数学学习困难儿童的加工速度与工作记忆

以数学学习困难儿童为研究对象,系统考察了数学学习困难儿童与控制组的加工速度和工作记忆,比较了工作记忆和加工速度对数学学习困难影响的相对贡献.结果发现,与控制组相比,数学学习困难儿童在工作记忆和加工速度方面均存在明显的不足,但加工速度不能解释不同能力组之间的差异,数学学习困难儿童的缺陷在于工作记忆能力的下降.工作记忆缺陷在于数字工作记忆、视空间工作记忆和中央执行功能的整体不足,中央执行功能对数学学习困难儿童影响的解释量最大.     

早期儿童数学学习与执行功能的关系

执行功能是个体对复杂的认知活动的自我调节和以明确目标为导向的活动过程, 对早期儿童的数学学习起着重要的作用。早期儿童数学学习与执行功能呈显著正相关, 执行功能是儿童数学学习的重要认知加工机制。早期儿童执行功能和数学学习之间存在着相互预测的关系, 执行功能可以预测数学成绩, 数学成绩可以预测执行功能。高质量的早期数学教育可能具有发展儿童执行功能和数学能力的双重价值。未来研究可以明确执行功能的界定和统一测量工具, 提供更可靠的证据证明早期儿童执行功能与数学能力的因果关系, 以及进一步探究语言、数学以及执行功能三者之间的关系。     

儿童执行功能对数学能力的预测模型

使用数点数广度任务(C-span)、Stroop任务、威斯康星卡片分类任务(WCST)测查儿童的执行功能,用《小学儿童数学能力测查量表》(一年级)、《韦克斯勒儿童智力测量》分别测查儿童的数学能力和智力,对64名小学一年级儿童的执行功能(抑制、转换、刷新)和数学能力的关系进行了研究,相关分析和回归分析发现,数学能力与执行功能任务测量都有显著相关,抑制、转换和刷新都分别对数学能力存在显著回归效应;在此基础上,建立了执行功能及其对儿童数学能力的预测模型。结果表明,抑制控制、转换和刷新都能对数学能力产生直接影响,但抑制控制还通过转换和刷新对数学能力产生间接影响。说明儿童数学能力的认知差异,主要在于抑制控制能力的差异,而抑制控制的差异又导致转换和刷新能力表现的差异。     

儿童执行功能与早期学业能力的关系:学习品质的中介作用

以上海市6所幼儿园245名3~6岁儿童为研究对象,分别采用头–脚–膝盖–肩膀(HTKS)任务、修订后的儿童行为评定量表(CBRS)及亚太学前儿童发展量表中的语言和前阅读分量表以及认知分量表考察执行功能、学习品质及早期语言和数学学业发展状况。结果表明:(1)执行功能对学习品质、早期语言能力和数学能力均有显著正向预测作用;(2)学习品质在执行功能和早期数学能力关系中起部分中介作用,但对执行功能和早期语言能力的关系无中介作用。     

动态测验对“数学学习困难”儿童的进一步甄别

本研究意在考查动态测验对数学学习困难儿童作进一步程度区分的有效性。以传统且常用的数学学习困难鉴别方式和标准选取30名四年级数学学习困难儿童为实验组,30名同年级智力匹配儿童为对照组,以Swanson认知加工测验(S-CPT)的4个子测验为测量工具对被试进行动态测验。结果发现：(1)在传统数学学习困难鉴别方式的基础上,动态测验的“潜在认知能力”指标可以对儿童数学成绩增加19%的预测力;(2)以“潜在认知能力”指标为依据能够将数学学习困难儿童进一步区分为“发展落后”和“发展缺陷”两个水平;(3)“发展落后”儿童一年内数学成绩发生了增长性变化,与正常儿童水平相当,而“发展缺陷”儿童的数学成绩没有变化。研究证实关注潜能指标的动态测验范式在快速、准确甄别数学学习困难儿童上具有独特效用。     

MD儿童与正常儿童早期数学认知差异的研究

该研究采用测验法,考察数学学习不良(MD)儿童的早期数学认知能力,包括计数、数守恒、时空概念、逻辑、计算和操作等方面。被试为城市幼儿园34名MD儿童和30名正常儿童,平均年龄约6.0岁。结果发现:学习不良儿童早期数学能力在逻辑、计算和空间保持上有缺陷,与Johnson、Ginsburg等人的研究结果一致。与以往研究有所不同的是:在计数能力上,MD儿童与正常儿童间差异不明显;在数守恒能力上,MD儿童明显低于正常儿童;空间保持缺陷表现突出,表现为书写数字时的镜像反应、图形的错误表征等。     

两种类型数学困难儿童的执行水平

使用Crack the Code任务考察单纯型与混合型数学困难小学儿童的执行水平,结果发现:单纯型数学困难儿童在对认知资源要求较高的任务上的执行水平显著低于数学优良生,但在认知要求较低的任务上二者之间没有显著差异;混合型数学困难儿童执行水平最低,在两个难度水平执行任务上的表现均显著差于数学优良生、单纯型数学困难儿童.小学儿童执行水平年级差异似乎主要表现在认知负荷较高的任务上,1年级学生与3、5年级学生的执行水平存在显著差异.     

