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第二 游戏训练促进幼儿自我控制 来自ERP的证据（第1页）

第二节游戏训练促进幼儿自我控制：来自ERP的证据

一、研究目的

我们之前的研究依据自我控制各维度的内涵建构自我控制的培养方案，并采用问卷调查的方式证明游戏可以提高幼儿的自我控制能力，但问卷数据作为效果检验的指标只是对外显行为的评价，还未直接考察游戏训练对自控的大脑神经机制的影响。事件相关电位技术（ERP）是一种较为常用的神经电生理方法，其时间分辨率高，便于操作且无危害，相对于其他神经生理方法更适合幼儿。艾利斯内特等人（Espial。，2013）已经通过ERP技术考察幼儿在执行功能上的训练效果，发现了脑电指标的变化。因此，用ERP技术作为测量手段来考察幼儿训练效果是可行的，本研究将通过该技术直接观察自我控制训练在神经电生理方面的效果。

在自我控制的认知研究中，最常用的是GoNogo范式。为了研究个体的抑制控制能力，研究者将原来等概率的Go和Nogo刺激设置成高比例的Go刺激和低比例的Nogo刺激，这使得Go刺激成为优势反应，当出现Nogo刺激时，个体需要用比执行反应更多的能量去抑制反应，这时会诱发出更大的N2和P3波幅，因此Nogo条件下的N2和P3被认为与抑制控制能力有关。抑制控制能力较差的个体与抑制控制能力较好的个体相比，需要耗费更多的神经能量去成功抑制一个冲动反应，所以其N2波幅和P3波幅更大。约翰斯通等人（2010）的研究证明有效的训练手段可以导致N2波幅改变，其中高强度组在电脑游戏训练后显示出更大的Go-N2和更小的Nogo-N2波幅，P3波幅并没有发生变化，他们认为ERP反映出个体在执行反应和抑制过程中的脑活动变化，从而检验了训练效果。本研究采用GoNogo任务诱发幼儿脑电成分，考察实验组和对照组训练前后的神经电生理变化。实验组进行一学期的教育游戏训练，而对照组在实验组进行教育游戏训练时，进行自由活动，除此之外，两组进行完全相同的教学活动。在训练前后对所有幼儿进行脑电测量，我们假设：实验组在游戏训练后的Nogo-N2和Nogo-P3波幅显著小于训练前，而对照组的前后测差异不显著；后测中实验组的Nogo-N2和Nogo-P3波幅显著小于对照组。

二、研究方法

（一）被试

在大连某幼儿园整群选取86名幼儿，有效被试为50人，年龄范围为3。5～5岁，平均年龄为4。04岁（SD=0。73岁）。无效被试共36人，包括：5人不愿意参加脑电实验，13人的前后测中单个实验条件可用试次低于12个，12人在实验中缺失反应过多，6人参加训练次数过少。参加实验的幼儿视力正常，幼儿的父母均表示愿意参加实验并签了知情同意书。按其所在班级将幼儿随机分配到实验组和对照组。实验组包含25名幼儿，男生13人，女生12人，平均年龄为3。92岁（SD=0。76岁），对照组包含25名幼儿，男生12人和女生13人，平均年龄为4。16岁（SD=0。69岁）。两组无明显的年龄差异。

（二）实验设计

采用2（前后测）×2（组别）×3（电极点）三因素混合设计，其中前后测包括前测、后测两个水平，组别包括实验组、对照组两个水平，当考察N2成分的平均波幅时，电极点包括Fc3、Fcz、Fc4三个水平，当考察P3成分的平均波幅时，电极点包括P3、Pz、P4三个水平。

（三）实验材料与实验过程

1。前后测评定任务

所有被试在训练前和训练后完成视觉GoNogo任务，GoNogo刺激图片为白眼睛老鼠或红眼睛老鼠图片，为防止系统误差，在被试间做出Go刺激和Nogo刺激的平衡，一半将红眼睛老鼠作为Go条件，一半将红眼睛老鼠作为Nogo条件进行反应。实验时，由一名主试带领幼儿进入实验室，并主动与幼儿交谈以消除幼儿惧怕或不愉快心理，幼儿表示熟悉环境愿意开始实验后，主试向幼儿讲解实验规则，确保幼儿理解后，进入实验的练习部分，实验的全过程由一名主试陪同。练习阶段包含1o条件与Nogo条件各含50%），练习后确保幼儿完全明白任务内容，进入正式实验。正式实验由2个block组成，每个block包含120个trials，需要按键的Go的trial占75%，不需要按键的Nogo的trial占25%，两种条件随机呈现（具体实验流程见图11-2）。幼儿完成整个实验大约需要12分钟。实验后，送给幼儿一个喜欢的小礼物。

