执行功能

执行功能（精选9篇）

执行功能 篇1

一、数学问题解决策略概述

数学问题解决策略是影响数学问题解决的一个重要因素, 但目前关于数学问题解决策略还没有一个完全一致的定义。李明振 (1999) 认为, 数学问题解决策略的基本含义是指在解决数学问题的全过程中, 借以思考假设、选择和采取解决方法与步骤的方针与原则, 是对解决数学问题途径的概括性认识。数学问题解决策略是区别于数学解题方法与具体技巧的、具有普适性的、最高层次的信息处理方法。在研究中, 有时候学者们也把数学问题解决策略简称为策略。

对于数学应用题解决的研究较具代表性和开创性的研究工作是Mayer等人做的。他们将数学应用题解决分成四个基本过程即表征问题、问题综合、制定和调整解答计划、执行解答计划。

随后, 不同的研究者根据各自的研究提出了应用题解决过程的不同理论模型, 在此基础上, 意大利研究者Daniela Lucangeh (1998) 等人做了一项更有意义的工作, 他们收集了以往有关应用题解决的研究文献, 找出了七种研究者们普遍公认的应用题解决中所涉及到的过程:情境理解、问题表征、问题归类、解题估计、解题计划、自我评价 (对列式的自我评价和对计算的自我评价) 。然后设计了一系列的分步应用题, 让被试解答每一道应用题的时候, 同时回答七道选择题, 这七道选择题是按照上述七个过程设计的多项选择题。通过多元回归和路径分析, 他们发现有五个过程是被试解应用题时所必须的, 即情境理解、问题表征、问题归类、解题计划和自我评价。

针对中国小学生数学学习的特点, 路海东等人 (2002) 以Daniela Lucangeli等人的研究为范式, 通过研究也得出了类似的结论, 即上述五个过程都对小学生应用题的解决有重要作用。

二、数学问题解决策略训练的有关研究

由于问题解决策略对于数学问题解决有着至关重要的作用, 因此对于数学问题解决策略的训练也是数学问题解决研究的重点和最后的目的。

国内外学者对这一方面都做过研究, 并取得了一些成效。国内外学者都比较关注解题过程的思维训练, 一般通过以下两种途径来提高应用题的解题能力:一是通过开设专门的思维能力训练课程来提高学生的思维水平, 从而迁移到应用题解题中, 提高解题能力, 例如, 德波诺 (Debono) 的数学思维教程、科文顿 (covington) 的创新性思维教程等。但是在20世纪80年代中、后期的一些研究工作者看来, 这类课程虽有一定的价值, 但得到严格评估的不多, 而且有些在经过严格评估后被发现不具有长期效应, 也即学生不能将所学的策略迁移到课程以外的领域;二是结合应用题教学, 开展有关解题策略的训练。例如, Mayer将解答数学应用题的思维过程划分为四个阶段:表征问题、问题综合、制定和调整解答计划、执行解答计划。

Wiilis等人 (1988) 和Lewis (1989) 分别采用了图式图画法和线段图法去训练学生对应用题进行有效地表征, 结果发现采用这两种方法的训练能有效地提高学生表征应用题的效率。Alison King (1991) 采用了提问策略去训练学生在解决计算机辅助问题中的认知和元认知活动。结果发现提问策略可以提高问题解决的成功率。

刘电芝 (1989) 对小学六年级学生开展应用题解题思维策略训练, 主要采用六种具体策略:简化法、图解法、结构训练法、联想法、假设法和对应法。结果表明经过训练可在较短时间内提高学生的解题能力, 且训练的解题方法能迁移。姚飞和张大均 (1999) 采用应用题结构分析方法训练小学生解应用题的能力。在该研究中, 主要采用了两类策略七种方法, 实验研究的结果是小学四年级学生的应用题解题能力显著提高。沃建中 (2001) 等人进行了小学生解决应用题的策略训练, 提高了小学生数学问题解决能力。路海东 (2004) 对小学生进行三种方式的解题策略训练, 即问题情境理解训练、画图表征策略训练以及整体模型策略训练, 结果表明均能够显著提高小学生解决数学应用题的策略水平, 进而显著提高小学生数学应用题解决的成绩。

三、执行功能与数学能力关系的研究概况

许多研究表明, 算术学习困难儿童常常表现为计算慢、不准确, 这些方面的缺陷通常被认为是由于执行性工作记忆的缺陷所致 (Hitch&Mc Auley, 1991;Siegel&Linder, 1984;Siegel&Ryan, 1989;Swanson, 1993) , 儿童在完成既要回忆信息又要操作或加工材料的任务时, 表现较差。执行性工作记忆同样对儿童成功解决计算应用题有重要影响, Cooney and Swanson (1990) 研究表明, 工作记忆和问题解决 (如, 个体问题图式表征语以及广度存在显著相关) 存在正相关。

Rourke (1993) 的实验发现, 当任务由加法换为减法时, 转换功能不好的儿童, 计算犯错率更高。Mc Lean&Hitch (1999) 研究了高计算能力和低计算能力在三个经过改编的连线任务上的表现, 这三个连线任务都需要转换能力, 结果发现, 计算困难儿童完成三个连线任务要比计算正常儿童慢。Bull (1999, 2001) 等使用WCST来测查转换能力, 结果发现WCST的持续性反应与计算能力存在负相关, 也就是说, 计算能力差的儿童在策略或规则转换上存在更大的困难。

Passolunghi (2001) 的研究发现, 计算困难儿童与优秀儿童相比, 在工作记忆任务 (如Listening Span Task, Animal Dual Task, and Listening Span Completion Task) 的回忆结果中存在大量的干扰错误, 因此, 他们认为:计算困难儿童工作记忆的缺陷与抑制控制能力差有关。换言之, 抑制控制差是影响儿童计算问题解决困难的更基本因素。Sluis (2005) 等使用快速命名数字、字母、数量任务 (rapid naming of digits, letters, or quantities) 测查抑制能力, 探讨四五年级计算困难儿童、阅读困难儿童、阅读和计算都困难儿童、控制组儿童的抑制功能, 结果表明, 计算困难儿童完成数字和数量的命名任务明显低于其他三组儿童。

四、问题的提出

以Siegler等为主要代表的研究者, 从策略提取、选择和发现的角度, 对儿童的算术认知表现给予解释。策略的选择执行是一种复杂的认知加工活动, 执行功能的主要作用是对高级认知活动进行控制协调, 这两者从理论上说应该存在着联系。而在实证研究方面, 近期的相关研究 (刘凡, 1994;陈英和、王明怡, 2006) 表明, 与执行功能关系密切的工作记忆及其中央执行成分与算术认知策略的表现存在着相关, 策略转换功能越强的儿童, 策略的使用越灵活;抑制功能在儿童提取策略的选择和执行中具有重要的作用。最新的一项关于儿童执行功能与算术认知策略关系的研究 (陈英和、王明怡, 2009) 表明, 在转换任务指标上表现得更好的儿童, 策略执行的正确率都更高, 换言之, 转换能力更强的儿童, 更能灵活正确地运用策略。抑制能力强的儿童采用分解和交换策略次数更多, 策略执行正确率更高。在工作记忆负荷增加时, 刷新成绩更好的儿童, 策略执行的正确率也更高。

在解应用题的过程中, 要成功解题, 需要根据情况灵活运用策略, 在心理上完成对策略的转换, 例如在解“工程问题”的时候需要将其转化为熟悉的“行程问题”才能达到成功解决。又如李晓东等人 (2002) 的研究表明, 学生在解决比较应用题中出现的错误主要为转换错误, 在不一致问题中出现的错误要多于一致问题中出现的错误。经过解题策略训练, 能够灵活转换策略、成功解题的学生, 其转换功能可能也会得到锻炼。而要达到成功的转换往往又跟抑制离不开, 需要抑制自己的定式思维, 才能转换到另外一种策略。比如有一些研究表明成功解题跟抑制分心物有关, 成功解题者能够成功抑制无关信息 (金志成, 1999;董妍, 2003) 。经由策略训练提高学生的解题能力后, 抑制功能可能也会得到改善。此外研究显示执行性工作记忆对儿童成功解决计算应用题有重要影响, 如Cooney&Swanson (1990) 的研究表明, 工作记忆和问题解决存在正相关。而经由策略训练可以将困难的复杂任务分解成简单任务降低工作记忆负荷, 在这个过程中, 刷新功能可能也会得到锻炼。

鉴于策略运用与执行功能的相关, 以及应用题解题策略与执行功能理论上的联系, 推测通过应用题解题策略训练, 掌握了策略的学生在刷新功能、转换功能和抑制功能上也会得到锻炼和提高。

