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Skill learning: repetition or variation?

by Brambilla Antonello Sport Science – GK Coach Uefa A

The idea to write this article comes from the luck i have ha in recent years of being able to meet or

listen to many goalkeeping coaches from different countries around the World. May of them claim

that their goalkeeper always finds the right technique to resolve the situation by knowing multiple

ways to do it based on the scenario. For example, the goalkeeper knows how to attack the ball but

also understands when the best solution is to block. In the learning path that leads to the

knowledge of both movements what happen is what I call “motor confusion”. If the classic method

for teaching a technique involves the use of numerous repetitions, the mastery of Tech1 and Tech

2 should be practiced in an equivalent number of them. So, if a goalkeeper with good Tech1 of no

younger age would like to learn Tech2 he would inexorably go through a period of “motor

confusion” where the motor response it could be a middle way between the two techniques.

This period may not be necessary for those who have already learned both techniques at a young

age but the problem of choosing Tech1 and Tech2 could result from not recognizing the game,

predicting the scenario and consequently experiencing “decisional confusion”. Usually when you

see these goalkeepers you don’t find technical excellence in both solutions, but speed in choosing

which motor program to use.

In 1987 Mechling stated that a skill is an element of conscious activity performed largely

automatically that develops through practice. Meinel argued that skills are actions that are

consolidated mainly through repeated practice and that are carried out, in part, automatically, that

is, without attention being intentionally concentrated on it. Having read this, one might say that if

a goalkeeper knows a technique perfectly, without even paying much attention, he should resolvethe situation with a good result (motor skills). Unfortunately, this does not always happen, because

what to do is more important than how to do it (cognitive ability).

With this theory it was stated that the generalized motor commands responsible for centrally

coordinating the execution of movements were thus stored in the brain. It is believed that each

generalized motor command contains motor commands that define the deep structure common to

an entire class of movements while the superficial characteristics of each time through a

parameterization process. For example, the dive is a class of movements, the dive program starts

which during the course will adjust the parameters for example to perform the catch or deflect the

ball. Others cab be high balls, boxing the ball etc. Two elements are part of the same class if the

duration of the individual functional phases is the same (movement, push, jump, etc.) the same

relative force is used, means the acceleration imparted in each phase of the movement and the

order is the same as the order of the muscle contractions. By executing multiple movements

belonging to the same class of shares in diversified form, example kicking the ball in will vary in

execution time, direction and amplitude the parameterization process is exercised.

If we want to learn increasingly complex motor gestures and optimize the parameterization,

exercises will be used to reduce the variability of the execution to a minimum. So, we will

theoretically move towards the perfection of technical execution.

Examples are partial exercise, randomized exercise and varied exercise. Complex movements such

as the high balls in deviation can be simplified by dividing the execution pieces, reducing the

execution speed or modifying the demand for executive precision. For example, the work of the

upper body can be divided up from that the lower body and then recombined them (horizontal

cut). If the interaction between the two parts is low, this cut does not alter the deep structure of

the program and facilitates the total learning of the movement, otherwise, in the case which the

movement of the lower body is essential to guarantee the stability of the motor partner of the

upper body, fractionation is not a suitable teaching technique. Instead, the different segments

(vertical cut), starting position, movement, jump, extension of the arms, possible twisting the

chest, direction of deviation, return to the ground can be performed separately. As before, if the

interaction between the phases is high it is difficult to segment. Reducing speed and requiring a

certain precision (kick in a certain area of the field or inside a small goal, deviating towards a

certain side or inside a small goal) can be effective as long as you don’t get into imprecision.

Randomized practice involves performing several different motor tasks in no specific order. If they

use them in the correct way, so using real technical chains (example after catch the ball there’s

transition, after goal there’s not a second ball, after deflection the second ball come from one

certain side, after catch high ball is impossible arrive second shot etc.) this technique enhances

learning for two reasons: it allow the goalkeeper to better perceive the different peculiarities of

the individual tasks and because it forces the goalkeeper to select the motor program, which is not

necessary if the repetitions of the same task are performed consecutively, in block, before moving

on the next variant.

