CN101430838B - 学习能力训练设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于教育设备的技术领域，特别是涉及用于中小学生学习能力训练设备，其由多功能反应板(1)连接计算机的USB接口(2)，USB接口(2)连接微处理器(4)，微处理器(4)运行存储器(3)中的程序把要训练的内容以文字或图像的形式，经过显示器接口(6)的驱动，在TFT液晶显示器(7)中显示出来构成。先对学生的一般能力进行训练，在学生的一般能力基本正常的前提条件下，才能对他们的学习效率各因素训练，这种训练方式能使测试结果更加接近学生的真实情况，从而为提高学习效率。

Description

学习能力训练设备

技术领域

本发明属于教育设备的技术领域，特别是涉及用于中小学生学习能力学习能力训练设备。

背景技术

训练的意义和价值：学习是人类生活中一项非常重要的活动。通过学习，使个体在很短时间内获得人类长期生活过程中积累起来的知识经验，并利用它来更好地认识和改造客观世界。

随着信息化时代和终身学习时代的到来，学习的作用越来越重要。如何在有限的时间里学习到更多的知识，这是每一个人面临的问题。在这种背景下，对学生进行训练，提高他们的学习效率，使他们在掌握知识的同时体验到学习的乐趣。

对中小学生进行学习效率训练，具有以下两个方面的意义：第一，有利于减轻学生的学习负担。第二，有利于将素质教育落到实处。从这一角度看，对学生的学习效率进行训练，有助于素质教育的开展。

根据《心理科学》杂志2006，29(1)：2-6所记载的《高效率学习的心理机制研究》文章所记载，目前，我国2亿多中小学生有60％的中学生认为自己的学习效率一般，文章通过一系列研究发现要实现高效率学习，应在知识呈现符合学生认识规律的情况下，具备以下五个主要心理要素：选择性注意是实现高效率学习的前题，元认知是高效率学习的监控系统，非智力因素是高效率学习的动力源泉，学习策略是实现高效率学习的保障，内隐认知是高效率学习的特殊形式。对中小学生学习效率进行训练，有利于将素质教育落到实处。但是目前尚无每个学生的学习能力训练设备。

发明内容

本发明的目的是提供训练人的学习能力的训练方法和设备。

为了达到本发明的目的通过研发出主要解决数据库的建立和软件编程语言的确定，以及人机界面的设计，研发出试用版后，多次进行小范围软件测试，反复修改其中的问题，进一步改进训练程序，最终提供一种学习能力训练设备，其特征在于由多功能反应板(1)连接计算机的USB接口(2)，USB接口(2)连接微处理器(4)，微处理器(4)运行存储器(3)中的程序把要训练的内容以文字或图像的形式，经过显示器接口(6)的驱动，在TFT液晶显示器(7)中显示出来构成。

所述的学习能力训练设备，其特征在于所述的多功能反应板(1)上设置：确定键、退出键、A、B、C、D键、0～9的数字键、摇杆。

所述的学习能力训练设备，其特征在于所述的程序以光盘为媒介出版，训练模块设置如下：

具体的测试模块如下：

一般能力训练	学习效率训练
		图形推理训练	注意集中性训练
视空工作记忆训练	元理解训练
		数字工作记忆训练	元记忆训练

本测试系统中部分训练模块的材料库是开放的，使用者可以自行修改测试材料，或者改变测试的适用群体，另外，使用者也可以根据具体测试需要，修改默认任务参数设置，便于训练模块的使用。

所述的学习能力训练设备，其特征在于被训练人通过多功能反应板(1)对训练内容做出各种反应，这些反应信息，通过USB接口(2)变为微处理器能接受的教字信息，经过软件的处理得到训练结果，它可完成的训练如下：得到训练结果，它可完成的训练如下：

a、注意集中性训练；

b、元记忆训练；

c、元理解训练；

d、视空工作记忆训练；

e、数字工作记忆训练；

f、图形推理训练。

本发明的学习能力的训练设备的特点：本训练系统中部分测试模块的材料库是开放的，使用者可以自行修改测试材料，或者改变测试的适用群体，另外，使用者也可以根据具体测试需要，修改默认任务参数设置，便于测试模块的使用。对学生的一般能力进行训练，在学生的一般能力基本正常的前提条件下，才能对他们的学习效率各因素训练，这种训练方式能使测试结果更加接近学生的真实情况，从而为提高学习效率。

附图说明

图1是注意集中性训练流程图。

图2是视空工作记忆训练流程图。

图3是数字工作记忆广度训练流程图。

图4是图形推理训练流程图。

图5是元记忆训练流程图。

图6是元理解训练流程图。

图7是不同性别青少年图形空间工作记忆能力比较示意图。

图8是小学五年级被试数字工作记忆广度的前后测成绩比较示图。

图9是图形推理训练的基本图形示意图。

图10学习能力训练设备多功能反应板的的结构示意图。

图11学习能力训练设备多功能反应板的工作原理图。

图12是本发明的学习能力训练设备的多功能反应板二维模拟摇杆的结构示意图。

图13是本发明的学习能力训练设备的结构示意图。

附图符号说明：

1：多功能反应板1  2：计算机的USB接口

3：运行存储器     4：微处理器

5：电源           6：显示器接口

7：TFT液晶显示器

具体实施方式

实施例1：编制训练程序：

训练系统框架：根据测试系统的初测结果和影响学习效率的各个心理要素的特点，课题组确定了本训练系统的框架结构，具体包括两个部分。一个是一般能力训练部分，另一个是学习效率训练系统。

这种测试思路的内在逻辑关系是：如果学生在一般能力测试上得分较低，就对其(推理能力和工作记忆能力)进行训练；如果学生在学习效率因素测试上得分较低，则对其学习效率进行训练。具体的训练模块如下：

一般能力训练	学习效率训练
		图形推理训练	注意集中性训练
视空工作记忆训练	元理解训练
		数字工作记忆训练	元记忆训练

另外，对于非智力因素、学习策略和无意识学习(内隐学习)这三个因素，由于短期进行训练的效果不明显，因此在测试系统中加入了建议系统，即，学生在完成测试后，建议系统根据学生的测试结果提出个人提高建议，学生根据建议可以在日常的学习生活中提高自己这三方面的能力。文中下述的点击均指使用反应板上的摇杆进行操作。

1、注意集中性训练：

注意集中性训练的意义和价值：著名教育心理学家加涅认为，注意有两层涵义，一是指知觉的集中；二是指一般的警觉功能。这个定义得到了教育心理学界许多人的认同。注意的特征有3个基本维度：一是注意的广度，二是注意的稳定性；三是注意的分配。注意的集中主要是对注意的稳定性而言的，注意的稳定性是指注意维持在相对同一对象上的时间。注意是学习活动赖以产生并完成的前提。注意虽然不是一种独立的心理过程，但它总是伴随人的全部心理活动的始终，外部的一切信息，只有在受到注意以后才能进入人的意识。前苏联著名教育家苏霍姆林斯基认为：“控制注意力的问题，是教师工作中最精细的而且是研究得还很不充分的领域之一。”

学生在课堂上能否注意力集中与教学有效性的关系很密切。在课堂教学中，如果学生没有集中精神听讲，那么学生就不能有效地掌握老师所教学的内容，因此教学的有效性也就无从谈起。俄国教育学家乌申斯基曾经说过：注意是我们心灵的惟一门户，意识中的一切，必然都要经过它才能进来。可见，教师在课堂教学中关注学生课堂注意力的集中是很有必要的，它是提高教学有效性的重要途径之一。

根据调查显示，中国青少年学生上课时的注意力集中状况令人担忧，仅58.8％的学生上课时能集中注意力，仅百分之39.7％的被访学生表示课堂上集中注意力的时间超过30分钟，而在自习时间，能够集中注意力的只有48.6％。我们的前期研究发现，在中小学中，注意集中能力良好的学生仅占31％，注意集中能力较差的学生占28％。保持良好的注意力，是大脑进行感知、记忆、思维等认识活动的基本条件。在学习过程中，注意力是打开心灵的门户，而且是唯一的门户。因此，通过训练来提高学生的注意集中能力，对于学生的学习效率来说至关重要。

注意集中性训练的方法：

关于注意集中性的训练，可用的方法很多，比如目标辨别法、排除干扰法、感官训练法、兴趣训练法等，其中目标辨别法是最常用的方法之一。该方法的基本程序是：先给学生呈现一个目标刺激，然后再呈现一个搜索序列，要求他们从搜索序列中找出目标刺激。这个任务的原理体现了个体对目标任务的聚焦能力和对干扰刺激的干扰能力。

本训练模块采用与目标辨别法相似的方法来训练学生的注意集中能力。具体是：屏幕右侧每次呈现一个目标，同时屏幕中间呈现一个刺激序列，序列大小(次级的数量)分为3、6、9三个等级。训练任务要求学生在刺激序列找出与目标完全相同的刺激。

训练分为18个难度等级，其中每个数量等级共有6个难度等级。在每个难度等级，如果学生的正确反应次数达到5，那么就可以进入下一级；如果错误次数达到3次，那么就降到下一级。训练程序将自动保存被试注意集中性的训练结果，n-1级为训练结果的统计指标。

程序编制：

材料：注意集中性训练模块的材料分为四个大类：第一类为几何图形，控制了材料的大小，变化了几何图形的形状和颜色。第二类为字母图形，控制了材料的大小，变化了字母的颜色和相似度。第三类为组合几何图形，控制了材料的大小，变化了材料的相似度。第四类为简笔画，控制了材料的大小，变化了材料的相似度。其训练流程如图1所示。

技术特点：注意集中性训练模块具有以下技术特点：(1)训练模块的可操作性。训练模块的操作简单，学生可按照指导语要求独立完成注意集中性训练的操作，避免了主试因素的干扰。(2)训练模块的开放性。训练模块程序可根据被试训练要求适时地进行调整，无论是指导语的呈现方式、呈现内容和呈现时间，还是训练内容都可以根据实际需要进行调整。(3)训练模块既可以进行个别训练，也可以进行团体训练。以往关于注意集中性的训练多是采用团体训练的方式进行，本模块在保持其他训练方法的优点前提下，也可单个学生进行，这就使得本训练模块可以随时随地地进行，灵活性更强。

