第壹章 緒論
本研究透過相對時宜的按鍵工作,探討不同年齡層在變異與恆常 練習的動作表現與動作學習是否有年齡差異的效應存在?本章的內 容包括:第一節、問題背景;第二節、研究問題與假說;第三節、研 究假定與限制;與第四節、名詞解釋。
第一節 問題背景
基模理論(schema theory)(Schmidt, 1975)旨在解釋與預測人 類動作學習與技能發展的一種現象。基模主要描述記憶系統具有知覺
(perception)的概念,個體利用此種功能將過去的認知或經驗進一 步與新的刺激相互結合、對照並分類儲存於腦中(Shaffer, 1988) 。基 模理論指出,個體的動作學習透過練習,能使知覺與行動(action)
間發展出一組執行動作的規則( rule) 。意即,個體可將其想法與動作 組織,建構成為一種內化的經驗,並將此經驗當作是本身的一種概念
(concept)或策略(strategy)(Shaffer, 1988)。因此透過練習個體能
將本身的認知進一步與動作經驗相互對照與結合,並利用已形成的動 作控制規則當作是動作學習與技能表現(Magill, 1998; Schmidt & Lee, 1999) 。
動作學習(motor learning)是指個體學習某種技能經過練習達到 精熟的過程,並使行為產生相當持久的改變(張春興,1989;Magill, 1998; Schmidt, 1991; Schmidt & Lee, 1999)。 動 作 表 現 ( motor performance)則是指個體在練習的過程中立即、直接的動作表現,在 動作技能的獲得階段具有暫時性的練習效果。根據基模理論進一步衍 生的練習變異假說( variability of practice hypothesis) (Schmidt & Lee, 1999; Van Rossum, 1987) ,旨在預測個體學習單一種動作時,透過多 樣化的練習安排有助於動作學習但對動作表現有所抑制。Magill
( 1998 ) 更 指 出 動 作 技 能 學 習 的 四 大 特 徵 為 第 一 、 進 步
(improvement) :習得技能經過一段時間間隔後,再從事較高程度的 動作技能時,個體的動作表現會有的進步的現象;二、一致性
(consistency) :在學習的過程中動作表現逐漸趨於穩定;三、持續性
( persistence):強調動作技能學習的相對持久性;四、適應性
(adaptability):習得動作技能之後在個體、工作或環境等的條件改 變下,依舊能有成功的表現。
然而,關於動作學習的練習安排 Schmidt and Wrisberg(2000)
將 它 分 類 為 學 習 單 一 種 動 作 技 能 , 屬 於 工 作 內 干 擾 ( intra-task interference) (張智惠與卓俊伶,1997)的變異(variable)與恆常練 習(constant practice)(相同的類化動作程式)和同時學習多種動作 技能具有工作間干擾(inter-task interference)的隨機(random)與集 團練習(blocked practice)(不同的類化動作程式)。學習單一種動作 技能,例如:棒球打擊,改變擊球的速度或練習籃球投籃,改變距離 或角度進行投球,像這樣改變練習的參數(parameters) (速度、距離 或角度)進行動作學習的練習方式稱之為變異練習;相對的,不改變 練習的參數,固定參數進行練習的方式稱之為恆常練習。另一方面,
若同時學習多種動作技能,例如:同時學習投球、踢球與接球等三種 技能,在練習安排中,同一種動作技能不重複出現的情況稱之為隨機 練習;相對的,若先練習投球多次後再練習踢球與接球則稱之為集團 練習。
Magill and Hall(1990)與 Magill(1998)認為基模在組織與建
構的過程中,透過變異的練習對動作學習具有保留(retention)與遷
移(transfer)的效果,但對動作表現(motor performance)卻有所抑
制;相反的恆常練習有助於動作表現,但對於動作學習的獲益則較變
異練習小。意即,透過多樣化的練習安排將有助於動作學習類化到新
情境的功用(Schmidt, 1975)。因為,在多樣化的練習情境中加入不
同的參數學習如:力量、距離與速度 …等,有助於個體基模的聯結與 類化。是故,在練習過程中加入多樣的練習情境將有助於個體基模經 驗的建立,利於動作學習,所以提供個體多樣的參數練習有助於基模 學習(schema learning)(Schmidt, 1991; Schmidt & Lee, 1999);相對 的,恆常練習則是不改變練習的任何參數以相同的情境練習,因此在 基模的建立上較為缺乏,是故對動作學習較無助益。
自 1975 年基模理論問世之後,有許多研究針對不同的練習情境 或條件進一步檢證練習變異假說。以成人來說,變異練習對動作學習 所帶來的獲益是無庸置疑的,但 Magill and Hall (1990)針對動作技 能獲得的文獻回顧中指出,在變異練習的實驗設計中諸如實驗參加者 的特性,例如:年齡、性別、特殊族群、動作能力與動作經驗的異同,
都將影響動作學習的結果( Schmidt & Lee, 1999) 。其中在實驗參加者 部分亦多以大學生或成人為參與的對象,僅只少部分的研究針對兒童
(Kelso & Norman, 1978; Pigott & Shapiro, 1984) 、性別差異(Wrisberg
& Ragsdale, 1979)或特殊族群(Edwards, Elliott, & Lee, 1986)來解 釋練習變異對動作學習的效益。
然而,關於兒童變異練習的研究中(林靜兒、卓俊伶、張智惠
與謝扶成,2000;Del Rey, Whitehurst, & Wood, 1983; Pigott & Shapiro,
1984; Wulf, 1991)亦有不同的發現。林靜兒等人(2000)指出 11 歲
的晚期男童(later childhood)(Gabbard, 1996)在相對時宜(relative timing)按鍵工作中,變異練習組的動作學習優於恆常練習組;Wulf
(1991)的實驗中發現,兒童在投擲 40、80 與 120 克米袋的動作學 習上,隨機練習組於遷移測驗中的表現最好;但 Del Rey 等人(1983)
的實驗中卻發現,平均年齡 8.33 歲的兒童在 5、7、11(單位:哩/小 時)三種速率的練習上,集團練習組的動作學習優於隨機練習組。另 外,Pigott and Shapiro(1984)認為,在投擲不同重量(3、4、5 與 6 盎司)的豆袋實驗中,以隨機-集團的練習方式對兒童動作學習的助 益最大,意即適當的變異練習對兒童基模的建構最有助益。
綜觀上述的文獻均有不同的研究結果與建議,是以,針對兒童來 說並不完全支持練習變異假說的預測。然而,這些不同的發現 Yan, J.
