CN101976514B - 由腹式呼吸控制的学习机及其学习内容的播放方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由腹式呼吸控制的学习机，包括含有显示器、FLASH闪存、录音电路、音乐播放电路的微电脑应用系统，其特征在于：它还含有腹式呼吸传感器，所述的腹式呼吸传感器信号输入微电脑应用系统，提供吸气结束和呼气开始的脉冲信号，微电脑应用系统根据吸气结束和呼气开始的脉冲信号来控制显示器、音乐播放电路进行学习内容的显示和播放。其主要特点是用腹式呼吸的信号来控制语音信息和图文信息学习内容的播放和显示，并且循环混合播放着舒缓的潜脑音乐。使得学生很轻松地在整个学习和记忆的过程中，让大脑中充满着α脑波而处于高度的“放松性的警觉”状态。提高了人们的学习效率与学习效果。

Description

由腹式呼吸控制的学习机及其学习内容的播放方法

技术领域

本发明涉及一种助学装置和学习内容的播放方法，特别涉及一种由腹式呼吸控制的助学装置及其学习内容的播放方法。

背景技术

腹式呼吸法(亦称丹田呼吸法)一直被医学界强烈推荐，认为它是一种强身健体，延年益寿的好方法。

二十世纪中期科学家们又认识到腹式呼吸不仅对身体好处多，而且对人们的思考、学习也有很大的帮助。原因是当人们做腹式呼吸的吸气屏气时，用脑波仪可以测试出α脑波大鸣大放，而且在呼气屏气过程中α脑波也是继续存在着。如果我们用脉搏仪测量，做腹式深吸一口气再屏气，可以发现其瞬时脉搏大幅度下降，例如可以从每分钟85次下降到每分钟65次；呼气开始时脉搏上升，而呼气后的屏气又使即时脉搏再一次下降。其变化规律与α脑波的变化相一致。

α脑波状态被认为是学习的最佳状态。现代世界上优秀的学习方法，例如“超级速读法”、“七田真右脑学习法”、“超静思学习法”、“罗扎诺夫超级学习法”都要求在学习准备期进行几分钟的深度腹式呼吸，引导放松、冥想和想象从而达到身体放松、注意力分常集中的理想状态。

实际上α脑波是很容易得到的，平时把眼睛闭一下就有α脑波产生；深呼吸一次或松一口气也有α脑波产生；儿童看动画片、棋手下棋、兴趣所致研究思考时的全神贯注都会有α脑波产生；此外，某些音乐也能诱导人们进入α脑波状态。但是α脑波来的容易去得也快，所以在学习的准备期得到的α脑波状态难以长久维持。“罗扎诺夫超级学习法”是通过播放精心挑选的巴洛克音乐来解决这个问题的，同时整个学习过程中还要求腹式呼吸节奏上的配合。

1966年保加利亚心理学家罗扎诺夫博士发明了叫“超级学习法”的教学方法。它以其高效率和多方面的功用，成为世界最优秀的学习方法，世界各地都在推行这种学习方法，并将它称为学习的革命。超级学习法可以用来学习任何科目的知识，尤其对于学习基础课特别有用，可以帮助学生轻松地记住所要记的一切。根据《学习的革命》一书介绍，超级学习法能让保加利亚有些学生一天之内记住1000到1200个外语单词，一般学生每天都能轻松记住200个外语单词。通过保加利亚政府组织的权威调查说明这不是弥天大谎，而是真实的。

超级学习法分成两阶段，学前准备阶段包括身体放松、心理放松、肯定学习能力的暗示、冥想、回忆以往的成功，特别是腹式呼吸的练习，使学生进入一种超级学习状态。此后就可已进入超级学习的过程了。具体可参考[美]希拉·奥斯特兰德等著的《超级学习法》和《超级学习法2000》，其中《超级学习法》网上有电子书可下载。“超级学习法”的学习类型是“听”。其所有的学习材料都按四秒钟短语的形式准备，以八秒钟为一周期，或由老师念学习材料或由录音机播放学习材料。这里关键在于：在念材料的四秒钟内，学生要屏住呼吸，在紧接着的四秒钟停顿的时间里，做呼气和吸气，并准备在下一次学习材料念出时再次屏气。例如：

