一种儿童语言能力综合分级评价系统、方法及应用

本发明属于教育与临床医疗领域，具体涉及一种儿童语言能力综合分级评价系统、方法及应用。

背景技术：

1、语言障碍(language disorder,ld)是一种神经发育障碍，其特征是在语言习得、理解、表达或使用方面持续遇到困难，但这些困难无法简单归因于感觉、认知等问题，常见表现有说话延迟、言语理解或表达困难、发音不清或言语流畅性障碍。

2、为了筛查和诊断语言障碍儿童，普遍应用标准化的常模参照量表。这些量表可以辅助诊断语言障碍，确定受影响儿童是否有资格接受特殊教育。目前常用的量表有s-s语言发育迟缓评价法、语言行为里程碑评价法(vb-mapp)、汉语沟通发展量表(ccdi)、梦想普通话听力理解和表达能力标准化评估(dream-c)等。其中，s-s语言发育迟缓评价法未纳入儿童语言运用能力评估，且不适用于因听力障碍导致的语言障碍；vb-mapp主要适用于0-48个月儿童，但评估项目复杂，完成时间长，对评估人员要求较高；ccdi适用于8-30个月儿童，依赖家长问卷易受主观偏见或记忆误差影响；dream-c实现了智能化评估，但缺乏结果走向分析，无法直接指导后续康复。

3、此外，已有的部分中国发明专利申请中也涉及到语言能力评估的方法。其中，中国发明专利申请201710969903.4公开了一种语言能力障碍分级系统及其实现方法，通过跟读、抄写、听写、看图说话测试，将语言能力分为0至4级，但分级较为粗略，没有建立不同年龄的常模和参考标准。中国发明专利申请202111294814.7公开了多模式交互的言语语言功能障碍评估系统与方法，基于头部固定状态评估语音能力，但适用于成年人而非儿童。中国发明专利申请202310718505.0公开了一种基于人工智能的言语语言障碍评估和康复训练系统，通过生成虚拟助教以及故事脚本对儿童进行评估，但缺乏标准化，导致结果不可比较。中国发明专利申请202210011831.3公开了一种语言障碍评估与矫正系统，但仅通过跟读评估语音清晰度，无法全面反映语言能力。

4、现有技术中缺乏包含语言发展全过程的综合、全面的儿童语言评估方法，且标准化程度不高，测试模块组合固化，导致低龄儿童需重复测试冗余项目，未形成动态测试矩阵，且缺乏全国性的代表性以及对儿童各语言发展领域优缺点的详细分析，不利于为儿童提供及时有效的干预。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的不足，本发明提供一种儿童语言能力综合分级评价系统、方法及应用。本发明的目的是通过对儿童前语言阶段、词语阶段、句子阶段及语篇阶段的语言发展全过程的评估，完整呈现儿童的语言能力发展情况。使用标准化样本建立的常模，本发明能够分析儿童是否存在语言障碍、障碍的领域以及当前的语言能力等级，以更完整、更准确、更客观地反映儿童的语言能力状态，为后续教育与医疗实施提供证据参考。

2、为了实现以上目的，本发明设计以下技术方案：

3、一种儿童语言能力综合分级评价系统，包括：评估实施模块、结果分析模块；

4、所述评估实施模块用于根据儿童表达性口语沟通能力级别筛选并组合一种或多种测试项目，呈现测试评估材料、播放测试评估指导语，记录并存储儿童进行测试评估时的触屏互动数据、语音数据和视频数据中的一种或多种；

5、在一个具体实施方式中，所述评估实施模块内置年龄-能力动态测试矩阵，根据儿童实际年龄与筛查确定的语言能力级别，自动组合包括标准化测验和/或非标准化测验的最小必要测试集；

6、所述结果分析模块用于根据儿童的测试评估数据自动生成评估结果，所述评估结果包括正确率、量表分、百分等级、语言商数、年龄当量、发展偏离度指数等中的一种或多种，并提供错误类型分析；

7、还可以按日期和时间顺序查看和编辑儿童已经完成的测试项目评估结果。

8、具体地，所述评估实施模块进一步可以包括：表达性口语沟通能力级别筛查单元、测试材料显示单元、测试指令播放单元、数据记录单元；其中，

9、所述表达性口语沟通能力级别筛查单元用于快速判断待评估儿童适合的测试项目或测试项目组合；使用者根据现有问诊程序判断儿童当前语言能力级别(儿童语言能力级别分为10级)，所述表达性口语沟通能力级别筛查单元将根据儿童语言能力级别，分级组合一个或多个测试项目。所述测试项目分为主量表(core scale，cs)和辅助量表(auxiliary scale，as)。主量表包括ⅰ～ⅴ共5个项目，均为标准化测验；辅助量表包括ⅰ～ⅳ共4个项目，均为非标准化测验。