R. Thomas and K. T. Thomas(1998)認為很有可能是兒童因為隨著年 齡的增長、認知觀念的改善及透過各種身體活動,動作經驗的增加而 影響實驗的結果。再者,以動作發展的觀點而論,Payne and Isaacs
(1995)認為知覺與認知能力會隨著個體的成長與成熟而有所改善。
Thomas(1980)亦認為隨著身體、生理的成長與發展上的差異亦會 有不同的動作表現。
因此,綜合以上的觀點、研究結果以及 Schmidt and Lee(1999)
認為兒童與女性因先前的動作經驗較男性少,故在變異練習中有較多
的獲益;換句話說,是否年齡差異(age-differences)與性別差異
(gender-differences)在動作學習上有不同的獲益,或要進一步推論 變異的練習安排對動作學習具有年齡方面的發展效應(developmental effect) ,均有待進一步的實證研究來解決(Magill & Hall, 1990; Newell, 1991) 。
第二節 研究問題與假說
一、研究問題
依據上述的問題背景,本研究的研究問題為:「變異與恆常練習 在相對時宜按鍵工作的動作表現與動作學習中是否有年齡差異的效 應存在?」
二、假說
根據 Schmidt and Lee(1999)所指出兒童與女性因先前的動作
經驗較男性少,故在變異練習中動作學習的獲益較男性高以及林靜兒
等人(2000)的研究發現,本研究的研究問題進一步提出下列三點假
說:
(一) 不同的練習方式會因為年齡差異,而在相對時宜工作表現與 學習的絕對誤差(absolute error,簡稱 AE)和變異誤差(variable error,簡稱 VE)值,達到統計上的顯著差異。
(二) 在經過不同的練習方式後,變異與恆常練習在獲得期的動作 表現、立即和延遲遷移期的動作學習中,其絕對誤差 AE 值與 變異誤差 VE 值,達統計上的顯著差異。
(三) 晚期兒童與成人在相對時宜按鍵工作獲得期的動作表現、立 即和延遲遷移期的動作學習中,其絕對誤差 AE 值與變異誤差 VE 值,達到統計上的顯著差異。
第三節 研究假定與限制
本研究旨在探討,在年齡差異下,不同練習方式的動作表現與 學習效應。基本假定為實驗參加者在實驗進行期間,均能遵照研究的 要求盡力練習並能根據回饋來修正動作。
實驗僅針對晚期兒童與成人在相對時宜按鍵工作的動作表現與
學習效益做探討。晚期兒童與成人的年齡,依據 Gabbard(1996)的 定義為 6 到 12 歲與 18 到 30 歲。實驗所採用的按鍵動作具有特殊工 作(specific task)的性質,屬於一種對時宜覺察空間移動的知覺動作
(perceptual-motor activities)能力(Payne & Isaacs, 1995) ,是基礎性 的研究,因此,所得的結果應避免過度推論。
第四節 名詞解釋
一、相對時宜(relative timing)
相 對 時 宜 是 指 動 作 的 分 段 時 間 與 全 部 時 間 的 比 值 ( Magill, 1998) 。意即,分段時間除以全部時間的比值。本實驗以相對時宜 2:
1:3 的三段式 N 字型按鍵工作,進行快、中、慢三種速度的練習。
三 種 速 度 各 段 的 相 對 時 宜 可 以 表 示 成 快 ( 200/600 : 100/600 : 300/600) 、中(400/1200:200/1200:600/1200) 、慢(600/1800:300/1800:
900/1800) (單位:毫秒)。
二、變異練習(variable practice)
變異練習(Schmidt & Wrisberg, 2000)是指學習單一種動作技能
改變不同參數的練習方法。本實驗所進行的動作為三段式 N 字型相 對時宜的按鍵工作,所改變的參數為全部時間(快速:600;中速:
1200;慢速:1800) (單位:毫秒) ,在獲得期中,變異練習以快、中、
慢三種速度前後不重複出現的隨機方式進行 90 次的練習。
三、恆常練習(constant practice)
恆常練習(Schmidt & Wrisberg, 2000)是指學習單一種動作技能 不改變參數,只使用同一種練習方式來學習。實驗將採中速速率作為 恆常練習組 90 次的獲得期動作。
四、年齡差異(age-differences)
本研究係以橫斷式(cross-sectional)的實驗設計(Payne & Isaacs, 1995) ,檢驗晚期兒童與成人等不同年齡層在變異練習中動作學習的 效應。橫斷式的研究方法是針對各個不同的發展階段,對個體的行為 表現同時進行研究。此種方式在時間上雖為經濟,但所得結果並非同 一個體的前後資料,故不能解釋前後的因果關係(張春興,1995) 。
五、絕對誤差(absolute error, 簡稱 AE)
絕對誤差(Magill, 1998; Schmidt & Lee, 1999)是計算完成實際
i = 1 n
Σ(χ
i– M )
2/n
動作時間與目標動作時間的平均絕對偏差,所得的數值是絕對值後的 結果,故無法顯示太快或過慢等訊息。此方法是測量動作表現的準確 性。絕對誤差的公式如下:
Absolute Error =
Σ∣χ
i- T∣/ n
χ
i為實際完成動作所需的時間,單位是毫秒;T 為目標時間,
單位是毫秒;n 為試作次數。
六、變異誤差(variable error, 簡稱 VE)
變異誤差(Magill, 1998; Schmidt & Lee, 1999)是計算實際動作 時間與(個人)整體平均動作時間的變化情形,此方法是測量個人平 均動作表現的穩定性,亦即可看出其動作表現的變異性,但無法反映 出動作表現與目標時間的關係。變異誤差的公式如下:
χ
i為實際完成動作所花的時間,單位是毫秒;M 為個人完成動 作的平均動作時間;單位是毫秒;n 為試作次數。
i = 1
variable error =
n
七、遷移測驗(transfer test)
遷移測驗( Magill, 1998)是評估個體學習的一種方式。利用與練 習情境相似,但不全然相同的新情境,檢驗個體學習的適應性。一般 遷移測驗可分成兩種不同種類的新情境,分別為新的情境特徵與新的 技能變化。本研究則是利用固定相對時宜改變全部時間的變化,作為 遷移測驗的工作內容。
第五節 研究重要性
Schmidt(1975)在實現室情境中以手臂線性移動工作提出基模
理論後,便有許多研究以此理論為基礎操弄不同的工作。經過一練串
的驗證與實驗 Van Rossum(1987)更以基模理論為基礎發展出練習
變異假說,建議在實際運動情境中有益動作學習的練習方法。發展至
今,本研究以微觀的角度,固定基模理論中不變特徵的相對時宜;操
弄全部時間的可變參數,更細緻的探討在全部時間中,動作表現與學
習的發展效應,更試著回答 Schmidt and Lee(1999)認為兒童因動作
經驗較成人少,故在變異練習中有較大的獲益的觀點。
因此,本研究的重要性有三:除了第一、檢驗基模理論所衍生出 的練習變異假說外;第二、進一步探究不同練習方法是否有年齡差異 的效應,探討晚期兒童與成人動作表現與學習上是否有差異性存在;
第三、深入類化動作程式中,按鍵工作在全部時間參數學習的效益。
第貳章 理論基礎與文獻探討
本研究的理論基礎與文獻探討,將分成:第一節、基模理論;第 二節、基模理論的相關文獻;第三節、基模理論在相對時宜工作的相 關文獻探討;與第四節、文獻回顧小結等四個部分分別陳述之。
第一節 基模理論
基模理論(Schmidt, 1975)根據閉鎖環理論(closed-loop theory)
(Adams, 1971)的回饋理念與動作控制的動作程式(motor program)
觀點,進一步提出類化動作作程式(generalized motor programs,簡 稱 GMP)的概念。
早先的動作程式概念是指每一個動作均由一個動作程式負責控 制,是呈一對一的型態,但這樣的說法無法進一步解釋新動作如何產 生及動作儲存量的問題(Schmidt, 1999; Schmidt & Wrisberg, 2000)。
因此,類化動作程式進一步提出:相似的一組動作只需由一個類化動
作程式負責控制即可。意即,一個類化動作程式可以控制一組多個相
似的動作,是一對多的型態(Schmidt, 1975)。
由上述可知,類化動作程式的概念(Schmidt, 1975)是基模理論 中的一個重要假定( assumption) ,一旦執行工作所需的動作參數確定 後,一個類化動作程式便能指揮、執行一組相似的動作。意即,個體 在執行動作前透過初始情境(initial condition) (例如:身體位置、物 體重量、目標距離 … 等) 、反應指認(response specifications) (例如:
力量、速度、方向 … 等參數的確認) 、知覺結果(sensory consequence)
與動作結果(response outcome)的回饋等四種訊息的獲得後,便能 選擇一個適當的動作類化程式來進行動作執行的參數化工作。
另外,類化動作程式包含了兩大部分,分別為不變的特徵
(invariant feature)與可變的參數(Schmidt, 1975; Schmidt & Lee, 1999) 。不變的特徵所指的是相對時宜、相對力量(relative force)與 動作順序(order of events);可變的參數指的是全部時間(overall duration) 、全部力量(overall force)與肌肉選擇(muscle selection)。
不變的特徵意指一個類化動作程式在執行動作過程中固定不變的三
個特徵。簡單來說,相對時宜即所謂動作執行過程中各段時間與全部
時間的比值(Magill, 1998)。例如:某一動作時間為 600 毫秒的動作
執行,所花費的相對時宜比為 1:2:3,那麼各段相對時宜的比值可
表示為 100/600:200/600:300/600,其與動作時間是 1200 毫秒,相