念出短语-----屏气         呼 气        吸 气

1    2     3     4        1   2        3   4

House  房屋  house        -------------------------

Store  商店  store        -------------------------

呼吸的节奏是屏气四秒、呼气两秒、吸气两秒。后四秒无材料播出，这对于长时记忆是必须的。整个学习过程的第一遍可以不放音乐，后次再听那些材料的时候应该配上音乐。一旦掌握了超级学习法就会发现一堂课的内容只要重复很少几遍就记住了。

超级学习法是那么高效那么吸引人，而且其方法又是那么具体易懂。直至今天无数专家学者对罗扎诺夫的成就都是十分认可的，也一直在大力推荐。但是半个世纪过去了，超级学习法在全球推广的速度却不理想。中外学子渴望掌握超级学习法以大幅度提高自己的学习成绩，可往往都是雾里看花可望不可达。为此学子们十分困惑，这是什么原因呢？

罗扎诺夫不承认超级学习法是催眠学习法，那是因为前者是有意识的而后者是无意识的。超级学习法要求在整个学习过程中保持“放松性的警觉”。也就是说第一要放松，第二注意力要高度集中。而要保持注意力的高度集中，呼吸节奏是最重要的要素！但是超级学习法的八秒循环学习方式中的呼吸节奏，看起来容易，而做起来还是较难的。另一方面，因为语音短语有长有短，为了使语音输出之后有一个短歇期，又使得呼吸节奏更难把握。况且，过分地注意呼吸与语音输出的配合又违背了放松的原则。

实际上，在各国在推广超级学习法的过程中忽视了呼吸节奏的作用，只注重让学生听每分钟六十拍的巴洛克音乐。在中国网上介绍超级学习法只介绍学习前的准备过程，而把真正的超级学习过程丢掉了。所有这些都是为了绕开“有节奏的腹式呼吸”这一难题，而希望只简单地应用超级学习法部分原理就能达到快速学习的目的。结果事与愿违，超级学习法推广的很不顺利。

发明内容

本发明提出一种由腹式呼吸控制的学习机，以及学习内容的显示和播放方法。

由腹式呼吸控制的学习机，包括含有显示器、FLASH闪存、录音电路、音乐播放电路的微电脑应用系统，其特征在于：还含有腹式呼吸传感器，所述的腹式呼吸传感器信号输入微电脑应用系统，提供吸气结束和呼气开始的脉冲信号，微电脑应用系统根据吸气结束和呼气开始的脉冲信号来控制显示器、音乐播放电路进行学习内容的显示和播放。

所述的腹式呼吸传感器，是通过插在腰带和腹部之间的压力变换器获得与腹式呼吸相关的压力电信号，经过信号处理电路进行信号幅度处理，输入数模变换电路变成数字信号后，由微处理器分析处理而产生吸气结束和呼气开始的脉冲信号，再通过USB口提供给微电脑应用系统。

所述的微电脑应用系统是指手机、电子阅读器、PDA、笔记本电脑或台式电脑，或者是指由单片机、显示器、FLASH闪存、录音电路、音乐播放电路构成的独立应用系统。

配合所述由腹式呼吸控制的学习机的学习内容的显示和播放方法有三种：

一般的腹式呼吸控制播放法、深度的腹式呼吸控制播放法、八秒循环播放法。

一般的腹式呼吸控制播放法步骤如下：

a)学习者配戴腹式呼吸传感器；选择一首或多首舒缓而优美的背景音乐，做单曲或多曲循环播放；

b)准备好由多段语音信息或/和由多段图文信息组成的学习内容，并且按需要取出第一段语音信息或/和第一段图文信息；

c)学习者做轻松的腹式呼吸；

d)腹式呼吸传感器通过插在腰带和腹部之间的压力变换器获得与腹式呼吸相关的压力电信号，经过信号处理电路进行信号幅度处理，输入数模变换电路变成数字信号后，由微处理器分析处理而产生吸气结束的脉冲信号；

e)检测到吸气结束的脉冲信号后，将所取出的一段语音信息与背景音乐相叠加后混合播出；或者将所取出的一段图文信息进行显示；或者将所取出的一段语音信息和对应的一段图文信息同时进行播出和显示；

f)从第c步开始循环，逐次检测到吸气结束的脉冲信号后，均按前后顺序取出下一段语音信息和下一段图文信息；

g)直至全部的学习内容播放完毕或显示完毕。

发展单纯图文显示方式出于两个目的。其一是用于快速复习之用，因为“听”的超级学习法过程慢，不利于闪电式复习。其二是用于“快速阅读法”的训练，应用时学习者可按自己每次所能够阅读的字数来分段。按呼吸周期6秒计，即每分钟呼吸10次。如果显示屏最大显示字数为520个，则每分钟可阅读5200字。显示屏点阵数越多，每分钟可阅读的字数就越多。

