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（Espinet et al.，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Go/Nogo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Go/Nogo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Go/Nogo任务，Go/Nogo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10个trials（Go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Go/Nogo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Go/Nogo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，Oregon，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Netstation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Fc4电极点分析N2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SPSS 16.0软件进行，方差分析的p值采用Greenhouse Geisser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。
图11-3 实验组与对照组在Fc3、Fcz、Fc4上前后测N2的平均波幅
图11-4 N2平均波幅的交互作用
图11-5 P3平均波幅的交互作用
图11-6 实验组与对照组在P3、Pz、P4上前后测的平均波幅
2.P3成分
与Nogo-N2成分一样，游戏训练在Nogo-P3成分上（时间窗口为570～650ms）也显示出差异（见图11-5）。在Nogo-P3成分上，前后测与组别交互作用仍是显著的（见图11-6），F（1，48）=4.15，p＜0.05，η2p=0.08。简单效应分析表明，实验组后测（4.50μV）的波幅显著小于前测（6.60μV），F（1，48）=9.81，p＜0.01，η2p=0.17；对照组则在培养前后无显著差异（对照组前测为5.61μV，后测为5.45μV），F（1，48）=1.41，p＞0.05。此外，前后测主效应显著F（1，48）=5.72，p＜0.05，η2p=0.11，电极点主效应显著F（2，96）=46.94，p＜0.001，η2p=0.49。其他效应均无显著差异。
四、讨论
本研究采用实验组对照组前后测设计，实验组幼儿参加一学期的自我控制教育游戏活动，并用ERP技术检验了游戏训练的效果。在训练前对实验组与对照组的幼儿进行了Go/Nogo脑电测量，结果表明两组的N2和P3成分平均波幅无显著差异（自控能力没有差别），两组年龄也无差异，表明随机分配后的两组是同质的，保证了结果的可靠性。
（一）脑电指标在训练前后的变化
游戏训练前后，进行同样的Go/Nogo脑电测量。研究发现，与自我控制相关的Nogo-N2和Nogo-P3成分在训练前后发生了变化：幼儿训练后比训练前诱发更小的v-N2和Nogo-P3波幅，而对照组在前后测中诱发的Nogo-N2和Nogo-P3波幅没有显著变化；后测中实验组诱发的Nogo-N2波幅比对照组更小。研究结果与实验假设一致，游戏训练使幼儿自我控制相关的神经电生理指标发生改变，说明游戏训练促进了自我控制的发展。
