視覺判斷觸碰距離之環境賦使

國立台東大學體育學系 碩士論文

視覺判斷觸碰距離之環境賦使

研 究 生： 葉小菩 撰

指導教授：陳秀惠 博士

中 華 民 國 九 十 九 年 七 月

謝 誌

時光匆匆，二年的時間轉瞬即過，回想當時初踏入研究所時對研究的興奮緊張、茫 然與無所適從，到完成論文考驗時對研究的謹慎與著迷，兩年的磨練說長不長，說短不 短，箇中滋味更是酸甜苦辣，幸運的是進入一個培育學術人才的好環境，承蒙秀惠老師 願意指導學生完成論文，從一開始的摸不著頭緒，每每讀完一篇文獻就急忙地找老師討 論，到後來進行實驗、蒐集資料，撰寫結果的同時才驚覺自己也能夠在老師的引導下完 成一份研究，能夠今日的成果，第一要感謝指導教授的辛苦，成就此篇論文，定要提及 劉有德老師，雖然初次跟老師討論就對老師的直言快語印象深刻，但隨著相處時間 累積更了解劉老師對於研究的熱情，每每討論總能夠提供學生真知灼見；回想初 提計畫時，張智惠老師於考試時所提供的意見，著實讓學生受益良多，十分感謝 老師們不藏私的教導。感謝溫卓謀老師在碩一時，使我發覺自己對運動科學的興 趣，深深被實驗的樂趣所吸引，還有范春源老師對研究生時刻不減的教誨，總是 耳提面命該有的規劃，該做的努力，為每個人設定不同的目標，鼓勵大家更進一 步。

兩年日子過去了，有幸認識許多好友共同學習，碩二 11 小(芯羽、雯彥、小 炳、小岳、小古、小銘、忻苹、仲緯、哲瑋)，讓苦悶的碩士生活有了歡樂與回 憶，還記得夜唱好樂迪、聖誕舞會、送舊晚會時我們是如何瘋狂的玩樂，一起跑 到杉原餵魚、一起去芯羽家吃飯、一起在五樓研究室為了隔天要交的功課熬夜，

完成了這一步，大家要更努力的朝未來的理想努力，要特別跟每一個你說，加油！

一年級的學弟妹，要特別感謝以靈在實驗期間的協助，跟著我每日去國小蒐 集資料，感謝你們籌畫的送舊晚會讓我們印象深刻，希望在未來的一年裡，你們 都能夠順利完成目標，邁進下一步。

能夠考上研究所、完成學業，感謝家人，爸爸、媽媽、姐姐，支持我任性地 決定要讀研究所，並且讓我能夠無所負擔的證明自己，謝謝一德能夠在我身邊，

陪伴我，容忍我的壞脾氣，每每在受挫的時候都能夠讓我重新提振信心，再次邁 開步伐，感謝你的陪伴與支持，讓我對於成功始終信心十足，最後，要感謝自己，

當初決定讀研究所，完成一直以來的目標，這一段路也讓我對自己更了解我的 possibility，往後，也要時刻謹記自己是充滿可能性的。感謝所有曾經相助過 的貴人。

小菩 99 年 7 月 25 日於台東

I

視覺判斷觸碰距離之環境賦使

摘 要

9、 11 及 21 歲 ）， 各 年 齡 手 長 組 與 手 短 組（ 每 年 齡 層 10 位 ）進 行 平 衡 限 制 與 不 同 動 作 自 由 度 限 制 情 境 ， 受 試 者 以 拉 繩 方 式 表 示 視 覺 判 斷 觸 碰 距 離。另 外 再 以 手長計量值與實際計量值進 行 三 因 子 混 合 設 計 變 異 數 分 析 ， 分 別 考 驗 情 境 一 ： 平 衡 限 制 、 不 同 、 年 齡 及 不 同 手 長 對 視 覺 碰 觸 距 離 的 影 響;情 境 二：動 作 自 由 度 和 年 齡 對 視 覺 碰 觸 距 離 的 影 響，顯 著 水 準 訂 為 α=.05。 本 研 究 結 果 如 下 ， 不同平衡限制、手長及年齡不會共同對 手長計量值產生影響，僅有平衡限制會對手長計量值作用；不同動作自由度、手 長及年齡不會共同對手長計量值產生影響，僅有一個動作自由度時反應出年齡效 應。不同平衡限制、手長與年齡不會共同對實際計量值作用，僅有平衡限制對成 人有影響；不同動作自由度、不同手長與不同年齡會共同對實際計量值作用，分 析發現工作限制對實際計量值會造成影響，工作限制的內容不同，年齡效應的影 響也不同，在平衡限制中看見了成人與兒童對手長計量值的差異，在動作自由度 限制中以實際計量值分析，僅有7 歲組出現與成人不同的表現。

關 鍵 詞 ： 環境賦使、視覺、身體計量值、平衡、限制

II

Affordance for visually estimating reachability Abstract

This study aimed to investigate the task constraint (balance and degrees of freedom of movement) and the organism constraint (different age and arm length) for perceived reachability. Eighty participants (7, 9, 11, and 23 years old) were recruited according to the 25% (short-armed, N=10 for each age) and 75% (long-armed, N=10 for each age) of normal height. Each participant was tested visually, estimating reachability with a rope-and-pulley system. The measurement of the body-scale ratio (arm length and actual reaching distance) was tested with three-way analysis of variance with repeated measures (ANOVA) for tasks： (1) balance constraint × age × arm length and task (2)degree of freedom constraint

× age × arm length respectively. The significance level is set at α=.05.

The results of this study were as following.

There was no interaction between three factors. The body-scaled ratio affected by balance constraint. In the task constraint, difference between age and arm length groups was found only in one degrees of freedom. Because of the different contexts of task constraints, it showed diverse body-scale ratio (calculated by arm length) of adults and children and was inconsistent with body-scale ratio (calculated by actual reaching distance) among adults and 7-year-old children.

Keywords: body scale, reachability, constraint, visual

III

目 次

中文摘要 ...I 英文摘要...II 目次...III 表次 ...V 圖次 ...VII

第一章

緒論 ... 1

第一節  問題背景 ... 1 

第二節  研究目的 ... 4 

第三節  研究問題與假設 ... 4 

第四節  名詞釋義 ... 4 

第五節  研究限制與範圍 ... 6 

第六節  研究的重要性 ... 6 

第二章

文獻探討 ... 7

第一節  動作發展基礎理論 ... 7 

第二節  知覺動作理論 ... 11 

第三節  三角限制 ... 20 

第四節  文獻總結 ... 22 

第三章

研究方法 ...24

第一節  研究架構 ... 24 

IV

第二節  研究對象 ... 25 

第三節  實驗設計 ... 25 

第四節  研究工具 ... 27 

第五節  實驗流程 ... 28 

第六節  資料處理與分析 ... 29 

第四章

結果與討論 ...30

第一節  結果 ... 30 

情境一：平衡限制對不同年齡與不同手長者在身體計量值的影響 ... 30 

情境二：不同動作自由度對不同年齡與不同手長者在身體計量值的影響 ... 34 

第二節  討論 ... 48 

第五章

結論與建議 ...54

第一節  結論 ... 54 

第二節  建議 ... 54 

參考文獻 ...56

V

表 次

表3-1 受試者基本資料表 ... 25 

表4-1 不同年齡、不同手長組在不同平衡限制之手長計量值描述統計摘要表 ... 30

表4-2 平衡限制、不同年齡與不同手長之手長計量值統計摘要表 ... 31 

表4-3 不同年齡、不同手長組在不同平衡限制之實際計量值描述統計摘要表 ... 32 

表4-4 平衡限制、不同年齡與不同手長之實際計量值統計摘要表 ... 33 

表4-5 平衡限制之實際計量值單純主要效果檢定摘要表 ... 33 

表4-6 不同年齡之實際計量值單純主要效果檢定摘要表 ... 34 

表4-7 不同年齡、不同手長組在不同動作自由度之手長計量值描述統計摘要表 . 35  表4-8 自由度限制、不同年齡與不同手長之手長計量值統計摘要表 ... 35 

表4-9 自由度限制之實際計量值的單純主要效果檢定摘要表 ... 36 

表4-10 不同年齡之手長計量值的單純主要效果檢定摘要表 ... 36 

表4-11 不同年齡、不同手長組在不同動作自由度之實際計量值描述統計摘要表 37  表4-12 不同動作自由度、不同年齡、不同手長之實際計量值統計摘要表 ... 38 