一般的腹式呼吸控制播放法的优点是初学者和儿童容易掌握。

深度的腹式呼吸控制播放法步骤如下：

a)学习者配戴腹式呼吸传感器；选择一首或多首舒缓而优美的背景音乐，做单曲或多曲循环播放；

b)准备好由多段语音信息或/和由多段图文信息组成的学习内容，并且按需要取出第一段语音信息或/和第一段图文信息；

c)学习者做深度的腹式呼吸；

d)腹式呼吸传感器通过插在腰带和腹部之间的压力变换器获得与腹式呼吸相关的压力电信号，经过信号处理电路进行信号幅度处理，输入数模变换电路变成数字信号后，由微处理器分析处理而产生吸气结束、呼气开始的脉冲信号；

e)检测到吸气结束的脉冲信号后，将所取出的一段语音信息与背景音乐相叠加后混合播出；或者将所取出的一段图文信息进行显示；或者将所取出的一段语音信息和对应的一段图文信息同时进行播出和显示；

f)按前后顺序取出下一段语音信息和下一段图文信息；

g)等待检测到呼气开始的脉冲信号后；

h)取出一段语音信息与背景音乐相叠加后混合播出；或者取出一段图文信息进行显示；或者取出一段语音信息和对应的一段图文信息同时进行播出和显示；

i)从第c步开始循环，逐次检测到吸气结束、呼气开始的脉冲信号后，按前后顺序取出下一段语音信息和下一段图文信息；

j)直至全部的学习内容播放完毕或显示完毕。

通过试验比较可知，深度的腹式呼吸控制播放法的学习记忆效果远好于一般腹式呼吸控制播放法。

本发明涉及到的检测吸气结束、呼气开始的脉冲信号，均是传输到微电脑应用系统的计算机或单片机，然后由计算机或单片机控制将所取出的一段语音信息与背景音乐相叠加后混合播出；此均属于现有公知技术。

八秒循环播放法步骤如下：

a)选择一首或多首节奏为每分钟六十拍的背景音乐并且做单曲或多曲循环播放；

b)准备好由多段语音信息组成的学习内容，并且每段语音短信息的长度都在四秒钟左右；取出第一段语音信息；

c)学习机每八秒发出一个脉冲信号；

d)将所取出的一段语音信息与背景音乐相叠加后混合播出；

e)学习者在语音短信息播出期间屏气四秒钟，在语音信息播出后呼气和吸气；

f)按前后顺序取出下一段语音信息；

g)从第c步开始循环直至全部的学习内容播放完毕。

为了使学生在放松的状态下保持“警觉”，本发明提出：每段新语音信息的播放都可以变换声音的响度、声响在大脑的部位、还可以作多级变速变调处理；每段新图文的显示都可以变换背景颜色和图文颜色。

为了学生在课外散步时也能重复和回忆所学的内容，本发明所述的学习机还可以增加一个加速度传感器与单片机模拟数输入口连接。加速度传感器感受到学生散步时的震动，向单片机提供连续的与步伐相关的模拟信号，并由单片机分析处理产生步伐脉冲信号；微电脑应用系统根据步伐脉冲信号来播放学习内容，其方法如下：