目前有一项研究 (李凌云、刘电芝, 2007) 表明应用题解题策略训练能够显著改善儿童的刷新能力, 但是这项研究至少存在着两项不足, 一是在执行功能的前后测中使用了完全相同的任务, 这使得研究的结论打了一个折扣。Phillips (1997) 提出准确测量执行功能的任务内容和形式必须新颖, 也就是说, 只有当任务比较新颖时, 需要中央执行功能的参与最强, 而重复的任务会减少执行功能的实际参与程度。因此, 执行功能任务不宜在同一被试身上进行重复测量。二是在小学阶段儿童的执行功能仍在发展, 因此虽然他的研究表明应用题解题策略训练能够显著改善小学五年级儿童的刷新能力, 但是这真的是训练的效果呢还是被试执行功能的发展所致, 还需要进一步的研究来证实。

摘要：执行功能与认知策略的运用密切相关, 而在数学认知领域, 策略在应用题问题解决过程中起着极为重要的作用, 经由应用题解题策略训练, 能够灵活应用策略成功解题的学生, 其执行功能可能也会得到锻炼和提高。有一项研究表明通过应用题解题策略训练可显著提高学生的刷新能力, 但他的研究存在着两方面的不足, 一是在执行功能的前后测中使用了完全相同的任务, 二是没有设置对照组考察成熟带来的影响。未来的研究可在此基础上进行改进。

关键词：儿童,执行功能,数学问题,解题策略

执行功能 篇2

方向，在构建中国特色审计监督制度的进程中具有里程碑的作用。

随着经济社会的发展，要求审计范围不断扩大、审计功能也日益增多、审计方法要日益改进、审计角度应不断调整。而财政预算执行审计作为国家审计的永恒主题和法定职责，在国家审计体系中居于重要地位，在发挥审计免疫系统作用中肩负重要使命。随着财政预算管理改革，预算执行审计工作面临着一些新的问题和变化。主要表现在基层审计机关预算执行审计报告时间和当审计计划不一致；预算监督的领域进一步拓宽，不再局限于预算单位；预算审计的内容要求不断深化；审计手段和方法创新力度不够等等。面对这些问题和变化，如何更好的发挥审计免疫系统作用，进一步提高依法审计能力和审计工作水平，全面提升预算执行审计的层次，笔者认为预算执行审计工作应作适当的完善。

一、审计时间安排上突出“早”字，努力使审计成果体现在“两个报告”上。上级审计部门年初应早下达审计计划，统一项目的审计时间应尽量要求在向本级人大提交报告前结束。本级审计机关要加强审计项目计划的整体性，根据年初拿出的总体方案，围绕当财政审计的重点和专题来确定审计对象，根据确定的审计对象来统筹安排审计项目计划，使整个项目计划整体划一，突出整体性。在财政审计这个综合平台上，审计组根据各自的分工，协同作战，形成合力。使当年的审计成果尽可能的归入财政审计报告之中，以完整客观地反映出财政资金使用的全貌。使审计成果得到有效的提升和利用。

二、审计人员调配上力求“强”字，构建全新的审计组织体系。多年来的审计实践表明，预算执行审计是一项统揽全局的系统工程，必须将财政审计、行政事业单位审计、专项资金审计、建设项目审计等列入财政预算执行审计范围，形成一个既有分工、又有合作的审计整体。尤其是财政预算管理改革后，审计范围更广、直接审计对象更多，这就需要调整审计组织方式，应在局长或业务副局长的直接领导下，建立由综合部门牵头、以财金审计为主体、各专业审计科室共同参与，既明确分工、又相互配合的审计组织体系。

三、审计对象选择上坚持“广”字，更好的拓展审计范围。预算管理改革后，按照改革后财政资金的管理模式和主要流向，财政支付形式有了较大的改变。财政审计不仅要强化预算执行审计，把预算支出作为审计的重点；也要把游离于预算管理体系外的政府资金全面纳入审计范围，实现对全部财政资金的全方位审计。审计中除了应继续加强对负责预算编制和管理的财政部门的审计外，要根据财政资金的走向，强化对代理预算拨款和支付职能的专职机构（政府采购中心、国库支付中心等）的审计，促进规范和完善财政支出管理。同时对面广量大的具体用款单位，有计划、有步骤地安排审计，确保每年有一定的审计覆盖面，促进有关部门依法理财、遵纪守法。

四、审计方式上务求“新”字，创新审计方法和手段。做到“三结合”即：一是将上级统一安排审计（调查）项目和预算执行审计相结合，二是将以部门单位的审计为主线和以问题为主线两者有机结合起来，三是将查找同类问题与延伸审计单位结合起来。同时做到“三注重”即：一是注重运用计算机辅助审计，积极运用ao审计系统进行辅助审计，积极发挥运用ao审计系统审计查证、分析性复核、收集、筛选等方面的强大功能。二是注重改变单一的事后审计监督方式，促进并逐步形成事前预警、事中监管、事后审计有机结合的监督机制。三是注重绩效审计，由单纯的真实合法性审计向全面的真实合法效益性审计转变。预算执行审计既要关注财政资金收支“实不实”、“对不对”，更要关注用得“好不好”，将效益审计和真实性、合法性审计统一起来。

五、审计成果（两个报告）上注重“深”字，多做深层次的分析研究。过去我们实施预算执行审计，一般都是以审计本级财政部门为主，其他相关部门和单位都是延伸审计，即使是一些专项审计调查，也往往是就事论事，缺乏系统性和针对性，因而审计揭示的一些问题年年都是“老面孔”，所提建议也是微观的、一般性的，这已远远不能适应公共财政体系的要求。因此，要充分发挥审计监督在宏观管理中的作用，注重从政策措施以及体制、机制、制度层面发现问题，分析其深层次原因并提出审计意见和建议，促进深化改革，加强宏观管理。

执行功能 篇3

关键词：2～3岁儿童；执行功能；独生子女；家庭成员数量；受教育水平

分类号：B842

1.1问题提出

执行功能是个体在完成复杂的认知任务时，对各种认知过程进行协调，以保证认知系统以灵活、优化的方式实行特定目标的一般性控制机制，本质是对认知过程进行控制和调节 （周晓林，2004），其生理基础是大脑的前额叶皮层 （Benes，2001）。在个体发展中，执行功能不仅与心理理论、数学成绩相关，还与儿童阅读能力、推理能力、社交技能、道德、情绪调节能力等相关 （Bernier，Carlson， & Whipple， 2010），甚至有研究者指出执行功能对学业成就的预测力比IQ还要大 （Medina，2010）。因此，近年来有关儿童执行功能的研究已成为国际儿童发展与教育研究中的热点与前沿领域。

2～5岁是儿童执行功能发展的重要时期 （Garon， Bryson， & Smith， 2008），在这一时期执行功能的发展受诸多因素的影响，其中家庭背景因素是很重要的一个方面 （Hughes & Ensor， 2009）。有研究发现家庭社会经济地位对儿童执行功能发展有重要影响 （Noble，McCandliss， & Farah， 2007； Noble， Norman， & Farah， 2005）。在Lipina等的研究中，3～5岁儿童在目标导向、认知灵活性和工作记忆任务上的表现会因社会经济地位的不同而不同 （Lipina，Martelli， Vuelta， InjoqueRicle， & Colombo， 2004）。随后，Hughes和Ensor （2005）发现， 来自不良家庭环境 （如家长失业并住在政府资助的住房中） 的儿童在执行功能的工作记忆、认知灵活性和抑制控制任务上均表现较差。对一些低收入的非城市家庭来说，家庭收支比和母亲的受教育水平对3岁左右儿童的执行功能有一定的预测力 （Blair et al.， 2011）。但Wiebe等以工作记忆和抑制控制代表执行功能对2～6岁的儿童研究发现，社会经济地位对工作记忆和抑制均无显著影响 （Wiebe，Andrews， & David， 2008）。

总体上看，国外大多数研究认为家庭背景因素对儿童执行功能的发展是有一定影响的，但其中也有一些问题。首先，以往研究对社会经济地位的界定不一致。有些研究从家庭收入、父母职业和父母的受教育水平三个方面对家庭社会经济地位进行界定，也有不少研究仅以家庭收入和父母受教育水平代表社会经济地位，此外还有一些学者研究社会经济地位的不同方面对执行功能的影响 （Braveman et al.，2005）。其次，对于执行功能并没有一个统一清晰的概念，在研究中所选择的任务不统一，各研究间缺少可比性。最后，国外对低社会经济地位家庭关注较多，对中等社会经济地位儿童家庭背景因素对执行功能影响的细致分析开展较少。