表4-13 手長組在不同動作自由度、不同年齡之實際計量值統計摘要表 ... 38 

表4-14 手短組在不同動作自由度、不同年齡之實際計量值統計摘要表 ... 39 

表4-15 不同動作自由度在手短組之實際計量值單純單純主要效果摘要表 ... 40 

表4-16 不同年齡之實際計量值單純單純主要效果摘要表 ... 40 

表4-17 不同動作自由度、手長在 7 歲組之實際計量值統計摘要表 ... 41 

表4-18 不同手長者在 7 歲組之實際計量值單純單純主要效果摘要表 ... 42 

表4-19 不同動作自由度在 7 歲組之實際計量值單純單純主要效果摘要表 ... 42 

表4-20 不同動作自由度、手長在 9 歲組之實際計量值統計摘要表 ... 43 

表4-21 不同動作自由度、手長在 11 歲組之實際計量值統計摘要表 ... 44 

表4-22 不同動作自由度、手長在 21 歲組之實際計量值統計摘要表 ... 45 

VI

表4-23 不同年齡、不同手長之實際計量值統計摘要表 ... 46  表4-24 不同年齡、不同手長之實際計量值統計摘要表 ... 47 

VII

圖 次

圖2-1 Shirely(1933)動作發展階段圖 ... 8 

圖2-2 知覺動作連結環示意圖 ... 10 

圖2-3 基本能力(a)伸手觸碰(b)抓握(c)釋放 ... 10 

圖2-4 知覺歷程的模式 ... 12 

圖2-5（左）傳統理論對於事件與刺激的解釋；（右）直接知覺對於事件與刺激的 解釋 ... 13 

圖2-6 生物體屬性與環境屬性的互動 ... 16 

圖2-7 Newell(1986)的三角限制圖 ... 20

圖3-1 研究架構圖 ... 24 

圖3-2 不平衡情境試作圖 ... 26 

圖3-3（左）一個動作自由度（右）兩個動作自由度 ... 27 

圖3-4 動作模擬儀器 ... 28 

圖3-5 觸碰距離操作儀器 ... 28 

圖3-6 造成不平衡狀況的半圓柱體 ... 28 

1

第一章 緒論 

第一章緒論共分六節，分別為第一節問題背景，第二節研究目的，第三節研 究問題與假設，第四節名詞釋義，第五節研究範圍與限制及第六節研究的重要性。

第一節   問題背景 

有機體生來伴隨不同的自然能力，當中，眼睛所產生的視覺更是人類行為及 動作的第一手資料，人類大部分倚靠視覺來判斷可行動的方式及路線，當人類處 在充斥各種物品的空間時，我們透過視覺與動作的結合，來思考移動的方式的可 能性。在這當中，環境又能提供我們何種訊息來決定完成任務的動作模式呢？再 者，人類是怎麼判斷自己與環境中物體的距離或關係呢？藉由精密的大腦進行距 離計算，以得知在空間中移動多少距離以完成取物的目標嗎？或者環境能夠提供 有效的訊息，使得我們能夠立即偵測到嗎？如果不是，人類又是如何知道自己與 環境的關係？如何決定動作的模式以完成任務？

然而，有機體自出生開始會隨生理成熟因素經歷不同階段的成長產生歧異的 表現，藉由不同面向的理論了解幼兒在各方面發展的歷程與事件，例如里程碑理 論(milestones)、神經成熟論(maturational theory)和認知發展論(cognitive theory) 等，嬰兒同時發展許多不同的能力，手部操作能力(Manipulation)與知覺能力是最 早開始發展的能力之一，在操作物品前，必須看見，碰到，才能拿到，先知覺到 物體，再碰觸到物體，後操弄物體。孩子的知覺發展也是影響觸碰能力(reachability) 及其他行為表現的因素，人類如何知覺本身與環境，大致分為間接知覺(indirect perception)及直接知覺(direct perception)兩個觀點。

以傳統的間接知覺(indirect perception)來說，表現者需要先在內部解釋所接收 到的訊息再產生適當的反應與動作。換句話說，知覺為主動的歷程，當接收外接

2

刺激時，個體會提取先前記憶的內在表徵與刺激做對照，再推論該刺激，即知覺 是個體對外界訊息作解釋（高雁翎、張智惠，2007）。以有效的動作計畫構成一個 重要的概念且由一個特定的姿勢來評估物品是否能夠取得，使用實驗形式來提供 動作意象(motor imagery)，在動作計畫（評估）階段來察覺判斷物體是可觸碰或 不可觸碰，評估(estimation)代表了動作計畫最原始的認知準則，個體必定能夠察 覺一個判斷的距離，在此距離外是無法拿取而必須轉換成另一個觸碰的模式 (Gabbard, Cordova & Lee, 2009)。Gabbard 等人（2009）提到動作意象(motor imagery)對於加諸於上的限制是敏感的，並且在姿勢限制上呈現出發展上的不 同。換言之，當成人發現了限制的出現，他們會根據這些改變修改動作計畫，但 孩子卻沒有進行這樣子的修改，即使當孩子單腳站立時，他們也不會像成人一樣 以保守的心態來評估自己可碰觸的距離，或許因為孩子無法判識「限制」或是因 發展的因素以至於無法以圖像的方式在心理上呈現動作並且評估觸碰的可行性。

觀察人的一生在動作技巧是如何發展時，生態心理學將許多不同的系統，包 含同時存在於身體裡面（例如：心血管、肌肉）以及身體之外（生態系統、社交、

文化）皆納入考量範圍中(Haywood & Getchell, 2001)並提出環境賦使(Affordances) 的概念，生物體覺知環境中物體的物理屬性，如大小、形狀、材質等等，根據屬 性，生物體以直接知覺的方式獲得環境供的訊息而作出反應，人類的知覺不是來 自於視網膜影像與視覺影像處理的推論過程，而是經由個體察覺環境中物體 (object)所發生的事件(event)，於環境中所呈現的光學結構(optical structure)不變的 特徵(invariant feature)而得（高雁翎、張智惠，2007）。環境賦使(Affordances)提供 有機體察覺環境結構性的訊息並提供「動」的可能性，此訊息具恆定的特性。生 態觀點認為個體在開始動作後，會不斷擷取環境中與動作相關的訊息，覺知環境 的改變並因此調整動作，換言之，個體在行動中作知覺，在知覺中調整行動（黃 佳君、楊梓媚，2008）。然而高雁翎和張智惠（2007）提到環境賦使的判斷是根據 生物體屬性（身體比例、行為能力、自我中心與異體中心等）的訊息與環境屬性

3

（環境配置、物體、事件等）的訊息共振作用(resonance)後所產生的，以動物與 環境系統屬性的關係為指標，能提供有機體作為判斷動作的訊息之一，許多研究 者發現此身體計量(body-scale ratio)不論在成人或孩童中都是傾向於相同(Cesari &

Newell, 2000;Warren & Whang, 1987; Warren, 1984)。不論經由何種方式進行知覺，

兒童與成人的視覺能力並不相同，舉例來說，10 歲左右視覺敏銳度的分水嶺，又 Williams(1968)發現 12 歲後的兒童判斷深度的準確性就如同 16 歲到 20 歲的青年 (Haywood & Getchell, 2001)。即視覺能力的發展在學齡階段會出現不同程度的能 力。

Newell(1986)提出三角限制的觀點，運動學習或是發展的過程中會受到不同 的限制影響，分別是環境限制、工作限制、有機體限制，只要三個限制中的一種 改變就會連帶改變動作的協調形式。環境會改變，有機體也會因發展、經驗等因 素改變，或是隨著環境條件而作出調整，倘若動作中加諸限制，那個體是否會受 到工作限制而調整？提供動作可能性的身體計量值(body-scale ratio)是否會因滿 足限制而影響恆定性呢？再者，有機體本身因發展出現的限制與工作限制會產生 交互影響的情況而改變身體計量值(body-scale ratio)的恆定性嗎？Gabbard 等人在 2007 年的研究發現姿勢限制對成人的觸碰距離察覺有所影響，但在 2009 年的研 究卻發現學齡兒童不會因為姿勢限制而出現不同的覺察表現，表示年齡效應會影 響觸碰能力的判斷，此一結果與前述所到的身體計量值(body-scale ratio)不因年齡 改變有所相違，又學齡階段的兒童知覺能力並不成熟，必須到12 歲之後才會到達 與大人相同的程度，在知覺動作表現應有年齡效應出現，所以，本研究想針對有 機體限制（不同年齡、不同手長）與工作限制（平衡限制、不同動作自由度）對 身體計量值(body-scale ratio)在視覺判斷觸碰能力(reachability)的影響狀況進行討 論。

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第二節 研究目的

本篇研究目的在於探討工作限制（平衡限制及動作自由度限制）與有機體限 制 （ 不 同 手 長 、 年 紀 ） 對 身 體 計 量 值(body-scale ratio)在視覺判斷觸碰能力 (reachability)的影響。