a)选择一首或多首舒缓而优美的背景音乐，做单曲或多曲循环播放；

b)准备好由多段语音信息组成的学习内容，并且每段语音短信息的长度都在一秒钟左右；取出第一段语音信息；

c)学习者做轻松的散步运动；

d)等待检测到步伐脉冲信号；

e)将所取出的一段语音信息与背景音乐相叠加后混合播出；

f)按前后顺序取出下一段语音信息；

g)从第c步开始循环直至全部的学习内容播放完毕再从b步循环。

所述的由腹式呼吸控制的学习机，可以用于课外自学或复习，也可以用于课堂上的教学。为了方便让课堂上教师与学生、学生与学生之间的互动和交流，它还含有无线射频芯片。

与罗扎诺夫超级学习法相比，本发明所述的学习内容播放方法是：在整个学习过程中语音短信息的输出是由腹式呼吸的吸气屏气或者呼气来控制的，是主动的，在整个学习过程中大脑中都充满着α脑波，不容易走神。或者说它比被动的跟随语音做呼气和吸气更能使得学生处在“放松性的警觉”状态。学生不用担心自己的呼吸跟不上语音的播出，因为你的腹式呼吸没有完成，新的语音是不会播放的，而只有那优美的音乐旋律在脑海中回荡。

为了适应“快速阅读法”训练的要求，本发明在超级学习法的基础上增加了图文显示的内容。与一般的电子阅读器不同，它的翻页也是受到腹式呼吸的控制的。这种立足于“看”的学习类型速度快，可以用于超级学习之前的预习和之后的复习、以及快闪式的回忆。

如果将语音型的短信息材料写成催眠引导词的形式和结构，而且播出的语调平稳不变，那么本发明就是一只很好的自我催眠机。本发明经过与催眠CD比较，发现由于本发明腹式呼吸控制播放法的优势，人们会更容易进入催眠状态。

附图说明

图1所示的是“由腹式呼吸控制的学习机”结构示意图；

图2给出了一种压电陶瓷传感器的的呼吸信号曲线；

图3给出了独立的由腹式呼吸控制的学习机电路框图；

图4是单纯语音短信息学习方式的主程序流程图；

图5是单纯图文短信息学习方式的主程序流程图；

图6是语音和图文短信息同时输出学习方式的主程序流程图；

图7是深度腹式呼吸控制学习法单纯语音学习方式的主程序流程图；

图8给出了一种加速度传感器的步伐信号曲线。

具体实施方式

本发明首先是一种助学装置，其组成分两部分。其一，含有显示器、FLASH闪存、录音电路、音乐播放电路的微电脑应用系统；其二，含有压力变换器、信号处理电路、模数变换电路和微处理器的腹式呼吸信号传感器。

所述的“微电脑应用系统”可以是：手机、电子阅读器、PDA、笔记本电脑或台式电脑，只要它们含有本发明所需要的显示器、FLASH闪存、录音电路、音乐播放电路都符合本发明的要求。图1所示的是本发明所述的“由腹式呼吸控制的学习机”结构示意图。压力变换器101、信号处理电路102、模数变换电路103、微处理器104做成一体就构成了一个专用“腹式呼吸传感器”(虚线框内部分)。压力变换器101插在人们腹部和腰带之间，它感受到了人们做腹式呼吸时的肚腹部凸起和凹下而输出相应的压电信号，信号处理电路102将这个压电信号处理成模数变换电路103可以接收的幅度，呼吸信号被模数变换电路103转换成数字信号后，要经过微处理器104分析运算才能得到准确的吸气结束和呼气开始的脉冲信号。压力变换器101可以选用压阻式或者压电式的压力信号变换器，图2给出了对一种压电陶瓷传感器的输出电信号进行采集和处理的信号曲线，图2A是电路102的输出信号，图2B是电路104的输出信号即吸气结束的脉冲信号(正脉冲)和呼气开始的脉冲信号(负脉冲)，正脉冲到负脉冲之间的时间是吸气屏气时间。如果所采用的微处理器104自带模数变换电路，则模数变换电路103就可以省去。

微处理器104自带从动式USB接口，“微电脑应用系统”105可以通过该接口获得吸气结束和呼气开始的脉冲信号，从而让“微电脑应用系统”105完成通过腹式呼吸来控制学习机的学习内容显示和播放的各项任务。

若所述的“微电脑应用系统”105是手机和电子阅读器，如果它本身有空余的模拟信号接口，图1中的模数变换电路103和微处理器104电路可以省去。新设计的手机和电子阅读器也可以把信号处理电路102、模数变换电路103、微处理器104融合到整体电路中。如果所述的“微电脑应用系统”105是笔记本电脑或者台式电脑，可以直接使用所述的专用“腹式呼吸传感器”(虚线框内部分)来采集和处理腹式呼吸信号。但是由于电脑体积较大不方便携带，所以还应该设计一种独立的由腹式呼吸控制的学习机。该学习机可以独立使用，有着自己的文件管理、显示、录音和播放系统。也可以联结电脑，其内部文件接受电脑管理，并且也可以成为“微电脑应用系统”105的“腹式呼吸传感器”。

