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足球颠球动作学习促进大学生执行功能的脑白质网络机制研究

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足球颠球动作学习促进大学生执行功能的脑白质网络机制研究

作者：史一凡扬州大学

学位级别：硕士

研究背景:动作的习得和长期保留在我们的日常生活中起着至关重要的作用。现有研究表明,动作学习对学习者执行功能有着积极影响,动作学习有助于提高执行功能表现,但动作学习与执行功能关系的神经机制尚不清晰。从脑白质结构网络的角度全... 详细信息

研究背景:动作的习得和长期保留在我们的日常生活中起着至关重要的作用。现有研究表明,动作学习对学习者执行功能有着积极影响,动作学习有助于提高执行功能表现,但动作学习与执行功能关系的神经机制尚不清晰。从脑白质结构网络的角度全面揭示动作学习促进执行功能的神经机制已成为目前亟待解决的关键问题。研究目的:探究足球颠球动作学习对大学生执行功能和脑白质结构网络的影响,并进一步揭示动作学习前后执行功能行为表现提高与脑白质结构网络拓扑属性改变的关系,从脑白质结构网络层面阐明动作学习促进执行功能的脑机制。研究方法:筛选89名大学生为研究对象,随机分为对照组（N=36）和实验组（N=53）。实验组进行70次的足球颠球动作学习,对照组进行常规日常生活。采用Flanker、N-back和More-odd shifting任务分别评价动作学习前后各组大学生执行功能的抑制、刷新和转换三个子功能的表现。利用磁共振成像技术采集影像,并借助确定性纤维追踪和图论方法评价动作学习前后各组大学生脑白质结构网络拓扑属性的改变。研究结果:（1）70次足球颠球动作学习对18-20岁大学生Flanker任务不一致条件下的反应时[F（1,87）=5.021,P=0.028＜0.05,partial η2=0.055]、Shifting 任务不转换条件下的反应时[F（1,87）=6.155,P=0.015＜0.05,partial η2=0.066]和转换条件下的反应时[F（1,87）=5.171,P=0.025＜0.05,partial η2=0.056]有显著的促进作用。（2）70 次足球颠球动作学习对18-20岁大学生白质结构网络的特征路径长度（λ）[F（1,87）=5.092,P=0.027＜0.05,partial η2=0.055]和全局效率（Eg）[F（1,87）=10.272,P=0.002＜0.05,partial η2=0.106]有显著影响。（3）70次足球颠球动作学习对18-20岁大学生左中央前回[F（1,87）=4.691,P=0.033＜0.05,partial η2=0.051]、右眶部额上回[F（1,87）=5.913,P=0.017＜0.05,partial η2=0.064]、右中央沟盖[F（1,87）=6.592,P=0.012＜0.05,partialη2=0.070]、左内侧旁扣带脑回[F（1,87）=5.950,P=0.017＜0.05,partial η2=0.064]、右后扣带回[F（1,87）=4.150,P=0.045＜0.05,partial η2=0.046]、左距状裂周围皮层[F（1,87）=9.039,P=0.003＜0.05,partial η2=0.094]、右顶下缘角回[F（1,87）=5.228,P=0.025＜0.05,partial η2=0.057]、左豆状壳核[F（1,87）=9.750,P=0.002＜0.05,partial η2=0.101]八个脑区的节点聚类系数有显著影响。（4）Flanker任务不一致条件下反应时的差值与右眶部额上回节点聚类系数差值呈显著负相关（r=-0.276,P=0.046＜0.05）;Flanker任务不一致条件下反应时的差值与右顶下缘角回节点聚类系数差值呈显著负相关（r=-0.295,P=0.032＜0.05）;Flanker任务不一致条件下反应时的差值与左豆状壳核节点聚类系数差值呈显著负相关（r=-0.276,P=0.045＜0.05）;Shifting任务不转换条件下反应时的差值与右顶下缘角回节点聚类系数呈显著负相关（r=-0.272,P=0.049＜0.05）。研究结论:（1）足球颠球动作学习能提升大学生执行功能抑制和转换子功能,而刷新子功能未能显著提高;（2）足球颠球动作学习可改变大学生的白质结构网络拓扑属性;（3）足球颠球动作学习前后抑制功能的提升与右眶部额上回、右顶下缘角回和左豆状壳核节点聚类系数的变化有关,转换功能提高与右顶下缘角回节点聚类系数改变有关,提示,动作学习促进执行功能的神经机制可能涉及额叶-纹状体环路的白质结构网络重塑。