Go/Nogo范式下的N2和P3是与抑制相关的电生理指标。有研究表明，N2可能是反应抑制的电生理指标。例如，法尔肯绝泰因等人（Falkenstein et al，1999）的研究发现高错误率的被试比低错误率的被试（同时包括正确和错误）显示出更小的N2，当时间压力（反应时期限）更大或者当Go选择启动反应对Nogo反应有干扰时，个体诱发出更大的N2。这些研究说明，N2是与反应抑制有关的成分，即在某种程度上需要更大的努力去抑制Go反应时，Nogo刺激中N2波幅会增大。同时，反应抑制能力越高，N2波幅越小。本研究中实验组的Nogo-N2波幅在训练后减小，表明幼儿在游戏训练后需要更少的努力去抑制Go反应，幼儿的冲动性减少，控制反应能力增强，说明游戏训练能够提高幼儿的自控能力。
但是也有研究发现，Nogo-N2在刺激形态不同的任务中（听觉和视觉任务）显示出差别，反映出形态特异性，这说明N2可能没有反映一般的抑制过程。进一步的研究发现冲突条件下诱发的N2显著大于无冲突条件，因此，Nogo-N2被认为反映了冲突监测而非反应抑制。随后的研究也证实了这一观点。冲突监测是对干扰信息的监测，对抑制需要的识别，是对干扰信息做出有效抑制的前提条件。当任务对个体要求不高时，即个体可以较容易地识别冲突信息、启动正确的处理通路时，N2的潜伏期较短，波幅也较小；而当个体处理任务有困难时，则记录到较晚而波幅较大的N2，这一现象暗示了当处理困难任务时，需要激发更多的大脑活动。我们的研究结果显示，训练后幼儿在完成Go/Nogo任务时诱发出比训练前更小的Nogo-N2，说明此时幼儿不再需要激发更多的神经能量去处理这一任务，能更有效地对干扰信息做出抑制，幼儿识别干扰信息的能力有所提高，因此，游戏训练能提高幼儿对干扰信息的抑制能力。
另外也有研究认为N2既没有反映抑制也没有反映冲突。而史密斯等人（2013）在检验抑制的认知与动作方面的脑电变化中得出，N2在计数（非动作）Nogo和按键（动作）Nogo之间没有显著差异，这可能说明N2代表非动作方面的抑制或者是冲突监测。总之，根据具体范式的操作不同，Nogo-N2的意义会有所不同，但都是抑制过程所必需的。Nogo-N2反映的可能不是一个简单的基础过程，而是与认知控制相关的混合成分。
相对于N2和P3被大多数研究者认为反映了一般的抑制过程。舒普等人（1994）的研究表明，与无关刺激条件相比，在Nogo刺激呈现期间诱发了更大的P3正波，同时惊吓反射的反应减弱（惊吓反射被抑制）；在有线索的Go/Nogo任务中，即将出现的Nogo刺激被提示为Go刺激时，Nogo-P3增强；在不同刺激形态的Go/Nogo任务中，Nogo-P3也未表现出形态特异性。这些研究都支持了Nogo-P3是与一般抑制过程相关的指标。
进一步的研究发现，在外显反应中诱发的Nogo-P3显著高于在计数反应和想象反应中所诱发的P3波幅。这些结果都强调Nogo-P3在外显反应上的依赖，说明Nogo-P3反映的是主动的动作抑制。同时，Nogo-P3波幅随着动作任务难度的上升而逐渐下降，这一研究结果也说明Nogo-P3与动作抑制有关。
综上所述，虽然Go/Nogo范式下N2和P3成分的心理含义存在争议，但一般认为，N2和P3是抑制功能的两个有效指标，反映了个体执行抑制时大脑连续的认知过程，Nogo-N2反映的是反应抑制前的识别加工过程，而Nogo-P3更为直接地反映了主动的动作抑制。在本研究中，实验组Nogo-N2和Nogo-P3波幅在训练后减小，是自我控制游戏训练所产生的效果。游戏活动中，教师使幼儿懂得自我约束，在各种活动中要遵守规则。培养幼儿对**有一定的抵制力，学会控制自己的情感和行动，养成能长久专注于某项活动的行为习惯和良好品质，从而提高幼儿的自我控制能力。一方面，自我控制游戏培养了幼儿的坚持性。在幼儿抵制**、专注做事行为中对干扰信息的监控和抑制显得尤为关键，此时要求认知控制系统能够识别和选择任务相关的信息，抑制不相关的干扰信息，Nogo-N2正是反映这一过程的脑电指标。另一方面，游戏培养了幼儿的冲动抑制性。例如，在我们的自我控制游戏中停止的音乐要求幼儿及时抑制自己的冲动反应，训练了幼儿抑制冲动性行为的能力。而实验的结果也发现幼儿在训练后需要更少的神经资源成功抑制自己的冲动行为，诱发了更小的Nogo-N2和Nogo-P3。杨丽珠和沈悦（2013）的研究探讨了不同自我控制水平幼儿的脑电特征，结果表明，Nogo-N2波幅可以预测幼儿的自觉性、坚持性等自我控制维度和总体自我控制水平，Nogo-P3波幅可以预测幼儿的抑制性反应水平，反映出幼儿的实际抑制表现，N2和P3成分平均波幅越小，幼儿自我控制能力越高。因此，本研究的结果证明了自我控制游戏训练对幼儿自我控制能力的促进作用。