图3给出了独立的由腹式呼吸控制的学习机电路框图。它的组成部分是压力变换器301、信号处理电路302、单片机303、电子显示屏304、FLASH闪存305、录音电路306、音频播放电路307、加速度传感器电路308、射频电路309。其中压力变换器301和呼信号处理电路302与101模块和102模块是一样的，因为单片机303含有模拟输入接口，故省去了图1中的模数变换电路103。压力变换器301插在人们腹部和腰带之间获得腹式呼习的压力信号经处理电路302输入到单片机303模拟输入接口后而获得数字压力信号，在单片机303中设计一个中断性的分析子程序以取代微处理器104模块产生吸气结束和呼气开始的脉冲信号，再传给单片机303主程序来控制学习内容的显示和播放。

单片机303的选用条件是：带USB接口、速度大于等于12MIPS、RAM大于3K、内部FLASH(Program Memory)大于等于64K、可低电压工作(例如PIC18F46J53)。电子显示屏304用于图文显示，它可以用自带驱动电路的单色或彩色液晶显示屏，也可以采用E_INK电子墨水显示屏，后者对保护眼睛有好处。电子显示屏304的点阵密度应大于等于240×320，小了将影响图文显示的效果。FLASH闪存305存放学习内容的语音信息和图文信息文件，它可选用4G-8G的SD卡，与单片机SPI口相连接。录音电路306用来录音以准备由多段语音信息组成的语音文件。它由内置麦克风和放大电路组成，其输出信号占用单片机303的一个模拟输入口。音频播放电路307用于播放背景音乐和学习内容的语音信息，它一般由两路数模转换器和音频驱动电路组成。这里考虑到使用者还要播放MP3歌曲等音乐文件，可选用MP3解码播放芯片VS1003B，它占用6个单片机IO口。加速度传感器308用于检测散步运动的步伐信号，它可以采用飞思卡尔三轴加速度传感器(例如MMA7620、MMA7660)，它的输出信号直接接入单片机模拟输入口。射频芯片309用于小范围的联网通讯，它可以选用NRF24L01，将占用6个单片机IO口。

在图1或图3所示的系统做成以后，就可以应用它们来进行由腹式呼吸控制的学习内容显示和播放的任务了。

这些任务的核心工作总是检测来自于“腹式呼吸传感器”吸气结束的脉冲信号和呼气开始的脉冲信号，在这两脉冲之间的屏气时期，有三种工作模式：1、取出的一段语音信息与背景音乐相叠加后混合播出；2、取出的一段图文信息进行显示；3、取出的一段语音信息和对应的一段图文信息同时进行播出和显示。

在这样做之前，在FLASH闪存中要准备好由多段语音信息或者由多段图文信息组成的学习内容后，还要准备一首或多首舒缓而优美的背景音乐并且循环播放背景音乐。为了方便所述的多段语音短信息或者由多段图文信息组成的学习内容与腹式呼吸信号同步配合播放或显示，文件中应含有每段语音短信息的起始分割符号或者相对起始地址。起始分割符号可以规定一个16位的字符，读文件时只认它是起始位置，而不把它播放或者显示。相对起始地址可以放在文件头部区域的几个族内，以扇区作为单位。每段语音短信息或者文字图形信息占有若干个扇区，其扇区相对首地址顺序排列着。以供今后程序顺序调用。

按超级学习法的要求，学习前的准备工作还做到身体放松、心理放松、肯定学习能力的暗示、冥想、回忆以往的成功。本发明可将这些要求也编成语音型短语引导词，也通过腹式呼吸控制将引导词叠加放松性背景音乐一起播出。