The varied exercise (for example dive and catch, dive and deflection, use of the hand below, use of

the hand above, low ball, bouncing, medium, high etc.) consists in having several movements

belonging to the same class performed, mean several execution variations of the same generalized

motor program. This exercise technique enhances learning probably because it allows the

goalkeeper to practice the parameterization of generalized motor program.

Meinel also describes the process by which new skills are learned by diving it into phase: mental

representation and formation of the motor program based on the subject’s abilities; rough

coordination: rough coordination: the movement appears to be structurally rough but free of

errors; fine coordination: the movement performed is technically correct but repeatable only in

standard conditions; variable availability: the skill appears to be automated to the point it has greatavailability: the skill appears to be automated to the point that it has great availability and

variability thanks to the past experiences.

Rereading the phases of the process you will notice how “the movement performed is technically

correct but repeatable only in standard conditions”. What are the standard conditions? In the role

of goalkeeper, are the conditions that arise always standard or do you live on variability?

To explain the persistence of a certain degree of executive variability even after numerous

repetitions, it is necessary to shift the perspective from the central programming of movements to

the variety of constraints imposed by motor coordination of the periphery and the environment.

This ecological approach is characterized by the complex interaction between individual and

environment.

Nikolai A. Bernstein (texts known thanks to Fabian Otte) in the 70s was among the first scientists to

understand how much the environment and the context could influence motor learning. According

to Bernstein’s theory practice does not consist in repeating the means of solving a problem several

times but in the process of solving this problem again and again with techniques that we have

changed and perfected from repetition to repetition (theory of repetition without repetition).

Optimal motor solutions to appropriate problems must be sought. With the ecological system we

try to find better solutions from time to time, the executive variant is not seen as a limiting factor.

Dexterity (Bernstein 1996) is characterized by the ability to solve any emerging movement

problem, in any situation and under any conditions. Therefore, our practice environments must

provide opportunities for our goalies to solve problems that they will be expected to solve in a

wide range of situations. Instead, coaches often propose highly predictable and highly non-

representative problems. How can we expect our goalkeepers to solve dynamic problems if we do

not offer them opportunities to use this research process in training? The variability of the

trajectories played, the speed of the ball, the conditions of visibility of the ball, the changing

number of opponents, distance of the shot, the conditions of the pitch, the stress conditions, the

minute of play, the result of that moment, etc. they become very important constraints that can

be used to create environments where the goalkeeper can continually find solutions.

The discovery of mirror neurons by the neuroscientist Rizzolatti and his team then accelerated and

changed the way of seeing the training methodology for many (but not for all). The discovery

allowed us to know that there are neurons with visuo-motor properties, that is, which are

activated both when a movement is performed and when I see and is performed by others

provided that it is present even partially in its motor heritage.

It has also been discovered that they are also activated when one imagines performing that motor

action. Mirror neurons are considered fundamental for imitative processes but also in the

processes of recognition, understanding of other people’s actions and consequently the

recognition of intentions. Imitative learning has gained value, the mirror system being activated

when an action is performed in the same way as an observed action, allows us to understand the

actions of others and also accelerate the learning process. There are classes of neurons used to

encode the space around us and to position us in relation to the goal, the area, the distance of the

ball and the presence of opponents or teammates. These neurons that understand the

environment and dictate specific types of actions, specific ways of performing them and specific

times allow us to reiterate how important it is to propose exercises in training performed with the

same spatial organization found in the match. It is also interesting to use videos to study

opponents, their individual and departmental movements to achieve their goals to be repeated in

sessions on the pitch and the use of videos of “model” goalkeepers to understand their

movements. Actions are codified in terms of purposes and not on the basis of the movements we

perform to carry them out. The same action can be accomplished with different movements.Experience is another factor that allows us to read intentions even better. The more I have

experienced that moment, the more times I have seen or imagined that action, the more precise

my ability to read the opponent’s intentions and anticipate their actions will be solution. The

mirror system is also responsible for empathy, it manages to make us understand the emotions of

others. Who better than the goalkeeping coach knows how to understand his student’s state of

mind? The topic of the mirror system should be explored even more deeply than in a small article

like this because it could lead coaches to partially review their methodology based on these “new”

discoveries.

