基于工作记忆任务的认知训练游戏设计与应用

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1、于工作记忆任务的认知训练游戏设计与应用摘要：为了提供一种能够改善认知功能的有效途径，本文以视空间工作记忆任务为训练着力点，利用Hash、Ajax等信息技术手段，设计了一种以游戏为呈现方式的认知训练软件，并在某高校大学生中进行试用和测评。结果发现该游戏软件能有效提高使用者的流体智力。相较于传统的训练方法，该认知训练游戏软件在保证有效性的同时更具趣味性，能满足各类认知训练用户的需求。关键词：游戏设计；认知训练；视空间工作记忆；脑可塑性分类号：G434文献标志码：B文章编号：1673-8454(2014)16-0081-04一、引言

2、1.现代教学与脑科学之间的关系20世纪30年代以来，研究者一直希望通过心理学、脑科学的研究成果来改善学校的学习与教学活动。［1］而近些年来，脑科学研究进展越来越受到人们的关注，脑科学的研究成果也越来越多地应用于教学领域，并对现代教学产生了深刻的影响。脑科学研究的进展和成就，不仅丰富和发展了脑科学的理论，而且还为教学研究向纵深发展提供了科学基于工作记忆任务的认知训练游戏设计与应用摘要：为了提供一种能够改善认知功能的有效途径，本文以视空间工作记忆任务为训练着力点，利用Hash、Ajax等信息技术手段，设计了一种以游戏为呈现方式的认

3、知训练软件，并在某高校大学生中进行试用和测评。结果发现该游戏软件能有效提高使用者的流体智力。相较于传统的训练方法，该认知训练游戏软件在保证有效性的同时更具趣味性，能满足各类认知训练用户的需求。关键词：游戏设计；认知训练；视空间工作记忆；脑可塑性分类号：G434文献标志码：B文章编号：1673-8454(2014)16-0081-04一、引言1.现代教学与脑科学之间的关系20世纪30年代以来，研究者一直希望通过心理学、脑科学的研究成果来改善学校的学习与教学活动。［1］而近些年来，脑科学研究进展越来越受到人们的关注，脑科学的研究成

4、果也越来越多地应用于教学领域，并对现代教学产生了深刻的影响。脑科学研究的进展和成就，不仅丰富和发展了脑科学的理论，而且还为教学研究向纵深发展提供了科学基础和技术手段，对现代教学实践产生了巨大的影响和重要的现实意义。［2］1.脑的可塑性对教育的作用脑的结构和功能，在经历了发育的关键期后，甚至在完全发育成熟后，仍然保持着相当程度的可塑性，这种可塑性可保持终生。因此，要努力创造有助于学生智力全面发展的良好环境。课堂上基于知识的传授无疑是重要的，但仅是学生智力活动的一部分，需要通过其他手段、方法以形象、生动的方式，来对脑的功能和结构进

5、行塑造，以促进学生智力的全面发展。脑的可塑性是学习、记忆的神经基础，而脑的所有高级功能可以说都离不开学习、记忆，学习、记忆可以作为一个例子来说明可塑性对教育的重要性。［3］2.当前认知训练任务存在的不足工作记忆是与日常生活相关的非常重要的能力。工作记忆的概念是由Baddeley和Hitch于1974年提出的，认为它是一种对信息进行暂时加工和贮存的能量有限的记忆系统。［4］接着Baddeley通过研究发现工作记记由一个中央执行系统(thecentralexecutive)和语音环路(phonologicalloop)、情景缓冲系

6、统(episodicbuffer)以及视空间模板(visuo-spatialsketchpad)组成。［5］最近一些研究也表明，通过合适的训练可以提高个体的工作记忆。［6］如Jaeggi等人已在研究中发现，工作记忆训练可以提高个体的流体智力。［7］不同研究者在工作记忆训练研究中采用了不同的训练方法，如数字广度任务、词语广度任务、选择反应时任务、“n-back”任务等作为工作记忆训练的任务。［6］同时研究表明，教育游戏的特点要求游戏设计具有趣味性，给予良好的情感，如成就感、荣誉感、好奇感等。［8］教育游戏还需具有挑战性，有一定难

7、度的游戏能激发玩家的征服心理，促使他们花更多的时间来完成任务，提高成绩。［9］这些特点同样适合于认知训练游戏的设计。但以往的这些训练形式仍不够多样化，训练者往往只能进行几个特定任务的训练，同时训练过程枯燥乏味，缺少必要的趣味性，无法激发训练者的兴趣，使训练者很难坚持进行训练。很多研究表明，工作记忆广度任务比短时记忆广度任务能更好地预测复杂认知任务的成绩，并且工作记忆与流体智力之间有更强的联系，而短时记忆广度对流体智力的预测不显著。［10］［11］于是本文利用测量视空间短时记忆广度的任务为切入点，首先验证了短时记忆的广度任务作为

8、训练材料，对流体智力的提高并不明显，然后在此训练材料的基础上，对该训练任务进行了设计，加入心理旋转因素，在确保达到训练效果的同时，加大游戏难度，提高游戏的挑战性，并将该任务作为训练材料进行在线训练，同时验证了该训练方法可以有效提高个体的流体智力。二、游戏的设计早期的时候，短时