就我国来说，对儿童执行功能的家庭影响因素的研究还比较少。刘文等研究发现家庭环境与4～7岁儿童的执行功能发展有密切关系 （刘文， 李媛媛，刘焕青，2013）。李滢 （2011） 研究发现，父母教养方式对3～5岁儿童的抑制控制有显著影响。同时我们的前期研究发现，隔代教养对儿童的工作记忆有一定的积极作用 （金阳，王明怡，2013）。这些研究的重点是家庭的“软性”心理氛围特点，但对于是否独生子女、父母受教育程度等家庭“硬性”背景因素的考虑，则鲜有涉及。

我国居民家庭中普遍存在着两个较有特色的现象：一是独生子女现象，一是与长辈同住。自我国实行计划生育基本国策以来，独生子女的发展一直是一个备受关注的研究议题，但目前国内尚未发现有研究探索独生与执行功能发展的关系。在国外，这方面的研究存在一定的争议。国外大多数研究表明，有兄弟姐妹有利于儿童执行功能的发展 （McAlister & Peterson，2006；2012） ，但是在有些研究中却并没有发现这种联系 （Cole & Mitchell，2010）。相比于独生子女现象，与长辈同住则是我国的一个历史传统，并一直保留至今。那么，家庭成员数量对儿童执行功能的发展有着怎样的影响？这也是本研究将要探索的一个重要问题。

综上，本研究将以执行功能领域中影响广泛的包括工作记忆、抑制控制和认知灵活性的三成分理论作为指导框架 （Miyake，Friedman， Emerson， Witzki， Howerter， & Wager，2000），探索占群体大多数的城市中等社会阶层儿童的家庭背景因素对执行功能的影响，细致了解是否独生、家庭成员数量、父母受教育水平和家庭收入等的具体影响。考虑到2～3岁是儿童高级认知的萌芽阶段 （Nelson， Thomas， & de Haan， 2006），且此时家庭的影响远大于学校和社会，因此，选取此年龄阶段儿童作为被试。

2研究对象和方法

2.1研究对象

在北京市方便抽取三所幼儿园，其入园儿童基本来自中等社会阶层家庭。选取托小班儿童共85名，剔除任务完成不全的被试4名，为避免天花板效应，删除在三个任务均获得满分的被试8名，最终获得被试73名，其中男生37名，女生36名，年龄在25～42个月之间 （M =33.82，SD =4.26）。

2.2测试任务

2.2.1工作记忆任务

采用固定盒子任务，该任务是根据Hughes和Ensor （2007） 的珠子任务改编而成。将6个颜色、形状各不相同的盒子整齐地摆放在一个圆盘上，然后将贴纸在儿童的注视下藏在其中的盒子中，盖上方巾，旋转一周后，让儿童寻找藏有贴纸的盒子。共有9个试次，依次将1张、2张、3张贴纸变换着藏3次，只有当儿童找到所有藏的贴纸后才算得分。贴纸所藏的顺序和位置对所有儿童均相同。记录儿童寻找正确的次数，作为工作记忆的指标。

2.2.2抑制控制任务

采用延迟满足任务范式 （Kochanska，Murray， Jacques， Koenig， & Vandeceest， 1996）。测试时主试声称要送给被试一个礼物，并拿出一个精美的礼盒放在桌子中间，告诉儿童临时有事需要出去一下，让儿童等待回来一起玩。一定要等到儿童点头同意，表明儿童已经领会意图，主试才会走出房间。期间观察儿童反应，记录等待时间，作为抑制控制指标。

2.2.3认知灵活性任务

采用皮亚杰的A非B任务范式 （Piaget，1954）。在一个硬纸板上倒扣两个完全相同的不透明塑料杯子，利用捉迷藏的方式，将送给儿童的小礼物先藏在主试右手边的盒子里，然后主试藏起纸板与盒子，并与儿童一起数数，十秒钟后，端出纸板，让儿童找玩具。儿童在同一边连续猜对两次后，主试将玩具换着藏到另一边。一共有10个试次。记录儿童猜对的正确次数，作为认知灵活性的指标。

2.3研究过程

测试前，家长填写知情同意书和基本情况调查表，收集家庭背景信息。选择五名经过培训的心理学研究生测评儿童的执行功能水平。经同意，对测评过程进行录像。事后由两名计分员分别独立对儿童的任务完成情况进行计分。计分有出入的地方，将会由第三名计分人员通过查看录像再次核对计分，并以此为准。

3研究结果

儿童家庭背景因素的描述性统计数据如下页表1所示，全部为父母受教育水平在本、专科及以上或者家庭年收入在10万元以上的家庭，符合中等社会阶层的研究需要 （陆学艺，2002）。同时，本研究中的家庭成员数量是指除被试儿童之外的家庭成员数量。以往研究显示，2～3岁是儿童执行功能快速发展的时期 （Garon， Bryson， & Smith， 2008），在这一时期年龄对于执行功能的发展有重要影响，因此本研究将以年龄为协变量对数据进行协方差分析。检验自变量与协变量之间是否满足斜率同质的假设，交互作用检验表明，是否独生、家庭成员数量、父母受教育水平和家庭收入这些变量与儿童在执行功能三个任务上的得分分别符合斜率同质的假设，可进行协方差分析。

如表2所示，协方差分析结果表明，非独生子女在延迟等待任务上的表现显著优于独生子女，而是否独生对其他两个任务表现并无显著影响。

3.2家庭成员数量对执行功能的影响

协方差分析表明，家庭成员数量越多，儿童在A非B任务上的表现越好，但家庭成员数量对执行功能的其他任务无显著影响，结果如表3所示。

鉴于有些儿童是非独生子女，其家庭成员数量也会大于2人，因此，我们单独选取独生子女家庭，除去家庭成员数量数据缺失的2个家庭，共计51个家庭，对斜率的同质性检验后，进行协变量方差分析。结果发现，独生子女家庭成员数量对A非B任务依然有显著性影响 （F（2，47）=4.54，p<0.05，η2=0.12）。

3.3父母受教育水平的影响

3.3.1母亲受教育水平对执行功能的影响

删除母亲受教育水平在本专以下的被试数据，共61名被试数据参与分析。协方差分析表明：母亲受教育水平对A非B任务表现有显著影响，母亲受教育水平越高，儿童表现越好；但是母亲受教育水平对执行功能的其他两个任务没有显著影响。结果如表4所示。

3.3.2父亲受教育水平对执行功能任务的影响

删除父亲受教育水平在专、本科以下被试数据，共64名被试数据参与分析。协方差分析结果表明，父亲受教育水平仅对A非B这一任务表现有显著影响，表现为父亲受教育水平越高，儿童在A非B任务上的得分越高，对其他两个任务没有显著影响，结果如表5所示。

3.4家庭收入的影响

删除家庭年收入在10万元以下被试数据，共有66名被试数据参与分析。协方差分析结果表明，家庭收入对执行功能的各个任务均无显著性影响，结果如表6所示。

4讨论

4.1独生对执行功能的影响

在本研究中，非独生子女在抑制控制任务上的表现优于独生子女，但是在工作记忆任务和认知灵活性任务上的表现没有显著性差异。独生对儿童抑制控制的影响也许通过以下途径实现。首先，非独生子女在获取一些家庭资源 （如玩具） 时，存在竞争对象，有时难以立即得到，而是需要等待，该过程也许会对儿童的抑制控制的发展具有促进作用 （Cole & Mitchell，2010）。其次，非独生子女在家庭游戏互动过程中，也存在更多需要抑制控制的地方，比如和兄弟姐妹有更多的机会一起搭积木或玩捉迷藏的游戏等。

值得注意的是，本研究结果表明，即便是对于2～3岁的儿童来说，独生对抑制的影响已经显示出来。考虑到幼儿入园后，集体生活的方式会进一步影响儿童的抑制控制表现，因此，在今后的研究中，可以考虑追踪观察独生对更大年龄儿童抑制控制的影响，系统探索二者间的关系。

同时，之前研究发现非独生会促进儿童认知灵活性的发展 （Cole & Mitchell，2010），但本研究并没有发现这种影响。这可能是由于国外研究中非独生情况下兄弟姐妹的数量相对较多，因此对执行功能产生了区别性的影响。

4.2家庭成员数量对执行功能的影响

研究结果还表明，当家庭成员数量更多时，儿童的认知灵活性发展也较好。这可能是由于，在多家庭成员中，儿童需要在多种家庭关系中转换，进而促进其认知灵活性的发展。尤其对于独生子女来说，家庭成员数量的增多，可以促进认知灵活性的发展，这在一定程度上可以弥补无兄弟姐妹所带来的不良影响。但是在本研究中并未发现家庭成员数量对儿童抑制控制有明显的影响。对于独生子女而言，由于家庭成员与儿童之间的互动与兄弟姐妹间的互动还是存在差别，因此，可能较多的家庭成员也难以发挥同胞手足与儿童互动时所发挥的作用，独生子女的抑制控制也不会因家庭成员数量的增多而发展得更好。