有效性论证：为了进一步检验注意集中性训练模块的有效性，研究人员采用划销测试模块对训练效果进行了检测。选取天津市河西区中心小学五年级的45名学生(其中，男生22人，女生23人)作为训练对象。具体训练安排如下：

第一周：前测；第2-6周：训练；第7周：第一次后测；第8-12周：训练；第13周：第二次后测；前测及两次后测结果见表1。

表1小学五年级学生注意集中性前后测成绩

经单因素方差分析发现，训练5周后测试成绩与训练前成绩存在显著差异，F(1，44)＝8.42，p＜0.05；训练10周后测试成绩与训练前成绩存在显著差异，F(1，44)＝19.05，p＜0.001。这两个结果表明，无论是5周后测试还是10周后测试，小学五年级学生注意集中性的后测成绩显著高于前测成绩。这说明经过训练，小学五年级学生的注意集中能力有了显著提高。

适用群体：本测试软件的适用群体为小学中、高年级以上，掌握基本的计算机操作知识的儿童、青少年及成人。

2、视空工作记忆训练：

工作记忆测试模块研制的意义和价值：工作记忆(working memory)是一种对信息进行暂时性的加工和贮存的能量有限记忆系统，对于语言理解、学习、推理、思维等复杂认知任务的完成起关键性作用。20世纪70年代以后，心理学家们认识到，尽管对短时记忆已经进行了较为深入研究，但对它在人类信息加工所扮演的角度知之甚少。

Atkinson和Shiffrin曾提出短时记忆就是一种工作记忆系统，具有两种功能：一种是作为感觉登记和长时记忆的缓冲器；另一种是进入长时记忆系统的加工器，起着管理和监控信息加工的作用。工作记忆这一概念最早由Baddeley和Hitch于1974年通过模拟短时记忆(short-timememory)障碍的实验研究基础上，以两种记忆储存库理论中的短时记忆概念出发，提出了工作记忆的三系统概念，用“工作记忆”代替原来的“短时记忆”概念。Baddeley认为工作记忆包括一个中央执行(the centralexecutive，C E)和两个子系统——“语音回路”(Phonological loop)与“视觉空间模板”(visual-spatial sketchpad)。其中中央执行系统是工作记忆的核心部分，主要负责各子系统之间以及它们与长时记忆的联系、注意资源的协调、策略的计划和选择等。语音回路主要负责以声音为基础的信息的储存与控制，包括语音储存和发音控制两个过程，能通过默读重新激活消退的语音表征，并防止其衰退，同时也可将书面语言转换为语音代码。视觉空间模板主要负责储存和加工视觉空间信息，可能存在视觉和空间两个子系统。Baddeley工作记忆多成分认知结构模型的提出，掀起了工作记忆研究的热潮。在随后的几十年里，工作记忆逐渐成为认知心理学和认知神经科学中最活跃的研究领域之一，被视为人类认知的中枢。

本测试模块以Baddeley的工作记忆抹行为理论基础，主要针对青少年数字工作记忆、视空间工作记忆能力的测试，旨在有效地测量和评估青少年的工作记忆能力。模块系统将有助于快捷、方便地了解青少年工作记忆能力，为推进心理学研究的实践应用探索新的途径，同时，模块系统的使用可以为促进儿童青少年学习能力发展、素质教育中高效率学习提供参考和指导。其训练流程如图2所示。

图形空间表征工作记忆的训练：图形空间表征工作记忆训练系统的设计：根据Corsi模板任务(Corsi Block Task)以及Sarkar和Drescher等人的研究，设计了追踪游戏，要求练习者完成目标追踪任务。

在游戏中练习者可以选择自己的形象(小男孩/小女孩、猎人、警察)以及目标的形象(宠物狗、蝴蝶、烈马、小偷)，当点击“开始”之后。目标会随机的经过方格图中白色圆点(时间控制与测试系统完全相同)；然后消失，计时器开始闪烁，提示练习者开始搜索目标，并开始计时。

如果练习者能够按照目标刺激出现的顺序到达目标消失的位置之后，计分器中的红色向右滑动，每一个级别以通过三次为标志，可以进入下一级别训练，如果不能通过则继续练习。

图形空间表征工作记忆能力的训练：为了检验测试系统和训练系统的可应用性，于2008年3月18日开始，在对天津市河西区中心小学45名青少年进行基线前侧的基础上，使用训练系统进行了为期近3个月的训练，训练与2008年6月3日结束，并作了后测检查。在近3个月的训练时间里，要求相同的青少年于每周星期二参加训练，每次训练时间为40分钟。

图形空间工作记忆能力训练系统有效性分析：青少年图形空间工作记忆能力前后测比较：对青少年在使用训练系统之前的基线调查和经过近3个月训练之后的后测成绩进行比较，结果发现(如表7所示)，训练之后，青少年的图形空间表能力有了明显的提高。M_前测＝4.43±1.108，M_后测＝6.05±0.861，M_前侧＜M_后测。

表7青少年图形空间工作记忆能力前后测比较

平均数的配对t检验结果显示，青少年图形空间工作记忆能力的前后测成绩之间存在着显著性差异，t(43)＝-8.845，p＜0.001。这表明，与基线水平相比，训练之后青少年图形空间工作记忆能力有了明显提高，我们开发的训练系统可以有效提高青少年图形空间工作记忆能力，同时也说明，我们的测试系统应用性能良好，能够有效诊断青少年的图形空间工作记忆能力的变化。

不同性别青少年图形空间工作记忆能力的比较：对不同性别青少年训练前后图形空间工作记忆能力的比较发现(如图7所示)，男性青少年在前测时的成绩略低于女生，经过训练之后，不同性别青少年图形空间工作记忆能力的成绩基本相同，方差分析结果显示，前后测成绩之间存在显著性差异，后测成绩显著高于前测成绩，F(1，42)＝72.457，p＜0.001；性别差异不显著，F(1，42)＝1.399，p＜0.001，其他交互作用也不显著。这表明，经过训练，青少年图形空间工作记忆能力显著提高。一方面，说明训练系统可以有效使用；另一方面，说明测试系统能够对青少年图形空间工作记忆能力的变化进行准确诊断；不同性别之间比较表明，测试系统具有稳定性，可以有效使用。

3、数字工作记忆训练：

数字工作记忆广度训练的意义和价值：工作记忆(working memory，WM)是一种同时对信息进行储存和加工的容量有限的暂时记忆系统，是执行功能的主要成分。根据Baddeley和Hitch于1974年关于工作记忆模型的最初描述，WM由中央执行系统(central executive)和两个从属系统-语音环路(phonological loop)与视觉空间模板(visuospatial sketchpad)组成。其中，中央执行系统主要负责认知协调、资源分配、策略选择、选择性注意和抑制等。语音环路负责听觉言语信息的暂时储存与控制，包括语音储存和发音控制两个成分。视觉空间模板主要负责视觉空间信息的暂时储存和加工，它又可以分成视觉与空间两个子系统。之后，Baddeley进一步对这一模型作了修正和扩展，增加了一个新的子系统-情景缓冲区(episodic buffer)。情景缓冲区也是一个容量有限的暂时储存系统，可以使用多维编码将各种来源(语音环路、视空间模板、长时记忆等)的信息表征整合成与当前意识经验相一致的完整同意的情景表征。

工作记忆被认为是人类认知活动的核心，是学习、推理、问题解决和智力活动的重要成分，它对于学习、思维、语言理解等复杂认知任务的完成起着重要的作用，并确保各种认知加工活动的顺利完成。到目前为止，虽然不同学者对工作记忆的看法存在差异，但毫无疑问，工作记忆可以被看成为一种对信息进行暂时性加工和储存的能力有限系统，其最重要的特点是它保证信息在有干扰的环境中能被及时提取，从而避免有可能出现的不适宜加工。目前，工作记忆已成为儿童青少年学习问题研究中的焦点。大量研究发现，儿童的工作记忆能力与其学业成绩密切相关。工作记忆能力与阅读、数学、言语理解等成绩之间的确定关联已得到证实。

工作记忆是维持与任务相关信息的系统或机制，在复杂的认知活动中起着重要的作用。尽管对工作记忆的研究目标与任务领域不同，但是研究者们几乎都采用了工作记忆广度任务作为测量和评价工作记忆的工具。作为工作记忆研究中的一个重要指标，工作记忆广度，又称工作记忆容量，是指个体在对信息进行加工的同时能够保持的信息量，它能综合反应工作记忆的储存能力和加工效率。工作记忆广度的测量包括数字工作记忆广度、言语工作记忆广度和视觉空间工作记忆广度3个主要方面。其中，数字工作记忆广度是测定工作记忆能力的重要方面。

尽管目前国内外对儿童青少年进行工作记忆研究的成果不少，但较少涉及工作记忆能力提高方面的研究，尤其是缺乏系统的训练程序来促进儿童青少年的工作记忆能力的发展。为此，本训练模块以数字工作记忆广度为材料，旨在通过系统的数字工作记忆广度训练，能够在一定程度上提高儿童青少年的工作记忆能力。更重要地是，研制本训练模块对以促进儿童青少年学习能力发展为目的的教育教学实践以及素质教育中中小学生的高效率学习具有重要的启示作用和指导意义。其训练流程如图3所示。

数字工作记忆广度训练的方法：双作业操作实验任务是工作记忆研究中最常用、最广泛的实验范式。该任务范式的基本程序是同时进行两种任务作业，一种是推理任务，又称主任务，另一种是干扰工作记忆各成分的次任务。双作业操作实验任务的原理体现了两种任务同时竞争同一有限资源的过程。加工和储存是双作业操作实验任务范式的核心。

基于工作记忆研究的这一基本实验范式思想，数字工作记忆广度训练模块的实验任务是由加工任务和储存任务两部分组成。具体是：在白色屏幕中央呈现一个算式，例如，“5-4＝1”，或“4+1＝5”。加工任务是让被试读出算式并判断算式的结果是奇数还是偶数；储存任务是要求被试对算式的结果进行记忆。完成一组算式后，被试按顺序回忆刚才所呈现的算式结果。训练系统自动生成被试判断和回忆的答案是否正确，并进行记录。