In conclusion, which method is the best? It’s important to know how to use both approaches,

increasingly discovering the charm of learning. There is no rule on which to use before or after, it’s

necessary to explore all the theories and integrate them. The process of storing motor processes is

often long, the environment can help you find quicker solutions to ever-changing racing situations.

During the learning process I can also notice that my goalkeeper has some gaps, we ca open a

window and work on those micro-movements, on that technical part that perhaps he hasn’t

understood and then go back to working and that we must know how to use at intervals.

The solution is not the same for everyone, the qualities of basic skills, physical structure,

experience, educational path, etc. change. Thanks to our goalkeepers we will also evolve our ability

to teach, to coach, to lead, I’m open to experimenting without rigidity. Often goalkeeper coaches

base their certainties on just one method, always bringing the solutions in that direction even if

there is something wrong, that they don’t know, they push reality to make it work rather than

saying that there’s something that doesn’t work. He thinks that doing what he has always done is

fine, often blaming the goalkeeper if he doesn’t improve, if he doesn’t learn. Sometimes you need

to change perspective.

Bibliografia:

Meinel, Teoria del movimento

Bernstein Nikolai Aleksandrovich, Fisiologia del movimento

Rizzolatti Giacomo, Sinigaglia Corrado, So quel che fai. Il cervello che agisce e i neuroni specchio

Articoli di Capanna Riccardo, Albertini Claudio e Fabian Otte

Brambilla Antonello, Papere e Miracoli

Umberto Ruggiero, Allenare giocando, So come giochi

Caterina Pesce Sds n.55

Apprendimento delle abilità: ripetizione o variazione?

di Brambilla Antonello Sport Science – GK Coach Uefa A

L’idea si scrivere questo articolo nasce dalla fortuna che ho avuto in questi anni di potermi confrontare o ascoltare molti allenatori dei portieri provenienti da diversi paesi del Mondo. 

Molti di essi sostengono che il loro portiere trovi sempre la tecnica giusta per risolvere la situazione conoscendo più modi per farlo in base allo scenario. Per esempio il portiere sa attaccare la palla ma capisce anche quando la soluzione migliore è il blocco. 

Nel percorso di apprendimento che porta alla padronanza di entrambi i movimenti, quello che sicuramente succede è quello che io chiamo “confusione motoria”. Se il metodo classico per insegnare una tecnica passa dall’utilizzo di numerose ripetizioni, la padronanza della Tech1 e della Tech 2 dovrebbe essere esercitata in equivalente numero di esse. Così se un portiere con buona Tech1 di età non più giovane vorrebbe imparare la Tech2 passerebbe inesorabilmente da un periodo di “confusione motoria” nel quale la risposta motoria potrebbe essere una via di mezza tra le due tecniche. Questo periodo potrebbe non essere necessario per chi già da giovane ha imparato entrambe le tecniche ma il problema della scelta Tech1 e Tech2 potrebbe passare dal non riconoscere il gioco, prevedere lo scenario e di conseguenza vivere una “confusione decisionale”. Solitamente vedendo questi portieri non trovi eccellenza tecnica in entrambe le soluzioni, ma velocità di scelta su quale programma motorio utilizzare.