10、当儿童当前的语言能力评价为第1-3级时，执行项目asⅰ(前语言沟通技能)；

11、当儿童当前的语言能力评价为第4级时，执行项目csⅰ(词语理解)+asⅰ(前语言沟通技能)；

12、当儿童当前的语言能力评价为第5级时，执行项目csⅰ(词语理解)+csⅱ(词语命名)；

13、当儿童当前的语言能力评价为第6级时，执行项目csⅰ(词语理解)+csⅱ(词语命名)+csⅲ(句子理解)；

14、当儿童当前的语言能力评价为第7-10级时，执行项目csⅱ(词语命名)+csⅲ(句子理解)+csⅳ(句式仿说)+csⅴ(看图叙事)+asⅱ(模仿句长)；

15、判断儿童表达清晰度在对应的测试项目或测试项目组合中是否达到80％及以上能够听清，如果无法达到，可选择补充项目asⅲ(语音感知)+asⅳ(语音产生)。

16、所述测试材料显示单元用于随机显示对应测试项目或测试项目组合的评估图片，并根据屏幕分辨率调整图片大小以适应不同设备；

17、所述测试指令播放单元用于播放评估指导语，支持自动模式和人工模式切换；

18、所述数据记录单元用于记录儿童的触屏互动数据、语音数据和视频数据中的一种或多种，并按题号自动分割音频文件；

19、在所述评估实施模块中还可以通过设置奖励单元用于通过显示动画激励儿童参与评估。

20、所述结果分析模块包括：结果查看单元、结果编辑单元；

21、所述结果查看单元通过界面表格自动呈现儿童评估项目的完成情况和评估结果，实现全自动结果记录与展示；

22、所述结果编辑单元集成语音识别、音频对比与结果确认功能，用于编辑评估结果并分析错误类型。

23、在一个具体实施方式中，所述分级评价系统还包括：用户登录模块、儿童管理模块、报告生成模块；

24、所述用户登录模块用于通过账号和密码等方式验证用户身份，完成系统登陆；

25、所述儿童管理模块用于录入和管理儿童基本信息；

26、所述报告生成模块用于根据评估分析结果，生成包含正确率、量表分、百分等级、语言商数、年龄当量、发展偏离度指数等在内的和详细错误分析的评估报告，并提供个性化建议。

27、本发明还提供了一种儿童语言能力综合分级评价方法，包括以下步骤：

28、步骤一：对待评估儿童进行表达性口语沟通能力级别筛查，通过现有智能问诊程序判断推荐儿童最适合的一个或多个测试项目或测试项目组合，为接下来的正式评估提供指引；

29、步骤二：实施推荐测试项目或测试项目组合中的标准化测验；所述标准化测验通过主量表进行，其中词语理解、句子理解两个项目可以反映儿童的语言理解能力，词语命名、句式仿说两个项目可以反映儿童的语言表达能力，看图叙事项目可以反映儿童的语言运用能力；

30、和/或，

31、实施推荐测试项目或测试项目组合中的非标准化辅助测验；所述非标准化辅助测验通过辅助量表进行，其中前语言沟通技能、模仿句长、语音感知和语音产生这四个项目可以反映儿童的基础语言能力，包括基本语言沟通技能、语音能力和语言记忆能力等；

32、步骤三：处理步骤二中不同测试项目或测试项目组合中获得的评估数据，基于测试项目或测试项目组合中的原始分数转换正确率、量表分、百分等级、语言商数、年龄当量、发展偏离度指数等信息，并对错误类型进行详解分析，生成评估结果。

33、在一个具体实施方式中，生成评估结果后还可以包括：组合评估结果，生成评估报告，根据常模对比评估结果，提供个性化的康复建议。

34、具体地，步骤一用于快速判断儿童适合的测试组合，使用者根据现有问诊程序判断儿童当前语言能力所处能力等级，系统将根据语言能力分级结果，分级组合一个或多个测试项目。

35、步骤二中，标准化测试用于评价儿童在语言理解、语言表达和语言运用三方面是否存在语言发展障碍，以及哪些方面存在障碍，具体包括词语理解测验、词语命名测验、句子理解测验、句式仿说测验、看图叙事测验五个项目。词语理解测验，按照儿童的词语习得规律，选取日常生活中各年龄段代表性的名词、动词、形容词等词汇并配套图片。词语命名测验，考察儿童自主命名名词、动词和形容词的能力。句子理解测验，根据汉语的语法结构，选择无修饰句、含一或两个修饰成分的修饰句、非可逆句、可逆句、把字句、被字句以及比较句作为题目。句式仿说测验，考察儿童对常用句式，包括无修饰句、简单修饰句，特殊句式和复句等几种句式的语法结构的提取和复制能力。看图叙事测验，要求儿童对每一个故事的图片进行分图讲述和整体讲述，目的在于考察儿童整合信息、叙述一段事情的能力；