两类数学学习困难小学儿童抑制控制水平的实验研究

为考察单纯型数学困难与混合型数学困难小学儿童的抑制控制水平及特点,使用Stroop色词命名测验和颜色匹配反转作业,对各30名的单纯型困难、混合型困难和对照组小学儿童的优势反应抑制能力进行测试、分析。结果发现:单纯型数学困难儿童抑制优势反应的能力显著低于对照组,但其对事物初次学习的能力与对照组相当;混合型数学困难儿童在对事物初次学习能力及对优势反应的抑制能力方面均显著低于对照组儿童,其中对事物的初次学习能力也显著低于单纯型数学困难儿童。     

数学学习困难初中生的中央执行系统特点

为揭示数学学习困难学生的认知过程加工特点,筛选上海111名初中生（男生46名,女生68名,平均年龄11.97岁）比较数学困难学生（55名）与数学优秀学生（56名）的中央执行系统的表现差异,通过反应停止任务和Flanker任务考察抑制能力以及注意控制能力。结果发现各种抑制和注意控制条件下,数困组学生的正确率低于数优组;在具有干扰的情况的成绩更能有效预测数学成绩;中央执行系统能力在初中总体具有上升发展趋势,数困生的发展具有波动性。因此,数学学习困难在中央执行系统中的缺损主要是对抗干扰的能力不足,而非简单的加工速度。     

数学学习困难初中生的记忆广度特点

记忆广度包括短时记忆广度和工作记忆广度,为揭示数学学习困难学生认知缺损特点,筛选103名初中生（平均年龄12.57岁）,比较数学困难学生（49名）与数学优秀学生（54名）的记忆广度差异,通过词语系列任务、阅读广度任务以及倒背数字任务,分别测查了短时记忆、言语工作记忆以及数字工作记忆。结果发现,数困组与优秀组的学生在词语系列任务中没有显著差异（t＝-1.59, p>.05）,在阅读广度任务中,具有显著差异（t＝-2.38, p<.05）,在倒背数字任务中具有极其显著的差异（t＝-4.69, p<.01）。阅读广度和倒背数字之间具有显著相关(r=.24, p<.05),词语系列任务与阅读广度(r=.19, p>.05)和倒背数字任务(r=.05, p>.05)之间不存在显著相关。研究表明,在具有干扰情况的任务更能有效预测数学成绩,数学学习困难的认知缺损主要是对抗干扰的能力不足,而非简单的短时记忆广度。     

执行功能在不同年级儿童数学能力中的作用

选取812名三～六年级的儿童,采用相关分析和结构方程模型等方法考察了各执行功能成分在不同年级儿童三种数学能力中的作用。结果显示,在低年级阶段,工作记忆广度是数学运算能力、空间想象能力和逻辑思维能力最重要的预测因素;在高年级阶段,工作记忆广度对三种数学能力的预测作用下降,而工作记忆刷新和认知灵活性对数学能力的预测作用提升。这表明,各执行功能成分对不同数学能力的预测作用存在差异,并将随儿童年级的增长而发生变化。     

数学学习困难初中生的N-back任务表现特征

目的：分析数学学习困难初中生与学习优秀初中生的核心认知过程机制差异。方法：采用N-back任务作为测查工作记忆能力的指标,分析初中42名数困生和53名数优生的表现差异。结果：两组学生在0-back任务中无显著差异,在1-back和2-back任务中的差异逐渐增大。回归分析表明2-back和1-back任务对数学成绩有显著影响。结论：1）随着认知负荷增高,数困生和数优生的表现差距增大。数学学习困难的核心认知缺损是工作记忆能力而非简单认知加工过程。2）N-back任务能有效预测数学学习成绩。     

儿童早期数学能力发展的源泉

儿童早期的数学能力是学龄时期正式数学知识的基础。如果学前儿童没有发展出良好的数学技能,这种学习困难可能会持续整个学龄期。所以,理清支撑儿童早期数学能力发展的因素对于提高他们的学业成就和预防未来学业失败具有重要的实践价值。儿童的数学能力是在生理基础之上与环境文化的交互过程当中通过自身努力主动构建起来的。     

执行功能与儿童数学认知

儿童数学认知能力的发展与儿童执行功能之间有着密切的联系.这种联系不仅仅表现在认知加工机制方面,如工作记忆、抑制控制等,还涉及到深层的认知神经机制,如前额叶皮质等.此外,儿童数学认知和执行功能在研究范式上也存在着一些共同的模式,例如冲突抑制任务和规则转换任务等.     