Nel 1987 Mechling affermava che una abilità è un elemento dell’attività cosciente eseguito in gran parte in modo automatico che si sviluppa attraverso l’esercizio. Meinel sosteneva che le abilità sono azioni che vengono consolidate prevalentemente con l’esercizio ripetuto che si svolgono, almeno in parte, automaticamente cioè senza che l’attenzione venga intenzionalmente concentrata su di essa. Letto questo verrebbe da dire che se un portiere conosce una tecnica in modo perfetto, senza porre nemmeno grande attenzione, dovrebbe risolvere la situazione con un buon risultato (abilità motorie). Questo purtroppo non succede sempre, perché prende maggiore importanza il cosa fare piuttosto del come fare (abilità cognitiva).

Con questa teoria si affermava che nel cervello venivano così immagazzinati i comandi motori generalizzati deputati a coordinare centralmente l’esecuzione dei movimenti. Si ritiene che ogni comando motorio generalizzato contenga comandi motori che definiscono la struttura profonda comune a un’intera classe di movimenti mentre le caratteristiche superficiali di ogni singolo movimento vengono definite di volta in volta mediante un processo di parametrizzazione.

Per esempio il tuffo è una classe di movimenti, parte il programma tuffo che durante lo svolgimento sistemerà i parametri per esempio per eseguire la presa o deviare la palla. Altri possono essere l’uscita alta, il calciare la palla ecc. Due elementi fanno parte della stessa classe se 

la durata delle singole fasi funzionali è uguale (spostamento, spinta, allungamento ecc.), si utilizza la stessa forza relativa cioè l’accelerazione impressa in ogni fase del movimento e l’ordine sia uguale l’ordine delle contrazioni muscolari. Eseguendo in forma diversificata più movimenti appartenenti a una stessa classe di azioni es. calciare la palla in varierà di tempo di esecuzione, direzione e ampiezza si esercita il processo di parametrizzazione.

Se vogliamo apprendere gesti motori sempre più articolati e ottimizzare la parametrizzazione si utilizzeranno esercitazioni a ridurre il minimo la variabilità dell’esecuzione. Così si andrà in teoria verso la perfezione dell’esecuzione tecnica. 

Esempi sono l’esercitazione parziale, quella randomizzata e quella variata. Movimenti complessi come l’uscita alta in deviazione può essere semplificata frazionandone i pezzi di esecuzione, riducendo la velocità di esecuzione o modificando la richiesta di precisione esecutiva. Per esempio si può frazionare il lavoro degli arti superiori da quello degli arti inferiori per poi ricombinarli (taglio orizzontale) Se l’interazione tra le due parti è bassa questo taglio non altera la struttura profonda del programma e facilita l’apprendimento totale del movimento, in caso contrario nel caso in cui il movimento degli arti inferiori è indispensabile per garantire la stabilità del partner motorio degli arti superiori, il frazionamento non è una tecnica di insegnamento idonea. Si può invece far eseguire separatamente i diversi segmenti (taglio verticale), posizione di partenza, spostamento, stacco, distensione delle braccia, eventuale torsione del busto, direzione della deviazione, ritorno a terra. Come prima se l’interazione tra le fasi è elevata è difficile segmentare. La riduzione della velocità e la richiesta di una certa precisione (rinviare in una certa zona del campo o dentro una porta bersaglio, deviare verso un certo lato o dentro una porticina) possono essere efficaci a condizione che non si acceda nell’imprecisione.

L’esercitazione randomizzata consiste nell’eseguire vari compiti motori diversi senza un ordine preciso. Se utilizzano nel corretto modo cioè utilizzando catene tecniche reali ( esempio uscita alta e rinvio con le mani o con i piedi, tuffo e deviazione, rialzata secondo tiro o cross e non con catene irreali come tiro presa più secondo tiro immediata o uscita e presa più tiro da fuori area) questa tecnica potenzia l’apprendimento per due motivi: consente al portiere di percepire meglio la peculiarità diverse dei singoli compiti e perché impone al portiere la selezione del programma motorio, cosa che non è necessaria se le ripetizioni di uno stesso compito vengono eseguite consecutivamente, in blocco, prima di passare alla successiva variante. L’ esercitazione variata (per esempio tuffo e presa, tuffo e deviazione, uso mano sotto, uso mano sopra, palla rasoterra, rimbalzante, media, alta ecc.) consiste nel far eseguire più movimenti appartenenti a una stessa classe, cioè più varianti esecutive di uno stesso programma motorio generalizzato. Questa tecnica di esercitazione potenzia l’apprendimento probabilmente perché permette all’allievo di esercitare la parametrizzazione del programma motorio generalizzato. 