4.3父母受教育水平对执行功能发展的影响

父母受教育水平和家庭收入是家庭社会经济地位的重要测评指标，以往诸多研究也已经表明它们会对儿童执行功能的发展产生影响 （Lipina et al.，2004；Blair et al.，2011）。在本研究中，我们发现对于中等社会经济地位的家庭来说，父母受教育水平对儿童工作记忆和抑制控制并无显著影响，但是对儿童认知灵活性的发展有着积极的作用，这与国外的研究结论相一致。这也许是因为受教育水平较高的父母会更关注幼儿的教育，有意识地为儿童创造更多的接触各种事物的机会，丰富儿童的经历，从而促进了幼儿认知灵活性的发展 （Ritter et al.，2012）。

此外，有研究发现，父母的控制教养可以预测儿童的抑制控制，即父母对儿童的态度较委婉、积极时，儿童会自愿顺从，自我控制水平较高 （李滢，2011）。我们认为，对于那些受教育水平在专本及以上的父母来说，其在对儿童的控制教养上可能并不存在很大的差别，反而是那些受教育水平在专本以下的父母在这方面可能会有所差别，对此尚需要进一步的研究予以证实。

4.4家庭收入对执行功能的影响

同时，研究发现家庭收入对执行功能的三个方面均无明显影响，而以往研究发现家庭收入对儿童执行功能有显著影响 （Blair et al.，2011；Hughes， Ensor， Wilson， & Graham，2010）。这种不一致可能是由于被试群体的选取不同造成的。国外研究中，一般选择低收入家庭儿童进行研究，并认为生长在贫困家庭中的儿童更容易遭受营养不良、家庭暴力、家庭经济压力等不良环境因素的影响 （Bradley & Corwyn，2002；Evans，2004），从而会对儿童执行功能的发展产生不利影响。但是，本研究选取的是中等社会经济地位家庭，贫困家庭中的很多不利于执行功能发展的因素在这些家庭中并不存在，因此在本研究中家庭收入对儿童执行功能发展影响并不显著。

4.5家庭背景因素对工作记忆的影响

值得注意的是，本研究所调查的家庭背景因素对儿童工作记忆的发展均无明显影响。这看似与我们之前的研究结果 （金阳，王明怡，2013） 不符。之前研究中发现隔代教养对儿童的工作记忆有一定的积极作用，但在本研究中，家庭成员数量的增多对儿童的工作记忆并无显著的促进作用。我们猜想隔代教养这一变量之所以会对工作记忆产生影响，是因为隔代教养可以区分儿童所受到的不同的教养方式，而家庭成员数量这一变量很笼统，并不能反映出在教养儿童时祖辈参与的程度，只是一个更一般化的人口学变量。因此本研究中家庭成员数量对工作记忆没有显示出显著的作用效果。

6结论

执行功能 篇4

遥感具有大面积、同步、对同一区域进行重复监测等独特优势, 可为海洋功能区划实施情况监测提供实时性很强的数据源;此外, 遥感影像的空间分辨率不断提高, 能够识别海域使用类型, 并监测其变化。国产自主卫星影像更具有易于获取、价格便宜、自主性强以及国土覆盖度高的优点。在以往的海洋功能区划工作中, 遥感技术在海洋功能区划编制方面已有了初步应用, 其中江苏省借助Landsat-5 TM影像制作了海洋功能区划底图[2], 青岛市利用SPOT影像宏观把握土地利用现状, 辅助开展海洋功能区划工作[3]。遥感技术在海洋功能区划实施情况监测应用方面, 马毅等利用4景CBERS-02 B CCD图像数据对青岛市海洋功能区划实施情况进行了监测[4]。

笔者针对海岛功能区划实施情况监测的需求, 以广东省6个主要海岛为例, 应用5景2008年国产资源遥感卫星CBERS-02 B CCD影像, 提取6个主要海岛开发利用现状, 分析其与功能区划的符合情况。

1 研究区和数据

1.1 研究区

广东省大比例尺海洋功能区划范围包括全省海岸带、海岛、领海和海洋专属经济区, 粤西区段在黄茅海以西至广东广西交界处。广东省共有海岛1 431个, 其中面积大于500 m2的海岛有759个, 粤西占254个;面积小于500 m2的海岛有672个, 粤西占199个。笔者选择粤西的新寮岛、东海岛、南三岛、海陵岛、上川岛和下川岛6个海岛个主要海岛作为研究区, 6个海岛的面积之和约占粤西海岛总面积的91.22%[5] (图1) 。

1.2 数据

1.2.1 数据源

笔者以广东省大比例尺海洋功能区划图和中巴CBERS-02 B CCD影像为主要数据源。

广东省大比例尺海洋功能区划工作于2001年完成, 为最新一期广东省大比例尺海洋功能区划图, 研究区域内共涉及海洋功能区划图6幅, 比例尺为1∶120 000 (图2) 。

笔者共使用5景中巴CBERS-02 B CCD数据 (图3) , 数据幅宽113 km, 重返周期为26天, 空间分辨率为19.8 m, 在可见近红外光谱范围内有5个波段。

1.2.2 数据处理

利用遥感影像开展海洋功能区划执行情况监测, 须进行必要的图像处理。笔者以覆盖6个海岛的5景分辨率为2.5 m、校正后定位精度优于5 m的SPOT-5影像为参考, 对CBERS-02 B CCD数据进行地理配准;为了能够更好地反映广东省海域开发利用的实际状况, 对各期的遥感影像进行了432假彩色波段组合和适当的增强处理。

为了将海洋功能区划图和遥感影像进行空间位置匹配, 笔者采用一次多项式校正方法, 利用图件所带坐标对其进行几何校正, 赋予地理坐标信息;为了准确地反映实施情况, 在ArcGIS平台下, 对校正后的6个海岛海洋功能区划图进行了矢量化。

2 结果分析

基于粤西6个主要海岛海洋功能区划矢量层, 利用遥感影像提取每个功能区开发利用现状信息, 分析开发利用类型和功能区划类型的符合情况, 监测各岛功能区划执行情况。

粤西6个主要海岛所涉及的功能区划类型包括林区、农业区、农林区、旅游区、自然保护区、城镇工业区、城镇工业预留区、陆地海水养殖区和盐田。各种功能区划类型的实际开发利用状况见表1。

林区类型仅在上川岛、下川岛和海陵岛3个海岛上有区划, 遥感监测结果显示部分区划林区被开发利用为农用地、海水养殖和城镇工业用地。在上川岛上, 开发利用现状与区划类型不符合情况很少, 仅沿海几处利用为农用地和岛南部的岛岸凹进处一小片利用为城镇工业用地。在下川岛上, 部分区划林区被开发成农用地, 岛西北部有块区域现状利用为城镇工业区。在海陵岛上, 区划林区被利用为农用地的居多, 在全岛均有分布, 尤其是在岛的偏北部相当明显;另外, 在岛的东北部还有两块被开发为海水养殖 (图4) 。

农业区类型在上川岛、下川岛、海陵岛和南三岛4个海岛上有区划, 遥感监测结果显示, 被开发利用为海水养殖的分布在上川岛中部、下川岛西北部、海陵岛南部和南三岛各处;被开发利用为林地的分布在海陵岛中东部和南三岛东、西部 (图5) 。

农林区类型只在新寮岛和东海岛两个海岛上有区划, 遥感监测结果显示部分区划农林区被开发利用为海水养殖、城镇工业用地。新寮岛的农林区目前开发利用状况与区划类型相比变化明显, 有相当大面积被利用为海水养殖。东海岛的开发利用现状与区划类型不符合情况很少, 只有中部小面积被利用为城镇工业用地 (图6) 。

旅游区类型在上川岛、下川岛、海陵岛、南三岛和东海岛5个海岛上均有区划, 遥感监测结果显示部分区划旅游区利用现状为农用地、海水养殖、果园和未利用地。上川岛和海陵岛部分区划旅游区被利用为农用地。下川岛的区划旅游区基本没有变化。南三岛大片的区划旅游区被利用为陆地海水养殖, 还有部分区域目前监测为未利用地。东海岛东部的区划旅游区现状利用类型有农用地、海水养殖和小面积的果园 (图7) 。

自然保护区类型只在上川岛东北部有区划, 影像监测结果显示开发利用现状与区划类型基本相符。

城镇工业区类型在各个海岛上均有区划, 影像监测结果显示部分城镇工业区被开发利用为农用地、林地和海水养殖。上川岛北部的大片区划城镇工业区现状利用类型为农用地和林地。下川岛区划城镇工业区的现状利用类型有农用地、林地和海水养殖。海陵岛的区划城镇工业区主要被利用为农用地和林地。南三岛中东部的部分区划城镇工业区现状利用类型为农用地和林地, 东南部的区划城镇工业区则被利用为农用地和海水养殖。新寮岛的区划城镇工业区被利用为农用地和海水养殖。东海岛的3块区划城镇工业区在影像上显示其现状利用类型为大面积的农用地和海水养殖 (图8) 。