對時宜為 200/1200:400/1200:600/1200 的時宜比例是屬於同一個類 化動作程式。動作順序則是指動作執行的過程中從動作開始到結束的 順序相同。另外,可變的參數顧名思義是指在同一個類化動作程式中 可以改變的部分,例如:以相對時宜 1:2:3 的情況下,執行動作時 宜比值為 100/600:200/600:300/600 與 200/1200:400/1200:600/1200,
其執行動作的全部時間(600 與 1200 毫秒)是相異的。
然而,個體動作的啟動與評估則是由基模理論中另一個假定-
回憶基模(recall schema)與確認基模(recognition schema)來負責 控制(Schmidt, 1975; Schmidt & Lee, 1999)。回憶基模是負責在引發 動作的過程中,依據初始情境與動作結果此二種變項與反應指認確定 動作參數之間的關係,提供個體適當的訊息與參數進一步產生動作;
確認基模則是依據初始情境與動作結果等二種變項與內在知覺結果
(sensory consequences)之間的關係,負責個體動作的控制以及對動 作執行的結果進行評估。
綜合以上的概述可知,基模理論係以認知心理學的觀點,假定
個體在記憶系統中具有儲存動作經驗與將新舊動作類化的能力,透過
類化動作程式建構一組抽象( abstract)的記憶表徵,形成一組執行動
作的規則或概念(Magill, 1998; Schmidt & Lee, 1999)。
第二節 基模理論的相關文獻
林靜兒等人(2000)的研究中指出,20 位 11 歲的晚期男童在相 對時宜按鍵工作的動作表現上,恆常練習組動作準確性的絕對誤差值 與穩定性的變異誤差值優於變異練習組;在立即遷移的動作準確性 絕對誤差值上,變異練習組的動作學習則優於恆常練習組。Wulf
(1991)將 88 位(36 位女孩、52 位男孩)平均年齡 11.3 歲的兒童 分配到隨機、序列、集團、恆常與控制組的練習情境中進行獲得期 120 次投擲米袋(40、80 與 120 克)的實驗,依變項為絕對誤差、變 異誤差與恆常誤差(constant error,簡稱 CE) 。實驗結果指出隨機練 習組在遷移測驗中的表現最好。
Del Rey 等人(1983)檢驗兒童(男女各 40 名、平均年齡 8.33
歲)在不同練習情境與動作經驗下的動作學習與性別差異之效應。實
驗分成集團與隨機練習組,進行預期時宜 5、7、11(哩/小時)三種
速率的測驗,經過 60 次的練習後以目標速率 9(哩/小時)作為遷移
測驗。集團練習組的安排是以三種速率各練習 20 次的方式進行(5
1、
5
2、5
3…5
20,7
1、7
2、7
3…7
20,11
1、11
2、11
3…11
20);隨機練習組則
是三種速率隨機出現共 60 次。結果顯示:集團練習組的動作學習優
於隨機練習組;女童的動作學習比男童差;俱有動作經驗者的動作學
習比初學者優異。
Pigott and Shapiro(1984)探討何種變異練習的方式最適合兒童 動作基模學習的研究,以平均年齡 7.5 歲的男女兒童各 32 名,平均 分配至隨機、隨機-集團、集團與恆常練習組,投擲 4 種不同重量( 3、
4、5 與 6 盎司)與顏色的豆袋(直徑 8 公分)共 24 次後,進行 2 或 7 盎司的遷移測驗,以投擲準確性的絕對誤差值為依變項。結果顯示,
隨機-集團的練習方式對兒童動作學習的助益最大,意即,適當的變 異練習對兒童基模的建構是最有益的。男女童在動作學習上並無性別 差異存在。
Yan 等人(1998)認為兒童隨著年齡的增長、認知觀念的改善
及透過各種身體活動,使得動作經驗的增加或實驗工作的不同都將影
響變異練習的實驗結果。是故其以後設分析(meta-analysis)的研究
方法分析 1978 年到 1991 年間,以兒童(9 到 11 歲)為實驗參加者
的九篇文獻,進一步探討變異練習在動作學習上是否因年齡、實驗工
作的種類與實驗動作的異同而有所差異?分析結果為:在年齡差異
上,年紀較小的兒童因動作經驗與發展動作的策略上較為缺乏,故在
變異練習中比年紀較長的兒童有較多的獲益,意即,兒童隨著年紀增
長在變異練習中的獲益就逐漸減少;在實驗工作種類方面則認為,類
似投擲等的快速動作在變異練習上的獲益比自我配速較慢的動作學
習來的有益;在動作難易方面則認為,複雜度較高的動作比簡單動作 較能從變異練習中獲得動作學習的效益。
綜觀以上的相關文獻,不論是相對時宜的按鍵動作、預期時宜 或投擲的實證研究亦或後設分析,針對兒童在變異練習的獲益上雖有 不同的結果,但歸納而論,多樣的練習方式似乎對兒童的動作學習較 有助益。
第三節 基模理論在相對時宜工作的文獻探討
本節所要探討的四篇文獻,其所使用的實驗工作均為相對時宜 比為 2:4:3 的按鍵工作,並探討大學生在相對時宜的 GMP 學習與 全部時間的參數學習(parameter learning)。
Wulf and Lee(1994)在中探討情境干擾在 GMP 學習與參數學 習的效應中指出,64 位大學生在相對時宜電腦按鍵的動作學習上,
隨機練習在相對時宜 GMP 學習的動作準確性 AE 值優於集團練習;
但在全部時間參數學習的恆常誤差值中集團練習則優於隨機練習。
Lai and Shea(1998)研究結果獲知(knowledge of results)與 GMP