Sempre Meinel descrive il processo con il quale le nuove abilità vengono apprese dividendolo nelle fasi: rappresentazione mentale e formazione del programma motorio in base alle capacità del soggetto; coordinazione grezza: il movimento risulta essere strutturalmente grezzo ma privo di errori; coordinazione fine: il movimento eseguito è corretto tecnicamente ma ripetibile solo in condizioni standard; disponibilità variabile: l’abilità risulta essere automatizzata al punto che risulta dotata di una grande disponibilità e variabilità grazie alle esperienze passate.

Rileggendo le fasi del processo si potrà notare come “il movimento eseguito è corretto tecnicamente ma ripetibile solo in condizioni standard”. Quali sono le condizioni standard? Nel ruolo del portiere le condizioni che si presentano sono sempre standard o si vive di variabilità dell’ambiente? 

Per spiegare il persistere di un certo grado di variabilità esecutiva anche dopo numerosissime ripetizioni occorre spostare l’ottica dalla programmazione centrale dei movimenti alla varietà di vincoli imposti dalla coordinazione motoria della periferia e dall’ambiente. Questo approccio ecologico è caratterizzato dall’interazione complessa fra individuo e ambiente.

Nikolai A. Bernstein (testi conosciuti grazie a Fabian Otte) negli anni 70 fu tra i primi scienziati a capire quanto l’ambiente, il contesto poteva condizionare l’apprendimento motorio. Secondo la teoria di Bernstein la pratica non consiste nel ripetere sempre la stessa soluzione ma nel ripetere più volte il processo di risoluzione con tecniche che abbiamo cambiato e perfezionato dalla ripetizione alla ripetizione (teoria della ripetizione senza ripetizione). Occorre ricercare soluzioni motorie ottimali ai problemi appropriati. Con il sistema ecologico si cerca di trovare soluzioni migliori di volta in volta, la variante esecutiva non viene vista come un fattore limitante.

La destrezza (Bernstein 1996) è caratterizzata dalla capacità di risolvere qualsiasi problema di movimento emergente, in qualsiasi situazione e in qualsiasi condizione. Pertanto, i nostri ambienti di pratica devono fornire opportunità ai nostri portieri di risolvere problemi che dovranno risolvere in una vasta gamma di situazioni. Spesso invece gli allenatori propongono problemi altamente prevedibili e altamente non rappresentativi. Come possiamo aspettarci che i nostri portieri possano risolvere problemi dinamici se non offriamo loro le opportunità di usare in allenamento questo processo di ricerca? La variabilità delle traiettorie giocate, della velocità della palla, delle condizioni di visibilità della palla, il cambiare numero di avversari, distanza del tiro, le condizioni del campo, le condizioni di stress, il minuto di gioco, il risultato di quel momento, le condizioni di stanchezza ecc. diventano vincoli importantissimi da poter utilizzare per creare ambienti dove il portiere possa continuamente trovare soluzioni.