下面我们按一般的腹式呼吸控制学习内容播放法和深度的腹式呼吸控制的学习内容播放法，具体描叙“微电脑应用系统”主程序设计的技术方案。

一般的腹式呼吸控制学习内容播放法，是利用平稳的不深的呼气吸气屏气时间较短的腹式呼吸作为控制动作的，这对于初学者或儿童都比较容易做到。其具体步骤如下：

1.准备好由多段语音信息或者由多段图文信息组成的学习内容。

将这些学习内容按段对着麦克风进行录音，每讲一段停一口气，单片机检测到语音信号达300毫秒停歇时就设置一个起始分割符号或者相对起始地址。一段一段地录音，直至把本次学习内容全部录音完毕。对于图文信息文件先显示在屏幕上，然后按需要移动光标就可以对它进行分段了。

也可以先把图文信息按页显示出来，再移动光标对它进行分段，每分一段作一次录音。结束后获得了语音多段信息和对应的图文型多段信息的两个文件。

2.舒缓而优美背景音乐的准备。

以美国为代表的西方教育家们特别热衷于将一些巴洛克音乐用于超级学习，这些古典音乐(例如巴赫的G大调乐曲、维瓦尔第的《四季》等)节奏缓慢、旋律优美，能够让学生身心放松。为了方便人们选这类乐曲的方便，从2003年起，中国、美国和俄罗斯的一些音乐家在一起研究，花了三年时间，从所有古典乐曲中挑选了百首乐曲共八张CD碟，称为“潜脑音乐”。2006年公开发行，我们可以从中挑选自己喜爱的乐曲。

但遗憾的是“潜脑音乐”里没有中国创作的音乐。东方人未必都喜欢西方音乐，其实也可以选一些诸如古筝、葫芦丝、江南丝竹类的中式音乐。还有瑞士班得瑞乐团所演奏的音乐也合东方人的胃口，例如《春野》、《世外桃源》等。所选的曲子不管它是西方的还是东方的、古典的还是现代的，只要我们能感受到它的优美，能引导我们心情愉悦、平静、放松的纯音乐都可以使用。但是不要选有歌词的歌曲，更不要选那些摇滚的、迪斯科的快节奏音乐。听音乐时只管欣赏其美感，而不要顾及它的主题、内容和情节。

音乐文件应是WAV格式的，这因为它与录音文件叠加方便，音乐质量比较好。一首乐曲的长度一般都小于十分钟，而学习往往需要半小时以上。因此，可以选多首旋律节奏相近的音乐循环播放。在播放过程中背景音乐的响度可以调节和关断，方法是每个背景音乐数据乘以一个小于1的系数。

3.学习者做轻松的腹式呼吸。

吸气时稍稍注意腹部自然鼓起，稍稍屏一下气后再缓慢呼气，腹部慢慢瘪下。呼吸的节奏根据自己的感觉自由掌握，呼吸周期五秒到十秒都可以。

4.检测到来自于呼吸传感器的吸气信号。

在腹部的腰带内插有一个“腹式呼吸传感器”，它感受到腹式呼吸时腹部鼓起和瘪下的压力变化，而向微电脑应用系统提供吸气结束的脉冲信号。微电脑应用系统有一个中断子程序总在检测着吸气结束的脉冲信号的到来，并向主程序提供一个标志性的字节。

5.学习内容的播放和显示。

主程序读到了吸气结束脉冲信号到来的标志性字节，开始学习内容的播放和显示，这里有三种学习内容播放方式。

第一是单纯语音信息方式，让学习者以“听”来完成学习和记忆。(学习的时候躺在沙发上或者床上，轻轻闭上双眼，戴上耳机或打开音箱，做轻松的腹式呼吸。在做完学习前几分钟的放松准备后进入超级学习过程。)图4清楚地描叙了这种方式的主程序流程的全过程。

第二是单纯图文信息方式，让学习者以“看”来完成学习和记忆。(学习的时候坐在椅子上，双眼看着电子显示屏，做轻松的腹式呼吸。在做完学习前几分钟的放松准备后进入阅读过程。)图5清楚地描叙了这种方式的主程序流程的全过程。

第三是语音和图文短信息同时输出的方式，让学习者以“看”和“听”来完成学习和记忆。(学习的时候坐在椅子上，双眼看着电子显示屏，戴上耳机或打开音箱，做轻松的腹式呼吸。在做完学习前几分钟的放松准备后进入阅读过程。)图6清楚地描叙了这种方式的主程序流程的全过程。