學習的文獻中亦指出,序列練習在相對時宜按鍵工作的動作學習優於 集團練習。但此現象與 Lai, Shea, Wulf, and Wright(2000)的研究結 果卻大相逕庭,Lai 等人(2000)認為在相對時宜工作中,恆常練習 的 GMP 學習是優於變異練習的。但在全部時間的參數學習上變異練 習則優於恆常練習。之後,Wrigth and Shea (2001)依據 Lai 等人
(2000)認為恆常練習較變異練習更能發展 GMP 學習但無益於參數 學習的假定,進一步操弄類化動作程式的難度,探討集團與隨機練習 在參數學習上的效應中發現,在遷移測驗中隨機練習的動作學習是優 於集團練習的。
茲就以上關於相對時宜文獻探討的結果,在固定相對時宜改變全 部時間的 GMP 與參數學習上雖有不完全一致的結果。但在 GMP 的 學習上集團練習是較隨機練習佔優勢的;另外,在全部時間的參數學 習方面,隨機練習則較集團練習的獲益大。
第四節 文獻回顧小結
綜觀以上理論基礎與相關文獻探討的結果,不論是以兒童為實
驗參加者,檢驗其在練習變異假說的獲益,或是探討大學生在相對時 宜按鍵工作中的 GMP 學習與參數學習,似乎可歸納出多樣的練習方 法對動作學習的幫助。但不可置否的,年齡、實驗工作的選擇、動作 難度的差異,在在皆對變異練習的獲益有所影響(Yan et al., 1998),
因此,若要探討年齡差異在變異練習中的效應,勢必要以相同的實驗
工作與練習情境對兒童與成人作進一步的分析研究。
第參章 方法
本研究透過相對時宜按鍵工作,操弄不同練習方法(變異與恆常 練習)與年齡差異,進一步以立即與延遲遷移測驗的結果推論個體的 動作學習。本章主要的內容包括:第一節、實驗參加者;第二節、實 驗儀器與軟體;第三節、實驗設計;第四節、實驗方法與程序與第五 節、資料處理與分析。
第一節 實驗參加者
本研究的實驗參加者為健康、無外顯疾病、慣用右手且無學習音
樂經驗的晚期兒童與成人共 48 名(24 名晚期兒童平均年齡 11.9 ± 0.46
歲,24 名成人平均年齡 19.8 ± 3.34 歲)。參加者以自願方式參加,在
實驗前請參加者簽署「參加者需知及同意書」 。將 48 名實驗參加者隨
機分配至晚期兒童變異練習組、晚期兒童恆常練習組、成人變異練習
組與成人恆常練習共四組。因此,每一組各有 12 名實驗參加者,當
中男、女生各佔 6 名。
第二節 實驗儀器與軟體
本 研 究 所 使 用 的 實 驗 儀 器 主 要 有 宏 碁 手 提 電 腦 ( model:
celeron1901) 、Microsoft 外接式鍵盤(Model:5126)與滑鼠各一只。
實驗軟體為「N 字型多樣練習情境之電腦程式」。
實驗場地為除了實驗參加者與研究者外,無第三者在場的安靜空 間,所有的實驗儀器置於高為 75 公分標準化的電腦桌上,實驗參加 者坐在可調整高度的椅子面對電腦螢幕,右手食指置於外接鍵盤右側 的一號數字鍵上。研究者則坐於參加者右側,除示範動作與操縱儀器 外,並確定參加者執行按鍵動作的正確性。鍵盤上除了數字鍵外為防 視覺干擾,其餘未使用的按鍵均以白色厚紙板覆蓋,實驗所使用的數 字鍵(1、7、3 和 9)則用紅色膠帶黏貼,並標明執行動作的按鍵順 序。數字鍵所構成的三段距離,從各數字鍵的中心點計算之分別為 3.9、5.4 和 3.9 公分(如圖一) 。
圖一 相對時宜按鍵距離的實驗工作圖
7
1 3
9
3.9
公分 3.9
公分
5.4
公分
開始
結束
第三節 實驗設計
一、實驗設計的原理
Adams(1987)在關於人類動作技能研究的文獻回顧中指出,研 究者傾向於使用便於定義、控制與測量的簡單工作(simple task)作 為實驗工作的進行。因此,本研究利用電腦鍵盤的四個數字鍵(1、7、
3、9)構成三段式 N 字型,進行快速( 600 毫秒) 、中速( 1200 毫秒)、
慢速(1800 毫秒)三種動作時間不同,但完成 N 字型三段時間之相 對時宜(2:1:3)比例相同的按鍵式動作練習。
快、中、慢三種速率構成 N 字型所需的三段動作相對時宜分別 為(200/600:100/600:300/600)、(400/1200:200/1200:600/1200)
與(600/1800:300/1800:900/1800)(如圖二)。相對時宜的動作設
計符合基模理論中的不變特徵( invariant feature) ,故此工作是屬於同
一動作類化程式所控制(Schmidt, 1975)。
快速 中速 慢速
(動作時間 600 毫秒)(動作時間 1200 毫秒)(動作時間 1800 毫秒)
圖二 快、中、慢三種速率相對時宜的實驗工作圖
二、實驗工作
實驗動作為具有特殊工作需求的三段式 N 字型相對時宜按鍵工 作。變異練習組進行快、中、慢三種速率前後不重複出現的隨機練習 共 90 次;恆常練習組則進行中速速率共 90 次的練習。兩組皆以中速 速率作為立即與延遲遷移測驗的動作測試。除了遷移測驗不提供動作 結 果 的 獲 知 ( knowledge of result , 簡 稱 KR ) 外 , 在 同 質 性