数字工作记忆广度训练结果的确定：训练材料的连续呈现从两个算式组开始，若被试能够对20轮两个算式组中10轮算式组的算式结果进行正确的判断和回忆，则增加到三组算式，依次增加训练材料的长度，继续训练；若在训练材料长度为n时，被试不能对20轮中11轮算式组的算式结果进行正确判断和结果回忆，则记录其数字工作记忆广度的训练成绩为n-1，被试可以选择从新训练或结束训练。训练程序将自动保存被试数字工作记忆广度的训练结果，n-1作为训练结果的统计指标。

数字工作记忆广度训练模块的技术特点：数字工作记忆广度训练模块采用阿拉伯数字组成414个加减乘除算式，算式中的加数与被加数、减数与被减数、乘数与被乘数、除数与被除数均为100以内的自然数，算式答案为10以内的自然数(如，4+1＝5，5-4＝1，3×2＝6，6÷3＝2)。其中，加法算式45个，减法算式225个，乘法算式23个，除法算式121个。数字工作记忆广度训练模块具有以下技术特点：

(1)训练模块的可操作性。训练模块的操作简单，被试可按照指导语要求独立完成言语工作记忆广度的测试操作，从而避免主试由于个人因素对被试的干扰。

(2)训练模块的开放性。训练模块程序可根据被试训练要求适时地进行调整，无论是指导语的呈现方式、呈现内容和呈现时间，还是算式库中算式的内容都可按照训练的实际需要进行开放性、灵活性地调整。

(3)训练模块可对团体被试进行训练。以往关于工作记忆广度的研究多是采取主试与被试一对一的方式进行，由主试记录被试的工作记忆广度结果。在本模块条件下，训练可在团体被试下进行，训练程序自动对被试的算式判断做出是否正确的反馈，并记录被试数字工作记忆广度的训练结果。

有效性论证：为了进一步检验数字工作记忆广度训练模块的有效性，研究人员采用数字工作记忆测试模块作为测试内容，选取天津市河西区中心小学五年级的33名学生(其中，男生18人，女生15人)作为前测和后测对象，前后测间隔时间为6周，即前后测间隔的6周为被试采用数字工作记忆广度训练模块对数字工作记忆广度进行训练的时间。小学五年级学生数字工作记忆广度的前后测成绩基本情况见表1和图8。

表1小学五年级学生数字工作记忆广度前后测成绩的基本情况

经单因素方差分析表明，数字工作记忆广度成绩的前后测效应显者，F(1，65)＝11.48，p＜0.001。小学五年级学生数字工作记忆广度的后测成绩显著高于他们的前测成绩。

对数字工作记忆广度训练模块的有效性检验表明，经过数字工作记忆广度训练模块的练习，小学五年级学生在一定程度上能够提高了他们的工作记忆能力。

适用群体：本测试软件的适用群体为小学中高年级以上、掌握基本的计算机操作知识的儿童青少年及成人。

操作方法：训练模块的总体说明：白色屏幕上依次随机呈现一系列的算式。算式从算式库中随机调用。每个算式的呈现时间为4000毫秒。被试判断算式结果的奇偶性(如果算式结果是奇数，被试用鼠标点击“奇数”框；如果算式结果是偶数，被试用鼠标点击“偶数”框)。当一组算式呈现完毕，被试要按照算式呈现的先后顺序按相应数字键将每个算式结果输入出来。

训练模块的具体过程：正式训练前，先呈现指导语，按空格键后按照先后顺序随机从算式库中调用2个算式，每个算式都要判断其算式结果的奇偶性，随后再以算式呈现的先后顺序按相应数字键输入每个算式的结果，如此练习3次。练习完毕呈现指导语，按空格键开始正式训练。正式训练从2个算式组开始，逐渐往上递增。每个难度水平一共有20轮，每一轮中，算式出现完毕，呈现指导语，被试输完答案后，用鼠标点击“确定”提交答案，随后进入下一轮测试。如果被试在某个水平的20轮训练中，能够对其中10轮算式组的算式结果进行正确的判断和回忆，则表明被试通过了该水平算式组的训练，系统将自动增加训练材料的长度，进入下一水平算式组的训练。如果被试在n个水平的20轮训练中，不能够对其中11轮算式组的算式结果进行正确的判断和回忆，则表明被试没有通过该水平算式组的训练。此时，训练结束。

4、图形推理训练系统：

图形推理训练其流程如图4所示。图4是图形推理训练流程图。

开始界面内容：用户名：→选择→(新用户、老用户)→老用户选择(延续上次练习、开始新练习)选择延续上次练习的老用户从上次所过关的下一关开始，新用户和开始新练习的老用户看见如下界面：

开始级别：第n级(1-3)第m关(1-4)(缺失值均为1)

练习时间：分(20-60)(缺失值为30)

每关练习题数：个(20-100)(缺失值为30)

指导语按钮

直接开始按钮

退出按钮

按指导语按钮后出现指导语，每篇指导语出现在相应的样图上：

第1篇：逻辑推理在我们学习、工作和生活中有着非常重要的意义。在训练开始之前，我们有必要熟悉、明确训练任务的内容与要求。

第2篇：在屏幕的上半部呈现了一个图形序列，这些图形之间存在着一定的逻辑关系。你需要确定图形之间的逻辑关系并找出延续这个序列的下一个图形。(箭头指向相应部分)

第3篇：在屏幕的下半部是一个由若干备选答案组成的图形方阵，你可以移动鼠标，通过点击鼠标左键进行选择。(箭头指向相应部分)

第4篇：如果选择错误，相应区域字体将会变红，帮助你明白你选择错误的原因。

第5篇：注意：图形序列有时会呈现出连续的两行，练习时想象它们为一个连续体。

第6篇：在这个训练中，我们将由易到难面对许多训练项目。非常迅速地连续闯过每一关并非易事。不要害怕出错，你将从这些错误中获得进步。请尽量保持平静及注意力集中！准备好了吗？让我们开始吧！基本形式：

2.1第一行六格内容

第一行六格内容分别为：第n级、第m关、空(对错反馈，答完后呈现，正确时出现笑脸)、形状错误(未选及正确时为浅灰色，错误时变为红色)、颜色错误(未选及正确时为浅灰色，错误时变为红色)、大小错误(未选及正确时为浅灰色，错误时变为红色)。

2.2左边黄兰格内容

左边黄兰格为被试作答成绩。第1道线为及格线，作对总练习的60％；第2道线为优秀线，作对总练习的90％。在规定的时间内作对总练习的90％，进入下一级，否则重新练习。正确率在总练习60％以下的情况降一级重新学习。

2.3按钮

被试按下一题按钮方可进入下一题，被试按退出按钮可退出到开始界面。

题干与选项图形：

3.1题干

题干图形7-13个不等，选项图形9-15个不等。

3.2图形推理训练的基本图形：见图9。

3.3图形变化维度：(1)形状：16种；(2)颜色：4种(红、黄、蓝、紫)(3)大小：3种(大、中、小)。

基本颜色：大背景为草绿色，小背景为淡黄色，成级指示标为蓝色，图形颜色红、黄、蓝、紫。作答正确时，所选答案处背景变红，且在第一行出现笑脸；作答错误时，所选答案处背景变黑，且第一行相应字体变红。

具体级别

5.1第一级：两个维度恒定，一个维度变化。

5.1.1第1关：两个维度恒定，一个维度两种水平顺序变化。

(1)颜色、大小恒定，两种形状顺序变化。

(2)颜色、形状恒定，两种大小顺序变化。

(3)大小、形状恒定，两种颜色顺序变化。

此关限定时间：3分钟＝6秒*30(以默认值30题为例，余者类推)题干图形：7(一列)

选项图形：9，包括正确答案、题干所有图形及正确答案图形在颜色、大小、形状变式3-6种。

5.1.2第2关：两个维度恒定，一个维度三种水平顺序变化。

(1)颜色、大小恒定，三种形状顺序变化。

(2)颜色、形状恒定，三种大小顺序变化。

(3)大小、形状恒定，三种颜色顺序变化。

此关限定时间：5分钟＝10秒*30(以默认值30题为例，余者类推)

题干图形：8(两列)

选项图形：12，包括正确答案、题干所有图形及正确答案图形在颜色、大小、形状变式4-6种。

5.1.3第3关：两个维度恒定，一个维度n种(3、4)水平组合成n+1或n+2(4、5)变化。

(1)颜色、大小恒定，三种形状组合(4或5)变化。

(2)颜色、形状恒定，三种大小组合(4或5)变化。

(3)形状、大小恒定，三种颜色组合(4或5)变化。

(4)颜色、大小恒定，四种形状组合(5)变化。

(5)形状、大小恒定，四种颜色组合(5)变化。

此关限定时间：7分钟＝14秒*30(以默认值30题为例，余者类推)

题干图形：12

选项图形：15，包括正确答案、题干所有图形及正确答案图形在颜色、大小、形状变式6-10种。

5.2二级水平：一个维度恒定，两个维度变化。

5.2.1第1关：一个维度恒定，两个维度n(3、4)种水平匹配成n种(3、4)情形组合变化。

(1)形状恒定，大小(3)、颜色(3)匹配成三种情形(3)组合(4或5)变化。

(2)大小恒定，形状(3、4)、颜色(3、4)匹配成三(四)种情形组合(4或5)变化。

(3)颜色恒定，大小(3)、形状(3)匹配成三种情形组合(4或5)变化。

此关限定时间：9分钟＝18秒*30(以默认值30题为例，余者类推)

题干图形：12

选项图形：15，包括正确答案、题干所有图形及正确答案图形在颜色、大小、形状变式6-10种。

5.2.2第2关：一个维度恒定，两个维度分别顺序变化。(2/3水平或3/2水平)

(1)形状恒定，大小(2、3)，颜色(3、2)分别顺序变化。

(2)大小恒定，形状(2、3)，颜色(3、2)分别顺序变化。

(3)颜色恒定，形状(2、3)，大小(3、2)分别顺序变化。

此关限定时间：11分钟＝22秒*30(以默认值30题为例，余者类推)