第三節   研究問題與假設 

一、研究問題

根據研究目的，本研究的研究問題與假設陳述如下，

（一） 不同年齡、不同手長之間的身體計量值(body-scale ratio)是否相同？

（二） 平衡限制對視覺觸碰距離能力判斷的影響是否存在年齡與手長的交互 作用？

（三） 動作自由度限制對視覺觸碰距離能力判斷的影響是否存在年齡與手長 的交互作用？

二、研究假設

（一） 不同年齡、不同手長之間的身體計量值(body-scale ratio)應傾向相同。

（二） 平衡限制，不同年齡以及不同手長的考驗交互作用顯著。

（三） 不同動作自由度，不同年齡以及不同手長的考驗交互作用顯著。

第四節   名詞釋義 

一、觸碰能力(reachability)

察覺目標物體是否能夠觸碰的能力(Rochat, 1995)。在本研究中被評估為 察覺可碰觸距離與身體部位的身體計量值(Body-scale ratio)。

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二、身體計量值(Body-scaled ratio)

身體計量值是一個無單位的比值，並以 pi 值表示成一個特定的有機體─

環境的值(Warren & Whang, 1987)。由生態心理學的觀點來說，特定用來判斷 動 作 界 線 或 視 覺 動 作 界 線 的 是 一 個 環 境 物 體 與 身 體 部 位 的 比 值(Mark, 1987)。Warren(1984)提到此一關係應以該動作相關物理物值與相關的有機體 動作系統，其登階研究以腿高與階高的比例，過門研究以肩寬與門寬最比例。

Carello 等人（1989）在其不同動作自由度的實驗中提到以觸碰為工作時，手 的長度可用來形成判斷值(critical ratio)，在判斷值範圍內數值表示動作可行 性高，身體計量值為一個連續的變項，實際觸碰長度也可使用形成比例，因 此，在本研究，由於工作內容的不同，將身體計量值分為兩種不同的呈現方 式，算法如下：

（一） 察覺到的距離 ÷ 手長 =手長計量值

（二） 察覺到的距離 ÷ 真實觸碰距離 =實際計量值 三、平衡限制

「人體重心保持在一定的身體基底(base of support)範圍內的能力」

(Nashner, 1993)，或是維持身體重力中心(center of gravity, COG) 在一定支撐 面的能力，意旨維持身體站立姿勢的地心引力，在身體的支撐基底最大穩定 度之內，通常這個區域是在個體雙腳與接觸面積的範圍之內（黎俊彥、林威 秀， 2003）。在本研究以縮減支撐底面積的方式來造成不平衡的情境，受試 者被要求站立於直徑 8.5 公分的半圓柱體上，兩腳板平貼於地面上為平衡狀 況。

四、不同動作自由度限制

自由度是複雜系統中能夠以不同方式組合的獨立構成要素(Keith, Button,

& Bennett, 2008)。在本研究，動作自由度被定義為主要肢段的動作。本研究 有兩種不同動作自由度的情況(修改自 Carello, Grosofsky, Reichel, Solomon, &

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Turvey, 1989)的研究，姿勢一：受試者僅延伸手臂來進行觸碰動作是為一個動 作自由度；姿勢二：受試者能夠由髖關節彎曲，僅以手臂及上半身向前觸碰 是為兩個動作自由度。

第五節 研究限制與範圍 

一、 本研究受試族群為學齡兒童及大學階段成人，不宜對不同性別、不同年齡階 段的族群作過度推論。

二、 本研究以身體計量值(Body-scaled ratio)為依變項討論不同限制的影響，不宜 過度推論至其他變項的結果。

三、 本研究以靜態目標物，受試者僅於不同動作自由度時有動態調整，未牽涉時 宜等因素。

第六節 研究的重要性 

許多有關於身體計量值的研究主題圍繞於抓握能力(grasp)並且探討不同身體 量尺對於抓握與物體之間的關係而忽略了碰觸的重要，在日常生活中，我們時常 練習碰與抓的能力，而手部操作不僅僅包含觸碰、抓握以及釋放的能力，在能夠 抓握或釋放物體前，最先要能夠執行碰觸的動作才能夠進行後續抓握的步驟，而 探討身體計量值、工作限制在觸碰能力的研究相對來說較為匱乏，希望能夠藉由 此篇研究，身體計量值與限制之間不同實驗設計的方式提供此一主題的訊息以便 後人於探討相同主題時參考。

7

第二章 文獻探討 

本章分成四個小節，第一節動作發展基礎理論，探討嬰幼兒手部動作發展的 時序以及能力。第二節知覺動作理論，探討知覺動作能力及發展狀況。第三節三 角限制，探討三角限制對於動作的影響，第四節文獻總結。

第一節 動作發展基礎理論 

闡述動作發展的理論源自不同研究的角度而產生數種不同的學說，而在 20 世紀前半段，成熟理論是動作發展領域的主流，其中有兩位最具影響力的學者，

Arnold Gesell 和 Myrtle McGraw (Piek, 2006)。

Arnold Gesell 的研究主要著重於動作本身的發展以及認知發展，並且為行為 的發展立下7 個原則，他描述出 23 個不同時期，說明嬰幼兒從俯臥的姿勢到維持 上身姿勢到站立走路的發展時序(Piek, 2006)。儘管後期有部分研究發現 Gesell 提 出的原則並不一定完全符合發展的程序，但仍舊無損其在學術研究上的貢獻。

Myrtle McGraw 由神經成熟的角度來解釋發展，他認為經由大腦的成熟而控 制肌肉功能而使得「走路」的發展並設立其它發展的里程碑。他的觀點被後續的 新的觀點所取代甚至是被反駁，但仍舊保持他的學術貢獻(Piek, 2006)。里程碑（動 作發展的階段）代表了人類在發展上的指標並藉以檢視嬰幼兒是否正常的發展，

如圖 2-1。人類幾乎是依照這樣子的發展階段成熟，當我們還是胎兒的時候，對 於外在的世界完全不認識。而當開始呼吸到第一口空氣，我們就跟這個環境產生 了密不可分的關係，並且從不同的管道「感覺」到環境，而人類，要執行的工作

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（動作）與環境之間的關係又是如何呢？試著從發展的角度看看人類與環境互動 的情形是如何發展的？

圖2-1 Shirely(1933)動作發展階段圖(引自 Oates, 1994, p217)

在出生後的第 1 年，嬰幼兒在觸碰到抓握的動作能力會出現數個清楚的轉變 (Shumway & Woollacott, 2007)。一開始，新生兒僅能夠抓握放置在手掌心中的物 體，但這僅是一種反射動作，直到嬰兒 4 個月大時才會有所改變(Cole & Cole, 2001)。初步的操作能力能夠使得嬰兒能夠立即在環境與物體做出有意義的接觸，

當嬰兒察覺到有物體在他（她）們面前，他（她）們會嘗試著伸出手去觸碰(Gallahue

& Ozmun, 2006)。為了完成觸碰的動作，首先，嬰兒必須先在空間中找出物體的 位置(Shumway & Woollacott, 2007)，在初期，觸碰與抓握動作中的知覺與動作的 協調情形並不好(Cole & Cole, 2001)，大約到了 4 個月左右，嬰兒才擁有比較好的 手 眼 協 調 能 力 並 且 能 夠 在 物 體 跟 手 之 間 以 視 覺 來 回 的 確 認 位 置(Gallahue &

Ozmun, 2006)。而在第 5 個月末期，嬰兒的手部動作幾近完美的程度，他（她）

們能夠與環境中的物體互動。

9

發展基礎的操作能力可以用幾個階段來描述，Bushell(1985)將第 1 年發展出 來的觸碰能力以特徵分成3 個階段：觸碰前(prereaching)，由出生到 4 個月大，能 夠被物體引誘出現的行為但並不能正確的與物體產生接觸；視覺引導觸碰(visually guided reaching)，由第 4 個月到第 8 個月，以手臂伸往物體的動作，並且能調整 將自己的手跟物體（目標物）容納近同一個視域中；視覺引誘觸碰(visually elicited reaching)，從第 9 個月到的 12 個月，由看見的物體引誘觸碰行為但不需要在完成 動作前都運用視覺(Haywood & Getchell, 2001)。Halverson(1937)提出下列說法，第 一階段：4 個月大的嬰兒無法有意識的碰觸物體；第二階段，5 個月大的嬰兒擁有 與物體觸碰的能力，能夠以整隻手將物體抓握但是不穩固地；第三階段，嬰兒逐 漸能夠精確的動作並且在7 個月的時候協調手掌與手指的關係，但仍尚未有效率 的使用大拇指與其他手指；第四個階段，大約9 個月，開始使用食指進行抓握動 作；10 個月大時，嬰兒能連貫的使用觸碰與抓握能力；第五階段，12 個月大，幼 兒已經能夠以效率的使用食指與大拇指做出動作；第六階段，當幼兒 14 個月大 時，抓握能力已經跟成人差不多了，能精熟地將抓握在手中的物品釋放；18 個月 時， 熟練的控制觸碰、抓握、釋放等動作(Gallahue & Ozmun, 2006)。上述提到的 是基礎生理發展的改變，發展和學習是重複的感覺與動作的經驗，包含了看、伸 手觸碰、真實觸摸、抓握以及成功地操弄物體。豐富、再更新知覺跟動作的連結 鍊使得動作者與環境間契合得更好，如圖2-2。