关键词：动作学习运动技能执行功能白质结构网络小世界

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动作学习与表象测量模拟人组装置的设计研究

动作学习与表象测量模拟人组装置的设计研究

作者：姚健哈尔滨师范大学

学位级别：硕士

“科教兴国”是体育发展的重要战略,在快速发展的运动技术的世界中,我国竞技体育如何进一步解放思想、转变观念、不断创新。我国竞技体育的发展,以物质要素的粗放模式为基础,而是以技术创新要素的密集形式为主,是我国体育发展的必由之... 详细信息

“科教兴国”是体育发展的重要战略,在快速发展的运动技术的世界中,我国竞技体育如何进一步解放思想、转变观念、不断创新。我国竞技体育的发展,以物质要素的粗放模式为基础,而是以技术创新要素的密集形式为主,是我国体育发展的必由之路。运动训练是一项复杂的系统工程,是一个保持和提高运动成绩的特殊的教育过程。运动训练是一个系统工程。系统的培训主要体现在两个方面:横向和纵向,在横向方向上,根据人的生物学特性、人的关系的不同把握能力,追求最佳的整体训练效果;在纵向方向上,根据人的生长发育特点和发展特点和特殊要求,控制不同的能力,使各能力层次最大限度地发挥。在运动技能学习这个过程中,不仅需要合理地选择和运用各种训练的方法和手段,而且更重要的是将这些方法和手段科学地组合在一起,使之形成一个持续有序的“刺激链”,适时和适当地投放到长时间的训练过程当中。无论是竞技能力还是竞技状态,都需要运用各种训练方法和手段进行控制和调整。运动员专项运动能力的提高必须经过长期、系统和科学的训练,已经具备了高水平竞技能力的选手,还必须让这种能力定时定点在大赛中表现出来。在培养竞技能力和形成竞技状态的过程中,既要注意专项的需要和运动员的个人条件,又要考虑在各种能力之间有着错综复杂的关系;既要注重竞技能力的提高,又要防止运动损伤和过度训练的发生;既要对运动员施加训练的负荷,又要把握刺激与恢复的关系。因此,对该过程的检测、评价和控制,已经成为培养运动员高水平竞技能力和最佳竞技状态的唯一途径,也是当代竞技运动训练科学研究的一个备受关注的热点问题。

关键词：动作学习表象训练模拟人插板角度测量

视觉反馈增强体育教学中的动作学习:系统性回顾

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体育科学研究 2023年第4期27卷 56-64页

作者：刘磊李杨许日祯王睿寅左欣雨集美大学体育学院福建厦门361021

研究对体育教学中视觉反馈在动作学习中的应用进行了系统的文献回顾,对Web of Science(Web of Science Core Collection and Medline)、SCOPUS、EBSCO、ELSEVIER、PLOS ONE、ERIC、中国知网7个数据库中2010年~2020年的文献进行检索,在2568项初步检查的研究中,有15项符合选择和质量标准。目的是确定视觉反馈在大、中学体育教育中的动作学习方面是否有效,并调查由语言反馈支持的不同视觉反馈变量(专家建模和自我建模)是否比单独的语言反馈更有效。随后,对纳入研究的不同条件(如年龄、样本量、持续时间、观测变量、运动项目等)是否适合日常应用进行评估。基于视频的视觉反馈在体育教育中能有效地增强运动学习,而且比单纯的口头反馈更有效。动作视频反馈技术是全新、多样性、个性化的促进动作学习和表现的数字化教学、训练辅助手段,能够为体育教学提供积极的促进效益,有助于学习者在短时间内提高运动技能和自我评估能力,使其成为体育教学过程中的有利手段,以提升个人的学习经验。