题干图形：9

选项图形：15，包括正确答案、题干所有图形及正确答案图形在颜色、大小、形状变式6-10种。

5.2.3第3关：一个维度恒定，两个维度分别组合变化。每个维度n种(3、4)水平组合成n+1或n+2(4、5)变化。

(1)颜色恒定，大小(3)组合(4)，形状(3)组合(4)分别变化。

(2)形状恒定，大小(3)组合(4)，颜色(3、4)组合(4、5)分别变化。

(3)大小恒定，形状(2)组合(4)，颜色(4)组合(5)分别变化。

此关限定时间：13分钟＝26秒*30(以默认值30题为例，余者类推)

题干图形：12

选项图形：15，包括正确答案、题干所有图形及正确答案图形在颜色、大小、形状变式6-10种。

5.3三级水平：三个维度同时变化。

5.3.1第1关：一个维度(3、4水平)顺序(或组合)变化，两个维度n(3、4)种水平匹配成n种情形顺序(或组合)变化。

(1)形状(3)大小(3)匹配成3种情形顺序变化，颜色(3、4)顺序变化。

(2)形状(3)大小(3)匹配成3种情形组合(4)变化，颜色(3、4)顺序变化。

(3)形状(3、4)颜色(3、4)匹配成(3、4)种情形顺序变化，大小(3)顺序变化。

(4)形状(3、4)颜色(3、4)匹配成(3、4)种情形顺序变化，大小(3)组合变化。

(5)颜色(3)大小(3)匹配成3种情形顺序变化，形状(3、4)顺序变化。

(6)颜色(3)大小(3)匹配成3种情形顺序变化，形状(3、4)组合变化。

(7)颜色(3)大小(3)匹配成3种情形组合(4)变化，形状(3、4)组合(4、5)变化。

此关限定时间：15分钟＝30秒*30(以默认值30题为例，余者类推)

题干图形：10

选项图形：15，包括正确答案、题干所有图形及正确答案图形在颜色、大小、形状变式6-10种。

5.3.2第2关：三个维度分别顺序变化。(2/3//4水平)

此关限定时间：17分钟＝34秒*30(以默认值30题为例，余者类推)

题干图形：12

选项图形：15，包括正确答案、题干所有图形及正确答案图形在颜色、大小、形状变式6-10种。

5.3.3第3关：一个维度(3、4水平)顺序变化，两个维度n种(3、4)水平分别组合成n+1或n+2(4、5)变化。

此关限定时间：19分钟＝38秒*30(以默认值30题为例，余者类推)

题干图形：13

选项图形：15，包括正确答案、题干所有图形及正确答案图形在颜色、大小、形状变式6-10种。

4、第4关：三个n种(3、4)水平分别组合成n+1或n+2(4、5)变化。

此关限定时间：21分钟＝42秒*30(以默认值30题为例，余者类推)

题干图形：13

选项图形：15，包括正确答案、题干所有图形及正确答案图形在颜色、大小、形状变式6-10种。

练习结果：结果报告和结果打印形式

(一)姓名、日期、已达水平、本次练习时间、累计练习时间、各关练习情况(按钮选择)、每关练习报告(按钮选择)。

(二)各关练习情况：姓名、日期、第1级第1关到第3级第4关、练习次数、共用时间、最好成绩：对x题错y题。

(三)每关练习报告内容：第n级第m关、姓名、日期、项目数、正确项目数、错误项目数、形状错误、颜色错误、大小错误。

5、元记忆训练：

1)元记忆训练的意义和价值：

元记忆概述：Nelson和Narens(1990)认为，人的认知过程可分为客体水平(object-level)和元水平(meta-level)。相应地，人的记忆过程可分为客体记忆(object memory)和元记忆(metamemory)。客体记忆即我们通常所讲的对客体信息的编码、储存和提取的信息加工，而元记忆是指人们对于自己记忆的认识、监测和控制，具体而言，是指人对自己记忆系统的内容和功能的认识和评价，以及对记忆过程的监控。近年来元记忆的监测和控制过程引起人们越来越多的研究兴趣，并且这种研究兴趣渗透到心理学的不同领域，如记忆心理学、发展心理学、认知神经心理学、社会心理学和决策判断研究等。

Nelson和Narens(1990)提出了元记忆的关键特征：监测与控制。如果信息流方向是从元水平流向客体水平，则称为控制作用；如果信息流方向是从客体水平流向元水平，则称为监测作用。

控制作用的基本特点是元水平影响客体水平，从而改变客体水平的加工状态。元水平调整客体水平的具体表现形式为：(1)确定学习的目标和计划；(2)确定学习时间的分配；(3)选定信息加工的类型；(4)选择加工策略；(5)发动、继续或中止识记或者提取过程。控制作用的依据是由监测作用提供的信息资源。

监测作用的基本特点是元水平从客体水平获得信息，其信息流从客体水平流向元水平，从而改变元水平的状态。元水平依据从客体水平获得的信息，形成对客体记忆的各种类型的主观判断或评价，统称为监测。监测总体上可分为两大类，一类为回溯性监测(retrospective monitory)，例如对回忆或再认的答案做正确与否的自信判断(judgment of confidence，JOC)；另一类为前瞻性监测(prospective monitory)，主要包括：学习容易度判断(easy of learning，EOL)，是指在学习或识记前，对所要识记项目的难易程度所做出的预见性判断；学习判断(judgment of learning，JOL)，是指对当前已学习过的项目在以后测验中的成绩的预见性判断；知晓感判断(feeling of knowing，FOK)，是指对当前回忆不出，但又有“知道感”的项目，在以后的测验中的成绩的预见性判断。

2)元记忆训练的意义：元记忆的发展是个体元认知发展的重要方面，也是研究最多的方面。元记忆监测准确性是元记忆能力的重要指标，是学习者能够合理地进行学习和记忆的基础。Nelson(1996)认为学生的学习成绩不仅仅与其认知能力有关，元认知能力也是重要的影响因素。他强调没有准确的监测，有效的控制就不能实现。首先，他认为元记忆监测能力与回忆成绩是相互影响的，记忆能力与元记忆能力是具有较高相关的。元记忆监测还为元记忆控制提供了依据，因此准确的监测是有效控制的前提。当学生具有较准确的监测时，他就可以清楚地意识到自己对学习任务的完成程度，知道哪些内容已经掌握，哪些内容还没有掌握，还需要学习多长时间。这样，他就可以根据这种判断来制定学习计划，选择有效的学习策略和分配学习时间。这样，学生就能进行有目的的、有计划的、高效率的学习。但是，如果学生的元认知能力出现问题将会严重影响学习成绩。因为，学生在分配学习时间时是以元记忆监测判断为依据的。如果元记忆监测判断出现偏差必然影响了学习时间分配。如果元记忆监测出现高估，学生就会认为自己已经掌握了学习内容，而缩短学习时间，这就造成实际学习程度不够；如果元记忆监测出现低估，学生就会在已经掌握了学习内容的情况下继续学习，这就浪费了学习时间和精力，也就影响了其他学习任务的完成，同样影响学习成绩。因此，元记忆监测的准确性的研究对于指导学生进行高效率学习是有重要意义的。因此，对学生的元记忆进行研究有重要的指导作用。

本训练可以通过在记忆和元记忆过程中，提供元记忆的反馈信息，帮助个体提高元记忆能力。沈德立和白学军(2006)曾指出，根据信息加工的观点，高效率学习有以下五个基本特征：首先，学习过程高速度；第二，学习方法科学；第三，学习策略运用适当；第四，学习结果高质量；最后，学习有乐趣。而元记忆的研究就涉及了与这五个基本特征相关的内容。例如，元记忆知识帮助学习者对学习内容进行正确地分析，从而有助于学习者选择科学的学习方法。元记忆监控能力就是指学习者根据学习目标和学习任务分配学习时间和选择适当学习策略的能力。元记忆能力与记忆成绩是紧密相关的，元记忆能力的提高有助于记忆成绩的提高，使学习结果具有高质量，而这种高质量的学习结果正是高效率学习的关键指标。当学生的元记忆能力提高了，在完成记忆任务时，就能够合理分配时间和其它学习资源。这样，就能使学生得心应手，从容不迫地进行学习，没有了焦虑和紧张感。学生能在学习中体验到愉快感和成就感，学习就有了乐趣。因此，如果通过元记忆训练提高个体的元记忆能力，就有利于其高效率学习的实现。

3)元记忆训练方法的理论依据：

训练任务：元记忆能力测试模块以知晓感(feeling of knowing，FOK)判断任务为测试任务。FOK判断是元记忆监测性判断中最具有代表性、也是目前研究最多的一种监测性判断。FOK的经典定义是：相信某信息能从记忆中提取出来，但现在又提取不出来的一种心理状态。

训练程序：为了能够在计算机界面实现元记忆的训练，选用经典元记忆任务和反馈相结合的方法来训练个体的元记忆能力。在本训练系统中，选用FOK的RJR范式作为经典的元记忆任务来进行训练。元记忆训练其流程如图5所示。

在训练程序对经典RJR(recall-judgment-recognition)范式进行简化，具体分为四个阶段：第一阶段是记忆阶段，个体需要记忆一些项目或者材料；第二阶段是游戏阶段，个体需要完成连线游戏，防止其复述记忆内容；第三阶段是预测阶段，个体需要对每个项目的再认成绩做出FOK判断，即预测一下该项目能够再认的可能性；第四阶段是再认阶段，个体需要根据线索再认出项目。

训练的反馈信息包括两个方面，一方面是即时反馈信息，包括选择正确与否、FOK判断等级与再认成绩的比较等信息。反馈形式多样，包括声音、颜色和柱状图。一方面是结果的成绩单反馈，详细报告被试的训练成绩，包括绝对准确性和相对准确性。

4)训练指标：JOL的准确性有两种，一种是绝对准确性(absolute accuracy)，另一种是相对准确性(relative accuracy)。绝对准确性是指预测某一个项目或一组项目的学习程度与实际学习程度的差距，反映的是人预测自己在某些学习项目上的回忆成绩的能力；相对准确性是指预测两个项目相比哪一个的学习程度更高，它反映的是个体对两个项目的回忆成绩的差异的预测能力。以称量重物为例，可以说明了二者的区别。要想知道A和B两个物体的实际重量，需要用天平和砝码分别称出A和B的重量，如A是5kg，B是3kg。当绝对准确性出现错误时，就会发生对物体的实际重量的高估或低估，如认为A是6kg或4kg。想要知道A和B两个物体的相对重量，也就是哪一个更重，只要把它们放到天平的两端，就可以得出结论。当相对准确性出现错误时，仅会对两个重物的相对关系的判断出现错误，如判断B比A重，而实际上是A比B重。由此可知，出现相对准确性的错误时必然伴随绝对准确性的错误，例如，出现B比A重的错误，一定是将B高估了，或将A低估了。但是出现绝对准确性错误时却不一定出现相对准确性错误，例如，将A高估了，或将B低估了，结论还是A比B重。可见，绝对准确性能更灵敏地反映人对自己记忆水平的预测能力。