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圖2-2 知覺動作連結環示意圖 (Corbetta & Snapp-Childs, 2009)

嬰兒在基本操作能力的發展能夠分成三個大的階段，首先，幼兒必須能夠控 制抬手的動作並往目標物體移動進行”觸碰”，在能使用大拇指及其他手指「抓握」

住物體，後命令手部肌肉”釋放”握在手中的東西，如圖 2-3。觸碰、抓握、操作及 釋放的能力在幼兒的第2 年會發展得更精確(Black & Puckett, 1996)。由於生理發 展的成熟，使得幼兒在第2 年能夠增加對手臂、頭部及腳部肌肉的控制，使得知 覺與動作的關係更協調(Cole & Cole, 2001)。

圖2-3 基本能力(a)伸手觸碰(b)抓握(c)釋放( Gallahue & Ozmun, 2006)

隨著成熟生理心理的功能，幼兒由俯臥姿到坐姿，再從坐姿到站立，移動能 力也更好，一旦幼兒能夠有效率的移動，意味著經驗世界的機會增加。移動能改

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善手眼協調，演變成學習主要的工具(Black & Puckett, 1996)。幼兒不僅僅是簡單 的觸摸、感覺或是以嘴巴感受物體，孩子變得以釋放物品的操控方式在學習更多 關於他所存在的世界。操弄物體的能力變成是一種適當的知覺來達成有意義的目 標(Gallahue & Ozmun, 2006)。藉由精熟手部的操作能力，增加與環境互動的經驗，

有機體能夠更成功的聯結環境與自己的行動能力，然而與環境互動的過程中，除 了本身的動作能力外也需要藉由各種不同的感覺器官產生知覺以獲得環境提供的 訊息以作為動作行為的參考。

第二節 知覺動作理論 

知覺(perception)，是人類對於環境訊息反應的能力，經由訊息的提供，有機 體能作出反應動作。換句話說，知覺是從到達有機體感受器官的刺激中抽取意義 的歷程（朱瀅，2002）。始於 19 世紀中葉，對於知覺的觀點出現了分歧，一派為 以 Gibson 為代表的直接知覺(direct perception)，另外則為間接知覺(indirect perception)，兩者對於解釋知覺的看法不同，分述如下：

一、 間接知覺(indirect perception)

間接知覺(indirect perception)認為知覺是主動的歷程，即知覺是當前呈現的外 部刺激和大腦中已經存在的對外部世界的內在表徵兩者之間的配對歷程，其包含 兩個階段，認知主體提供對刺激的描述再主動判斷出該刺激是由何種物體產生，

換言之，知覺是對刺激做出假設的一種解釋。圖 2-4 為知覺歷程的模式，而知覺 歷程分為兩種歷程，一是「由上而下的歷程」(top-down)，一是「由下而上的歷程」

(bottom-up)。由上而下的歷程（又稱概念驅動歷程，conceptually driven process），

較高級、整體的和抽象的水準會影響低階歷程的運作，表示個體先前的知識、經 驗、意圖跟解釋會影響所提出的知覺預期；由下而上的歷程（又稱資料驅動歷程，

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data-driven process），是從組成圖形或事務最簡單的成份開始，這些成分為感受器 提供的具體感覺，如亮度、空間頻率視覺圖形等將其組織起來，訊息從低階升及 到高階、綜合的水準，也就是個體會將環境中的物體解釋為有意義的物體。而此 兩個知覺歷程並非擇一不可，而是能夠同時存在於一個完整的知覺歷程中。

間接知覺強調的是內在表徵以及與刺激的比照，個體對於外在的刺激需要經 過處理、解釋後才能獲得訊息以作出反應，若以表徵、計算、比較的方式來說，

以取物為例，受試者必須先由視覺提供目標物與自己的距離，再經由估計可能延 展的距離或姿勢，後比對兩段距離才能預測自己否能夠成功觸碰到目標物。

圖2-4 知覺歷程的模式（取自林清和，2006，頁 287）

二、 直接知覺(direct perception)

直接知覺(direct perception)認為有機體從環境中擷取訊息是一種直接的歷 程，刺激對於直接知覺來說是一種連續不間斷的事件(event)，相對於間接知覺的 間斷訊息，如圖2-5。

感覺器官 知覺 技能表現

觸覺 味覺

嗅覺 視覺 輸入 本體感受器 概念性 認知 輸出 聽覺 運動肌覺

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圖2-5（左）傳統理論對於事件與刺激的解釋；（右）直接知覺對於事件與刺激 的解釋(取自 Carello & Michaels, 1981, p12)

物體存在於環境中有其不變的物理特性，藉由光線反射進入人類的視網膜構 成影像，Gibson(1979)表示當一個人移動的時候，環境光陣列(ambient optical array) 的重要結構，也就是表面結構的基礎，會被呈現出來，而光陣列主要包含環境中 的不變特值以提供訊息讓個體移動(Keith, Button & Bennett, 2008)。當個體在某一 個定點，不同方向所帶來的環繞光，含有不同結構，這有結構的光稱為「視覺光 佈」 (optic array)，視覺光佈是一種源源不絕的刺激訊息，個體能夠經視覺主動擷 取外界訊息而獲得與本身與外界環境的關係（黃佳君、楊梓楣，2008）。

直接知覺主要有兩大特性：不變異(invariant)與環境賦使(affordances)，此理 論強調有機體與環境之間的關係。

（一）恆定性(invariant)

Carello & Michaels(1981) 提 出 恆 定 性 是 由 知 覺 恆 常 性 (perceptual constancy)、物理定律(the law of physics)與幾何概念(geometric concept)所組成的 概念。

1. 知覺恆常性(perceptual constancy)

即便察覺到近側的刺激（例如視網膜的成像或聲波）有很明顯的改變，仍 然會將察覺到的物體當成是相同的物品的現象，其中包含了大小、亮度與形狀 的恆常性。

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(1) 大小恆常性

我們察覺物體的大小恆定即使增加視角導致物體好像更靠近，在視網 膜上的成像改變，我們仍然知覺到一樣大小的物體。

(2) 亮度恆常性

即使將煤以強光照射或是將白紙放在陰暗處，我們仍然知覺到到物體 原本的樣子，並不會因為光線強弱而改變的亮度就改變我們對物體知覺到 的樣子。

(3) 形狀恆常性

當我們看見一張桌子，從不同的角度或方向看，在視網膜上的成像就 會改變，所知覺到的就是一張桌子。但當視覺訊息不足時，缺乏關於物體 的位置訊息時，形狀恆常性就會受到影響，甚至完全消失（高雁翎、張智 惠，2007）。

2. 物理定律(the law of physics)

當我們討論關於物體一致性的屬性時，也就是討論光結構中所含的訊 息，人們接收來自物體反光線的訊息，每種物體的反射狀況不同，原因是 每種物體吸收的光線與反射的光線不同；光線的照射角度會使得亮度不 同；有些物體表面不會使光線潰散開來（如：鏡子），以上三種就是Gibson 所說的生態光學(ecological optical)，是根據生物體所處環境之光的物理 量，可由物理定律推論而知（高雁翎、張智惠，2007）。

3. 幾何概念(geometric concept)

空間中的相對位置、行狀跟輪廓的差異與體積大小等的知覺都包含幾 何概念，其來自於結構的不變量與轉換的不變量，結構的不變量是當事件 有變化時，其基本模式保持不變；而轉換的不變量是所有結構的改變行式 都一致。舉例來說：形狀的恆定中，因為知覺到圓盤的外型結構不變，即

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使在不同角度看到圓盤，會轉變成橢圓形的樣子，但在轉換後我們仍然知 覺到圓形的盤子。

有機體在察覺物體的材質、形狀、顏色跟大小時，也察覺物體的不變異，從 光的反射中察覺到結構性的訊息，而此結構性的訊息成時的反應出環境的樣貌提 供有機體決定行動方式。

（二）環境賦使(affordances)

