本文是计算机论文，本文针对国内已有认知能力软件平台存在的缺点，依据前期调研和收集的大量实验数据，设计研发了科学测评，多维度训练认知检测与训练系统。本文首先介绍了认知训练平台的研究背景和意义、国内外研究现状，采用软件功能研究方法，对系统进行需求分析。随后介绍了本系统中使用的主要框架与技术，认知系统客户端部分主要基于Unity3D技术设计，后台管理采用了PhotonServer第三方服务器实现数据交互，利用NHibernate简化数据库操作。本文根据需求进行概要设计，并划分整个系统的关键模块与实现技术。成绩排名主要是记录每个用户的阈值，通过客户端将当前用户的账号信息及模块类型传递到服务器端，服务器端查询数据库对当前用户按阈值进行排名，并查询当前用户排名信息，将查询信息传递给客户端展示给用户。
......
第1章引言
本文的工作流程如图1.1所示，分为四个方面。主要工作为两方面：一是依据多种心理学经典范式对儿童青少年的认知能力进行综合测评，设计实现了7种范式认知能力的实验程序，并利用实验程序收集大量不同年龄段用户的认知能力数据进行分析研究，建立认知能力的常模，为认知能力检测与训练系统提供参数依据以及理论支持；二是依据前期实验调研，设计实现了一个用于提高训练人员注意力、记忆力的认知能力检测和训练系统。客户端主要分为注意模块、记忆模块、成绩排名模块和客户端通信模块，注意模块、记忆模块均包含测试模式和训练模式。注意模块中的测试模式主要用于收集当前用户注意力阈值，根据当前阈值为用户调整注意力训练模式的难度，使其更适合用户去训练提升。同样的，在记忆模块中，同样可以通过测试模式收集当前用户的记忆力阈值，并通过训练模式来提高用户的记忆力。
.....
第2章认知理论和测评技术
2.1注意
通常，真实世界的视觉场景是复杂的，涉及多种移动的或静止的物体。在这样的环境中，同时追踪多个对象的能力是极其重要的，如篮球运动员参加篮球比赛时，需同时注意队友与对手的动向，而这种同时关注一个视觉场景的多个方面的能力便被称为多物体追踪。一个人追踪多个物体的能力是建立在优先注意相关物体并同时抑制非相关刺激的能力之上的。追踪突出目标的过程以及抑制干扰物的能力需要有选择性和持续的注意力，而对注意力资源的需求随视觉场景复杂性的增加而增加。考虑到多物体追踪在日常生活中的重要性，有必要通过模拟真实世界场景的方法来衡量一个人的注意力能力。因此，根据在动态视觉场景中追踪移动对象的能力，设定一些多物体追踪任务来确定一个人的注意力倾向。其表现被认为反映了真实世界的动态注意力。所以，多物体追踪任务也被作为认知训练的范式，用于客观评价和提高注意力能力。
2.2工作记忆
在本系统研究中，其主要作用为注意模块与记忆模块测量阈值，阈值作为注意以及记忆训练难度的衡量标准。预定的标准终点判定为有5个转折点并且5个转折点任意两个转折点的距离不超过3个步长，则完成阈值计算，示例如图2.2所示。本章主要介绍了注意、工作记忆、拓扑知觉、视觉搜索和执行功能五种认知能力的概念、意义和包含成分，以及详细介绍了认知测评方式。下一章节将具体介绍本文对注意、工作记忆、拓扑知觉、视觉搜索、执行功能、图像推理和立体空间想象七种认知能力实验范式的实验方法、程序设计等内容。客户端通信模块主要负责与后台管理模块建立连接，完成整个系统内部的信息交互。客户端负责收集用户的数据，包括用户的基本信息和测评训练数据。后台管理模块负责接收客户端传来的测评训练数据，将数据存放到数据库中，并对数据库中的数据进行分析和处理。客户端发送请求获取数据时，后台管理模块将处理后的数据传递回客户端，包括当前所有用户的用户名及其参与测评的阈值排名情况等。
第3章认知能力实验研究.......................................13
3.1认知能力综合测评.............................................13
3.2认知能力与学习成绩相关性实验研究.............................29
3.3认知能力训练数据实验研究.....................................30
3.4本章小结.....................................................31
第4章认知系统的详细设计与具体实现.........................32
4.1系统功能需求分析.............................................32
4.2系统整体设计.................................................33
4.3功能模块设计及具体实现.......................................33
第5章认知系统测试与使用反馈................................57
5.1测试环境准备.................................................57
5.2功能测试.....................................................57
.........