5)绝对准确性的计算方法——PA法：在PA法中，P是指预测成绩(predictedperformance)，A是指实际成绩(actual performance)。PA法计算绝对准确性时，是以预测成绩与实际记忆成绩的差别作为指标的。PA法的算法很多，例如，有PA＝P-A，PA＝(P-A)/A，PA＝|P-A|，PA＝|P-A|/A，PA＝2|P-A|/(P+A)和PA＝lgP/A等。在本测试中选用了两个公式计算绝对准确性，以便研究者使用。绝对准确性(1)的公式是PA₁＝|P-A|；绝对准确性(2)的公式是PA₂＝(P-A)。其中，PA₁能够计算个体每次预测和实际成绩的绝对差值，累加后再求平均数，这一指标更真实反映个体的预测成绩与实际成绩的差距；PA₂能够分析出总体上个体的预测成绩与实际成绩的差值，而且可以看出差值的方向，也就是能够分析JOL判断是高估了还是低估了。

6)、相对准确性计算方法：相对准确性的数据分析应用Goodman-Kruskalgamma相关(G相关)，通过计算个体的回忆成绩和学习判断等级之间的G值，来分析JOL的相对准确性。

首先，我们给出G相关的计算公式：G＝(C-D)/(C+D)其中C＝一致对的数目，D＝不一致对的数目。所谓“一致对”是指这样的两个项目i和j，其JOL判断等级和标准测验成绩都是i＞j；“不一致对”是指这样的两个项目i和j，其JOL判断等级i＞j，但是标准测验成绩i＜j。7)元记忆训练模块的研制过程和技术特点：

A、确定训练任务、训练程序和训练指标：元记忆能力包括监测和控制，正确监测是有效控制的前提。因此，本模块是对元记忆监测能力的训练。其中，知晓感(FOK)是目前研究成果最多，研究范式最为成熟的一种元记忆监测。因此经过心理学专家论证，以FOK任务作为训练任务。具体测试步骤是对FOK研究中经典的RJR范式进行简化，去掉了线索回忆阶段。训练指标是FOK的准确性，包括了绝对准确性和相对准确性。其中绝对准确性选用了较为常用的两种计算方法，相对准确性选用了研究中普遍使用的G相关算法。

B、确定训练群体、训练材料和训练难度设置：

元记忆能力是较为高级的元认知能力，发展较晚，且任务较为复杂。因此，本训练的适用对象确定为具有小学四年级及其以上文化水平的个体。训练材料也通过专家评定适合该群体的训练。根据需要学习的项目的个数将训练分为六级难度，最小难度学习15个项目，最高难度学习40个项目，每增加5个项目，增加1级难度。

C、编制测试软件的试用版和测试版：确定训练任务、训练具体步骤和训练难度设置后，联合专业软件编程公司进行软件的论证和研发。论证主要解决数据库的建立和软件编程语言的确定，以及人机界面的设计。研发出试用版后，进行小范围软件测试，发现问题后进一步改进软件。最后，完成软件的测试版。

D、使用测试版进行大规模训练：使用训练模块的测试版对天津市的某小学进行了较大规模的训练。首先，通过大规模训练，能够测试软件的网络测试功能，以及对训练环境和仪器的要求。第二，通过施测获得训练数据，可以整理出一个较大样本的训练情况，为以后的使用者的训练效果提供一个参照。

E、根据施测情况，对测试版进行修正，完成测试模块的正式版

训练后，根据发现的问题，对测试版进行修正，主要包括训练界面的布局、指导语和训练难度设置。最后，完成训练模块的正式版。

F、技术特点

网络功能：能够在局域网同时对大规模个体进行训练，并通过网络集中收集训练数据。

兼顾测试与研究：本模块能够训练个体的元记忆能力。而且，模块的任务参数有多项是开放的，使用者可以改变任务参数，比如每个项目的学习时间和再认时间等。通过比较不同任务的训练效果，使用者就可以进行元记忆训练的实验研究。

可升级和扩展：本测试的材料库是开放的，使用者可以自行修改测试材料。使用者也可以要求本系统的研发人员根据测试要求修改训练材料。另外，使用者也可以根据具体训练需要，要求研发人员修改默认任务难度设置，便于训练模块的使用。

G、元记忆训练模块的有效性论证：选取天津市某小学五年级一个自然班作为被试，共46人，其中男生23人，女生23人。首先使用元记忆测试系统对被试进行前测，然后使用元记忆训练系统对被试进行训练。训练是每周一次，每次使用一个难度级别的任务进行训练，逐次增加难度，共训练六次，使用六个难度的训练任务。训练后，再使用元记忆测试系统对被试进行后测。

通过比较前测和后测成绩，可以考察元记忆训练系统对被试的元记忆能力的训练效果，结果如下表：

经过配对t检验，被试的元记忆能力在训练前后没有显著变化，即元记忆训练系统并没有显著提高被试的元记忆能力。

适用群体：本训练软件适应人群是文化水平达到或者高于小学四年级的群体。

训练过程的详细说明如下：

(1)记忆阶段。在这个阶段，个体不需要任何操作，屏幕会自动出现需要记忆的项目；

(2)游戏阶段。记忆阶段结束后，自动进入游戏阶段。在这个阶段，个体需要进行连线游戏。连线游戏的规则是，每条线的左面连着一个数字，要求个体将连线的另一面(即右面)填写上相同的数字。例如，线的左面是“2”，右面就需要个体填写“2”。连线游戏的时间是可以设置的。

(3)预测阶段。游戏结束后，进入预测阶段。在这一阶段，系统自动将个体没有正确回忆的项目筛选出来，逐个要求个体做FOK判断。屏幕会出现项目左面的词语，个体需要点击备选的等级来做预测。

(4)选择阶段。预测阶段结束后，进入选择阶段。在这一阶段，个体需要对没有正确回忆的项目进行选再认，即在几个备选答案中选择认为正确的答案。屏幕会出现项目左面的词语，个体需要点击备选项中认为正确的数字。

在选择阶段，个体可以得到下列反馈信息(即时反馈)：

(1)选择是否正确：

A颜色反馈：如果个体选择正确，该选项用绿色方框标出；如果个体选择错误，该选项用红色方框标出，并将正确选项用绿色方框标出作为提示。

B声音反馈：正确选择出现掌声，错误选择出现警报声。

(2)预测准确性：边框柱的顶端表示回答正确得1分；边框柱的底端表示回答错误得0分。边框柱有三种情况：

A边框柱由下而上出现红色，表示预测等级高于选择成绩，即FOK出现高估，红色部分就是高估的部分，也就是FOK等级，例如60％；

B边框柱由上而下出现蓝色，表示预测等级低于选择成绩，即FOK出现低估，蓝色部分是低估部分，是1-预测等级，例如1-60％。

C边框柱出现绿色，表示预测等级等于选择成绩，即FOK是准确的。有两种情况下出现绿色，一种是FOK等级是0，而选择错误；一种是FOK等级是100％，而选择正确。

训练结束后，个体可以点击“查看成绩”获取训练结果的反馈(结果反馈)：

(1)任务设定：项目个数，学习时间，干扰时间

(2)成绩反馈：再认成绩、绝对准确性(PA₁)和相对准确性

训练结束后，个体可以点击“完成”直接退出训练。

模块参数设置：模块参数设置的步骤：运行测试程序——进入“系统维护”——登陆管理员——点击“基础操作”——点击“模块参数设置”——在“测试名称”栏中选中“FOK训练”，出现能够修改的参数设置对话框。

(1)标准值：在训练中，回忆成绩的最低标准，默认为0.9，即允许1个项目也回忆不出；

(2)记忆时间：每个项目在学习阶段的呈现时间，默认10秒钟；

(3)游戏正确次数：在练习阶段，连线游戏成绩的最低标准，默认为1，即最少正确连线1次；

(4)游戏时间：在练习阶段，连线游戏的时间，即干扰时间，默认2分钟；

(5)预测时间：FOK判断的最长时间，默认10秒钟；

(6)再认时间：选择阶段每个项目的最长选择时间，默认10秒钟。材料的编制：本测试中的材料都是由名词+数字组成的词对构成，其中名词是具体名词，且都是双字词；数字都是两位数，即范围是11～99。

材料根据个体文化水平分为三个阶段：阶段1是小学四～六年级；阶段2是初中阶段；阶段3是高中及其以上阶段。阶段1适合小学四～六年级文化水平的个体，由于该阶段的文化水平较低，由小学四年级老师评定所用名词都是四年级学生熟练掌握和使用的。

材料库添加、修改和删除：在标题栏点击“元记忆测验”——点击“试题录入”，出现“元记忆测试题材库”。可以对测试材料进行“添加”、“修改”和“删除”等操作。

(1)添加。增加新的测试项目。需要填写：“词对类型”即定义该词对的归类，一般情况下无特殊意义，用于软件扩展；“词对适合群体”即定义该词对适合的群体，一般是根据该词对的熟悉度和词频。“左面”是词对的左面的词，为字符串型，可以是中文、英文和数字。“右面”是词对的右面的数字，为数值型，必须是数字。

(2)修改。首先选中需要修改的项目，然后点击“修改”，可以修改该项目的“项目编号”、“词对类型”、“词对适合群体”和词对的具体内容，还可以为该项目增加备注。

(3)删除。首先选中需要删除的项目，然后点击“删除”，出现确认提示框，点击“是”就删除，点击“否”则放弃删除。

对材料库的操作完成后，点击“保存”就能够保存当前的材料库的内容。训练结果和报告：训练结束后，出现“退出”和“查看成绩”对话框。如果不想看训练结果，点击“退出”结束训练。如果想看训练结果，点击“查看成绩”。出现训练的任务参数和训练结果。点击“导出”可以将结果导出，导出的文件格式为Excel。