语文学习困难儿童的工作记忆与加工速度

加工速度和工作记忆反应了不同的认知加工过程,在认知发展研究中,加工速度和工作记忆所起的作用仍存在较大的分歧.采用多因素混合实验设计,在严格控制条件下,比较了语文学习困难和控制组儿童的工作记忆和加工速度.结果发现,与控制组相比,语文学习困难儿童在工作记忆和加工速度方面均存在明显的不足,但加工速度不能解释不同能力组之间的差异,语文学习困难儿童的缺陷在于工作记忆能力的下降.工作记忆的缺陷在于言语工作记忆和中央执行功能的不足,与视空间工作记忆能力无关.语文学习困难既存在一般的工作记忆缺陷(中央执行功能)也存在特定的工作记忆(言语工作记忆)能力的不足.     

简单心算中数学学习困难儿童的数字距离效应

采用事件相关电位(ERP)方法,以阿拉伯数字的简单心算为任务,考察数学学习困难儿童(MD)的数字距离效应。行为数据的结果表明:MD组没有出现数字距离效应,对照组儿童出现了数字距离效应。事件相关电位数据显示:与对照组相比,MD组N270的潜伏期更长;两组被试在N270的波幅和潜伏期上都没有表现出数字距离效应。研究结果表明:MD儿童对数量信息的空间表征存在缺陷。     

工作记忆训练及对数学能力的迁移作用

工作记忆缺陷会影响个体数学能力发展。通过记忆策略、广度、刷新、转换等功能的工作记忆训练,可以改善个体认知功能。然而,工作记忆训练对个体的阅读、数学、流体智力等方面的远迁移效果并不一致。研究表明,工作记忆训练可以改善数感、视觉空间能力、推理能力等数学一般技能;也会通过改善语音工作记忆以及空间能力促进数学计算能力,或者通过改善中央执行系统,提升数学问题表征、模式识别、解题迁移、策略选择等复杂的过程,从而促进数学问题解决能力。因此,区分不同数学任务的认知过程,可以获得工作记忆训练对数学能力迁移效果的进一步证据。今后,神经影像学的证据或许也是未来工作记忆训练对数学能力提高的又一佐证。     

3-6年级数学学习困难儿童与正常儿童空间能力的比较

选取3-6年级数学学习困难和数学学习正常的儿童共458名,比较了两类儿童空间能力的发展特点。结果表明:(1)正常儿童的空间能力优于数困儿童,二者空间视觉化能力均优于空间定向能力;(2)正常儿童与数困儿童的空间能力均随年龄增长而提高,但二者不同空间能力快速发展的时间点不同;(3)单纯数困儿童的空间能力优于混合数困儿童,后者空间定向能力发展滞后;(4)正常儿童的空间能力在发展过程中对数学成绩的作用量为26.17%,数困儿童为28.43%。     

工作记忆训练及对数学能力的迁移作用

工作记忆缺陷会影响个体数学能力发展。通过记忆策略、广度、刷新、转换等功能的工作记忆训练,可以改善个体认知功能。然而,工作记忆训练对个体的阅读、数学、流体智力等方面的远迁移效果并不一致。研究表明,工作记忆训练可以改善数感、视觉空间能力、推理能力等数学一般技能;也会通过改善语音工作记忆以及空间能力促进数学计算能力,或者通过改善中央执行系统,提升数学问题表征、模式识别、解题迁移、策略选择等复杂的过程,从而促进数学问题解决能力。因此,区分不同数学任务的认知过程,可以获得工作记忆训练对数学能力迁移效果的进一步证据。今后,神经影像学的证据或许也是未来工作记忆训练对数学能力提高的又一佐证。     

小学低年级儿童的计算流畅性与数学焦虑:基于变量为中心与个体为中心的分析

为考察计算流畅性对小学低年级儿童数学焦虑的影响及作用机制,对592名小学二年级儿童的计算流畅性、数学学习兴趣、教师支持和数学焦虑进行测查。结果发现:(1)计算流畅性不仅通过数学学习兴趣间接影响数学焦虑,也可通过数学学习兴趣进而通过教师支持间接影响数学焦虑;(2)对计算流畅性和数学学习兴趣得分进行潜剖面分析,可将儿童区分为三种类型:低能力-低兴趣型、高能力-高兴趣型和低能力-高兴趣型;(3)低能力-低兴趣型儿童的数学焦虑得分显著高于其他两类,而低能力-高兴趣型和高能力-高兴趣型儿童的数学焦虑得分则无显著差异。上述结果表明计算流畅性、数学学习兴趣和教师支持在预防和干预小学低年级儿童的数学焦虑中具有重要作用。