環境賦使是環境事物所提供給有機體的行動機會，不論好與壞(Gibson, 1986)。環境賦使緊密地結合動作與知覺，並且提訊息使有機體預期到運動場 上流利、步調快的行為活動及每時刻間的控制(Fajen, A.Riley, & Turvey, 2009)。由於訊息有個別化，處在同一個場域，每個生物體所察覺到的訊息不 同也因生物個體的條件而有不同的考量。換言之，覺知環境賦使需仰賴個體 探查本身的控制能力與環境所提供機會之間的關係（Gibson, 2000；黃佳君、

楊梓楣，2008）。

高雁翎和張智惠（2007）將環境賦使中生物體與環境產生共振作用的關 係整理如圖2-6，共振作用是知覺系統與外界刺激變項相互契合的現象，經 由一些神經系統結構的改變並以整體性的方式運作，生物體能夠與環境所提 供的訊息產生共振(resonate)。環境賦使是在共振作用的過程中，生物體以直 接知覺的方式擷取環境中有用的訊息，並與個體的身體屬性相互對照後再執 行動作。

所謂身體屬性包含身體計量值、行為能力、自我中心、異體中心及其他；

環境屬性則包含環境的配置、配置中的物體與事件（不變的變項、變化的變 項、不變異的變項）。簡言之，個體在環境中知覺各項訊息並與自身屬性相對，

而訊息的恆定及個體的環境賦使，提供個體動作的選擇，導引個體動作而非 由記憶中提取相關資料進行比對。

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圖2-6 生物體屬性與環境屬性的互動（改繪自高雁翎、張智惠，2007，p99）

上述提到環境賦使中包含環境與生物體各自的屬性，身體計量值為其中一 種，何為身體計量值(body-scale ratio)？隨著年齡的增長，個體的身高、體重、經 驗等個別化的改變，相同年齡不同身高，不同年齡相同身高都有不同的環境賦使，

成人與小孩也因個體條件不同有不同的環境賦使，然而知覺環境中的訊息時，個 體會將知覺到的訊息與自身的屬性相對，換言之，環境佈局、物體的動作和觀察 者的行動都是依據有機體本身的尺度進行動作模式抉擇(Carello et al., 1989)。 由 生態心理學的角度來說，判斷動作與理想動作的界線(boundary)應該是根據環境物 體（例：表面高度）與身體部位（例：視高）的一個特定值(Mark, 1987)。身體計 量(body scaling)是內在固有的（相對於身材大小）而非外來的單位，其指使用一 個特定的個人的身體部位（一個內在系統）作為動作選擇的參考(Haywood &

Getchell, 2001)。有機體察覺到相對於自己的動作系統的環境賦使，以身體為量尺 而非一種公制單位應用在知覺與動作上(Kamp, Savelsbergh, & Davis, 1998)。

Warren(1984)分析環境賦使提到可利用內在的測量與尺寸的分析來描述有機體與 環境的系統，此方法是量測相關的環境變項與動作變項，產生一個無維度的身體 計量值(body-scaled ratio)，或稱作 pi 值來作為環境與有機體的一個特定值。

身體屬性 身體計量值、行為能力、自我中心與異體中心、其他 知覺系統 視覺、聽覺、基本定位、觸覺、味覺、嗅覺

刺激變項 不變的變項、變化的變項、不變量的變項 環境屬性 環境的配置 物體 事件 潛在意義、可能性 環境賦使

生物體 animal

環 境

environment

共振作用(resonance)

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三、 視知覺發展(development of visual perception)

視覺在知覺環境中扮演中要角色，我們經由視覺訊息覺察三維空間，而察覺 空間的同時也包含知覺距離與深度，由於兩眼的位置不同所造成的視差是提供深 度知覺的線索知一。即使年輕如 2、3 個月的嬰兒有能力察覺深度，如 Eleanor Gibson & Richard Walk (1960)的經典研究，視覺懸崖(visual cliff)，將一個高台的 半邊移除，並在頂端覆蓋透明的壓克力板，以不同對比的顏色強調出高度的不同，

營造出視覺上看起來是懸崖的感覺，但事實上，透明的壓克力板能輕易負載嬰兒 的重量，接著將嬰兒放到高台上，請照顧者在另一端鼓勵嬰兒爬過看似會墜落的 這一邊，研究發現，10 個嬰兒中有 8 個嬰兒會拒絕，表示嬰兒具備深度知覺的能 力(Rathus, 2008)。然而，由於視覺的發展，孩子視知覺的能力不如大人來得成熟，

連帶限制孩子增加或改進他們的動作表現(Gallahue & Ozmun, 2006)。

孩子的視知覺能力，包含深度知覺、空間知覺、視覺敏銳度、視動協調等相 較於成人都有發展上的差異，例如4 歲的孩子在深度知覺的判斷可能會出錯，的 確，當視覺發展得更成熟，深度知覺的能力也會更好，孩子大約在10 歲時，視覺 敏銳度才能達到與成人一樣的程度，8 歲時能分辨出不同的角度，包含 45 度角，

但仍然會搞混左右兩邊，身體意識(body awareness)則要到 9 歲之後才能夠幾乎沒 有錯誤，知覺能力雖然從嬰兒時期就開始發展，持續成熟到學齡時期才漸趨完整，

視知覺能力大約由 8 歲發展到 12 歲才達到成人的階段(Haywood & Getchell, 2001)。

四、 知覺─行動連結(perception-action coupling)

在視覺系統中，個體經由光的配列知覺到環境配置中關於時間與空間的不變 量訊息而得到知覺，個體將環境所給予的視知覺訊息與行動互相作用，環境提供 的訊息和行動直接進行互動不需牽涉內在歷程，知覺提供行動有效的訊息，行動 提供更精確的知覺（高雁翎、張智惠，2007）。而動作並非僅是知覺後的產物，在 移動過程中，因個體本身的動作行為擾動環境訊息，在個體循環式的比較訊息改

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變後，同時進行知覺過程，由此，我們了解知覺與行動是密不可分的，然而，生 物有成熟的過程，對於環境的知覺會改變，自嬰兒時期便藉由各種探索式活動認 識世界，在成長的過程中，個體經由經驗的累積或是知覺、動作的發展，對環境 賦使的知覺更準確，動作效率也會變好(黃佳君、楊梓楣，2008)。

五、 身體計量值(Body-scaled ratio)相關研究

Warren(1984)以不同身高的受試者進行登階實驗，目的測試有機體與環境間 的關係，結果發現受試者以視覺判斷登階與否，能依據個體的腿長與階高的比來 判斷，階高÷腿長=0.88，且此比值不論是身高高或是身高矮的人皆相同。Warren

& Whang(1987)以不同身高的人，測試判斷能否過門的身體比例為何，以兩種不 同，情境一：要求受試者以正常的行走速度過好幾種不同寬度的門；情境二：以 較快的速度通過幾個不同寬度的門，兩個實驗進行時當受試者過門時可自由選擇 是否需要旋轉肩膀，結果發現在正常速度以門寬÷肩寬= 1.30 來說，沒有發現身 材的影響，以過門時肩膀旋轉的角度來說，速度會產生影響；實驗二以視覺評估 過門的身體比例，發現門寬÷肩寬= 1.16，而不同身高間沒也有差異，雖然實際過 門的與視覺判斷比值略有不同，推測應該為實驗設計的原因導致受試者在視覺判 斷時採以保守的態度。然而以上的實驗僅探討不同身高之間是否會影響身體比例 但卻沒有考驗不同限制加諸後的影響。Mark(1987)以真實視高(eyeheight)與真實的 座高或視高與察覺的階高比當作身體比例來作為判斷坐姿與登高的依據，結果發 現以視高與真實的座高或察覺的階高的比值對於判斷動作可能性的準確度很高，

此研究修正了 Warren(1984)對於身體比例的算法。Kamp et al.(1998) 以 5 歲、7 歲、9 歲的兒童為受試者，探討抓握動作的身體計量值是否會因發展的因素而改 變，身體計量值是否為改變抓握動作型態（一手或兩手）的控制參數?14 種不同 大小的積木要求受試者以手抓握再放入盒子內，以積木大小與手指墩距為比例作 考驗，年齡之間的差異就消失，並以不同的方式如：滯後作用 (hysteresis)、增加 變異等證實身體計量值為抓握動作型態的控制參數。Carello 等人(1989)於實驗一

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以不同身高的大學生為受試者，檢視(1)受試者會察覺不同姿勢（一個動作自由 度、兩個動作自由度）的差異；(2)不同身高的受試者身體計量值相同，結果發現 受試者能夠察覺兩種不同動作自由度，但以身體計量值（DF=1，視覺判斷最遠距 離÷手長；DF=2，視覺判斷最遠距離÷手長+軀幹）考驗發現兩組不同身高的受試 者並沒有差異。實驗二以坐姿判斷觸碰距離，以改變受試者的活動空間（不同姿 勢）來檢視影響，以身體計量值（察覺距離÷真實觸碰距離）發現不同身高的受試 者並沒有差異的情況。