FOK准确性指标具体计算方法：FOK有两种准确性：绝对准确性和相对准确性

(一)绝对准确性

准确性＝预测等级之和-实际成绩之和×10

举例(一个个体的实验结果)

绝对准确性公式

PA₁＝|P-A|，每个需要预测项目的预测值减去实际回忆成绩的绝对值的平均数。

例如：(|0.8-1|+|0.4-0|+|0.6-1|+|0.2-0|)÷4＝0.3

PA₂＝(P-A)，每个需要预测项目的预测值减去实际回忆成绩的差值的平均数。

例如：((0.8-1)+(0.4-0)+(0.6-1)+(0.2-0))÷4＝0

(二)相对准确性

相对准确性(用G表示)＝(C-D)/(C+D)

其中C＝一致对的数目，D＝不一致对的数目

举例

所谓“一致对”是指这样的两个项目i和j，其JOL判断值和标准测验成绩都是i＞j；“不一致对”是指这样的两个项目i和j，其JOL判断值i＞j，但是标准测验成绩i＜j。例如，[F，H]为“一致对”，因为在JOL判断时，F＞H，在标准测验时，F被回忆出来(计为1)，而H没有被回忆出来(计为0)。[H，I]为“不一致对”，因为在JOL判断时，H＞I，但是在标准测验中，H没有回忆出来，而I回忆出来了。还有一些词对组合既不属于“一致对”也不属于“不一致对”，所以没有参与计算：[F，G]，[F，I]，[G，I]，[H，J]，[H，K]，[H，L]，[H，M]，[J，K]，[J，L]，[J，M]，[K，L]，[K，M]和[L，M]。我们计算得出：一致对共有14对([F，H]，[F，J]，[F，K]，[F，L]，[F，M]，[G，H]，[G，J]，[G，K]，[G，L]，[G，M]，[I，J]，[I，K]，[I，L]和[I，M])，不一致对有1对(即[H，I])。所以有G＝(14-1)/(14+1)＝0.87。

6、元理解训练

元理解训练的意义和价值：

元理解概述：阅读过程中涉及的元认知活动称为元理解，具体是指认知主体对自身的阅读活动及阅读过程的认知、监测和调控。一般认为，元认知包括三个组成部分：元认知知识、元认知监控和元认知体验。相应地，元理解就分为元理解知识、元理解监控和元理解体验。

布朗(Brown，1980)认为，阅读理解中的元认知活动应该包括：明确阅读的目的；了解阅读的任务要求；识别出课文中的重要信息；集中注意课文中的主要内容；监控阅读理解水平；检查阅读目标是否达到；当觉察到理解失败时采取正确的行动；对课文中的混乱加以修补。

1明确阅读理解的基本目的。坎内和维诺加德(Canney & Winogard，1979)曾在研究中运用谈话的技术来研究儿童的阅读理解观。他们让二年级、四年级、六年级和八年级的儿童阅读一小段书面材料。该阅读材料或者是完整的、或者是语义上、句法上有问题的。阅读材料按照问题存在的性质被划分为4种水平：(1)句法正确，但有一些语义上不适当的词；(2)语义和句法都有问题，但文章内容存在着一些表面上的联系；(3)阅读材料由一串串随机的词组成；(4)阅读材料由一串串随机的字母组成。研究者问儿童：是否每一种类型的阅读材料都是可读的，为什么？结果发现：二年级、四年级以及六年级中的较差的学生，往往集中注意于阅读的译码(即字词辨认)方面。与此相对照，六年级中好的学生和所有8年级的学生都已知道，获取意义乃是阅读的基本目的。而且他们能够区分哪些阅读材料是可读的，哪些阅读材料是不可读的。相反，低年级的学生和较差的学生甚至报告说，上述第三种和第四种水平的阅读材料也是可读的。他们认为，阅读就是把词读正确。所以，一个由没有联系的词组成的段落，就如同一个意义完整的段落一样都是可读的。

2依据阅读的任务要求调整阅读策略。针对不同阅读任务和阅读目的来调整自己的阅读策略，这是一项重要的元认知技能。

3识别并注意课文的重要内容。读者能否识别出课文中的重要单元，在一定程度上反映了他们对课文的理解程度。布朗等人(Brown和Smiley，1977)研究发现，虽然儿童在六岁的时候就常常能够指出简单记叙文中的主要人物和事件，但是他们难以指出复杂课文中的中心问题。研究还发现，能够很快地回忆民间传说中的主要概念的儿童，却很难按照题材去评价这些故事的各个部分。

4监控自己的理解活动。元认知活动的一个重要方面就是读者能够监控自己的理解活动。赞布克等人(Zabrucky和Ratner，1992)在研究中考察了读者对阅读理解的即时监控。实验中向被试逐句地呈现两种类型的段落：包含着不一致信息的段落和没有不一致信息的段落，要求被试进行阅读。记录阅读时间和回视情况，读完一个段落后要求被试做口头自由回忆，然后在谈话中指出任何可能被觉察的不一致。被试是来自三年级和六年级的好的读者和差的读者。结果显示，被试的技能水平与他们的监控及自由回忆成绩有关，年龄较大的或好的被试比年龄小的或者差的被试在所有方面就做得更好，尤其是在主动控制自己的理解过程方面。

5觉察和应付理解失败。阅读理解中的元认知技能特别突出地表现在对理解失败的觉察和反省之中。

元理解训练的意义：元理解能力是元认知能力的重要组成部分，是指认知主体对自身的理解活动及其理解过程的认知、监测和调控。

本训练系统能够帮助个体了解并提高自己在阅读过程的元认知能力，也有利于高效率学习的实现。

元理解训练方法的理论依据：

训练程序：有些研究通过元理解教学干预训练提高学生的元理解水平，尤其是元理解监控的意识和能力，进而促进学生阅读理解成绩的提高。近年来涌现出的两个具有代表性的元理解教学干预实验是帕里斯等人实施的“直接传授学习策略训练程序(Informed Strategies for Learning，简称ISL)”和帕林斯卡与布朗(Palinscar & Brown，1984)设计的交互性教学干预模式(Reciprocal Teaching)。二者的干预效果都是良好的。

(1)直接传授学习策略训练程序。直接传授学习策略训练程序是帕里斯等人(Paris et al.，1984)编制的一个专门直接讲解阅读中的元认知策略的训练教程。该训练教程的目的是通过专门训练来提高学生阅读元认知的意识和技能，进而提高其阅读理解成绩。ISL包括讲解各种不同的理解策略，如阅读目的的制定；相关背景知识的激活；批判性思维及评价；理解监控等等。而ISL的主要训练形式是课堂教学，即集中讲授训练内容。

为了验证ISL训练教程的效果，帕里斯等人做了一项实验。实验对象是小学三年级和五年级的学生。随机把学生分成实验组和控制组，分别施以不同的训练。实验组学生接受ISL教学，而控制组则接受其它训练，如教师的课堂指导，放录象等等。实验结果表明，实验组学生比控制组学生掌握了更多的元认知策略知识，并在随后的填空和挑错的阅读测验中获得了更高的分数。此外，经对前后测数据的比较发现，通过训练，实验组学生比控制组学生更能意识到阅读的目的并恰当使用阅读理解方法。总之，实验取得了预期效果。

(2)交互性教学干预模式。帕林斯卡和布朗的交互性教学干预模式旨在用系统化的训练步骤，培养学生基本的阅读理解技能，其中包括阅读元理解策略。该干预模式突出强调阅读元认知技能的训练情境化，即把实验中所教给学生的策略方法运用到其真正的阅读理解情境中去。具体的交互性教学干预训练主要包括4种认知活动的训练，即总结、提问、澄清和预测。这四种认知活动既能起到促进理解的作用，又能发挥监控理解的功效。而且帕林斯卡和布朗把这4种认知活动有机地结合起来，也就是把总结、提问、澄清和预测组合成一整套活动，其目的在于充分发挥策略训练的整体效果，以便更好地增进学生的阅读理解。

帕林斯卡和布朗用干预实验证明了该教学模式在促进学生的阅读理解上是有效的。更重要的是，该干预模式还有迁移效果，如参加实验的学生不仅在阅读理解测验中提高了成绩，而且在写作方面也取得了明显的进步。

以上两种教学干预训练确实能够有效地提高学生的元理解能力，但是需要授课老师和学生在实际课堂进行互动，这是计算机程序无法实现的。为了能够在计算机界面实现元理解的训练，选用经典元理解任务和反馈相结合的方法来训练个体的元理解能力。

错误检测法是元理解研究的经典范式，当前的研究依然较多地使用该范式。而且，基于训练程序化的可行性考虑，错误检测法也适合计算机操作和数据分析。反馈信息尽可能的全面和及时，主要包括理解问题的回答情况和错误的指出情况，还有最后的总的反馈信息：实际阅读时间、实际指错时间和每篇文章的理解情况和指错情况。个体通过即时地反馈，来了解自身的理解能力，监测和调节阅读策略和方法，从而提供元理解能力。

训练指标：训练指标是击中的个数，即正确指出错误的个数。具体判断是被试指出的内容包含了错误内容。例如“越来越少”中的错误被设置为“少”，只要被试选择的内容中包含“少”即可，因此，被试选择“少”、“越少”、“来越少”或者“越来越少”都是对的。为了避免个体选择太多内容，导致系统对击中的判断出现错误，限制个体每个错误内容的不能超过四个字。

元理解训练模块的研制过程和技术特点：

研制过程：1、确定训练程序和训练指标：本模块是对元理解能力的训练。经过心理学专家论证，以错误检测任务作为训练任务。具体测试步骤是首先阅读文章，然后回答与文章相关的理解问题，然后指出文章中存在的错误。训练指标是正确指出的错误个数。

2、确定训练群体、训练材料和具体任务参数：元理解能力是较为高级的元认知能力，发展较晚，且任务较为复杂。因此，本训练的测试群体确定在具有小学四年级及其以上文化水平的个体。训练材料也通过专家评定适合该群体的训练。根据需要学习的项目的个数将训练分为七级难度，每级难度有两组文章。最小难度的每组的三篇文章共有3处错误，最高难度的每组的三篇文章共有9处错误，每组的错误总数增加1个，难度增加1级。因此共有7(级)×2(组)×3(篇)＝42(篇)。