已有研究证明有效的训练手段可以导致神经生理上的改变，促进大脑认知的发展，包括工作记忆训练、执行注意训练，任务转换训练及抑制控制训练。本研究通过教育游戏训练使得幼儿电生理指标发生变化，结果与约翰斯通等人的研究一致。约翰斯通等人（2010）的研究采用类似于Go/Nogo任务的电脑训练项目，训练前后记录了Go/Nogo任务诱发的脑电波，结果表明，高强度组训练后Nogo-N2波幅减小，低强度组训练后Nogo-N2波幅增大。与该研究结果一致，本研究显示出实验组训练后Nogo-N2波幅减小，证明了游戏训练的有效性，但同时也显示出Nogo-P3波幅的变化。分析其原因，我们认为，本研究采用的是教育游戏训练方式，不仅可以达到认知训练的效果，促进认知控制功能发展，同时也提高了幼儿动作抑制水平，因此导致了Nogo-N2和Nogo-P3波幅减小。
总之，幼儿在训练后Nogo-N2和Nogo-P3波幅的减小，反映出在一定程度上游戏训练提高了幼儿自我控制的脑认知功能，进而说明教育游戏的训练促进了幼儿自我控制能力的提高，验证了假设。
（二）游戏可以促进幼儿自我控制的发展
许多心理学家认为，游戏可以促进儿童身心发展。皮亚杰认为游戏不仅可以反映儿童的认知发展水平，更可以促进儿童的认知发展，游戏给儿童提供了巩固他们所获得的新的认知结构及发展他们情感的机会，使现实被他自己所同化，满足自己的需要。维果茨基则认为，游戏可直接促进儿童的认知发展，并强调了游戏对儿童社会性和情绪发展的重要作用。维果茨基指出，游戏是一种自助工具，甚至可以作为儿童最近发展区的支架，帮助他们获得更高层次的功能，从而推动进一步的发展。在进行自我控制游戏过程中，儿童可以通过控制游戏框架和想象情境控制自己的行为，延伸自我控制方面的能力。本研究结果表明，实验组儿童在Go/Nogo任务中与自我控制相关的脑电指标得到显著发展，这正是游戏训练作用于儿童自我控制的结果。
首先，游戏为自我控制能力的获得提供一个安全、积极并有趣的框架。儿童喜欢参与到游戏情境中，通过游戏学习技能是十分有效的策略。已有研究表明，游戏教学比普通教学更能使学生掌握运动技能，同时提高了儿童的自我效能感。不仅如此，创设游戏情境对培养幼儿的坚持性也是十分有效的，在游戏情境中幼儿坚持站立不动的时间，远远超过非游戏条件下站立不动的时间。因此，我们通过游戏情境培养儿童坚持性等自我控制品质比非游戏情境更有效，因为这会让儿童在积极快乐的框架下发展他们的自我控制能力。
其次，游戏具有规则性，本研究中的游戏规则限定在自我控制方面。游戏中，幼儿需按照规则的要求，抑制干扰因素，学会控制冲动、抵制眼前的**、坚持自己的行为。这些对幼儿自我控制的促进将起到非常重要的作用。例如，在神秘的礼物游戏中，儿童如果不遵守规则偷看礼物就得不到礼物，也得不到出去活动的机会，在这样一个游戏框架中，儿童为了参与游戏并得到奖励，必须控制自己的行为。
最后，游戏发挥了教师监督和指导的作用。在游戏中，教师作为儿童最近发展区的支架，可通过鼓励式等言语指导或直接参与介入游戏来加强幼儿对游戏中自我控制规则和行为的内化。
总之，4岁左右的幼儿处于由约束性顺从向自我控制转化的阶段，他们会在积极参与中将游戏规则和游戏中的自我控制要求（外在教化）逐渐内化为主体需要，从而逐步发展自我控制认知水平，形成自我控制行为习惯。
五、结论
本研究在普通的幼儿园实施教育游戏，培养幼儿的自我控制能力。结果发现，接受游戏训练的幼儿在训练后显示出与自我控制相关的N2、P3波幅的减小，说明游戏训练在一定程度上促进了幼儿自我控制神经生理功能的发展，为自我控制游戏的训练效果提供了神经电生理方面的证据。