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第三節 三角限制 

Newell(1986)提出三角限制的概念，限制可分為有機體(organism)、環境 (environment)、工作(task)三種如圖 2-7，個體的動作協調結構會因其中一個限制 出現而產生改變。

圖2-7Newell(1986)的三角限制圖

一、 有機體限制(organism constraint)

有機體限制(organism constraint)是指一個人的個別條件，例如基因、體重、

身高、認知、動機或是思維模式等等，都是具有個別化的特性，面對相同的情境 或是動作，個體會因為自己本身的特性而影響動作的結果，例如：一個1×1×1 公 分的積木對於5 歲的幼兒的手掌來說是很容易拿取，相對一個身高 190 公分，擁 有大手掌的長人來說，這樣大小的積木就顯得太小，動於動作的難易度就會因為 個體的因素而出現差異。以觸碰來說，個體的手長、知覺能力、平衡能力等等都 能算是個體本身可能會出現的限制因素。

有機體限制

環境限制 工作限制

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二、 環境限制(environment constraint)

環境限制(environment constraint)指的是大自然環境，整體性的因素，如光的 亮度、溫度等物理變項，重力也是一個環境限制的一個因素，以滑雪來說，滑雪 者可以利用雪墩的視覺光流，來控制髖膝關節間的力矩，遇大轉彎時必須彎曲髖 膝關節以吸收加諸於腿部的反作用力(Keith, Button, & Bennett, 2008)。

三、 工作限制(task constraint)

工作本身對於運動技能的學習與表現就是一種限制，Newell(1986)提出工作 限制分為三類：目標、規則、器材。工作限制是比環境限制更針對特定的表現情 境，舉例來說，當我走路的時候，身上有沒有揹負重物，走路形態會改變，當我 跳高的時候，必須超過竿子，否則就不算成功，竿子是對動作形成的一個工作限 制。以觸碰行為來說，觸碰動作進行時，個體的姿勢控制能力，觸碰時能否維持 平衡、可觸碰的姿勢模式，目標物是觸手可即或需要彎曲上身以俯姿取物都可能 是對觸碰行為造成工作限制的因素。

上述三種不同的限制會互相影響，在學習動作技能或表現的時候，任一個限 制的條件改變就會導致個體為滿足限制而調整動作型態，限制的強化或是減弱是 隨著時間改變，並非恆定的現象。

四、 工作限制(task constraint)相關研究

Leonard S. Mark et al.(1997)以不同姿勢限制（情境一：以一個動作作自由度 的姿勢進行判斷；情境二：不限定觸碰的姿勢來進行判斷）來檢視身體比例是否 會改變，18 位大學生分別以視覺判斷不同距離的目標物是否能夠觸碰，結果發現 兩種不同情況的身體比例並不相同，意味不同工作限制的身體比例有改變。

Douglas L. Gardner, Leonard S. Mark, John A. Ward & Edkins(2001)以大學生檢視不 同難度的工作限制（撿拾豆子、拿取積木）對於視覺引導觸碰姿勢的影響，發現 受 試 者 因 工 作 要 求 選 擇 動 作 模 式 的 決 斷 值 會 改 變 。Gabbard, Cordova, &

Ammar(2007)以不同姿勢限制（坐姿視覺觸碰判斷；單腳站立視覺觸碰判斷）檢

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視成人在姿勢穩定度對於知覺觸碰能力的影響，結果發現不同限制會影響視覺判 斷。Gabbard, Cordova & Lee(2009)延續 2007 的研究，並將受試者延伸至學齡兒童

（7 歲、9 歲、11 歲）檢視姿勢限制對兒童對於知覺觸碰能力的影響，結果發現 並沒有年齡效應或是工作限制的影響，相對於2007 年的研究，成人與兒童間對於 視覺觸碰能力的判斷出現差異的情況。

第四節 文獻總結 

一、 基礎理論

自出生後，有機體就開始與環境之間的關係，隨著生理發展逐漸成熟各種不 同的能力，而手部操作能力是從仰臥姿勢時的嬰兒就能展現出來的能力之一，由 初生的反射抓握到4、5 個月有意識的觸碰，有機體不斷地精進自己的動作能力，

然而，物體存在於空間中，環境的刺激會促使有機體作出回應，此一個刺激與反 應的聯結，也同時召集不同能力共同作用，視覺、知覺、互相的協調情形影響有 機體與環境互動的結果。自覺察環境的過程中，直接知覺強調有機體與環境的互 動是不需經過內在特徵的歷程而直接擷取有效的訊息，就像是偵測機一般，環境 與個體本身存在一種特定的關係，藉由訊息不變異的特性與個別化的環境賦使能 力，使得個體能夠知道動作的可能性，甚或有一個存在於環境與有機體之間的比 值，身體計量值(Body-scaled ratio)，作為動作選擇的依據。但生物的發展有其順 序性，年幼的孩子與成人會有階段性的不同，如身材的差異、知覺能力的不同、

姿勢控制的穩定度，這些因年齡而出現的差異是否會造成身體計量值(Body-scaled ratio)差異，由三角限制的概念來說，僅要改變其中一個限制就會出現不同的動作 型態，倘若將加諸限制是否也會影響身體計量值呢？

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二、 相關研究

探究過去的研究，討論身體量尺的研究許多，各以不同的主題，如觸碰(reach) (Carello et al., 1989; Choi & Mark, 2004; Kamp et al., 1998; Leonard S. Mark et al., 1997)、抓握(prehension) (Cesari & Newell, 2000; Newell, Scully, Tenenbaum, &

Hardiman, 1989)、登階(Warren, 1984; Mark, 1987)、過門(Warren & Whang, 1987) 等，除抓握相關研究外多以成人為討論的對象，結果發現身體計量值(Body-scaled ratio)不會因身材大小而出現差異，且不同年齡間也不會出現差別，但在探討觸碰 能力的研究裡，將兩個不同的年齡層共同作討論的較缺乏，且由知覺能力的發展 來說，學齡兒童與成人的差異或許會造成身體計量值(Body-scaled ratio)的變異，

與前述研究的結果相違，加上限制對於身體計量值(Body-scaled ratio)的影響較少 人探討，所以本研究想要兩個不同實驗討論工作限制對不同年齡、身材的個體其 身體計量值(Body-scaled ratio)的影響。

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第三章 研究方法 

本研究共分兩個實驗情境，情境一探討平衡限制對不同年齡及不同手長者的 影響，情境二探討不同動作自由度對不同年齡與不同手長的影響，詳細內容分述 如下：

第一節   研究架構 

研究架構如圖3-1：

圖3-1 研究架構圖 自

變 項

依 變 項

不同工作限制 情境一：

(1)平衡情境 (2)不平衡情境

情境二

(1) 一個動作自由度 (2) 兩個動作自由度

有機體限制 不同手長 (1)長手組 (2)短手組

不同年齡

(1) 7 歲 (2) 9 歲 (3) 11 歲(4) 21 歲

身體計量值

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第二節 研究對象 

本研究採立意取樣，選取年齡為 7 歲、9 歲、11 歲正常發展男性學童及 21 歲健康男性成人，且身高位於台灣教育部身高常模表中25%（手長組）及 75%（手 短組）為受試者，各年齡各組人數為10 人，共 80 人。受試者如表 3-1。

表3-1 受試者基本資料表

年齡 組別 常模身高 實驗組身高 實驗組手長

7 歲 手長組 126cm 以上 127.64±1.48cm 55.45±1.21 cm 手短組 118cm 以下 115.04±2.43 cm 50.15±1.37 cm

9 歲 手長組 137 cm 以上 141.3±2.26cm 60.9±1.30cm 手短組 129 cm 以下 124.81±2.54cm 54.18±1.58cm

11 歲 手長組 148 cm 以上 154.39±5.36cm 68.15±2.84 cm 手短組 138 cm 以下 136.26±0.87 cm 59.75±1.49 cm

21 歲 手長組 176 cm 以上 180.7±3.56cm 80.2±2.56cm 手短組 169 cm 以下 165.7±2.62cm 72.45±2.81cm