关键词：视觉反馈体育教学动作学习系统性文献回顾

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动作学习的内外影响因素评述

贵州体育科技 2019年第1期 22-24页

作者：李振旗陈芳丽江苏师范大学体育学院

随着动作学习相关研究不断深入,人们对于非认知因素的讨论与认识也更加丰富。通过文献资料梳理回顾以往动作学习的影响因素研究。发现动作学习受内因和外因影响,而反馈、刻板印象、背景干扰等因素会对动作学习产生交互效应。把握动作学... 详细信息

随着动作学习相关研究不断深入,人们对于非认知因素的讨论与认识也更加丰富。通过文献资料梳理回顾以往动作学习的影响因素研究。发现动作学习受内因和外因影响,而反馈、刻板印象、背景干扰等因素会对动作学习产生交互效应。把握动作学习的影响因素可以促进动作技能的学习与改进,对教育和体育工作者有直接的理论和应用价值。

关键词：动作学习反馈刻板印象背景干扰影响因素

基于初中生身体素质发展特征的动作学习策略研究

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基于初中生身体素质发展特征的动作学习策略研究

作者：张翠陕西师范大学

学位级别：硕士

“动作”是个体生命活动的“基石”,“身体素质”是动作学习的基础,人类动作学习与身体素质的发展伴随着个体生命的全程。在动作学习的过程中,身体素质的好坏,动作学习策略水平的高低,不仅直接影响个体动作学习能力的发展,而且对体质健... 详细信息

“动作”是个体生命活动的“基石”,“身体素质”是动作学习的基础,人类动作学习与身体素质的发展伴随着个体生命的全程。在动作学习的过程中,身体素质的好坏,动作学习策略水平的高低,不仅直接影响个体动作学习能力的发展,而且对体质健康的发展也有着重要影响。初中生正处于我国“九年义务”教育的重要阶段,其生理-心理发展也正处于个体发展的“高峰期”,也是动作学习和身体素质发展的关键时期。近年来,全国中学生的身体素质水平不断下降,已经严重影响到了动作学习的效果[1]。因此,掌握初中生的身体素质发展特征,科学制定动作学习的教学内容,合理把握动作学习时机,灵活运用动作学习策略,是提升青少年动作学习能力和身体素质的关键。本研究采用文献资料法、专家访谈法、调查问卷法、测试法、数理统计法、分析法等研究方法,对陕西师范大学附属中学部分初中生进行力量、耐力、柔韧、灵敏、速度等身体素质测试,通过对测试数据的统计分析,总结出各项身体素质发展的基本特征,并结合专家访谈和学生问卷的调查结果提出适合初中生的动作学习策略,以促进动作学习效果。结果显示:1.动作学习和身体素质之间是相互依存、相互影响的关系,其中身体素质是动作学习的基础,动作学习是提高身体素质的手段。身体素质的发展不仅仅有利于人体形态和机能的发育,而且有利于动作学习能力的提高。动作学习能力的提高,不仅直接影响学生自身运动技能的提升,而且对身体素质的发展有着促进作用。2.初中生各项身体素质发展的性别特征:男生的速度素质、耐力素质、力量素质（下肢力量和腰腹力量）、灵敏素质要优于女生,女生的柔韧素质要优于男生。同时男生在速度素质、力量素质上的发展速度要快于女生,女生在耐力素质、灵敏素质上的发展速度要快于男生,在柔韧素质上女生要比男生下降的快。3.初中生各项身体素质的年龄特征:随着年龄的增长,男生和女生的速度素质、耐力素质、力量素质和灵敏素质都呈上升趋势,而柔韧素质呈下降趋势。其中,在速度素质上,男生和女生的增长幅度都在逐渐变缓;在耐力素质上,男生的增长幅度逐渐加快,女生先变快再变缓;在力量素质上,男生和女生下肢力量的增长幅度都在逐渐加快,男生腰腹力量的增长幅度先变缓后变快,女生先变快后变缓;在灵敏素质上,男生的增长幅度逐渐加快,女生逐渐变缓;在柔韧素质上,男生和女生的下降幅度都在逐渐加快。4.初中生各项身体素质的最佳培养期:对于速度素质,男女生的最佳培养期均在初一;对于耐力素质,男生最佳培养期在初三,女生在初二;对于力量素质中的下肢力量,男生和女生的最佳培养期均在初三,对于腰腹力量,初中男生最佳培养期在初三,女生在初二;对于柔韧素质,男生和女生最佳培养期均在初一;对于灵敏素质,男生最佳培养期在初三,女生在初一。5.基于初中生身体素质发展特征的动作学习策略:（1）时机策略,初中生各项身体素质的变化具有一定的规律性,在动作学习过程中要把握各项身体素质的最佳培养期,有侧重的进行学习与训练;（2）内容策略,学校是初中生动作学习内容的主要来源,在动作学习过程中要保证动作学习内容的科学性和动作教授的规范性;（3）过程策略,学生个体之间的身体发育情况各不相同,没有什么学习方法是能够适用于所有学生的,在动作学习过程中要对不同的学习方法、技巧和练习步骤进行优化组合与调控,通过不断练习找到适合自己的动作学习策略;（4）实践策略,理论和实践应用结合在一起才具有意义,在动作学习过程中,要将学习的成果不断应用于实践运动并在实践中进行检验和改进。