(homogeneousness)考驗與獲得期均提供實驗參加者動作結果的獲 知,並請實驗參加者口述其下一次動作應如何改正(快或慢),以確 定其知覺結果的正確性。無論在均質性考驗、實驗獲得期或立即、延 遲遷移測驗中,每一次動作練習均間隔 5 秒鐘。
200
毫秒
300
毫秒
100
毫秒
400
毫秒
600
毫秒
200
毫秒
600
毫秒
300
毫秒
900
1 毫秒
7 9
3
7 9 7 9
1 3 1 3
三、自變項與依變項
實驗的自變項有兩個,分別為年齡差異(晚期兒童與成人)與變 異和恆常練習的練習安排。
依變項分為:晚期兒童與成人經過變異與恆常練習後,在立即與 延遲遷移測驗中代表動作準確性的絕對誤差(AE)值與代表動作穩 動性的變異誤差(VE)值。
第四節 實驗方法與程序
本研究的實驗流程包括以下七個步驟:
一、實驗參加者簽署「參加者需知及同意書」
研究者向實驗參加者說明實驗目的之後,請參加者簽署「參加者 需知及同意書」,並寫上出生年、月、日。
二、實驗流程的說明
將實驗參加者隨機分派到晚期兒童變異或恆常練習組、成人變異
或恆常練習組後,進行實驗流程的說明。
研究者告知實驗參加者關於實驗的整個操作流程,包括:熟悉試 作的次數、每次實驗動作與實驗過程中的休息時間、依據電腦螢幕所 指示的速率(快速 200:100:300;中速 400;200:600;慢速 600:
300:900) (單位:毫秒)執行該次的按鍵動作,以及在每一次完成 動作後,依據電腦螢幕所顯示之實際動作時間來修正該次速率的下一 次動作,並提醒實驗參加者按錯按鍵該次動作並不列入成績計算。
三、示範與熟悉試作
由研究者說明並示範快速速率的實驗動作一次後,請實驗參加者 熟悉試作快速動作兩次,並於試做完依據電腦螢幕所提供之三段實際 動作時間的回饋,請參加者口述應如何修正下一次的快速動作(慢或 快)。隨後再進行中速與慢速的示範(一次)與熟悉試作(兩次)。
四、同質性(homogeneousness)考驗
在示範與熟悉試作後休息 3 分鐘,接著以中速工作進行實驗參加
者在執行相對時宜按鍵工作起始行為能力的同質性考驗共三次。實驗
參加者口述完下一次的動作應如何修正至下一次動作指令開始後均
有 5 秒鐘的休息時間。
五、獲得期(acquisition)
同質性考驗後休息 1 分鐘,進入實驗獲得期。變異練習組採快、
中、慢三種速率隨機(同樣速率的指令並不重複出現)出現各 30 次 的方式,如:快
1、中
1、慢
1,中
2、快
2、慢
2,快
3、慢
3、中
3… 中
30、慢
30、快
30。恆常練習組則進行中速速率的練習共 90 次。
在 90 次的獲得期中除每次動作間休息 5 秒鐘外,完成第 45 次的練習 後,休息 1 分鐘再進行後續 45 次練習。
六、立即遷移期(immediate transfer)
獲得期完畢後休息 10 分鐘,變異練習與恆常練習兩組均進行不 提供實際動作時間回饋的中速測驗 12 次,作為立即遷移期的實驗動 作。其中,為避免初作表現降低效應(warm-up decrement) (Schmidt
& Lee, 1999) ,前兩次為試作練習不列入立即遷移期的成績計算。
立即遷移測驗完畢後與實驗參加約定兩天後的實驗時間,並要求 實驗參加者於非實驗進行期間勿做任何的練習。
七、延遲遷移期(delayed transfer)
延遲遷移在實驗的第三天進行中速測驗共 12 次,其中,為避免
初作表現降低效應,前兩次為試作練習不列入延遲遷移期的成績計
算。各組在獲得期、立即與延遲遷移期的順序安排如表一所示。場地 佈置與實驗流程圖如圖三、圖四所示。
表一 各組在獲得期、立即與延遲遷移測驗的順序安排表
晚期兒童 成人
組別
練習安排 變異練習組 恆常練習組 變異練習組 恆常練習組 獲得期
90 次練習
快、中、慢 隨機出現
中速
快、中、慢 隨機出現
中速
立即遷移測驗 12 次練習
中 速
延遲遷移測驗 12 次練習
中 速
圖三 場地佈置圖
填寫實驗參加者須知與同意書
↓隨機分派到變異與恆常練習組 示範與熟悉試做:快、中、慢速率各示範一次,試作兩次
↓休息 3 分鐘 同質性考驗:中速 3 次 ↓休息 3 分鐘
獲得期:共 90 次的變異或恆常練習
(於第 45 次動作練習後休息 1 分鐘)變異練習:快
1、中
1、慢
1,中
2、快
2、慢
2,快
3、慢
3、中
3… 中
30、慢
30、快
30恆常練習:中
1、中
2、中
3…中
90↓10 休息分鐘 立即遷移測驗:中速(12 次)
↓兩天後
延遲遷移測驗:中速(12 次)
圖四 實驗流程圖
第五節 資料處理與分析
晚期兒童與成人在同質性考驗所得的數據以代表動作準確性的 絕對誤差(AE)值進行相對時宜按鍵工作起始行為基準能力的檢驗。
在實驗獲得期、立即與延遲遷移測驗所得的實驗數據均以絕對誤差
(AE)值與代表動作穩定性的變異誤差(VE)值進行計算。統計方 法採用以 2(年齡) × 2(練習方式)獨立樣本二因子變異數分析