城镇工业预留区类型在下川岛东北部、南三岛西部、东海岛北部有区划, 该区划类型部分区域目前被利用为农用地、林地、海水养殖、果园。下川岛的部分区划城镇工业预留区被利用为林地。南三岛的部分区划城镇工业预留区被利用为农用地、林地和海水养殖区。东海岛的区划城镇工业预留区开发利用现状类型复杂, 包括农用地、林地、海水养殖和果园 (图9) 。

陆地海水养殖区类型在南三岛西部、新寮岛东部和东海岛上有区划, 影像监测结果显示部分海水养殖区被开发为农用地和林地。南三岛的小部分区划海水养殖区被利用为农用地和林地。新寮岛的开发利用现状与区划基本一致。东海岛的区划海水养殖区区域中有3小块实际利用类型为农用地 (图10) 。

盐田只在东海岛东南部有区划, 该区划类型区域实际被利用为海水养殖和农用地 (图11) 。

3 结论

通过研究表明, CBERS数据可以用于海岛功能区划执行情况监测。对比影像监测结果和功能区划类型, 目前的开发利用方向与功能区划基本吻合, 但由于功能区划类型是一个利用方向, 具体实施过程中存在诸多变化。从是否丧失原有区划属性来看, 有些区域实际开发利用现状虽与区划类型不一致, 但并没有丧失原有的区划属性, 如, 区划类型为城镇工业区, 而开发利用现状为农用地, 这些区域仍可被利用为区划类型;也有部分区域丧失了原有属性, 如区划类型为林业区, 而开发利用现状为城镇工业用地, 很难再利用为区划类型, 建议在功能区划修编时根据情况修改。

参考文献

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执行功能 篇5

1 执行功能概述

执行功能 ( executive function) 一般理解为在完成复杂的认知任务时, 对各种认知过程进行协调, 本质是对其他认知过程进行控制和调节; 执行的根本目的是通过灵活、优化的方式产生协调有序、具有目的性的行为[2]。对执行功能的研究多是从神经心理学角度出发的, 主要是对前额叶皮质损伤的病人所出现的一些神经心理缺陷 ( 如计划、概念形成、认知灵活性、对动作的监控等方面的困难) 进行研究[3]。不同的研究者有不同的见解, Miyake等通过结构方程模型发现, 执行功能的3种常见成分 ( 抑制、转换、更新) 之间相对独立可以分离, 但存在中等程度的相关。Collette等[4]将执行功能分解为操纵和更新信息, 双任务协调、抑制和转换4种基本成分。

Zelazo等[5]将执行功能进一步区分为“冷”“热”执行功能, 认为“冷” ( cool) 执行功能由相对抽象的、去情景化的问题引发; 而“热” ( hot) 执行功能有高度的情感卷入, 要对刺激的情感意义做出灵活的评价。这里的“冷执行”相当于“执行功能”的概念, 由许多涉及认知控制的亚成分构成。与“冷”执行相比, “热”执行并没有进行清晰的成分划分, 也不是完全剥离认知成分, 其虽提出了“热”执行的概念, 认为注意缺陷多动障碍主要是一种“冷”执行功能障碍。而Castellanos等[6]指出, 注意缺陷症状主要与“冷”执行功能有关, 多动冲动症状则与“热”执行关系更为密切。

2 注意缺陷多动障碍儿童执行功能的研究方法

目前对于“冷”执行功能的研究范式主要有搜寻任务、规则运用任务、优势规则 ( 反应) 抑制任务、矛盾冲突任务等; 搜寻任务包括A非B任务、藏与找任务和多地点搜寻任务, 主要考察儿童利用新信息 ( 即外部表征) 控制自己行为的能力; 规则运用任务包括强制性卡片演绎分类和斜面滚球任务, 主要考察儿童的规则运用及工作记忆的能力; 优势规则 ( 反应) 抑制任务包括手部游戏、威斯康星卡片分类测验、灵活选择任务、维度变化卡片分类任务及停止信号任务, 主要用于考察儿童是否能够运用规则在矛盾冲突的情况下实现分类任务, 评价儿童的灵活转换能力; 矛盾冲突任务包括Stroop测验和昼夜Stroop, 即可考察儿童的抑制控制, 也考察了儿童工作记忆的能力; 问题解决任务包括河内塔和伦敦塔测试, 对儿童规则运用能力要求较高, 因此对执行功能的要求也较高, 能够考察儿童抑制控制能力和工作记忆能力; 图片工作记忆任务主要考察儿童的工作记忆能力。

而对于“热”执行功能的研究范式主要有心理理论任务、延迟满足任务、儿童博弈任务和反向择物任务: 心理理论任务包括错误信念任务、表征变化任务及窗口任务, 主要考察儿童站在他人角度看待问题的能力, 涉及被试动机及情感成分, 因此被认为是研究“热”执行功能的工具; 延迟满足任务主要考察儿童动机及情感因素在儿童选择过程中的作用, 是“热”执行功能研究中的经典范式; 儿童博弈任务主要考察了儿童的情感决策能力; 反向择物任务考察了儿童的灵活表征能力, 主要涉及儿童的动机, 因此也被用于测量“热”执行功能的发展[7]。

3 注意缺陷多动障碍儿童执行功能的研究进展

目前对“冷”执行功能的研究较多, 也取得了较一致的结果。Pennington等[8]对38项执行功能缺陷研究的元分析ADHD发现, 注意缺陷多动障碍在执行功能中的缺陷主要表现在抑制、计划、类型转换、工作记忆以及流畅性5个方面。Kerns等[9]对比ADHD儿童与正常儿童, 发现视空间工作记忆和反应时成绩明显落后, 认为工作记忆缺陷是ADHD的核心缺陷, 可作为检出ADHD儿童的重要指标。Happe等[10]研究发现, ADHD儿童空间工作记忆受损程度严重, 且年龄分布跨度大。Rodriguez等[11]通过视觉唤起的反应抑制和事件相关电位比较C、I两种亚型与正常组的差异发现, ADHD在视觉线索的GO/NOGO任务中, 反应准备和抑制阶段与正常组存在差异。Clarke等[12]研究发现, ADHD儿童停止信号反应时和视空间任务上的搜索错误显著高于正常儿童, 且ADHD儿童在空间工作记忆上的缺陷程度甚至高于信号停止任务所测得的抑制缺陷的水平, 认为ADHD视空间工作记忆的问题要比抑制缺陷更为严重。Cortese等[13]对55项关于ADHD儿童FMRI研究的Mata分析表明, ADHD儿童表现出执行功能障碍, 并认为其病理生理机制主要集中在额叶 -纹状体回路。

Zelazo等[5]首先明确提出“冷”、“热”执行功能的概念区分, 从而引发了对“热”执行功能的研究。需要注意的是, “热”成分 ( 动机和情感) 在不同的情景下, 可以对认知功能的起到促进或阻碍作用[14]。目前, 多数研究者通过研究认为“热”执行功能是ADHD儿童的缺陷之一。有研究认为, ADHD儿童的核心问题之一是对奖励具有异常的敏感性[15,16]。Hazell等[17]研究发现, ADHD儿童在有奖励的情况下, 在需要意志努力的控制加工任务上的表现会明显提高。Gopin等[18]通过研究ADHD儿童的反应时, 发现大部分ADHD患儿对反馈或奖赏敏感。Barkley等[19]的研究发现ADHD儿童在相对有趣的游戏任务中的工作记忆并不存在明显的缺陷, 但是在那些枯燥的记忆任务中, 缺陷比较明显。Luman等[20]关于ADHD动机的研究发现, 奖励和反馈对正常和ADHD儿童的动机和工作绩效有积极影响。Scheres等[21]通过时间折扣 ( temporaldiscounting, TD) 任务发现, ADHD儿童和青少年都有很强的选择小的即时奖赏的倾向, 同时认为中脑边缘系统奖赏回路的功能障碍导致了ADHD的异常。Ellen等[22]通过时间折扣任务发现, ADHD患儿对奖励的预期明显低于正常组儿童, 在主观价值评价上差异显著。Kohls等[23]发现, 金钱和社会奖励能提高ADHD和正常儿童抑制控制的成绩, 且金钱奖励比社会奖励的影响更大。Ellen等[24]通过货币刺激延迟等实验研究发现, 在时间折扣的抑制过程中预期奖赏和抑制负载对ADHD患儿的任务绩效有显著影响, 证明ADHD儿童在预期奖励上存在变异。Yang等[25]通过“冷”与“热”执行功能的研究提出在控制并发症和IQ后, 注意缺陷多动障碍儿童在工作记忆和延迟厌恶任务上存在差异, 而有、无家族史对ADHD儿童的延迟满足任务无影响。有研究者运用功能核磁共振成像 ( fMRI) 研究表明, ADHD成人和青少年在奖励预期时腹侧纹状体的激活状态显示减弱[26,27]。Catharina等[28]运用时间相关电位技术发现, ADHD儿童对惩罚的晚期正电位减弱, 但对预期奖励的减少敏感, 表明ADHD儿童在与行为结果相关的动机分配上存在问题。Taciana等[29]研究发现, ADHD儿童伏隔核的功能连接呈现不规则性, 且冲动行为和伏核与前额皮质的连接增强有关。