第5章认知系统测试与使用反馈
5.1测试环境准备
本节将从系统的运行操作系统，服务器等方面介绍认知功能检测与训练系统运行环境。本系统是基于Unity3D引擎实现的认知功能检测与训练系统软件，支持Windows7与Windows10系统，运行PhotonServer实现的后台管理程序，运行MySQL程序实现数据库服务。该功能为游戏的主体部分之一，测试人员分别验证训练模式与测试模式，验证测试模式游戏获得的阈值是否正确，并且将其写入数据库的操作是否成功。在训练模式中，是否可以获取到正确的测试模式阈值或上一次游戏的游戏数据，经过与数据库对比，上述操作功能均正常，并且游戏结果符合预期。家长从范式、功能等方面提供了完善系统的建议：(1)测评训练范式仅有两个，希望增加新的测评训练范式；(2)范式内容希望能与学业内容相关，如记忆范式的记忆物体可以改为历史人物；(3)希望能增加完成训练任务给予金币奖励的类似功能，可以激发学生持续训练的热情；(4)希望有更清晰更直观的训练结果分析反馈。用户反馈认知系统存在的问题，已逐一解决。
5.2功能测试
在用户信息界面输入用户基本信息，包括姓名、性别、年龄、班级等基本信息后，会进入用户注册界面，在该界面输入用户名，密码等信息完成注册，输入未注册的用户名信息时，用户信息会成功写入服务器中的数据库中，可以清楚的在数据库中找到该注册用户的信息，经测试该功能正常。该功能主要用于将用户的训练数据写入到数据库，或者将用户数据库中的数据读取出来返回给客户端程序，测试人员通过进行注意模块以及记忆模块的测试，随后通过用户名信息去数据库中查询，看是否对应的游戏数据被成功写入到数据库中。经测试，测试人员进行的游戏数据被成功写入到数据库中，另外，在游戏开始前，系统会读取当前用户在数据库中的游戏数据，包括关卡与阈值等信息，经测试，测试人员进入游戏后，读取的游戏数据与数据库中保持一致。本系统在中国科学院深圳先进技术研究院实验学校尝试投入使用，卡通界面深受学生们的喜爱，新颖的测评方式和训练模式增加了学生使用的兴趣。
....
第6章总结与展望
随着认知科学的不断发展，认知能力训练变得越来越重要，到目前为止国外已出现了很多优秀的认知能力训练软件平台，但部分认知平台没有中文语言，国人使用并不方便。在国内，有许多热门的认知训练软件，也存在不足，总结为认知测评训练功能较专注于某一方面，无法提供全面地综合测评；适用人群不够广泛，仅针对于某一类人群；多为游戏开发公司研发，其侧重点在于娱乐性，往往缺乏前期实验数据支持，训练方式的科学性也有待考证。最后，通过对每个模块详细设计的描述，给出关键模块的伪代码实现，更加全面直观的展示本系统。本系统在设计时增加了成绩排名，签到打卡等功能，减少用户对于认知能力训练的排斥性，增强用户的竞争心理，激励用户坚持训练，激发用户的训练热情，形成良性循环，达到帮助用户提高认知能力的目的。本课题基于Unity3D引擎认知能力检测与训练系统的设计与开发进行了研究探索，希望可以对今后的认知能力训练有借鉴之处，下面对本研究的不足以及未来如何进行改进进行以下几点总结：(1)增加测评和训练范式目前本系统平台提供的测评训练仅有两种，范式种类较少，将增加拓扑知觉、视觉搜索、执行功能、图形推理和空间认知其余5种认知能力测评训练范式。同时将继续深化研究多种不同认知能力
融合的新范式，不断完善系统的测评训练机制，更加有效地训练多种认知能力。
参考文献（略）
融合的新范式，不断完善系统的测评训练机制，更加有效地训练多种认知能力。
参考文献（略）