6.准备下一段语音信息和图文信息。

从语音文件和图文文件中按顺序读出下一段语音信息和图文信息。

7.结束的判断。

主程序要判断语音或图文的文件是否结束，如果没有结束则从第3步循环进行下去直至语音或图文的文件结束。

关于深度腹式呼吸控制学习内容的播放法。

学生经过短时间的训练，就可以应用深度的腹式呼吸控制学习内容的播放法。深度腹式呼吸要求吸气要尽量地深，屏气时间要尽量地长，呼气要尽量地缓，屏气时间也要长。实用上在学习前期准备时腹式呼吸要尽量深、长、缓，而在学习记忆的过程腹式呼吸只要做到适量深、长、缓则可，具体实施时按自己感觉进行。根据腹式呼吸α脑波产生的特点，我们编程时考虑不仅在吸气屏气时输出语音和图文信息，而且在呼气屏气时也输出语音和图文信息。这一点上深度腹式呼吸控制学习法与一般腹式呼吸控制学习法是不同的。深度腹式呼吸控制学习法其他步骤与一般腹式呼吸控制学习法完全相同，不再赘述。它也有单纯语音、单纯图文和语音图文同时输出的三种学习内容播放方式，图7清楚地描叙了单纯语音输出方式的主程序流程的全过程。至于其他两种学习方式的主程序流程图可以根据图5和图6进行类推，这里也不再赘述。

八秒循环学习方式。它要求把要学习记忆的材料都准备成四秒钟左右的短语形式，并形成一个分段性的语音文件。背景音乐可选每分钟六十拍的四四拍舒缓音乐。学习机程序设一个八秒定时子程序，每八秒为周期循序从该文件中取一段语音信息，与背景音乐叠加后播出，如此循环直至整个语音文件播放结束。学生一边听播出的音乐和语音，一边准备当语音到来时屏住呼吸，语音结束时进行呼气和吸气，并准备下次语音到来时再屏气。

在非常放松的条件下学生可能会睡着的，虽然有些教育专家认为这仍然对于记忆有非常好的效果，但罗扎诺夫认为这违背了“放松性的警觉”的原则。为此，他提出在录音时就要有三种语调的变化，即轻声、正常声和大声。本发明进一步做到左脑声(在头脑左边响)、右脑声(在头脑右边响)、中脑声(在头脑顶部响)、多级变速变调声及其它们组合声的多种语调变化。利用本发明所述的“微电脑应用系统”编制程序，容易在每次播放新内容时实现这些语调的变化。

方法是：(1)控制音量可实现轻声、正常声和大声的变化；(2)调节左右声道的响度或改变左右声道的时间差可以实现左脑声、右脑声、中脑声的改变；(3)改变语音播放的速度可以实现变速变调。

人耳对频率因素非常敏感，变速变调可以分许多级。如果我们把变速变调分成8级，那么与前两种进行组合就可以使声调产生72种变化(3×3×8＝72)。这些我们声调我们可以用伪随机法进行调用，以产生丰富的声音色彩。

对于图文显示，在每次显示新内容时，按常规的做法改变显示子程序的一些参数就可以变换其背景颜色和图文颜色。对于单色液晶显示屏可以改变底色的灰度，或者黑底白字和白底黑字作交替变换。

学习和记忆是需要多次重复的。为此本发明在硬件上增加了一个加速度传感器，用于轻松散步时或走路时随意复习所学过的短语、成语、外语单词等。加速度传感器可以采用手机上使用的飞思卡尔三轴加速度传感器，一片八脚芯片直接接到单片机303的模拟输入口。图8给出了一种加速度传感器的步伐信号曲线。图8A是三轴加速度传感器一个端口输出的模拟性步伐信号，该信号输入给单片机303后，经过步伐检测子程序的分析处理得到如图8B所示的的脉冲波形，对应散步时或走路时的每一步获得一个步伐脉冲。主程序根据这个步伐脉冲在语音信息文件中取一段语音信息，并与背景音乐相叠加后播出。这与上述的呼吸控制学习内容播放方法编程步骤完全相似，只不过这里用步伐脉冲信号代替了呼吸脉冲信号而已。实用上，由于每步时间较短(0.6秒到0.8秒)，步伐子程序可将两个步伐脉冲信号合成一个脉冲信号。并且每段语音短信息的长度都在一秒钟左右。学生在散步的时候，可以听着背景音乐。其步伐跟着音乐节奏走，短信息语音跟着脚步走。