Wodka等[30]研究认为, 反应抑制是多动症的初级亏损, 并未发现动机的激励作用; Desman等[31]ADHD抑制控制亏损的研究中未发现动机的激励调节作用。由于研究结论的不一致, 使得否是由于奖赏系统发展不同导致了ADHD儿童和正常儿童在抑制控制操作中的不同, 成为了新的研究点。

执行功能 篇6

机器人执行端系统的输入输出包括能量、物质、运动、指令和信息5要素,通常这5要素在系统中从输入到输出随时间而变化,故又称为能量流、物质流、运动流、指令流和信息流。机器人执行端系统设计方法由设计开发人员根据设计需求,参照类似产品,结合自身实践经验及相关设计手册进行,其过程大致包括确定产品结构方案;原始尺寸计算和强度、刚度、可靠度等校核。当产品不满足强度、刚度、可靠度等方面的要求时,则须重新调整原始方案并重复同样的计算。这种需求→方案→校核(计算)→调整的循环设计流程,其重复次数主要由设计精度和设计经验而定,该设计方法操作烦琐、耗时大、设计效率较低。若从系统的功能分析设计入手,可大幅减少后继设计工时,提升设计时效和精度。

机器人执行端系统的功能分析包括对设计任务提出的系统功能中最低要求及希望达到的要求进行综合分析,探讨功能实现可行性、多项功能间兼容性、相似功能可替代性等[1,2,3,4,5]。通过功能分析,首先确定出功能参数,作为进一步设计的依据,再提出可行的解决方案。解决方案的寻求,可按原动部分、传动部分及执行部分分别进行讨论,较为常用的办法是先从执行部分开始讨论。

1 机器人执行端设计功能需求

系统设计流程图如图1所示。本文以4轴SCARA机器人为主体构成异形元件插件系统为例,介绍机器人执行端设计思路。SCARA机器人系统构成如图2所示,产品功能定义从用户的需求分析开始,得到产品的需求定义表,经过格式化的需求输入,形成设计产品的准确、全面的定义。功能需求主要考虑异形插件机器人执行端的功能和执行端的夹持功能2个方面。

1)异形插件机器人执行端的功能

①工作对象:电子元件(各种形状);

②系统对工作对象的作用:夹持,包括夹持端座、(开)夹持端座、(合)夹持端座;

③系统能够自动地适应元件的外形,并且能保持元件姿态。

2)执行端的夹持功能

执行端实现夹持的功能初步思路有电动夹持和气动夹持2种。

①气动夹持存在的缺陷

当有多种电元件要插件时,不同元件需要设计不同的夹持端座,一种夹持端座一般情况下只能对应一种元件,各单元组合后结构重量较重,影响机器人安装元件的稳定性。

②电动夹持存在的缺陷

控制复杂,制作成本较高,只能解决部分元件的夹持问题。

2 机器人执行端设计功能分析

执行端基本结构如图3所示,机器人移动支架连接Z气缸、X气缸和电磁阀;X气缸驱动夹持端座,夹持端座夹持电子元件通用性较差;电子元件安装到PCB板不稳定;压缩空气、电源给电磁阀提供能量,电磁阀控制气缸。

2.1 系统组件分析

系统组件分析的作用:分清层级和建立组件之间的联系,合理匹配组件,优化结构,降低成本,提高组件价值,明确组件之间的关系,理清系统功能结构,找出系统中价值低的组件并实施普及剪裁,从而全面优化系统功能,减少实现功能的消耗,使系统以很小的代价获得更大的价值,从而提高系统的理想度。

在对执行端的标准描述中找出组件并按控制工具、能量源、结构作用对象和工具进行排列,通过箭头将各组件的关系进行联接,并注明组件与组件之间的相互关系,这样就建立一个组件模型。

通过对系统组件的分析,明确系统作用的对象、系统组件、子系统组件、超系统组件和组件间的相互功能和功能属性,进一步明确问题发生的部位为夹持端座。执行端组件分析模型如图4所示。

2.2 功能价值分析

从功能贡献、问题影响、成本分配、理想度指标等方面,对系统的组件进行评价,得到理想度计算结果(见图5)和理想度诊断分析结果(见图6),并得出对现有系统的改善方向:

1)通过增加其功能贡献来改进区域C中的系统组件支架、夹持端座;

2)通过降低其成本来改进区域B中系统的组件Z气缸;

3)为简化和理想化系统,得出按以下顺序删除/改善系统组件的建议:系统组件Z气缸→系统组件支架→系统组件夹持端座。

3 机器人执行端设计最佳方案

基于上述功能分析,本文采用系统裁剪法进行组件数量精简,以降低系统成本,优化功能结构,合理布局系统架构,消除过度、有害和重复的功能,提高系统理想化程度。裁剪须遵守“裁剪掉系统的某些组件,但保留这些组件有用功能”的原则。系统裁剪方法如图7所示。

方法1:若没有组件B,组件B也就不需要组件A的作用;

方法2:组件B能自我完成组件A的功能;

方法3:系统或超系统中其他的组件可以完成组件A的功能;

方法4:系统的新添组件可以完成组件A的功能。

系统裁剪后组件A的功能替代顺序为:

1)组件B自我实现组件A的功能;

2)系统中其他组件能够实现组件A的功能;

3)超系统组件能实现组件A的功能;

4)系统外新组件C实现组件A的功能。

功能替代顺序:受体→系统→超系统→新系统。根据系统裁剪方法,图8给出了异形插件执行端的组件裁剪结果,并按优先顺序得到2个改进方案。

方案1:去除Z气缸,用超系统中的SCARA机器人Z轴代替,见图9(a)。

方案2:去除Z/X气缸、电磁阀、夹持端座,引入真空吸嘴代替,见图9(b)。

4 结语

本文提出了基于功能分析的机器人执行端系统设计方法,对执行端系统功能需求和功能进行分析,并采用系统裁剪方法进行组件数量精简,降低系统成本,优化功能结构,合理布局系统架构,消除过度、有害、重复等功能,提高系统理想化程度。基于功能分析的机器人执行端设计可有效提升系统设计效率,对丰富机器人执行端设计思路具有重要意义。

摘要：针对机器人执行端系统传统设计方法操作烦琐、耗时大、设计效率较低等问题,提出一种基于功能分析的执行端系统设计方法。首先对机器人执行端系统设计功能需求和功能进行分析,得出系统组件构成的初步方案;然后采用系统裁剪方法对组件精简化处理;最后得到最佳设计方案。基于功能分析的机器人执行端设计可有效提升系统设计效率,对丰富机器人执行端设计思路具有重要意义。

关键词：功能分析,创新设计方法,机器人执行端

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执行功能 篇7

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2011年10月至2012年12月在广州市脑科医院及广州医科大学附肿瘤医院就诊的脑外伤后综合征患者。入组标准:(1)符合《神经外科学》(湖北科技出版社,王忠诚主编)第五版中“脑外伤后综合征”的诊断标准;(2)配合检查,依从性好;(3)对本研究知情同意。排除标准:CT或MR显示颅内异常,伴有严重躯体疾病,物质或酒精依赖,精神发育迟滞,服用精神科药物。对照组为患者家属或其他健康人群,志愿参加本研究,配合检查,确认未患过各类精神疾病,无颅脑外伤史,无严重躯体疾病,无精神活性物质服用史。

共入组脑外伤后综合征患者40例,其中男17例,女23例,年龄18~45岁,平均(30.2±6.6)岁,受教育年限5~14年,平均(10.8±2.3)年,均为右利手。对照组20例,男女各10例,年龄21~44岁,平均(33.8±7.2)岁,受教育年限6~17年,平均(12.1±2.6)年,均为右利手。两组性别、年龄、受教育年限差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2 执行功能评定