第三節 實驗設計 

情境一平衡限制對不同年齡與不同手長者在身體計量值的影響

情境一包含平衡情境及不平衡情境，受試者雙腳平貼於地板是為平衡情境，

受者者雙腳站立於高8.5 公分，直徑 8.5 公分的半圓形柱體上，並要求受試者雙腳 不能碰觸到地板且無任何輔助物是為不平衡情境。受試者需在每個情境中以平衡 設計進行12 次的試作，將目標物分別至於前(至於儀器約 6 公分處)中(至於儀器約 42 公分處)後(至於儀器約 85 公分處)三個不同位置，每個位置進行 4 次試作，隨 機呈現目標物。受試者於實際試作時，皆要求藉由視覺判斷後，以拉繩方式將目 標物拉到觸碰距離的極限值。所有察覺判斷完成後，才測量受試者所能觸碰的最

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遠距離，測量方法為：由受試者將目標物推往最遠的距離，共推3 次，取最遠的 為記錄。

動作姿勢為雙腳站立時以髖關節為軸心，慣用手及上身向前直線伸展取物的 動作模式，於平衡情境時，身體往前時保持兩腳板平貼於地板，不可踮腳，非慣 用手平貼於大腿上，若於試作中違反任何一項要求，就算失敗，須重新試作；不 平衡情境時，要求受試者進行相同姿勢，但站立於半圓柱體上時，不可讓雙腳碰 觸地面，不能進行任何站立扶助，若於試作中失去平衡，腳板碰觸地面或扶住任 何物體，就算失敗，須重新試作。如圖3-2。

圖3-2 不平衡情境試作圖

情境二不同動作自由度對不同年齡與不同手長者在身體計量值的影響

情境二共有兩種不同自由度的動作，兩種動作的進行時，受試者皆坐立於一 高40 公分的木椅上，實際試作儀器根據每位受試者不同進行調整，高度與受試者 坐於椅上時肩膀同高。進行 12 次的試作（將目標物分別至於前中後三個不同位 置，每個位置進行4 次試作），以平衡設計方式隨機呈現目標物。受試者於實際試 作時，皆要求藉由視覺判斷後，以拉繩方式將目標物拉到觸碰距離的極限值。所 有察覺判斷完成後，才測量受試者所能觸碰的最遠距離，測量方法為：由受試者 將目標物推往最遠的距離，共推3 次，取最遠的為記錄。

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動作一：受試者僅延伸手臂來進行觸碰動作，受試者被要求挺直腰桿，背部 緊靠椅背，動作中不得於改變軀幹位置，或是扭轉肩部，維持雙肩停留於平行線 上；動作二：受試者以髖關節為軸心向前彎曲，僅以手臂及上半身向前觸碰，動 作進行時要求受試者將臀部與椅墊後緣相靠，並於動作中不得改變臀部位置，也 不能使椅子移動或任一椅腳翹起。如圖3-3。

圖3-3（左）一個動作自由度（右）兩個動作自由度

第四節   研究工具 

本研究使用工具為：1. 動作模擬儀器，如圖 3-4；2. 觸碰距離操作儀器，如 圖 3-5。為避免受試者有記憶觸碰距離的嫌疑，所有受試者在實際試作前，皆先 在「姿勢模擬工具」進行動作模擬，了解本研究要求受試者假想的動作為何，再 以「觸碰距離實際試作工具」進行實際試作。兩組儀器皆為長 87 公分 × 寬 32 公分 × 高 84.5 公分大小，模擬區目標物為 11.5 公分× 17.5 公分大小，實際試作 區，目標物為10 公分 ×15 公分大小。

實際試作時，儀器會根據每一位受試者的身高進行調整，此部分參考 Gabbard 等人於2007 年的設計，儀器桌面高度與每位受試者的坐姿高度與眼高的中心點同 高，受試者與儀器間隔一個手長的距離以避免儀器造成動作的障礙。

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圖3-4 動作模擬儀器

圖3-5 觸碰距離操作儀器

圖3-6 造成不平衡狀況的半圓柱體

第五節 實驗流程 

所有受試者須順序完成情境一與情境二操作，所有受試者在正式測驗前 必須先丈量手長（由慣用手肩軸凸至中指的長度）及儀器高度（受試者的坐姿高 度與眼高的中心點），為使受試者了解本研究所要求的動作，正式測驗前，先進行

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動作模擬，動作模擬時，由實驗者示範一次後再要求受試者試作，確認動作符合 本研究要求後，進行實驗。且於動作模擬時，不根據受試者調整儀器高度，但會 根據受試者手長調整其與動作模擬儀器的距離，並於正式測驗時，隨受試者調整 與觸碰距離操作儀器之距離，並於隨次試作由實驗者紀錄。

第六節 資料處理與分析 

一、 資料處理

所有試作結束後，進行資料的建檔及計算，分別計算出兩個情境之身體計量 值，包含手長及視覺判斷值作手長計量值以及以實際觸碰的最大值與視覺判斷值 作實際計量值。

二、 資料分析

所有計算後的身體計量值以 SPSS for Windows 12.0 套裝軟體進行資料處理與 分析，顯著差異設為 α=.05，並分別以手長計量值與實際計量值進行兩情境的三 因子混合設計變異數分析(three-way ANOVA)，考驗平衡限制、手長及年齡的影 響；動作自由度限制、手長、年齡的影響。

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第四章   結果與討論 

本章共分為兩節，第一節結果，分別討論情境一：平衡限制對不同年齡、不 同手長者之手長計量值與實際計量值的影響；情境二：不同動作自由度對不同年 齡、不同手長者之手長計量值與實際計量值的影響，第二節討論，分別以手長計 量值與實際計量值在兩個情境中的結果並輔以過去文獻探討。

第一節 結果 

情境一：平衡限制對不同年齡與不同手長者在身體計量值的影響

一、 手長計量值

本節討論不同年齡、不同手長，在不同平衡限制下是否會有差異的情形出現，

以手長計量值（以手長為分母）為依變項進行三因子混合設計變異數分析。

表4-1 不同年齡、不同手長組在不同平衡限制之手長計量值描述統計摘要表

平衡狀況 不平衡狀況

手長組 手短組 平均 手長組 手短組 平均 總合(年齡) M SD M SD M SD M SD M SD M SD M SD 7歲 1.46 0.11 1.39 0.18 1.42 0.15 1.41 0.09 1.36 0.15 1.38 0.13 1.40 0.03 9歲 1.49 0.11 1.36 0.15 1.42 0.14 1.41 0.11 1.36 0.15 1.38 0.14 1.40 0.03 11歲 1.41 0.12 1.37 0.10 1.39 0.11 1.37 0.10 1.34 0.12 1.35 0.11 1.37 0.03 21歲 1.41 0.62 1.43 0.09 1.42 0.78 1.32 0.10 1.32 0.12 1.32 0.1 1.37 0.03

平均 1.44 0.12 1.39 0.13 1.38 0.96 1.34 0.13

總合(手長) 1.41(SD=0.11) 1.36(SD=0.14) 總合(平衡) 1.42(SD=0.12) 1.36(SD=0.12)

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表 4-1 為 4 組不同年齡、不同手長受試者在兩種平衡限制下，經計算後的實 際計量值為依變項，各年齡層在不同組別的描述統計摘要表。

表4-2 平衡限制、不同年齡與不同手長之手長計量值統計摘要表

變異來源 SS df MS F Sig. η² 手長 0.079 1 0.079 3.264 0.75 .043 年齡 0.041 3 0.014 0.560 0.643 .023 平衡限制 0.121 1 0.121 23.705 .000* .248 手長×年齡 0.053 3 0.018 0.724 0.541 .029 手長×平衡限制 0.034 3 0.11 2.191 0.97 .011 年齡×平衡限制 0.004 1 0.004 0.827 0.366 .084

誤差 1.747 72 0.024 殘差 0.368 72 0.005

*p<.05

所有數值經三因子混合設計變異數分析，結果如表 4-2，從統計摘要表的結 果 可 以 發 現 ， 平 衡 限 制 、 不 同 年 齡 及 不 同 手 長 並 沒 有 呈 現 交 互 作 用 ， F(3,72)=0.786，p=0.506>.05，η²=.032，未達顯著水準，因三因子交互作用沒有顯 著，也就表示不同年齡、不同手長在面對平衡限制時並不會共同對手長計量值造 成影響，進一步要討論各二因子間交互作用的情況，平衡限制與不同手長的交互 作用未達顯著水準，F(1,72)=2.191，p=0.97>.05，η²=.011，平衡限制與不同年齡 的交互作用未達顯著水準，F(3,72)=0.827，p=0.366>.05，η²=.08，不同年齡與不 同手長的交互作用也未達顯著水準，F(3,72)=0.724，p=0.541>.05，η²=.029，各項 二因子交互作用皆未達顯著，但由表中可以知道各因子主要效果檢定的結果，以 不同手長進行主要效果檢定未達顯著，F(1,72)=3.264，p=0.75>.05，η²=.043，以 不同年齡進行主要效果檢定也未達顯著，F(1,72)=0.560，p=0.643>.05，η²=.023，

