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基于脑电波的注意力训练研究

【摘要】:学生课堂注意力不集中直接影响其学习效率,导致学习成绩下降。传统教育里,教师只能通过学生的表情、姿势等难以精准的掌握学生注意力情况,随着可穿戴设备的迅速发展,基于脑电生物反馈技术能准确地测得脑电信号,并能结合多种训练方法来提高学生的注意力,具有重要的理论研究价值和广阔的应用前景。本研究对脑电反馈训练进行了深入研究,并研发了基于脑电信号的注意力训练系统,为提高学生注意力提供了新的方法。首先,本文介绍了传统的注意力训练方法——正念训练,以及基于脑电波的注意力训练的国内外研究现状,总结了注意力训练方法、训练对象及检测等方面存在的问题。阐述了注意力的特征及分类,分析了注意力不集中的危害及注意力检测、训练方法。归纳总结了正念训练的方法。并研究了脑机接口的原理及脑电反馈提升注意力的机理。其次,针对本文在脑电反馈与可穿戴设备方面的研究,开发了注意力训练系统。该系统利用脑电头盔提供的二次开发接口提取出注意力参数,并结合智能手表判断学生基本的身体健康状况。进行了系统的框架设计,数据库及具体功能模块的设计,实现了脑电实时注意力数据的收集、可视化分析,进行了实时工作效率高低情况分析,心率和体温数据收集以及历史数据的处理。通过系统测试,证明本系统能准确地反应学生的注意力情况以及基本身体状况。最后,利用本文的系统进行注意力训练,提出单一训练(正念)和综合训练(脑电反馈训练和正念),通过选取合适的对象,设计实验组和对照组,结合舒尔特方格注意力测试,进行对比研究。实验结果表明:除去其他个人因素影响,对照组相对实验组来说能明显地提高注意力,也对学生的工作效率提高有积极影响,注意力增长也更加稳定;经过八次训练后的结果相对训练前有显著性差异;本研究的系统能促进注意力的提高。

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