在课堂上为了方便教师和学生、学生和学生之间的交流和互动，需要有无线通道。对于有些手机和电子阅读器已经安装了WIFI无线通道，则可以在课堂上组成了一个小局域网。对于独立的腹式呼吸控制的学习机可加一片射频芯片，教师机也需要有相同的射频芯片，就可以完成诸如文件下载，语音和图文信息传递的任务。

总之，学生在学习过程的三个阶段，都可以用到本发明所述的“由腹式呼吸控制的学习机”。(1)知识摄取阶段，录音和图文学习材料的准备是学习的第一阶段，还可利用一般腹式呼吸控制学习内容播放法和深度腹式呼吸控制学习内容播放法的图文显示方式，形成短时记忆；(2)知识存储阶段，可利用一般腹式呼吸控制学习法和深度腹式呼吸控制学习法的语音型短信息方式，也可以用八秒循环超级学习方式，来完成知识长时记忆的第一阶段；(3)知识巩固阶段，可以利用一般腹式呼吸控制学习内容播放法和深度腹式呼吸控制学习内容播放法的图文显示方式作为闪电式回忆，还可以利用散步时的学习内容播放方法进行复习记忆，以完成长时记忆的第二阶段。

本发明除了可以帮助学习以外，还可以用来作为“自我催眠机”。方法是按自己的心理需要编写催眠引导词：包括身体各部分的放松、心理放松、与自己潜意识对话的内容等，并且把它录音成为多段语音信息的语音文件。在催眠的时候也选一首类“潜脑音乐”作为背景音乐，用单纯语音信息的深度腹式呼吸控制学习内容播放法相同的方式，进行催眠过程，就能得到一次十分有效的心理调节。

Claims (2)

1.一种由腹式呼吸控制的学习机的学习内容的播放方法，所述的由腹式呼吸控制的学习机包括含有显示器、FLASH闪存、录音电路、音乐播放电路的微电脑应用系统，还含有腹式呼吸传感器，所述的腹式呼吸传感器信号输入微电脑应用系统，提供吸气结束和呼气开始的脉冲信号，微电脑应用系统根据吸气结束和呼气开始的脉冲信号来控制显示器、音乐播放电路进行学习内容的显示和播放；所述的腹式呼吸传感器，是通过插在腰带和腹部之间的压力变换器获得与腹式呼吸相关的压力电信号，经过信号处理电路进行信号幅度处理，输入数模变换电路变成数字信号后，由微处理器分析处理而产生吸气结束和呼气开始的脉冲信号，再通过USB口提供给微电脑应用系统；所述的微电脑应用系统是指手机、电子阅读器、PDA、笔记本电脑或台式电脑，或者是指由单片机、显示器、FLASH闪存、录音电路、音乐播放电路构成的独立应用系统；其特征在于：所述由腹式呼吸控制的学习机的学习内容的播放方法的步骤如下：

a)学习者配戴腹式呼吸传感器；选择一首或多首舒缓而优美的背景音乐，做单曲或多曲循环播放；

b)准备好由多段语音信息或／和由多段图文信息组成的学习内容，并且按需要取出第一段语音信息或／和第一段图文信息；

c)学习者做轻松的腹式呼吸；

d)腹式呼吸传感器通过插在腰带和腹部之间的压力变换器获得与腹式呼吸相关的压力电信号，经过信号处理电路进行信号幅度处理，输入数模变换电路变成数字信号后，由微处理器分析处理而产生吸气结束的脉冲信号；

e)检测到吸气结束的脉冲信号后，将所取出的一段语音信息与背景音乐相叠加后混合播出；或者将所取出的一段图文信息进行显示；或者将所取出的一段语音信息和对应的一段图文信息同时进行播出和显示；

f)从第c步开始循环，逐次检测到吸气结束的脉冲信号后，均按前后顺序取出下一段语音信息和下一段图文信息；

g)直至全部的学习内容播放完毕或显示完毕。

2.根据权利要求1所述的由腹式呼吸控制的学习机的学习内容的播放方法，其特征在于：每段新语音信息的播放都能变换声音的响度、声响在大脑的部位、还能作多级变速变调处理；每段新图文的显示都可以变换背景颜色和图文颜色。

Images