(two-way ANOVA),顯著水準α定為.05(林清山,1992)。實驗數 據經變異數分析後,兩因子間若有交互作用存在,則進一步比較單純 主要效果。並計算實驗處理效果的 Effect Size 值,簡稱 ES(Kirk, 1982;
Thomas, Salazar, & Landers, 1991) 。
第肆章 結果
本研究旨在探討經過變異與恆常練習後,晚期兒童與成人在動作 表現與學習的獲益上是否有差異?依據實際所收集到的實驗數據,經 過分析處理,統計結果的呈現共分為兩大部分分別陳述之:第一節、
各組動作表現的比較:第二節、各組動作學習的比較。此外,本研究 的統計方法採用 2 × 2 變異數分析,故每節結果的陳述均先探討練習 方法與年齡的交互作用,交互作用達顯著後則進一步比較單純主要效 果,但若無交互作用產生,則比較練習方法與年齡兩個因子的主要效 果,單就各組誤差值的平均數討論其間的差異。並依據實驗設計的流 程,分別探討各階段的動作準確性與穩定性的數值。
第一節 各組動作表現的比較
在本節中首先呈現各組執行相對時宜按鍵工作起始行為能力的
結果後,就實驗獲得期共 90 次的變異或恆常練習,以代表動作
準確性的絕對誤差 AE 值與代表動作穩定性的相對誤差 VE 值呈
現各組動作表現的結果。
一、各組起始行為能力的比較
本研究以中速(400/1200:200/1200:600/1200)工作作為檢驗 各組在執行相對時宜起始行為能力是否達到同質的檢驗。實驗所得的 絕對誤差(AE)值經二因子變異數分析後發現,在起始行為基準點 的能力上,練習方法 ×年齡未達統計顯著水準(F
(1, 44)= 2.30, p> .05) ,顯示練習方法與年齡間無交互作用存在。年齡( F
(1, 44)= 0.00, p> .05)與練習方法(F
(1, 44)= 0.24, p> .05)等兩個因子的主要效果亦 未達統計顯著差異,各組在同質性考驗的變異數摘要表如表二所示。
由以上的結果可知,各組在接受實驗處理前其執行相對時宜工作的動 作能力並無差異存在。
表二 各組在同質性考驗絕對誤差(AE)值的變異數摘要表 變異來源 離均差平方和
(SS)
自由度 (df)
均方 (MS)
F 練習方法 (A) 3774.84 1 3774.84 0.24 年 齡 (B) 18.34 1 18.34 0.00 交互作用 (A×B) 36649.17 1 36649.17 2.30 誤 差(w. cell) 701113.49 44 15934.40
全 體 total 741555.83 47
*p< .05
二、各組在獲得期動作表現的比較
各組在獲得期動作表現的比較,主要是依據實驗獲得期共 90 次 的練習成績,來討論其在相對時宜工作的動作表現。以代表動作準確 性的絕對誤差公式與動作穩定性的變異誤差公式分別計算之。
(一) 動作準確性絕對誤差(AE)值
動作準確性的絕對誤差(AE)值是計算實際動作時間與目標動 作時間的平均絕對偏差後的絕對值。是故無法顯示太快或過慢等訊 息。
各組在獲得期 AE 值的二因子變異數分析中,練習方法 ×年齡 的交互作用未達統計上的顯著差異(F
(1, 44)= 0.74, p> .05, ES=0.02) 。 但練習方法(F
(1, 44)= 43.27, p< .001, ES= 0.50)與年齡(F
(1, 44)= 9.81 p< .001, ES= 0.18)等二個因子的主要效果均達到統計上的顯著水 準,各組在獲得期 AE 值的二因子變異數摘要表如表三所示。
表三 各組在獲得期絕對誤差(AE)值的變異數摘要表 變異來源 離均差平方和
(SS)
自由度 (df)
均方 (MS)
F ES (f) 練習方法 (A) 118353.46 1 118353.46 43.27* 0.50 年 齡 (B) 26823.84 1 26823.84 9.81* 0.18 交互作用 (A×B) 2014.59 1
02014.590.74 0.02 誤 差(w. cell) 120348.29 44
02735.19全 體 total 267540.18 47
先就交互作用而論,年齡與練習方法間無交互作用存在,顯示年 齡差異在不同方式的練習方法下各組的動作表現未達顯著差異。再 者,練習方法方面,主要效果達顯著水準,表示在不同方式的練習安 排下,變異與恆常練習兩組的 AE 值在動作表現有顯著的不同,進一 步比較 AE 值的平均數發現,變異練習組的平均數(252.90ms ± 55.26ms)高於恆常練習組(153.58ms ± 58.59ms) ,表示恆常練習組 的動作表現在執行目標時間的準確性上高於變異練習組。另外,年齡 因子方面亦達統計顯著水準,代表晚期兒童與成人的動作準確性有顯 著差異,進一步比較不同年齡 AE 值的平均數發現,成人組(179.60ms
± 66.01ms)的誤差值低於晚期兒童組( 226.88ms ± 78.15ms) ,顯示成
人組動作表現的準確性顯著高於晚期兒童組。各組獲得期動作準確性
AE 值的描述統計值如表四所示。
表四 各組在獲得期、立即與延遲遷移期(AE)值的描述統計值 成 人 晚期兒童
變異練習組 恆常練習組 變異練習組 恆常練習組
n 12 12 12 12
獲得期