3、编制训练软件的试用版和测试版：确定训练任务、训练具体步骤和训练难度设置后，研发出试用版后，进行小范围软件测试，发现问题后进一步改进软件。最后，完成软件的测试版。

4、使用测试版进行大规模施测：使用训练模块的测试版对天津市的某小学进行了较大规模的训练。首先，通过大规模训练，能够测试软件的网络测试功能，以及对训练环境和仪器的要求。第二，通过施测获得训练数据，可以整理出一个较大样本的训练情况，为以后的使用者的训练效果提供一个参照。根据施测情况，对测试版进行修正，完成训练模块的正式版训练后，根据发现的问题，对测试版进行修正，主要包括训练界面的布局，指导语和训练难度设置。最后，完成训练模块的正式版。元理解训练其流程如图6所示。图6是元理解训练流程图。

1、技术特点：5.1网络功能：能够在局域网同时对大规模被试进行训练，并通过网络集中收集训练数据。5.2兼顾训练与研究：本训练能够提高被试的元理解能力。而且，模块的任务参数有多项是开放的，使用者可以改变任务参数，比如项目的学习时间和指错时间等。通过比较不同任务的训练结果，使用者就可以进行元理解的实验研究。

5.3可升级和扩展：本训练的材料库是开放的，使用者可以自行修改训练材料。使用者也可以要求本系统的研发人员根据训练要求修改训练材料。另外，使用者也可以根据具体训练需要，要求研发人员修改默认任务参数设置，便于训练模块的使用。

元理解训练模块的有效性论证：选取天津市某小学五年级一个自然班作为被试，共47人，其中男生23人，女生24人。首先使用元理解测试系统对被试进行前测，然后使用元理解训练系统对被试进行训练。训练是每周一次，每次使用一个难度级别的任务进行训练，逐次增加难度，共训练七次，使用七个难度的训练任务。训练后，再使用元记忆测试系统对被试进行后测。

在数据分析之前，首先删除理解分数小于4的被试的数据，因为测试需要阅读四篇文章，共8个理解问题，因此被试至少应该正确回答4个问题才能确保其认真阅读文章并完成了测试。删除了4个被试的数据，有效数据43人。

通过比较前测和后测成绩，考察训练系统对被试元理解能力的训练效果，结果如下：

经过配对t检验，被试的元理解能力在训练前后有显著变化，元理解的后测成绩显著高于前测成绩，即元理解训练系统显著地提高了被试的元理解能力。

元理解训练模块的使用说明：

适用群体：本训练软件适应人群是文化水平达到或者高于小学四年级的群体。

训练过程：点击“进入训练”——填写个人信息——点击“元理解测验”。进入训练首页，有四个对话框：开始、难度设置、帮助和退出。

(1)点击“开始”，进入训练。

(2)点击“难度设置”，进入训练难度的设置界面，共有七级难度可以选择，每一难度级别有两组文章，每组有三篇文章。根据每组文章中总的错误个数定义难度级别。第一级难度，每组文章有3个错误，第二级难度，每组文章有4个错误，……第七级难度，每组文章有9个错误。

(3)点击“帮助”，进入训练的说明，个体可以了解训练的过程、训练中各种反馈信息的意义。

(4)点击“退出”，退出训练。

进入正式训练后，每篇文章的训练过程如下：

1、阅读文章。屏幕出现一篇文章，个体需要在限定的时间内阅读并理解文章内容。如果个体阅读并理解了文章内容，不必等到时间结束，可以点击“开始回答问题”，结束阅读过程，进入回答理解问题的页面。

2、回答理解问题。屏幕出现一个理解问题和四个选项，个体需要在“选择”的下拉菜单了选中认为正确的选项。然后点击“下一个”，完成第二题。完成第二题后，点击“完成”。

3、回答问题后，如果认为文章没有错误，点击“完成”阅读下一篇，如果认为文章有错误，点击“改错”进入指错页面。

4、指错时，个体需要用鼠标在文章正文中选中错误内容，然后点击下方的“错误”按钮，错误内容自动填入错误框内。如果个体想删除已经填入的错误内容，点击对应的“删除”按钮，框内的错误内容就被删除了。个体完成了指错后，点击“确认并提交”，就完成了一篇文章的操作。继续阅读下一篇。训练结束后，系统自动反馈训练成绩。点击“完成”退出训练系统。

训练的反馈信息

1、回答理解问题的反馈：回答理解问题时，提供颜色反馈：如果个体选择正确，该选项变为绿色；如果个体选择错误，该选项变为红色，并将正确选项用绿色标出作为提示。

2、指出文章错误的反馈：在指错页面，当指错时间已到或者个体点击“确认并提交”后，系统给出反馈：

(1)正确指出：正确指出的错误用绿色方框标出；

(2)错误指出：指出的错误并不是错误内容的用红色方框标出；

(3)没有指出：漏选的错误内容在页面上给出，“你漏选了……”。

3、训练成绩的反馈：训练结束出结果和报告。

训练文章的设置：训练文章根据难度分为七级，每级两组文章，每组3篇文章，共42篇文章。由资深小学教师选取阅读材料，并编写理解题目，保证小学四年级及其以上文化水平的被试能够阅读并理解文章。文章中的错误是主要逻辑错误。因为常识错误对被试的知识水平要求较高，元理解成绩容易受到知识水平的影响。错误的内容不超过四个汉字，避免被试选中大范围内容从而难以准确考察其元理解能力。文章的错误内容只在文章中出现一次，系统是根据错误内容判断被试是否正确指出错误的，因此应避免同一文章中有与错误内容相同的文字。

训练参数的设置：模块参数设置的步骤：运行测试程序——进入“系统维护”——登陆管理员——点击“基础操作”——点击“模块参数设置”——在“测试名称”栏中选中“元理解训练”，出现能够修改的参数设置对话框。

(1)题材库和元理解训练序列是为了以后的软件开发使用，一般不需要更改。

(2)指错时间，单位是毫秒，默认是120000毫秒，即2分钟。

(3)阅读时间，单位是毫秒，默认是120000毫秒，即2分钟。

对训练设置修改后，点击保存，系统会保存对设置的修改。

训练文章的管理：

1、文章内容修改：进入“系统维护”——在标题栏点击“元理解训练”——点击“文章原始版本设置”。在“文章号”中输入需要操作的文章的编号，然后点击“查询”即可进入“文章设置”页面对文章的查询和修改。修改文章的内容后点击“提交文章”，文章就会保存相应的修改。

2、添加文章：进入“系统维护”——在标题栏点击“元理解训练”——点击“文章原始版本设置”。在“文章号”中输入需要添加的文章的编号，编号不能与已经存在的文章的编号相同，例如已经有42篇文章，如果想添加一篇文章，在“文章号”中填写“43”，然后点击“查询”，系统弹出对话框“当前记录不存在，是否创建？”，点击“是”，则创建一篇新的文章，然后填入文章内容，并设置文章的错误和理解问题。如果点击“否”，则放弃创建。

3、修改文章错误：进入“系统维护”后，点击“元理解训练”——点击“文章错误设置”——直接进入“文章错误设置”页面。在这个页面，可以设置文章的错误内容。每篇文章的错误个数是固定的，但是错误内容是可以修改的。首先选择需要设置错误的“文章号”，系统会自动提示该文章的错误个数，点击“查询”，页面出现文章内容，选中文章的错误内容，点击“设置为”，然后在空白框内填写正确答案。提示，如果对文章错误进行修改，必须首先先在“文章原始版本设置”中将文章原来的错误改为正确，然后才能重新设置错误，否则由于原来的错误内容仍然存在，实际的错误个数将会增加。所以，尽量不要更改错误内容。

4、设置和修改文章的理解题：进入“系统维护”后，点击“元理解训练”——点击“元理解单选题设置”——直接进入“单选题设置”页面。进入页面后，选择文章号，然后选择第几题。页面出现该题的题干、选项和正确答案，可以对其内容和答案进行修改，然后点击“提交”保存修改结果。

5、训练结果和报告：训练结束后，出现训练成绩。点击“导出”可以将结果导出，导出的文件格式为Excel。训练成绩包括以下信息：

任务设定：文章总数、错误总数、阅读时间(分钟)和改错时间(分钟)成绩反馈：理解成绩、正确指出、错误指出和没有指出点击“完成”，出现每篇文章的训练成绩的反馈信息，包括文章号、错误版本、实际阅读时间(秒)、实际改错时间(秒)、理解成绩、正确指出、错误指出和没有指出。

实施例2：制备学习能力训练设备的多功能反应板：

图10学习能力训练设备多功能反应板的的结构示意图。图11学习能力训练设备多功能反应板的工作原理图。图12是本发明的学习能力训练设备的多功能反应板二维模拟摇杆的结构示意图。如图所示，多功能反应板为1.5mm的不锈钢板制成的长方形盒体，多功能反应板盒内设置线路板，在反应板盒上面设置多个按键：确定键、退出键、A、B、C、D键、0～9的数字键、摇杆。在学习能力训练系统中，被训练人要通过多功能反应板对训练内容做出适当的反应。反应信息主要分为两大类，一是通过在某一时刻按不同位置的键对训练作出反应，二是通过操作二维摇杆，控制显示器的光标位置对训练作出反应。

训练系统具体键位功能说明：操作二维摇杆进入测试——填写个人信息——提交——点击各个测试模块——点击“开始”