36、非标准化测试用于评价儿童的基本语言沟通技能、语音能力和语言记忆能力，包括前语言沟通技能测验、语音感知测验、语音产生测验、模仿句长测验四个评估项目。前语言沟通技能测验，该测验考察儿童回应和发起共同注意、模仿、要求、轮流的能力。语音感知测验，该测验考察儿童从三个相似的声音中将目标音识别出来的能力。语音产生测验，该测验考察儿童对表达声母、韵母、声调的能力。模仿句长测验，该测验考察儿童完整复述听到的不同长度句子的能力。

37、步骤三用于根据每个评估项目实际得分(即项目评估数据、原始分)换算正确率、量表分、百分等级、语言商数、年龄当量、发展偏离度指数等。其中，

38、原始分转换正确率，计算方法为(原始分/题目总分)*100％。

39、原始分转换量表分，将各分测验转换成均数为10，标准差为3的标准分，计算公式为：

40、

41、其中，t为量表分，x为儿童在原始测验中的得分，μ为原始分数的均值，σ为原始分数的标准差。其中，μ和σ按照儿童年龄段分别计算。

42、原始分转换百分等级，是指在该儿童的同年龄群体中，得分低于该儿童的测验分数的人数的百分比，提供5％、10％、25％、50％、75％、90％、95％七个百分位点对应的原始分，计算方法为：

43、x＝μ+zpσ

44、其中，x为儿童在原始测验中的得分，μ为原始分数的均值，σ为原始分数的标准差，p为百分位点。其中，μ和σ按照儿童年龄段分别计算。在一个具体实施方式中，为方便实用，可将儿童实际得分与七个百分位点对应的分数对比，生成儿童的分数所处百分等级的范围区间。

45、语言商数，根据所有年龄组的标准分均数和标准差换算得来，分为语言理解商数、语言表达商数、语言的综合运用商数和语言总商数。现有技术中的既有方法普遍忽视了不同分测验的重要性差异，本方法突出了各分测验对语言能力的不同贡献，计算方法为：

46、

47、其中，lq为语言商数，z为转化后的分数，σz为转化后的分数标准差，μz为转化后的分数均数，σ为转化前的量表分标准差，μ为转化前的量表分均数,n为分测验的数量，wi为第i个分测验的权重，mi为第i个分测验的量表分(如词语理解、句子理解等测验各自对应的量表分)。

48、年龄当量，传统方法常以正确率50％对应的生理年龄作为该儿童的年龄当量。本方法使用加权插值法进行年龄当量的计算，即利用相邻年龄组的正确率梯度进行插值，而非依赖单一分界点。计算方法为：

49、

50、其中，ae为年龄当量，ca为儿童实际年龄，p为儿童在某测验中的正确率，pl为相邻低龄组正确率中值，ph为相邻高龄组正确率中值，△age为年龄跨度。

51、发展偏离度指数，改变传统单一分数比较的局限，是用于量化儿童语言能力与其生理年龄、认知水平匹配程度的创新指标。计算方法为：

52、

53、其中，lqobs为实际测试得到的语言总商数，lqexp为基于年龄和认知水平的预期语言商数，σexp：预期语言商数的标准差。

54、根据评估结果，生成包含正确率、量表分、百分等级、语言能力等级等在内的和详细错误分析的评估报告，并提供个性化语言康复建议。

55、本发明还提供了上述分级评价系统，或上述分级评价方法在不同年龄儿童语言能力分级评估，为教育机构和医疗机构提供个性化的康复干预建议等中的应用。

56、与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明中的评价系统和评价方法的应用能够涵盖从前语言阶段、词语阶段、句子阶段至语篇阶段的语言发展全过程，为教育者和家长提供完整的儿童语言能力发展状况概览。本发明通过科学抽样建立动态标准化常模，分析儿童是否存在语言障碍、存在障碍的领域以及当前的语言能力等级，更完整、更准确、更客观地评估儿童的语言能力状态，为后续教育与医疗实施提供证据参考，评估结果与中国本土儿童的语言发展特点相符。预测验结果显示工具的灵敏度为0.89，特异度为0.89。本发明的评估过程省力且准确，可根据儿童语言能力等级独立使用各分测验，基于年龄和能力线性叠加测试模块，设计测试矩阵表，确保每个测试阶段最少必要项目的检测，采用自动化评估流程，提高评估效率，减轻评估人员工作负担，同时保证评估过程的一致性和准确性。自动化流程使单次评估时间缩短了33.3％-46.7％，同时保证评估过程的一致性和准确性，cs总量表和五个分量表的cronbach'salpha系数在0.90-0.97。本发明可以提供的报告中除了提供量表分、百分位数等数据外，还提供加权量表分转换语言商数、年龄当量、发展偏离度指数等新指标，并提供详细的错误分析以指导后续康复，方便临床使用。