图11-2实验流程图

2。教育现场实验培养方案

训练项目采用自行设计的自我控制的教育游戏活动。以自我控制的结构为基础，根据我们对幼儿健全人格培养目标中的自我控制和我国颁布的《3～6岁儿童学习与发展指南》以及实证研究结果，我们确定本次培养幼儿自我控制主要有冲动抑制性和坚持性两个特质，即对**有一定的抵制力，能克制自己的冲动；能自觉克服困难坚持完成自己正在做的事。以游戏为载体，依据幼儿人格中的自我控制发展特点和关键期设计培养幼儿自我控制的教育游戏活动方案。具体的主题游戏有：有趣的音乐、不倒的纸杯、按我说的做、“神秘”的礼物、树不倒、学做稻草人（部分游戏方案请见附录4）。

3。教育现场实验程序

实验组与对照组在开始训练前进行GoNogo任务脑电的前测，记录EEG数据，接下来对实验组进行自我控制的游戏训练。游戏训练由带班老师担任主试，使幼儿无陌生感。实验前，研究者统一培训实验组主试，进行统一要求并明确注意事项，使主试熟悉并准确掌握教育现场实验的操作过程。游戏期间，老师带领实验组的小朋友进入事先安排好的游戏场所，并由2名心理学研究生陪同组织，在每次游戏活动结束后让小朋友分享和讨论在此次游戏中体会到了什么，老师对游戏内容进行总结，结束游戏。实验进行过程中，对照组进行自由活动。实验组除了进行精心设计的教育游戏活动外，其他活动与对照组一致。游戏训练共进行一学期，每周进行1～2次教育现场实验，每次进行一个游戏，每次大约持续40分钟，共进行20次训练。培养后再次对2组幼儿进行与前测相同的GoNogo任务并记录EEG数据。

（四）数据采集及处理

实验采用64导便携式脑电仪（EGI，on，USA），在双眼外侧、上下各安置1个电极记录水平眼电（HEOG）和垂直眼电（VEOG），Cz点为参考电极。滤波带通为1～100Hz，采样频率为250Hz导，头皮阻抗小于50KΩ。采用ion软件对脑电记录数据进行离线处理，设置低通滤波为30Hz。由于儿童的眼动电位变化较弱，水平眼电（HEOG）和垂直眼电（VEOG）超过+50μv的均被标记为眼动伪迹。分析时程为1700ms，刺激呈现前200ms到刺激后的1500ms。叠加并平均后得到每个被试前后测的脑电波。

ERP数据基于正确反应的trials进行分析。根据前人研究得出，Nogo条件下N2和P3波幅大小是自我控制的有效指标，所以本研究采用国际10-10系统配位法，根据前人的研究和本研究目的，选取额叶的Fc3、Fcz和F2成分的平均波幅，选取顶叶的P3、Pz、P4电极点考察P3成分。对N2和P3的平均波幅进行2（前后测：前测和后测）×2（组别：实验组和对照组）×3（电极点）的重复测量方差分析。因为本研究考察的重点是培养前后自我控制水平的差异，因此主要分析前后测与组别在Nogo-N2和Nogo-P3成分上的交互作用。上述分析使用SPSS16。0软件进行，方差分析的p值采用GreenhouseGeisser法校正。

三、实验结果

（一）行为数据结果

因为只考察Nogo条件，而在Nogo条件下被试不需要做出反应，所以不考察反应时指标。在正确率上，重复测量方差分析（实验组与对照组两个组别作为被试间因素，训练前后测作为重复测量的因素）表明前后测主效应显著，F（1，48）=6。89，p＜0。05，ηp2=0。13，后测的正确率（实验组：0。88，对照组：0。90）较前测正确率（实验组：0。82，对照组：0。88）都有所提高。组别主效应和组别与前后测交互作用不显著。

（二）ERP结果

1。N2成分

实验组与对照组在每个电极点上前后测的N2平均波幅见图11-3。在330～550ms的窗口时间内，是否经历游戏训练显示出Nogo-N2成分的差异。重复测量方差分析表明，Nogo-N2波幅存在显著的前后测与组别的交互作用（见图11-4），F（1，48）=5。21，p＜0。05，ηp2=0。10。进一步简单效应分析表明，实验组的前后测差异显著，F（1，48）=11。28，p＜0。01，ηp2=0。19，训练后的波幅（-3。53μV）显著小于训练前的波幅（-5。37μV），对照组没有表现出训练前后的差异F（1，48）=0。02，p＞0。05；训练前实验组（-5。37μV）与对照组（-5。284μV）的N2波幅不存在显著差异，F（1，48）=0。01，p＞0。05，训练后两组则存在显著的差异，F（1，48）=4。06，p＜0。05，η2p=0。08，实验组的Nogo-N2平均波幅（-3。53μV）显著小于对照组（-5。21μV）。此外，差异表现在前后测的主效应上，F（1，48）=6。10，p＜0。05，η2p=0。11，后测Nogo-N2成分的平均波幅显著小于前测。其他主效应和交互作用均未发现显著差异。