测验在安静环境中进行,所有执行功能评定由同一位测试者完成以减少误差。按实际顺序依次介绍评定工具如下:(1)言语流畅性测验(动物):请测试者在一分钟内说出尽可能多的动物的名称,并记录正确数和重复数。(2)威斯康星卡片分类测验-改良版(WSCT):测验包括4张刺激卡片和64张反应卡片,有正方形、圆形、五角星、三角形四种不同形状,上面按规则绘有红、绿、蓝、黄四种不同颜色,以及1~4不等数量的图案组成。将刺激卡片按规则放在被试者面前,要求被试者逐张把反应卡与四张刺激卡片中的一张归为一类。被试者每选一张卡片,测试者都给予被试者“对”或“错”的反馈,直至把64张卡片分配完。记录分类数、总错误数、持续错误数。(3)汉诺塔(TOH):选择4木块操作手工版,共12个测试。规则为:在小圆盘上不能放大圆盘,在三根柱子之间一次只能移动一个圆盘。以计划时间、执行时间和完成测验所得总分作为主要评定指标。

1.3 统计学分析

所有资料的分析和运算在SPSS16.0统计学软件中进行。计量资料用χ—±s表示,组间均

数的比较采用t检验,计数资料用χ2检验,P<0.05认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 研究组和对照组言语流畅性测验比较

研究组和正常对照组能正确说出动物的名称数差异有统计学意义(P<0.05),两者重复动物数差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

2.2 研究组和对照组威斯康星卡片分类测验比较

研究组的WSCT分类数、WSCT总错误数、WSCT持续错误数均较正常对照组差,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.3 研究组和对照组汉诺塔测验比较

研究组和正常对照组的TOH平均计划时间差异无统计学意义(P>0.05),两组TOH执行时间和TOH总分差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

3 讨论

脑外伤后综合征患者在急性创伤恢复之后,仍有许多自觉症状长期不能消除,但临床上又没有确切的神经系统阳性体征,甚至通过CT、MRI等检查亦无异常发现。有人报道脑外伤后综合征在轻微颅脑损伤后的发生率为20%~50%[1],临床上主要表现为头晕、头痛和神经系统机能障碍。除此之外,认知缺陷、焦虑、抑郁、睡眠障碍及创伤后紧张症(PTSD)的发生率也显著升高[2]。其发病究竟是器质性或是功能性至今仍无定论。有研究认为脑外伤后综合征与患者的性别[3]、婚姻状况、伤后是否回归工作、工作是否努力、伤前生活质量[4]有关,但是脑外伤后综合征的严重程度和脑外伤的严重程度并无相关性[5]。由于患者没有神经系统阳性体征,头颅CT、MRI无阳性发现,一直以来未能引起神经外科医生的重视,国内的研究仅限于对脑外伤后综合征的治疗。

执行功能主要是由额叶调节的一种复杂的认知功能,是指个体的许多认知加工过程的协同操作;是在实现某一特定目标时,个体所使用的灵活而优化的认知和神经机制,包括计划、工作记忆、控制冲动、抑制、定式转移或心理灵活性以及动作产生和监控等一系列功能[6]。执行功能主要反映的是大脑额叶的功能[7],执行功能的评定有威斯康星卡片分类测验(WSCT)、连线测验、汉诺塔测验(TOH)、Stroop任务、言语流畅性测验等。目前,执行功能测试已经被广泛运用到多种神经系统疾病来反映大脑的功能,如脑肿瘤、帕金森病、抑郁症[8]、精神分裂症等疾病患者都有执行功能的受损,有人对脑挫裂伤后7~15天的患者行执行功能的研究,发现额叶脑挫裂伤患者执行功能明显降低[9]。

本研究用言语流畅性测验、威斯康星卡片分类测验(WSCT)及汉诺塔测验(TOH)来评价脑外伤后综合征患者的执行功能,从而评估脑外伤后综合征患者的额叶功能。本研究结果显示,脑外伤后综合征患者组言语流畅总数、WSCT分类数、WSCT总错误数、WSCT持续错误数、TOH平均执行时间、TOH总分显著差于正常对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。而言语流畅重复数和TOH平均计划时间两组相比较差异无统计学意义(P>0.05)。据此我们认为脑外伤后综合征患者的执行功能低于正常人群。在言语流畅性任务中,语义流畅性任务更多的启动在左颞叶脑区,而左额叶前区受损的病人则在产词量上受影响[10]。研究组言语流畅总数明显少于正常对照组,因此我们可以推论脑外伤后综合征患者的左额叶前区存在功能障碍。对照组WSCT三个指标均与正常对照组有显著性差异,显示脑外伤后综合征患者概念的形成、转移、可塑性和校正的利用等方面低于正常人群;TOH测验结果提示脑外伤后综合征患者计划能力及抑制控制能力受损。

执行功能 篇8

1对象与方法

1.1研究对象

选取2012年9月~2013年8月在华北石油总医院神经内科住院的符合纳入标准的患者80例, 平均年龄 (64.0±10.8) 岁;其中男52例, 女28例;病变位置:脑叶 (皮质及皮质下) 37例, 基底节区33例, 脑干8例, 小脑2例, 其中大面积脑梗死7例, 多发梗死6例。 按照住院尾号奇数、偶数的不同分组, 奇数号入对照组, 偶数号入干预组, 再根据“不平衡指数最小化”的原则进行匹配, 最终每组各有40例。 诊断标准: 符合1995年全国第4届脑血管病学术会议脑卒中诊断要点[5], 并经CT或MRI检查证实。 纳入标准: 年龄≥50岁患者;影像学检查未见中度以上的脑萎缩或脑白质疏松, 无视野缺损与视空间忽视;下肢轻偏瘫即在不借助辅任何辅助设施的情况下能够独立行走≥3 m;MMSE评分>24分, 无认知功能障碍;病情稳定, 无意识障碍;愿意配合并签署知情同意书。 排除标准:视听力严重减退;严重的言语障碍;药物滥用, 酒精依赖;既往精神疾病或有精神性疾病家族史;严重心、肺、肾等功能不全;既往有颅脑外伤﹑其他颅内疾病等。

1.2干预方法

对照组给予常规的药物治疗:阿司匹林肠溶片 (100 mg/d) , 洛伐他胶囊 (20 mg/d) , 尤瑞克林 (广东天普生化医药股份有限公司, 批号:国药准字H200520 64) 0.15 PNAU加入0.9%氯化钠注射液100 m L中静脉滴注1 h, 监测血压, 每日1次, 疗程为14~21 d。 干预组在常规治疗的基础上加入运动锻炼和娱乐作业疗法。 运动锻炼包括伸展运动、平衡锻炼、特定任务的练习 (慢走、快走、重复坐站) , 整个过程由康复治疗师参与并指导。 每周2次, 每次1 h。 娱乐作业疗法分为编织、刺绣类活动, 包括织围巾、十字绣、绳编等。 棋牌类: 象棋、军旗、跳棋、五子棋、扑克牌。 书报、写作类: 读书看报、成语接龙、练习书法、绘画。 游戏类:智力拼图、智力游戏、电脑游戏、猜字游戏;文体活动:如打台球、保龄球、做工艺品、烹饪、唱歌。 以上所有活动均以舒缓、温和的音乐为背景。 每周2次, 每次1 h。

1.3评价工具

分别于干预0个月和3个月运用执行缺陷综合征的行为学评价 (BADS) 进行测试。 BADS整套测试包括6个子项目, 分别为规则转换卡片测验、动作计划测验、找钥匙测验、时间判断测验、动物园分布测验, 修订的六元素测验, 分别对应测试受试者的规则转换能力、计划能力、问题解决能力、判断能力、组织监督行为能力以及记忆能力等。 每项测试都经由初步积分换算成标准分, 单项标准分0~4分, 总标准分范围0~24分, 分值越低说明执行功能越差[6]。

1.4统计学方法

运用SPSS 17.0软件包进行统计分析。 计数资料采用 χ2检验, 计量资料用均数±标准差 (±s) 表示, 组间比较采用独立样本t检验, 组内比较采用配对t检验, 以P < 0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1两组一般资料比较

整个干预过程中由于患者突发其他疾病转院、出院后失去联系、不愿意配合治疗等原因, 最终进入对照组32例, 平均年龄 (64.50±8.25) 岁, 男18例, 女14例; 干预组35例, 平均年龄 (63.64±8.87) 岁, 男23例, 女12例。 两组患者在年龄、性别、受教育程度、 受损部位、是否首次患病等方面差异无统计学意义 (P > 0.05) , 具有可比性。 见表1。