关键词：初中生动作学习身体素质动作学习策略

足球脚背正面颠球动作学习的脑灰质体积动态变化研究

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足球脚背正面颠球动作学习的脑灰质体积动态变化研究

作者：董晓晓扬州大学

学位级别：硕士

研究背景:动作学习是人类生存和活动的基础,是运动技能中的重要分支,同时也是我国教育目标内容中最为核心的内容。动作学习对于复杂的运动技能习得、学生形成良好的运动习惯、培养优秀人格品质、形成体育学科核心素养等方面起到了重要作... 详细信息

研究背景:动作学习是人类生存和活动的基础,是运动技能中的重要分支,同时也是我国教育目标内容中最为核心的内容。动作学习对于复杂的运动技能习得、学生形成良好的运动习惯、培养优秀人格品质、形成体育学科核心素养等方面起到了重要作用,是促进学生身心发展的重要组成部分。此外,动作学习可以显著地引起脑的可塑性变化。足球脚背正面颠球是一项复杂的动作技能,它对视觉运动转换以及空间运动方位判断等能力要求较高,且学习过程中存在着阶段性特征。但已有的研究仅从行为、心理等角度对阶段性特征进行探讨,尚不清楚阶段性变化的内部神经机制。因此,结合神经影像学技术,从神经科学机制角度探索动作学习阶段性的脑可塑性特征,具有重要的研究意义。研究目的:揭示足球脚背正面颠球动作学习不同阶段的脑可塑性的变化,以期拓展动作学习领域的研究,丰富动作学习与脑可塑性的理论,为动作学习与脑可塑性理论添加实证研究,为从脑科学的角度指导动作学习提供科学依据,为足球的教学、训练提供理论基础。研究方法:通过招募并选取出111名大学生(女生37名/男生74名)作为研究对象,其中实验组68名(23女/45男),对照组43名(14女/29男)。实验组进行70次的足球脚背正面颠球动作学习,对照组正常学习与生活。采用结构磁共振成像技术和基于体素的形态学测量方法分析足球脚背正面颠球动作学习不同阶段脑灰质体积的变化。研究结果:(1)70次足球脚背正面颠球动作学习使得大学生左侧海马旁回(left ParaHippocampal gyrus,PHG.L)区域发生了改变;(2)足球脚背正面颠球动作学习的前期阶段,大学生在右侧海马旁回(right ParaHippocampalgyrus,PHG.R)区域的灰质体积增加;在左侧枕中回(left Middle occipital gyrus,MOG.L)、左侧枕下回(left Inferior occipital gyrus,IOG.L)、左侧额下回(left Inferior frontal gyrus,IFG.L)、左侧辅助运动区(left Supplementary motor area,SMA.L)区域灰质体积显著减少;(3)足球脚背正面颠球动作学习的后期阶段,大学生在左侧颞上回(left Superior Temporal gyrus,STG.L)、左侧额中回(left Middle frontalgyrus,MFG.L)的脑区灰质体积显著减少。结论:(1)70次的足球脚背正面颠球动作学习能够引起了脑灰质体积的改变;(2)足球脚背正面颠球动作学习对大学生脑灰质体积的改变存在阶段特征。

