基于工作记忆任务的认知训练游戏设计与应用-论文.pdf

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1、《中国教育信息化煽辑部：mis@moe．edu．cn基于工作记忆任务的认知训练游戏设计与应用：l：王神洋，王丽萍，陈宏(1．浙江工业大学现代教育技术研究所，浙江杭州，310023；2．浙江工业大学智能信息与决策优化研究所，浙江杭州310023)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Flash、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

2、，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：脑可塑性中图分类号：G434文献标志码：B文章编号：1673-8454(2014)16-0081—04一、引言作记忆的概念是由Baddeley和Hitch于1974年提出1．现代教学与脑科学之间的关系的，认为它是一种对信息进行暂时加工和贮存的能量有20世纪30年代以来，研究者一直希望通过心理限的记忆系统。接着Baddeley通过研究发现工作记忆学、脑科学的研究成果来改善学校的学习与教学活动。『l】由一个中央执行系统(thecentralexecutive)和语音环路而近些年来，

3、脑科学研究进展越来越受到人们的关注．(phonologicalloop)、情景缓冲系统(episodicbuffer)以及脑科学的研究成果也越来越多地应用于教学领域．并对视空间模板(visuo—spatialsketchpad)组成。圈最近一些现代教学产生了深刻的影响。脑科学研究的进展和成研究也表明，通过合适的训练可以提高个体的工作记就，不仅丰富和发展了脑科学的理论。而且还为教学研忆。t6~tlJaeggi等人已在研究中发现．工作记忆训练可以究向纵深发展提供了科学基础和技术手段，对现代教学提高个体的流体智力。[71不同研究者在工作记忆训练研实践产生了巨

4、大的影响和重要的现实意义。[究中采用了不同的训练方法，如数字广度任务、词语广2．脑的可塑性对教育的作用度任务、选择反应时任务、“n—back”任务等作为工作记脑的结构和功能，在经历了发育的关键期后．甚至忆训练的任务。[61同时研究表明。教育游戏的特点要求游在完全发育成熟后，仍然保持着相当程度的可塑性．这戏设计具有趣味性，给予良好的情感，如成就感、荣誉种可塑性可保持终生。因此，要努力创造有助于学生智感、好奇感等。阎教育游戏还需具有挑战性，有一定难度力全面发展的良好环境。课堂上基于知识的传授无疑是的游戏能激发玩家的征服心理，促使他们花更多的时间重要的，但仅

5、是学生智力活动的一部分，需要通过其他来完成任务，提高成绩。[91这些特点同样适合于认知训练手段、方法以形象、生动的方式。来对脑的功能和结构进游戏的设计。但以往的这些训练形式仍不够多样化，训行塑造，以促进学生智力的全面发展。脑的可塑性是学练者往往只能进行几个特定任务的训练．同时训练过程习、记忆的神经基础，而脑的所有高级功能可以说都离枯燥乏味，缺少必要的趣味性，无法激发训练者的兴趣，不开学习、记忆，学习、记忆可以作为一个例子来说明可使训练者很难坚持进行训练。塑性对教育的重要性。翻很多研究表明，工作记忆广度任务比短时记忆广度3．当前认知训练任务存在的不足任务

6、能更好地预测复杂认知任务的成绩，并且工作记忆工作记忆是与日常生活相关的非常重要的能力。工与流体智力之间有更强的联系．而短时记忆广度对流体基金项目：浙江省科技计划项目“自适应检测的视觉缺损分析软件包开发与应用”(2012C21003)：浙江省科技计划项目“基于STD的视觉对比敏感度测评系统”(2013C31131)。TheChineseJournalofICTinEducation81《中国教育信息编辑部：mis@moe．edu．ca智力的预测不显著。㈣[1J于是本文利用测量视空间短时戏进行设计，以便通过训练可以提高训练者的流体智记忆广度的任务为切入点，

7、首先验证了短时记忆的广度力。自从Shepard等人在1971年提出了心理旋转的概念任务作为训练材料，对流体智力的提高并不明显．然后后，不同研究者对心理旋转的信息加工机制进行了研在此训练材料的基础上，对该训练任务进行了设计。加究。[131心理旋转是一种想象自己或客体旋转的空间表征人心理旋转因素．在确保达到训练效果的同时。加大游转换能力，它有相对易变性和可塑性的认知加工特征．戏难度，提高游戏的挑战性，并将该任务作为训练材料通过心理旋转来提高空间智能成为可能。㈣有研究表进行在线训练，同时验证了该训练方法可以有效提高个明，个体心理旋转能力与智力有非常显著的正相

8、关。体的流体智力。基于以上研究，二、游戏的设计我们来对基于视早期的时候，短时记忆模型往往被假定