2.2两组干预前后BADS得分的组内、组间比较

两组在干预前BADS的单项评分及总分分值差异无统计学意义 (P > 0.05) ;对照组干预前后组内比较显示:除时间判断测验 (t = 2.609, P = 0.026) 和总标准分 (t = 2.589, P = 0.027) 外, 其余单项分值干预前后无统计学意义 (P > 0.05) ;干预组干预前后组内比较显示:干预后规则转换卡测验 (t = 2.449, P = 0.037) 、动作计划测验 (t=2.753, P=0.022) 、找钥匙测验 (t=3.007, P=0.011) 、时间判断测验 (t=3.973, P=0.003) 、动物园分布图测验 (t=2.689, P=0.025) 、修订六元素测验 (t=3.354, P=0.008) 及总分 (t=7.426, P=0.000) 均高于干预前, 差异有统计学意义 (P<0.05) ;干预后两组组间比较显示:干预组在动作计划测验 (t=2.739, P=0.013) 、时间判断测验 (t=2.929, P=0.009) 、修订六元素测验 (t=2.629, P=0.017) 三方面的单项分及总分 (t=4.545, P=0.000) 均高于对照组, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。见表2。

注：与本组干预前比较，1P ＜ 0.05；与 对照组干预后比较 ，2P ＜ 0.05

3讨论

执行功能是一组以调节人的行为和认知为目标导向的高级心理过程, 包括工作记忆能力、抑制能力、规划和组织能力、口头表达能力以及认知灵活性。执行功能障碍常常导致注意力分散, 缺乏主动性、社交障碍、易冲动、自控能力差等[7], 严重影响了人们的运动能力和日常生活能力。研究显示执行功能障碍是影响脑卒中患者病死率的危险因素, 执行功能障碍程度越重的脑卒中患者, 病死率越高[8]。

运动锻炼持续时间及锻炼强度均会不同程度地提高人们的执行功能。研究发现20 min的跑步机训练能够改善正常人群的执行功能[9];8周的有氧训练能改善与自主学习及执行功能有关的认知领域[10]。本研究显示干预组在系统干预后BADS单项得分及总分的分值均高于干预前, 差异有统计学意义 (P<0.05) , 干预前后两组BADS评分差值比较显示:干预组在动作计划测验、时间判断测验、修订六元素测验三方面的单项分及总分均高于对照组, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。说明系统的运动锻炼 (伸展运动、平衡锻炼、特定任务的练习:慢走、快走、重复坐站) 联合娱乐作业疗法能较好地改善脑卒中患者的执行功能, 可能的原因是运动锻炼有益于提高脑卒中患者身体的灵活性, 放松肌肉紧张度, 改善局部麻痹肌肉的力量, 缓解关节僵硬, 激发患者的运动渴望;运动过程中配以有节奏的动感的听觉刺激可以通过神经-肌肉冲动的传导使人体骨骼肌在运动时间、运动节奏及频率上发生同步[11], 在提高运动频率、强度和持续时间, 增加运动输出量, 提高锻炼功效的同时提高参与者的兴趣, 减少感知的运用, 另外愉快的音乐可以刺激额下回和右侧脑岛的记忆功能, 不同的音乐旋律可以激活海马旁回、杏仁核和腹侧纹状体来有效改善人体的注意力、记忆力、表达能力、互动的能力[12,13,14];内容丰富、形式多样的娱乐训练通过为患者营造良好的环境刺激来增加海马处树突、轴突等突触的密度和数量, 增强学习记忆能力, 也可以激活胆碱能神经系统, 刺激神经细胞释放神经递质, 使受损的功能逐渐恢复[15]。

摘要：目的 探讨运动疗法联合娱乐作业疗法对脑卒中患者执行功能的影响。方法 选取2012年9月2013年8月在华北石油总医院神经内科住院的符合纳入标准的患者80例, 随机分为对照组和干预组, 各40例, 对照组进行常规的药物治疗, 干预组在常规药物治疗的基础上增加1 h/次、2次/周的运动锻炼和1 h/次、2次/周的娱乐作业疗法, 共干预3个月, 分别于0、3个月运用执行缺陷综合征的行为学评价 (BADS) (规则转换卡片测验、动作计划测验、找钥匙测验、时间判断测验、动物园分布测验、修订的六元素测验) 对所有受试者执行功能 (规则转换能力、计划能力、问题解决能力、判断能力、组织监督行为能力以及记忆能力) 进行测试。结果 最终进入对照组32例, 干预组35例。两组患者在年龄、性别、受教育程度、受损部位、是否首次患病等方面差异无统计学意义 (P>0.05) ;两组在干预前BADS的单项评分及总分分值差异无统计学意义 (P>0.05) , 具有可比性;对照组干预前后组内比较显示:除时间判断测验 (t=2.609, P=0.026) 和总标准分 (t=2.589, P=0.027) 外, 其余单项分值干预前后无统计学意义 (P>0.05) ;干预组干预前后组内比较显示:干预后规则转换卡测验 (t=2.449, P=0.037) 、动作计划测验 (t=2.753, P=0.022) 、找钥匙测验 (t=3.007, P=0.011) 、时间判断测验 (t=3.973, P=0.003) 、动物园分布图测验 (t=2.689, P=0.025) , 修订六元素测验 (t=3.354, P=0.008) 及总分 (t=7.426, P=0.000) 均高于干预前, 差异有统计学意义 (P<0.05) ;干预后两组组间比较显示:干预组在动作计划测验 (t=2.739, P=0.013) 、时间判断测验 (t=2.929, P=0.009) 、修订六元素测验 (t=2.629, P=0.017) 三方面的单项分及总分 (t=4.545, P=0.000) 均高于对照组, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。结论 运动锻炼联合娱乐疗法可以增强慢性脑卒中患者的执行功能, 改善其认知能力, 提高生存质量。

执行功能 篇9

1 对象与方法

1.1 对象

为2011年1-12月在本院就诊并随访1年的抑郁患者, 部分病例随访到2013年1月。入组标准:符合《中国精神障碍分类与诊断标准第三版》 (CCMD-3) [6]抑郁症的诊断;并且经舍曲林单药治疗获得痊愈, 并能持续痊愈1年者;年龄18~45岁, 女性在非妊娠期、非哺乳期;患者或家属对本研究知情同意并签署书面知情同意书。排除标准:伴严重躯体疾病或脑器质性疾病者;继发性强迫症状者;自杀倾向者;物质依赖或有药物过敏史者。研究组纳入41例, 1年后仍保持痊愈者仅11例, 其中男7例, 女4例, 年龄18~25岁, 平均年龄 (21.7±1.3) 岁, 平均病程 (6.8±2.4) 个月, 舍曲林平均剂量为 (157.0±30.3) mg/d。

1.2 方法

1.2.1 执行功能评估:

采用连线测验评估执行功能, 连线测验A要求受试者将随机分布在空间中的小写数字 (1~25) 按升序连接起来, 用以反映受试者的注意力和知觉运动速度。连线测验B要求受试者将随机分布在空间中的小写数字 (1~13) 和大写数字 (一~十二) 按1~一~2~二……的顺序连接起来, 用以反映受试者的执行功能[7]。记录完成时间TMT-A、TMT-B和时间差B-A。

1.2.2 统计学方法:

将资料录入电脑, 应用SPSS11.0软件进行统计分析, 计数资料用卡方检验, 计量资料用t检验, 以P<0.05为有统计学意义。

2 结果

2.1 舍曲林治疗1年痊愈率

共入组41例, 完成41例, 1年随访时仍维持痊愈者仅11例, 占26.8%。舍曲林平均剂量为 (157.0±30.3) mg/d。

2.2 基线与随访时执行功能比较

随访1年时TMT-A和TMT-B均显著短于基线时 (P<0.05) , 基线时TMT-A为 (66.6±16.0) s, 1年随访时为 (58.5±15.9) s, 随访时显著短于基线时。基线时TMT-B为 (59.5±11.5) s, 1年随访时为 (48.7±25.7) s, 差异具有统计学意义。

3 讨论

舍曲林作为选择性5-羟色胺再摄取抑制剂 (SSRIS) 类抗抑郁药物之一, 具有抗抑郁效应, 目前推测其药理作用机制是选择性抑制中枢神经系统对5-羟色胺的再摄取, 从而使突触间隙中5-羟色胺浓度增高, 发挥抗抑郁作用, 是治疗抑郁症的主要药物之一。已有多项研究提示舍曲林认知功能影响小。例如Schimitt等进行了舍曲林、帕罗西汀对认知功能影响的研究, 结果发现舍曲林组反应时间变短, 反应加快[8]。Riedel等也报道的舍曲林对警觉性的影响小于西酞普兰。以上研究均显示舍曲林对认知功能的影响较小[9]。执行功能作为一种高级的认知功能, 抗抑郁药对执行功能的影响也是近些年来研究的重点, 多个研究报告舍曲林能够改善执行功能[10], 但多数研究是短期研究, 未考察舍曲林对长期执行功能的影响。本文结果提示, 舍曲林对患者的执行功能具有长期改善作用。但是, 由于本文考察的仅仅是痊愈患者, 而且样本量较少, 因此尚需进一步大样本研究来证实舍曲林与长期执行功能改善的关系。

参考文献

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