）也隨之減少，顯示出解釋整體動作變異量往前幾 個成份集中。相互比較之下過去研究與本研究的結果有相當大的不同。
但如果仔細的檢視過去研究 (Hong and Newell, 2006; Chen, Daffertshofer, 2009 ) 的數據可以發現，實驗參加者個別的總解釋量與各成份解釋量在 學習過程的變化並無一定的趨勢，與本研究是相同的（可參閱圖 4- 7、圖 4- 8 所示）。所以，造成不同的是平均之後的結果，上述相關研究實驗參 加者人數過少，大約 4～5 人，所以只要有一、二位的解釋量有大幅的減 少或增加就會造成整體平均的增加或減少，此為可能原因之一。
另一原因可能為進行主成份分析時所使用的矩陣不同，由上述過去 研究所呈現資料的型態判斷應是使用共變數矩陣 (COV) ，因為目的需要 探討肢段間的關係所以所使用的是相關矩陣 (CORR)。Chen, Daffertshofer (2009)以 PCA 分析踩板車學習研究即使用相關矩陣分析，在解釋量與成 份數方面就與本研究有類似的結果。
（二）成份分數
成份分數為主成份萃取後變數的加權係數，在經轉換後所得的值，
可視為原始變數的綜合性指標，所呈現的型態即為該成份對原始資料的 描述。若將轉移前、後成份分數以繪圖呈現（圖 4- 24），可觀察出相較於 轉移前，轉移後的成份分數明顯的較為圓滑平順。陳秀惠（2005）指出 成份分數圓滑的型態反映出較穩定的動作型態。顯示出實驗參加者動作 經過練習後騎乘動作更穩定了。
更深入的探究轉移前、後成份間的關係，透過比較動作在轉移前、
後的每一成份分數的關聯性即可找出每一成份轉移前、後的關係。若對 轉移前、後階段各成份分數進行相關考驗，所得結果正相關越高代表各 成份對原始動作的描述越相近，也就是動作的改變越小。反之，相關越 低動作改變越大。張育誠（2009）探討不同工作限制對打擊動作的影響，
即是以主成份分析後所得之成份分數進行相關考驗，以比較兩邊動作的 一致程度；本實驗的研究結果顯示在轉移前、後各成份的相關幾乎都達 到顯著，顯示這些成份之間存在著一些特定的關係，但是所呈現的相關 程度卻都很低（表 4- 2 所示）。表示每一個成份分數對原始動作的描述在
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本研究主成份分析的部分以 Chen, Daffertshofer (2009) 的方法進行，
探討學習過程中動作型態的改變。成份矩陣反映了騎乘者的個別差異，
以及參加者如何透過協調結構的重組完成工作的目標。學習之初對於動 作者而言，必要的動作結構會位於第一成份，隨著練習而變的不是那麼 的必要而往下方的成份移動或消失。反之，學習之後原先較弱的結構可
以及參加者如何透過協調結構的重組完成工作的目標。學習之初對於動 作者而言，必要的動作結構會位於第一成份，隨著練習而變的不是那麼 的必要而往下方的成份移動或消失。反之，學習之後原先較弱的結構可