平均數(M) 標準差(SD)
222.78 51.09
136.43 49.33
283.02 42.37
170.75 64.05 立即遷移
平均數(M) 標準差(SD)
96.64 66.38
230.54 101.85
116.08 75.75
184.88 110.80 延遲遷移
平均數(M) 標準差(SD)
59.58 45.15
254.24 152.64
147.62 134.76
275.43 141.94 單位:毫秒
最後在 ES 值方面 Kirk(1982)指出,一般在行為科學中 ES 值 小於 0.1 者屬於小處理效果;ES 值介於 0.25 上下者為中度處理效果;
ES 值大於 0.4 表示高處理效果。處理效果一方面也意味著兩組之間的 差異大小,因此小於 0.1 的處理效果表示亦表示兩組間的差異較小;
介於 0.25 上下者表示兩組間屬於中度差異;大於 0.4 者表示兩組的差 異甚大。由這樣的觀點可知,由練習方法(ES= 0.50)的 ES 值可知 變異與恆常練習兩組間屬於高處理效果。年齡(ES= 0.18)的 ES 值 代表成人與晚期兒童間在動作表現上屬於中度差異。
各組在 90 次獲得期動作準確性的絕對誤差(AE)值之平均數曲
線圖如圖五第一部份所示:
0 50 100 150 200 250 300 350
400 成人/ 變異練習組
成人/ 恆常練習組 兒童/ 變異練習組 兒童/ 恆常練習組
區間(block = 10 trials)
圖五 各組動作準確性絕對誤差(AE)值的平均數曲線圖。
(二) 動作穩定性變異誤差(VE)值
代表動作穩定性的變異誤差(VE)值是計算實際動作時間與整 體平均動作時間的變化情形,此方法是測量個人平均動作表現的穩定 性,亦即可看出其動作表現的變異性,但無法反映出動作表現與目標 時間的關係。
各組在獲得期 VE 值的二因子變異數分析中,練習方法 ×年齡 間未達統計顯著差異(F
(1, 44)= 1.03 , p> .05, ES= 0.02) ,表示練習方法 與年齡間無交互作用存在,ES 值屬於小處理效果。但練習方法的主 要效果則達到統計上的顯著差異( F
(1, 44)= 119.53, p< .001, ES= 0.73) , 表示接受變異與恆常兩種不同練習方法的實驗參加者在動作穩定性
絕對誤差
( 毫秒
)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 立即遷移 延遲遷移
上的表現有顯著差異存在,進一步探究不同練習方法處裡下各組 VE 值的平均數發現,實驗獲得期中恆常練習組的平均數(176.96ms ± 52.01ms)顯著低於變異練習組(374.88ms ± 70.74ms) ,顯示恆常練 習組的動作表現與實際目標時間差距較小,意即在獲得期中恆常練習 組的動作穩定性優於變異練習組。練習方法間的 ES 值為高處理效 果。各組獲得期在動作穩定性 VE 值的描述統計值如表五所示。
表五 各組在獲得期、立即與延遲遷移期(VE)值的描述統計值 成 人 晚期兒童
變異練習組 恆常練習組 變異練習組 恆常練習組
n 12 12 12 12
獲得期
平均數(M) 標準差(SD)
381.83 75.06
165.55 53.39
376.93 68.73
188.37 50.22 立即遷移
平均數(M) 標準差(SD)
63.75 23.40
60.82 27.74
71.02 28.65
64.56 35.81 延遲遷移
平均數(M) 標準差(SD)
50.44 14.64
69.89 44.56
56.45 28.19
65.98 22.20 單位:毫秒
另外,在年齡差異的主要效果方面,成人與晚期兒童間(F
(1, 44)= 0.06, p> .05, ES= 0.00)則未達顯著差異,ES 值表示兩組的差異甚小。
各組在獲得期變異誤差二因子的變異數摘要表請參照表六。各組在
90 次獲得期動作穩定性的變異誤差(VE)值之平均數曲線圖,如圖
六的第一部份所示:
表六 各組在獲得期變異誤差(VE)值的變異數摘要表 變異來源 離均差平方和
(SS)
自由度 (df)
均方 (MS)
F ES (f) 練習方法 (A) 470051.95 1 470051.95 119.53* 0.73 年 齡 (B) 238.71 1 238.71 0.06 0.00 交互作用 (A×B) 4046.74 1 4046.74 1.03 0.02 誤 差(w. cell) 173030.92 44 3932.52
全 體 total 647368.32 47
*p< .05
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
1 2 3 4 5 6 7 8 9 立即遷移 延遲遷移
成人/變異練習組 成人/恆常練習組 兒童/變異練習組 兒童/恆常練習組
區間(block = 10 trials)
圖六 各組動作穩定性變異誤差(VE)值的平均數曲線圖。
變異誤差
( 毫秒
)
.1 2 3 4 5 6 7 8 9 立即遷移 延遲遷移