众多脑科学实验研究证据表明认知训练可提升大脑功能,改善阿尔茨海默、注意力缺陷多动症等脑疾病,因此认知训练也逐步从实验室走向社会。到目前为止,国外已经出现了很多优秀的认知能力训练平台。国内也有许多热门的认知训练软件,但大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。本论文开展了大量前期实验工作,针对不同认知能力各自建立不同年龄阶段常模,基于此设计研发了多维度的认知能力测评和训练系统。本文的主要内容包括以下三部分:(1)提出一种高效的多维度认知能力的检测和训练方法:利用多物体追踪实验范式来评估和训练持续动态注意能力,以及工作记忆、视觉搜索、逻辑思维、空间想象、执行功能和视觉拓扑知觉等多种心理学实验方法来综合检测儿童青少年的认知能力。在训练方式上,采用多种指标有机结合逐步提升难度的方法,高效地提升认知能力。(2)针对多种认知能力建立不同年龄阶段的常模并分析与学习成绩的相关性:收集6-25岁年龄阶段共1075人的认知能力测评数据,建立不同年龄阶段注意力、记忆力等7种认知能力的常模,同时分析各项认知能力与学习成绩的相关性,我们发现多物体追踪能力和工作记忆能力与学习成绩具有较强的相关性。我们依据常模均值、标准差等数据设定研发系统测评的初始难度、训练参数的设定范围和难度变化梯度,同时根据已有的常模数据将测评得到的分数值转化为为人群中标准百分比分数。(3)研发了认知能力检测和训练系统,并用实验验证了系统的有效性:基于前期各项认知能力的实验方法和常模数据,我们选用与学习能力密切相关的多物体追踪和工作记忆范式作为优先开发的训练系统。采用计算机软件工程理论,设计实现了注意力和记忆力的检测与训练系统。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,基于前期实验数据设定测评训练参数。认知系统测试阶段我们收集了反馈建议并分析了获得的数据。认知能力常模的搭建,使用户明确定位自身的认知水平,也为系统的研发提供数据支持。认知能力检测与训练系统的研发,可测评和训练用户的认知能力,并为常模的扩充提供新的数据。目前本系统已经提供注意力以及记忆力两种认知能力测评范式,未来将会探究和扩展更多认知能力范式,使认知能力检测与训练系统有更加全面的测评方式以及更加完善的训练体系。