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为什么我们有些人比别人更擅长数学

2013年百大故事精选,第39篇:孩子天生的数感对她日后的数学能力有影响——可以通过辅导来加强

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Dmitriip/Shutterstock

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我们天生就有一种数感——一种无需计数就能粗略估计和比较数量的、看似毫不费力的本领,我们在超市选择最短的结账队伍或估算一碗里有多少个苹果时都会自动这样做。

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但有些人的数感比其他人更好,2013年发表的一些研究表明,这种被认为是学习算术必需基础的与生俱来的能力,可以通过指导来加强。

研究人员还确定了对辅导反应最好的儿童大脑的结构差异。杜克大学的心理学家伊丽莎白·布兰农说,这些新发现可能最终能带来帮助孩子掌握数学的更好方法。

在一项10月发表的研究中,布兰农和来自杜克大学以及约翰霍普金斯大学的同事向48名6个月大的婴儿展示了一系列点阵,点数会周期性地变化;研究人员通过婴儿在点阵变化后花费的凝视时间来推断婴儿检测点数量差异的能力。正如预期的那样,一些婴儿比其他婴儿更敏锐地感知数量。三年后,研究人员测试了这些孩子们的数学能力——例如他们对数字的掌握程度以及数到10的能力——并发现,在6个月大时数感最敏锐的婴儿,在3岁时数学能力最强,这与他们的整体智力无关。

但我们并非注定受制于与生俱来的局限。在一项8月发表的研究中,布兰农和她的同事俊浩·朴招募了52名成年志愿者参与一项旨在研究磨练数感是否能提高更高数学技能的研究。首先,参与者完成了多位数算术题。然后,其中一半的参与者花了10个课时估算大量点阵中的点数并进行心算;对照组则没有进行任何练习。之后,所有参与者再次完成了算术题。研究人员发现,参与点数练习的志愿者的数学能力与对照组相比有了显著提高。

布兰农说,这些研究以及其他研究表明,天生的数感和符号数学能力“密不可分,所以提高一个可以提高另一个”。她说,对于年幼的孩子来说,锻炼数感的游戏可能对数学学习产生很大影响。

其他在4月发表的研究,有助于解释为什么有些孩子比其他孩子更能从数学辅导中受益。斯坦福大学的科学家让24名三年级学生参加了一个为期八周的数学辅导项目。孩子们的数学能力提高幅度在8%到198%之间,并且与智商、记忆力和认知能力测试无关。但脑成像显示,受益最多的孩子拥有更大的海马体(一个关键的记忆区域),以及海马体与涉及长期记忆和习惯形成的大脑区域之间更强的神经连接。

斯坦福大学神经科学家、该研究的资深作者维诺德·梅农说:“这为我们提供了大脑用于构建知识的记忆系统的线索。”他说,这些结果可能有助于揭示数学学习障碍的起源,并为与数学苦苦挣扎的孩子们带来更好的教育项目。

[本文最初以“有些人擅长数学”为题印刷。]

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