关键词：动作学习足球颠球灰质体积不同阶段

足球脚背正面颠球动作学习对大学生执行功能和额顶网络的影响

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足球脚背正面颠球动作学习对大学生执行功能和额顶网络的影响

作者：王旭扬州大学

学位级别：硕士

研究背景:动作是人类重要的一种基本能力,对于个体的发展来说,动作有着保障生存和促进发展的双重价值[1],动作发展对于个体的认知、情感和社会性发展具有非常重要的作用。动作学习指通过练习和经验使个体的运动技能产生相对持久变化的... 详细信息

研究背景:动作是人类重要的一种基本能力,对于个体的发展来说,动作有着保障生存和促进发展的双重价值[1],动作发展对于个体的认知、情感和社会性发展具有非常重要的作用。动作学习指通过练习和经验使个体的运动技能产生相对持久变化的内在过程,已有研究证明进行长期的动作学习可以有效改善个体的执行功能。执行功能是指在完成较为复杂的认知任务的过程中,对其他认知程序进行控制的高级认知过程,其根本作用是产生协调有序、具有目标性的行为[2]。它作为情绪、认知和社会功能的核心,是大学生学习、推理、解决问题及智力活动的重要元素。大学生是社会未来的建设者和领导者,他们将在很大程度上影响着未来社会的趋势和发展状态,他们的执行功能及脑功能的健康发展,不仅关系到他们的学业和健康成才,而且对整个社会的发展至关重要。研究目的:探究足球脚背正面颠球动作学习对大学生执行功能的影响,通过本实验研究能够丰富动作学习对大学生执行功能研究的内容,鼓励大学生加强动作学习,为提高大学生的身体素质,选择动作学习的科学合理性提供理论依据;探索足球脚背正面颠球动作学习对额顶网络的影响,揭示足球脚背正面颠球动作学习影响执行功能的神经机制,拓展动作学习与脑可塑性理论的研究领域,并对运动或认知功能缺陷疾病的个体提供潜在的治疗可能性。研究方法:招募大一新生为111名,分别为对照组和实验组,动作学习组进行70次足球脚背正面颠球动作学习,对照组则正常学习与生活。采用Flanker、N-back和More-odd shifting任务分别评价大学生的抑制、刷新和转换功能,利用静息态功能磁共振成像技术（restingstate functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI）和基于感兴趣区（Resign Of Interest,ROI）的功能连接（Functional Connectivity,FC）分析方法评价足球脚背正面颠球动作学习前后大学生额顶网络（The frontoparietal network,FPN）的功能连接变化。研究结果:（1）70次足球脚背正面颠球动作学习前、后大学生Flanker任务的行为表现,差异具有统计学意义,具体结果为时间X组别的交互作用为（F（1,66）=6.13,P=0.02＜0.05）;完成2-back任务的行为表现,差异不具有统计学意义,具体结果为时间×组别的交互效应（F（1,66）=2.78,P=0.10＞0.05）;完成More-odd shifting任务的行为表现,差异具有统计学意义,具体结果为时间X组别的交互作用为（F（1,66）=7.96,P=0.006＜0.01）,差异具有统计学意义。（2）70次足球脚背正面颠球动作动作学习前、后两组大学生额顶网络功能连接,差异具有统计学意义,具体结果为:右侧额下回（Right inferior frontal gyrus）与右侧顶下小叶（Right inferior parietal lobule）（P=0.03＜0.05）的功能连接显著增强。研究结论:足球脚背正面颠球动作学习能够提高大学生的执行功能,其神经机制可能涉及足球脚背正面颠球动作学习所致大学生额顶网络功能连接的改善。