La scoperta dei neuroni specchio da parte del neuroscienziato Rizzolatti e della sua equipe ha poi accelerato e cambiato per molti (ma non per tutti) il modo di vedere ancora di più la metodologia dell’allenamento. La scoperta ci ha consentito di sapere che esistono neuroni con proprietà visuo-motorie, cioè che si attivano sia quando viene eseguito un movimento sia quando vedo e viene compiuto da altri a condizione che nel suo patrimonio motorio sia presente anche in modo parziale. È stato inoltre scoperto che si attivano anche quando si immagina di compiere quell’azione motoria. I neuroni specchio sono considerati fondamentali per i processi imitativi ma anche nei processi di riconoscimento, comprensione di azioni altrui e di conseguenza di riconoscimento delle intenzioni. L’apprendimento imitativo ha preso valore, il sistema specchio attivandosi nel momento in cui una azione viene eseguita allo stesso modo per un’azione osservata, permette di comprendere le azioni degli altri e accelerare anche il processo di apprendimento. Esistono classi di neuroni adibiti a codificare lo spazio intorno a noi e a collocarci in relazione alla porta, all’area, alla distanza della palla e alla presenza degli avversari o compagni. Questi neuroni che capiscono l’ambiente e dettato specifici tipi di azioni, specifici modi di eseguirle e specifici tempi permette di ribadire quanto sia importante proporre in allenamento delle esercitazioni eseguite con la medesima organizzazione spaziale riscontrabile in partita. Diventa altresì interessante l’utilizzo dei video per studiare gli avversari, i loro movimenti singoli e di reparto per raggiungere i loro scopi da riproporre nelle sedute in campo e l’utilizzo di video di portieri “modello” per capirne i loro movimenti. Le azioni vengono codificate in termini di scopi e non sulla base dei movimenti che compiamo per svolgerle. La stessa azione può essere portata a compimento con movimenti diversi. 

L’esperienza è un altro fattore che ci permette di leggere ancora meglio le intenzioni, più ho vissuto quel momento, più volte ho visto o immaginato quell’azione e più precisa sarà la mia capacità di leggere le intenzioni dell’avversario e di anticiparne la soluzione.

Il sistema specchio è responsabile anche dell’empatia, riesce a farci comprendere le emozioni altrui. Chi meglio dell’allenatore dei portieri sa comprendere lo stato d’animo del suo allievo?

L’argomento sistema specchio andrebbe approfondito ancora di più che in un piccolo articolo come questo perché potrebbe portare gli allenatori a rivedere in parte la propria metodologia in funzione di queste “nuova” scoperta.

Concludendo quale metodo è il migliore? È importante saper usare entrambi gli approcci scoprendo sempre più il fascino dell’apprendimento. Non c’è una regola sul quale usare prima o dopo, occorre esplorare tutte le teorie ed integrarle. Il processo di immagazzinamento dei processi motori è spesso lungo, l’ambiente può aiutarti a trovare soluzioni più rapide a situazioni di gara in continuo mutamento. Durante il processo di apprendimento posso anche accorgermi che il mio portiere abbia qualche lacuna, possiamo aprire una finestra e lavorare sui quei micromovimenti, su quella parte tecnica che magari non ha capito e poi ritornare a lavorare nell’ambiente.  Sono due modi che si mescolano che dobbiamo saper utilizzare a periodi. La soluzione non è uguale per tutti, cambiano le qualità delle abilità di base, la struttura fisica, l’esperienza, il percorso didattico ecc. Grazie ai nostri portieri anche noi evolveremo la nostra capacità di insegnare, di allenare, di guidare, sono aperto a sperimentare senza rigidità. Spesso allenatori fondano le proprie sicurezze solo un metodo portando le soluzioni sempre verso quella direzione anche se c’è qualcosa che non va, che non sa, spinge la realtà per farla funzionare piuttosto che dire che c’è qualcosa che non funziona. Pensa che fare quello che ha sempre fatto va bene dando spesso la colpa al portiere se non migliora, se non apprende. A volte occorre cambiare prospettiva.

Bibliografia

Meinel, Teoria del movimento

Bernstein Nikolai Aleksandrovich, Fisiologia del movimento

Rizzolatti Giacomo, Sinigaglia Corrado, So quel che fai. Il cervello che agisce e i neuroni specchio

Articoli di Capanna Riccardo, Albertini Claudio e Fabian Otte

Brambilla Antonello, Papere e Miracoli

Umberto Ruggiero, Allenare giocando, So come giochi

Caterina Pesce Sds n.55 

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