首界面(6个功能模块的进入首页)在首界面下方的“退出”按钮与键盘的“退出”按键相关联，点击按钮或按键均可完成退出系统地功能。

1、注意集中性训练：本测试模块涉及的键位如下：“确定”“退出”各个页面按钮与按键对应情况如下：

进入首界面，“新的训练”按钮将和键盘的“确定”按键相对应，“退出”按钮和键盘“退出”按键对应。

指导语界面，“空格”键和键盘的“确定”键对应。

继续训练指导语，“空格”键和键盘的“确定”键对应。“ESC”键对应“退出”键

正式测试界面，“下一题”对应“确定”键，“退出”对应“退出”键；“继续”对应“确定”键。

2、元记忆训练：本测试模块涉及的键位如下：“确定”“退出”“A”“B”“C”“D”和数字键，各个页面按钮与按键对应情况如下：

首界面涉及“开始”和“退出”两个按钮。“开始”按钮和“确定”按键相对应，“退出”按钮和“退出”按键对应。

游戏阶段输入时采用数字键，“完成”按钮对应“确定”按键。

预测阶段“0”“20％”“40％”“60％”“80％”“100％”按钮对应数字键中“1”“2”“3”“4”“5”“6”按键。

回忆阶段四个选项对应“A”“B”“C”“D”按键。

测试结束界面的“完成”按钮对应“退出”按键。

3、元理解训练：本测试模块涉及的键位如下：“确定”“退出”“LEFT”“RIGHT”“A”“B”“C”“D”，各个页面按钮与按键对应情况如下：

首界面涉及“开始”和“退出”两个按钮。“开始”按钮和“确定”按键相对应，“退出”按钮和“退出”按键对应。

指导语界面的“开始进行测试对应“确定”按键。

阅读阶段的“开始回答问题”按钮对应“确定”按键。

回答问题阶段的选项选择分别对应“A”“B”“C”“D”四个按键。

提示阶段的“指错”“完成”按钮对应“LEFT”“RIGHT”按键。

指错阶段“确认并提交”按钮对应“确定”按键。

结束界面的“完成”按钮对应“退出”按键。

4、目标追踪：本测试模块涉及的键位如下：“确定”“退出”，各个页面按钮与按键对应情况如下：

首界面涉及“开始”和“退出”两个按钮。“开始”按钮将和“确定”按键相对应，“退出”按钮和“退出”按键对应。

大部分指导语界面设计一个“开始”按钮。“开始”按钮和“确定”按键对应。

正式训练界面设计“开始训练”，“退出”按钮。“开始训练”按钮与“确定”按键对应，“退出”按钮与“退出”按键对应。

5、数字工作记忆训练：本测试模块涉及的键位如下：“确定”“退出”“Left”“Right”“Enter”和数字键，各个页面按钮与按键对应情况如下：

首界面涉及“开始”和“退出”两个按钮。“开始”按钮将和“确定”按键相对应，“退出”按钮和“退出”按键对应。

第一个指导语界面，由原来的请按空格键开始练习，改为按“确定”按键。“退出”按钮对应“退出”按键

在判断数学算式奇偶性界面，涉及“奇数”，“偶数”按钮。其中“奇数”按钮与“left”按键对应，“偶数”按钮与“right”按键对应。

在回忆阶段涉及“提交”按钮，“提交”按钮与“Enter”按键对应。在回忆阶段设计的数字输入由数字键完成。

在测试过程中的指导语界面会涉及“继续练习”、“开始训练”等按钮，将这些按钮合并，使其均可通过“确认”按键执行。

在测试结束界面设计“继续训练”、“初始训练”按钮将与“left”和“Right”按键对应。“退出”按钮与“退出”按键对应。

6、图形推理；本测试模块涉及的键位如下：“确定”“退出”，各个页面按钮与按键对应情况如下：

首界面，“新的训练”按钮将和“确定”按键相对应，“退出”按钮和“退出”按键对应。

指导语界面，“下一步”和“开始”按钮对应键盘的“确定”键。

继续指导与界面，“直接开始”对应键盘“确定”键

正式测试界面，“下一题”按钮对应键盘“确定”键，“退出”对应键盘的“退出”键。

多功能反应板的工作原理见图11。按键部分

按键反应是指在某一特定时刻，按某一位置的按键对心理训练作出反应，它以脉冲的形式(数字的形式)传递给软件。不同的时刻，不同的位置代表不同的反应，按键材料为工程塑料，普通的按键是机械按键，由于机械按键在操作时，有机械抖动，需要有消抖的时间，因此，不能准确反应按键的时间属性，不能达到心理训练的要求。本系统采用了光电按键，它的工作原理见″光电按键”部分。由于按键比较多，为了节省接口电路的成本，把这些光电按键组成了一个矩阵(1-7)，由于光电按键不能输出比较理想的脉冲信号，所以光电按键矩阵要经过一个光电波形整形电路(1-6)的处理。通过矩阵扫描电路(1-5)把按键以脉冲的形式送给微控制器(1-3)，脉冲的前沿代表了按键按下的时刻，矩阵位置代表了按键的含义。微控制器(1-3)把这个脉冲变换成软件能识别的键值码。通过USB接口电路(1-1)把键值码转换成USB标准的电平和时序，送给软件去处理，完成了反应键的功能。

多功能反应板的工作原理见图11。

二维模拟摇杆(1-12)为塑料的摇杆固定在一个金属圆球上，圆球放在一个圆形的凹槽中，被试者可以使摇杆在一个平面上任意摆动，带动金属圆球在凹槽中任意滚动，金属圆球下面有两个拨叉，把摇杆的摆动分解成水平方向(X方向)的位移和垂直方向(Y方向)的位移。

一个拨叉带动X轴电位器(1-10)旋转，另一个拨叉带动Y轴电位器(1-11)旋转。X方向和Y方向的位移变化转换为两个电位器的电阻变化，也使电位器输出的电压产生变化。X轴位置A/D转换器(1-8)把X轴电位器的输出电压按比例变换成数字量，送给微控制器(1-3)，Y轴位置A/D转换器(1-9)把Y轴电位器的输出电压按比例变换成数字量，送给微控制器(1-3)，微控制器(1-3)把X方向的位移和Y方向的位移变换成软件所需的光标的位置信息，通过USB接口电路(1-1)，把这个信息变为USB标准的电平和时序，送给软件完成摇杆的功能。存储器(1-4)存有微控制器(1-3)进行信息变换所需的各种数据，USB接口电路(1-1)的5v电源经过电压调节电路(1-2)为微控制器(1-3)，光电按键和整形电路提供电源。

模拟摇杆的结构如图12所示。不锈钢的摇杆8(1)可在一个平面内任意摆动，摇杆下端的拨杆9(7)通过X轴拨叉10(6)带动X轴电位器11(8)旋转，把摇杆水平方向的运动分量变为X轴电位器的旋转角度。拨杆9(7)通过Y轴拨叉12(5)带动Y轴电位器13(9)旋转，把摇杆垂直方向的运动分量变为Y轴电位器的旋转角度。通过检测X轴电位器和Y轴电位器的输出电压，就能检测出摇杆的运动方向和距离。14(3)为Y轴拨叉的旋转轴，15(4)为拨杆9(7)的旋转轴，16(2)为塑料的摇杆外壳。实施例3制备学习能力训练设备：

图13是本发明的学习能力训练设备的结构示意图。如图所示，学习能力训练设备的组成，由软件和硬件两部分组成，多功能反应板1连接计算机的USB接口(2)，USB接口(2)连接微处理器(4)，微处理器(4)运行存储器(3)中的程序把要训练的内容以文字或图像的形式，经过显示器接口(6)的驱动，在TFT液晶显示器(7)中显示出来构成。被训练人通过多功能反应板(1)对训练内容做出各种反应，这些反应信息，通过USB接口(2)变为微处理器能接受的教字信息，经过软件的处理得到训练结果，它可完成的训练如下：

(1)注意集中性训练

(2)元记忆训练

(3)元理解训练

(4)视空工作记忆训练

(5)数字工作记忆训练

(6)图形推理训练。

Claims (1)

1.一种学习能力训练设备，其特征在于由多功能反应板(1)连接计算机的USB接口(2)，USB接口(2)连接微处理器(4)，微处理器(4)运行存储器(3)中的程序把要训练的内容以文字或图像的形式，经过显示器接口(6)的驱动，在TFT液晶显示器(7)中显示出来构成；

所述的多功能反应板(1)上设置：确定键、退出键、A、B、C、D键、0～9的数字键、摇杆；所述的摇杆是二维模拟摇杆(1-12)，所述的二维模拟摇杆为塑料的摇杆并固定在一个金属圆球上，圆球放在一个圆形的凹槽中，被试者可以使摇杆在一个平面上任意摆动，带动金属圆球在凹槽中任意滚动，金属圆球下面有两个拨叉，把摇杆的摆动分解成水平方向(X方向)的位移和垂直方向(Y方向)的位移；一个拨叉带动X轴电位器(1-10)旋转，另一个拨叉带动Y轴电位器(1-11)旋转；X方向和Y方向的位移变化转换为两个电位器的电阻变化，也使电位器输出的电压产生变化；X轴位置A/D转换器(1-8)把X轴电位器的输出电压按比例变换成数字量，送给微控制器(1-3)，Y轴位置A/D转换器(1-9)把Y轴电位器的输出电压按比例变换成数字量，送给微控制器(1-3)，微控制器(1-3)把X方向的位移和Y方向的位移变换成软件所需的光标的位置信息，通过USB接口电路(1-1)，把这个信息变为USB标准的电平和时序，送给软件完成摇杆的功能；

所述的多功能反应板(1)上采用了光电按键，把这些光电按键组成了一个矩阵(1-7)，由于光电按键不能输出比较理想的脉冲信号，所以光电按键矩阵要经过一个光电波形整形电路(1-6)的处理；通过矩阵扫描电路(1-5)把按键以脉冲的形式送给微控制器(1-3)，脉冲的前沿代表了按键按下的时刻，矩阵位置代表了按键的含义；微控制器(1-3)把这个脉冲变换成软件能识别的键值码；通过USB接口电路(1-1)把键值码转换成USB标准的电平和时序，送给软件去处理，完成了反应键的功能；

所述的程序以光盘为媒介出版，训练模块设置如下：一般能力训练由图形推理训练、视空工作记忆训练、数字工作记忆训练组成；学习效率训练由注意集中性训练、元理解训练、元记忆训练组成；本训练系统中部分训练模块的材料库是开放的，使用者可以自行修改测试材料，或者改变测试的适用群体，另外，使用者也可以根据具体测试需要，修改默认任务参数设置，便于训练模块的使用；

被训练人通过所述的多功能反应板(1)对训练内容做出各种反应，这些反应信息，通过USB接口(2)变为微处理器能接受的教学信息，经过软件的处理得到训练结果，它可完成的训练如下：

a、注意集中性训练，

b、元记忆训练，

c、元理解训练，

d、视空工作记忆训练，

e、数字工作记忆训练，

f、图形推理训练。

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