关键词：动作学习大学生执行功能额顶网络功能连接

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基于Kinect的动作学习辅助系统

基于Kinect的动作学习辅助系统

作者：吕金泽中北大学

学位级别：硕士

在我们的日常生活中,学习动作是做很多事情必须经历的阶段,比如学习跳舞、武术、打拳、投篮、羽毛球挥拍、高尔夫挥杆等动作,都需要从基础动作开始慢慢学、对比标准姿势、分析自身动作的不足并加以纠正,如此循环往复才能练好一套标准动... 详细信息

在我们的日常生活中,学习动作是做很多事情必须经历的阶段,比如学习跳舞、武术、打拳、投篮、羽毛球挥拍、高尔夫挥杆等动作,都需要从基础动作开始慢慢学、对比标准姿势、分析自身动作的不足并加以纠正,如此循环往复才能练好一套标准动作。而在学习标准动作时,可以一对一亲身教学,可以自己照着镜子学习,也可以看着视频或者图片练习,但是这些传统的学习方法不仅耗费时间长,而且不容易发现和纠正小幅度的错误动作,难以提高学习效率,并且对动作的标准程度也没有一个统一的定量的标准。基于虚拟现实技术产生的虚拟系统能够辅助人们训练各种各样技能,同时大大降低了学习这些技能的成本和实操的风险,如飞机驾驶训练系统、内科手术模拟系统、虚拟环境士兵训练系统等。本文在虚拟现实技术的大环境下,利用微软公司推出的第二代Kinect设备可以实时追踪用户骨架数据的特点,开发了一套针对动作学习的辅助系统。本文主要工作如下:（1）采用骨骼蒙皮技术构建了虚拟3D人物模型,在计算模型运动时的皮肤变形时,用双四元数线性蒙皮算法代替系统默认的线性蒙皮算法,使三维模型运动起来更加逼真;（2）利用GPU代替CPU进行皮肤顶点的更新和三维人物模型的渲染,基于Unity平台进行三维角色动画渲染和演示,降低了CPU的负载,更加合理利用硬件资源;（3）改进了人体运动检测算法以优化Kinect设备采集的用户数据,显著降低了计算误差和延迟,提高了算法的实时性能和对用户动作追踪的精确度;（4）设计实现了一套完整的动作学习辅助系统,让用户可以随时进行所需要的动作学习和训练,并将用户的实时动作数据和标准动作数据做对比,将错位信息实时反馈给用户,引导用户纠错。实验结果证明本文系统能够较好地辅助用户进行动作学习。

关键词： Kinect 动作学习改进的人体运动检测算法动作分析与反馈动作录制和重放

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电力检修机械臂动作学习与控制研究

东北电力大学学报 2023年第2期43卷 68-72页

作者：兰建军福建水利电力职业技术学院电力工程学院福建永安366000

为实现电力检修机械臂运动轨迹的快速规划,针对图像方式进行人体动作识别时精度低、实时性差的问题,提出一种基于惯性测量方式的机械臂动作学习与控制方案。方案利用9轴惯性传感器测量人体手臂运动参数,经姿态解算后应用李群刚体变换理... 详细信息

为实现电力检修机械臂运动轨迹的快速规划,针对图像方式进行人体动作识别时精度低、实时性差的问题,提出一种基于惯性测量方式的机械臂动作学习与控制方案。方案利用9轴惯性传感器测量人体手臂运动参数,经姿态解算后应用李群刚体变换理论进行姿态分解,获取机械臂各舵机控制参数。最后在Labview中进行了机械臂的建模和仿真测试,测试数据和仿真结果表明,本方案成本低、精度高,测量误差小于±1.5°。

关键词：电力检修动作学习惯性测量姿态解算 Labview