僅有平衡限制的主要效果達顯著，F(1,72)=23.705，p=.000<.05，η²=.248，表示不 同年齡、不同手長受試者會因平衡限制的出現而產生差異，而手長計量值在面對

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不同年齡、不同手長的因子時都不會出現變異的情況，也就是說，手長計量值在 不同年齡，不同手長的族群中都是維持不變異的特性。經事後比較，平衡情況的 手 長 計 量 值(M=1.41 ， SD=0.11) 大 於 不 平 衡 狀 況 時 的 手 長 計 量 值 (M=1.36 ， SD=0.11)。

二、 實際計量值

前述以手長計量值（以手長為分母）為依變項進行三因子混合設計變異數分 析，了解其對手長計量值的影響，接續以實際計量值（以實際觸碰值為分母）為 依變項分析三因子間的關係，表 4-3 不同年齡、不同手長組在不同平衡限制之實 際計量值描述統計摘要表。

表4-3 不同年齡、不同手長組在不同平衡限制之實際計量值描述統計摘要表

平衡狀況 不平衡狀況

手長組 手短組 平均 手長組 手短組 平均 總合(年齡)

M SD M SD M SD M SD M SD M SD M SD 7歲 1.08 0.11 1.06 0.11 1.07 0.1 1.08 0.12 1.01 0.91 1.04 0.11 1.06 0.02 9歲 1.10 0.76 1.03 0.13 1.06 0.11 1.01 0.11 1.03 0.10 1.02 0.1 1.04 0.02 11歲 1.03 0.72 1.02 0.76 1.03 0.07 1.03 0.49 1.02 0.12 1.02 0.87 1.03 0.02 21歲 1.22 0.11 1.24 0.67 1.23 0.09 0.76 0.61 0.75 0.77 0.76 0.69 0.99 0.02 M 1.11 0.11 1.09 0.13 0.97 0.15 0.95 0.15

總合(手長、手短) 1.04(SD=0.01) 1.02(SD=0.01) 總合(平衡、不平衡) 1.10(SD=0.12) 0.96(SD=0.15)

所有數值經三因子混合設計變異數分析，結果如表 4-4，從變異數摘要表的 結果可以發現，平衡限制、不同年齡及不同手長並沒有呈現交互作用，F(3,72)=

2.076，p=0.111>.05，η²=0.08，未達顯著水準，因三因子交互作用沒有顯著，也 就表示不同年齡、不同手長在面對平衡限制時並不會共同對實際計量值造成影響。

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表4-4 平衡限制、不同年齡與不同手長之實際計量值統計摘要表

變異來源 SS df MS F Sig. η²

手長 0.012 1 0.012 0.875 0.353 0.012 年齡 0.085 3 0.028 2.067 0.112 0.079 平衡限制 0.749 1 0.749 173.935 0.000 0.707 年齡×手長 0.013 3 0.004 0.324 0.808 0.013 手長×平衡限制 0.001 1 0.001 0.008 0.929 .000 年齡×平衡限制 1.548 3 0.516 119.852 0.000* 0.833 手長×年齡×平衡限制 0.027 3 0.009 2.076 0.111 0.080

誤差 0.993 72 0.014 殘差 0.310 72 0.004

*p<.05

進一步要檢驗各二因子間交互作用的情況，平衡限制與不同手長的交互作用 未達顯著水準，F(1,72)= 0.008，p=0.929>.05，η²= .000，不同年齡與不同手長的 交互作用也未達顯著水準，F(3,72)= 0.324，p=0.808>.05，η²=0.013，平衡限制與 不同年齡的交互作用達顯著水準，F(3,72)= 119.852，p=0.000<.05，η²=0.833，須 進一步作單純主要效果檢定，而不同手長的主要效果未達顯著，(1,72)= 0.875，

p=0.353>.05，η²=0.012。

表4-5 平衡限制之實際計量值單純主要效果檢定摘要表

年齡 變異來源 SS df MS F Sig. η² 事後比較 7 歲 平衡限制 0.004 1 0.004 1.994 0.174 0.095 平衡>不平衡 9 歲 0.023 1 0.023 4.250 0.053 0.183

11 歲 0.001 1 0.001 0.033 0.858 0.002 21 歲 2.270 1 2.270 264.181 0.000* 0.933

*p<.05

由表4-5 可知，平衡限制在 7 歲組沒有達顯著，F(1,19)= 1.994，p=0.174>.05，

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η²=0.095，在 9 歲組沒有達顯著，F(1,19)= 4.250，p=0.053>.05，η²=0.183，在 11 歲組沒有達顯著，F(1,19)= 0.033，p=0.858>.05，η²=0.002，在 21 歲組達顯著，

F(1,19)= 264.181，p=0.000<.05，η²=0.933，由平均數得知，平衡限制的實際計量 值大於不平衡限制的實際計量值。

表4-6 不同年齡之實際計量值單純主要效果檢定摘要表

變異來源 SS df MS F Sig. 事後比較 平衡 組內 0.503 3 0.168 18.55 .000* 21 歲>7 歲、9

歲、11 歲 21 歲<7 歲、9

歲11 歲 組間 0.687 76 0.009

不平衡 組內 1.131 3 0.377 42.869 0.000*

組間 0.668 76 0.009

*p<.05

表 4-6 為不同年齡在實際計量值的單純主要效果檢定，在平衡限制，

F(3,76)=18.55，p=.000<.05，達顯著差異，經事後比較，21 歲組的實際計量值大 於7 歲、9 歲和 11 歲組的實際計量值；不平衡限制，F(3,76)=42.869，p=.000<.05，

也達顯著差異，經事後比較，21 歲的實際計量值小於 7 歲、9 歲和 11 歲的實際計 量值。

情境二：不同動作自由度對不同年齡與不同手長者在身體計量值的影 響 

一、 手長計量值

本節討論不同年齡、不同手長，在不同動作自由度下是否會有差異的情形出 現，以手長計量值（以手長為分母）為依變項進行三因子混合設計變異數分析，

表4-7 為不同年齡、不同手長組在不同動作自由度之手長計量值描述統計摘要表。

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表4-7 不同年齡、不同手長組在不同動作自由度之手長計量值描述統計摘要表

DF=1 DF=2

手長組 手短組 平均 手長組 手短組 平均 總合(年齡)

M SD M SD M SD M SD M SD M SD M SD 7歲 1.39 0.76 1.32 0.90 1.35 0.09 1.52 0.16 1.53 0.17 1.52 0.16 1.44 0.02 9歲 1.34 0.11 1.32 0.12 1.33 0.11 1.56 0.83 1.47 0.16 1.52 0.13 1.42 0.02 11歲 1.29 0.93 1.29 0.75 1.29 0.08 1.50 0.12 1.43 0.11 1.46 0.12 1.38 0.02 21歲 1.20 0.75 1.21 0.82 1.20 0.08 1.53 0.15 1.66 0.22 1.60 0.19 1.40 0.02 平均 1.30 0.11 1.28 0.10 1.53 0.13 1.52 0.18

總合(手長、手短) 1.415(SD=0.015) 1.404(SD=0.015) 總合(DF(1)、DF(2)) 1.29(SD=0.11) 1.52(SD=0.16)

表4-8 自由度限制、不同年齡與不同手長之手長計量值統計摘要表

變異來源 SS df MS F Sig. η²

手長 0.005 1 0.005 0.274 0.602 0.004 年齡 0.094 3 0.031 1.65 0.185 0.064 動作自由度 2.16 1 2.16 180.232 0.000* 0.715

年齡×手長 0.094 3 0.031 1.653 0.185 0.064 自由度×手長 0.002 1 0.002 0.203 0.654 0.003 自由度×年齡 0.355 3 0.118 9.868 0.000* 0.291 手長×年齡×自由度 0.068 3 0.023 1.885 0.140 0.073

誤差 1.37 72 0.019 殘差 0.863 72 0.012

*p<.05

所有數值經三因子混合設計變異數分析，結果如表 4-8，從變異數摘要表的 結果可以發現，動作自由度限制、不同年齡及不同手長並沒有呈現交互作用，

F(3,72)=1.885，p=0.14>.05，η²=0.073，未達顯著水準，因三因子交互作用沒有顯 著，也就表示不同年齡、不同手長在面對自由度限制時並不會共同對實際計量值 造成影響，進一步要討論各二因子間交互作用的情況，動作自由度限制與不同手 長的交互作用未達顯著水準，F(1,72)= 0.203，p=0.654>.05，η²= 0.003，不同年齡 與不同手長的交互作用也未達顯著水準，F(3,72)=1.653，p=0.185>.05，η²=0.064，