基于脑可塑性的在线认知训练游戏平台设计与实现-

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1、基于脑可塑性的在线认知训练游戏平台设计与实现*摘要：为了能使基于脑可塑性的认知训练项目以简单有效的方式供学习者训练，本文利用JavaWeb、Ajax和Flash等信息技术，设计与实现了基于脑可塑性的在线认知训练游戏平台。文章首先介绍了脑可塑性的研究及其对学习者学习效率的促进作用；然后提出当前的认知训练项目枯燥乏味且没有一个在线平台来搭载这些训练项目供学习者训练的问题；接着设计了此平台的框架并阐述了实现此平台的关键技术；最后详细介绍主要功能模块的实现方法并提出平台存在的不足和对其未来的展望。关键词：信息技术；认知训练；脑可塑性；训练平台中图分类号

2、：文献标志码：文章编号：1673-8454（2014）07-0080-04一、引言1.学习与大脑之间的关系13当今教育大多数人都在讨论如何将现代化的东西带入课堂，例如智能手机、多媒体技术等等，这些成本高昂的手段在一定程度上提高了教学的质量和学习的效率，而往往在很大程度上忽略了一个相对廉价的途径――认知心理学。相关研究认为可以通过提高记忆力、注意力等来提高学习效率。[1]学习是极其复杂的社会文化与生物现象，不仅涉及社会、文化、心理等方面，而且也与神经结构与功能之间存在着相互作用与影响。[2]从宏观的角度而言，对于大脑与学习之间的关系存在两个方面的

3、理解，即大脑是学习的基础，学习是大脑的功能。人的大脑就像其他器官一样，自然承担了各自的功能，而学习正是属于脑的特有功能。[3]2.脑结构和功能可塑性脑和神经系统结构及其功能均具有高度的可塑性。所谓脑的可塑性，即脑可以被环境或经验所修饰，具有在外界环境和经验的作用下不断塑造其结构和功能的能力。学习实际就是脑的可塑性的一种重要表现，或者说如果脑没有可塑性也就没有学习的可能。“应试教育”长期影响着我国教育，从现代社会的人才要求来看，我们的教育应该更多地注意学生素质的培养，而科学素质是最重要的一个方面，例如对知识的融会贯通能力、理性思维能力、洞察力以及

4、创新能力等。[4]而这个几个能力其实也可以概括为注意力、记忆力和创造力这些认知能力，提高认知能力便可在一定程度上加快大脑的可塑性，也就等于提高了学习的效率。3.当前认知训练所存在的问题13之前已经有大量研究证明，人的认知能力是可通过后天的针对性认知训练手段得以改变并提高的。然而，先前的训练手段仅供研究或临床使用，并没有真正普及到现实社会当中，本人认为有以下原因：（1）这些训练项目本身枯燥乏味，学习者在训练的过程当中很难对其提起兴趣，往往一开始因为新鲜能坚持训练，没多久便慢慢失去兴趣，到最后无法达到预期的训练效果。（2）没有一个良好的平台来搭载这

5、些训练项目，使训练的结果无法方便地以直观的方式供被训者查看，从而对训练项目的作用效果失去了信心。（3）学习者在接受训练的时候要么需要到某个特定地点训练，要么需要安装复杂的训练环境，总之都无法方便地接受训练。而在现在信息技术蓬勃发展的今天，Web技术已经相当成熟，笔者旨在搭建一个基于Web的在线认知训练游戏平台，将这些认知训练项目以小游戏的方式供人们训练，这样不仅能使枯燥乏味的训练项目变得简单有趣，让学习者更容易接受，且被训者可以实时直观地查看自己的训练进度和训练效果，因为是基于Web，也能到任何一台有浏览器的电脑上接受训练，且不需要安装训练环境

6、。国外已经有成功的例子，并且也证明了在线训练的有效性。[5]而在国内，这样的平台尚且不多见，遂笔者以JavaWeb搭载Flash训练游戏的形式，用MyEclipse开发并实现了该在线训练平台。使用者通过该平台坚持训练将增强认知能力，提高学习效率。二、系统的总体框架13训练平台的功能模块设计主要包含以下几个部分。（1）资源管理模块：为了达到多样化的训练，平台必将搭载大量的训练游戏资源，而且这些资源将会在平台实施后不断增加。所以需要实现训练游戏资源的管理模块来对这些资源进行方便的增加修改和删除，并且在修改和删除的过程中要考虑良好的交互性和严谨的数据

7、完整性。（2）训练计划模块：不同的使用者在认知水平和认知结构上都有一定的差异，为了能够使训练的效果达到最大化，需要根据不同的使用者的认知特点来生成个性化的训练计划。而且使用者在训练过程中认知水平和能力也会有一定的变化，所以平台也会根据这些变化实时改变训练计划。（3）训练模块：训练模块是平台的核心模块，此模块用来呈现训练游戏资源的同时还要将训练结果通过网络提交给服务器，同时还要将训练结果和历史记录反馈给使用者，例如当前训练的结果和历史排名情况，甚至可以是与他人的排名情况。这里与他人情况比较的利弊尚且无法讨论。（4）数据统计模块：使用者按训练计划训

8、练结束后，平台将对使用者的训练数据和训练效果以图表的方式进行统计，这样使用者便可在图表上清楚地看到自己训练的状况以及认知水平和能力的提升状况。13（5