기술수준에 따른 동작 자유도의 비교

Abstract

본 연구는 연습에 따른 변화의 본질을 동작의 측면에서 구명하고자 하였다. 구체적으로 기술습득의 본질을 동작에 관여하는 수많은 자유도(신체구성요소)의 운용 방법을 터득하는 것으로 개념화 한 Bernstein의 가설을 경험적으로 실증하는데 그 목적이 있다. 선행연구결과를 종합하여 다음의 두가지 가설을 설정하였다. 첫째, 기술수준이 높을수록 개별자유도의 고정이 해제된다. 즉, 숙련자가 초보자보다 각관절의 각변화의 정도가 크다. 둘째, 기술수준이 높을수록 개별자유도간의 결속이 해제된다. 즉, 숙련자가 초보자보다 각 관절각도간 상관이 낮다. 가설검증을 위해서 반복적인 연습으로 인해 숙련된 기술을 소유하게 되었다고 볼 수 있는 우수선수 3명과 연습이 전무한 초보자 3명의 볼링투구동작을 고속촬영한 다음, 오른팔의 어깨, 팔꿈치, 손목관절의 각도를 산출하고 어깨관절의 각변화에 기초하여 볼링투구시 오른팔 스윙동작을 4개의 동작국면으로 구분하였다. 그리고 동작국면별로 숙련자와 초보자의 자유도 운용의 차이를 개별자유도와 개별자유도간의 관계라는 두가지 차원에서 비교하였다. 개별자유도의 운용은 각 관절의 동작 중 각변화의 정도를 나타내는 각변화의 범위, 평균절대누적각변화량, 각변화의 평균 표준오차 세가지를 산출하였다. 이 세가지 측정치가 크다는 것은 개별자유도의 해제를 의미하며, 각 관절이 적극적으로 동작에 관여한다는 것이다. 개별자유도간의 관계는 세 관절각도간 교차상관계수로 산출하였다. 관절각도간 상관이 낮을수록 개별 자유도간의 결속이 해제되었다는 것이며, 이는 각 관절이 독립적으로 동작에 관여함으로써 보다 많은 자유도가 동작에 관여한다는 것을 의미한다. 기술수과 동작국면에 따른 각변화의 범위, 평균절대누적각변화량, 각변화의 평균표준오차의 차이를 검증하기 위해서 반복측정에 의한 이원변량분석(2-way ANOVA with repeated measures on the movement phases)을 실시하였다. 동작국면에 따른 주효과는 Newman-Keuls 사후검증을, 기술수준과 동작국면의 상호작용 효과는 t-검증을 이용하여 사후검증 하였다. 개별자유도간의 결속을 나타내주는 각 관절각도간 교차상관값은 t-검증을 이용하여 숙련자와 초보자간의 차이를 검증하였다. 통계분석결과는 다음과 같다. 첫째, 기술수준이 높을수록 개별자유도의 해제가 뚜렷했다. 즉, 숙련자가 초보자보다 각변화의 범위, 평균절대누적각변화량, 각변화의 평균 표준오차가 더 컸다. 둘째, 동작국면별로 숙련자와 초보자의 개별자유도를 비교한 결과, 어깨관절의 제 2국면과 제 4국면에서 숙련자가 초보자보다 평균절대누적각변화량이 더 컸다. 또한 팔꿈치관절의 제 4국면에서도 숙련자가 초보자보다 각변화의 범위, 평균절대누적각변화량, 각변화의 평균 표준오차가 더 컸다. 반면 제 2국면에서는 초보자가 숙련자보다 각변화의 범위와 평균절대누적각변화량이 더 컸다. 세째, 개별자유도간의 결속정도를 대변해 주는 관절각도간 상관계수에서는 숙련자와 초보자간의 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 다음과 같은 결론을 도출해 낼 수 있다. 기술수준이 높을수록 개별관절이 보다 적극적으로 동작에 관여하게 되며, 따라서 기술습득의 본질은 Bernstein의 가설과 같이 잉여자유도의 운용방법을 터득하는 것으로 볼 수 있다. 이는 과제의 요구에 부합되도록 자유도의 동결과 해제전략을 자유자재로 선택, 조절할 수 있는 능력의 터득을 의미한다. 이러한 결론은 교수-학습현장에서 동작과제를 제시할 때, 자유도가 작은 동작에서 자유도가 큰 동작의 순으로 제시하는 것이 학습에 효과적일 수 있다는 것을 시사해 준다.;The purpose of this study was to testify the Bernstein's(1967) idea that the coordination problem is solved by freezing out of degrees of freedom in the early stages of the acquisition of a movement skill, followed by releasing of these degrees of freedom later in the learning process. Throwing movements of three national-level elite bowlers and three novice bowlers were cinematographically analyzed using high-speed camera and motion analyzer. Freezing degrees of freedom involved in bowling movements of right arm(shoulder, elbow, and wrist joint) was made operational both as the fixation of individual degrees of freedom and as the couplings between multiple degrees of freedom. In order to find out whether individual degrees of freedom are actively involved in movements or not, ranges of angular changes, mean absolute accumulative angular changes, and standard deviations around the mean of angular changes as a function of four movement phases were calculated. To establish whether joint angles are controlled dependently or independently, cross-correlations among angular changes of shoulder, elbow, and wrist joints were also calculated. Analyses of data revealed that; 1) release of individual degrees of freedom was significantly stronger as skill level increases. That is, ranges of angular changes, mean absolute accumulative changes of joint angles, and standard deviations around the mean of angular changes were significantly larger for the skilled bowlers as compared to the unskilled bowlers, 2) as a result of comparing of individual degrees of freedom as a function of four movement phases, mean absolute accumulative angular changes in shoulder joint was significantly larger for the skilled bowlers as compared to the unskilled bowlers at the second and fourth movement phases, respectively. Ranges of angular changes, mean absolute accumulative angular changes, and standard deviations around the mean of angular changes in elbow joint were significantly larger for the skilled bowlers than those of the unskilled bowlers at the fourth movement phase. On the other hand, ranges of angular changes and mean absolute accumulative angular changes in elbow joint were significantly larger for the unskilled bowlers as compared to the skilled bowlers at the second movement phase, and 3) cross-correlations among angular changes of shoulder, elbow, and wrist joints were nonsignificantly different between the skilled and the unskilled performers. In total, these results were interpreted to support Bernstein's idea regarding the mastery of redundant degrees of freedom in the acquisition of movement skill and to suggest that skilled performer is a person who can efficiently select and regulate freezing as well as releasing of degrees of freedom so as to meet task requirements.