婴儿的空间推理预测数学技能

婴儿的空间推理预测数学技能一项新的研究发现,在婴儿期测量的空间推理预测了儿童在4年龄时的数学表现。

“我们为空间推理和数学能力之间的关系提供了最早的文献证据,”埃默里大学心理学家Stella Lourenco说,他的实验室进行了这项研究。 “我们已经证明,空间推理从生命早期开始,年仅6个月,预示着这种能力的连续性和数学发展。”

研究人员控制了儿童一般认知能力的纵向研究,包括词汇,工作记忆,短期空间记忆和处理速度等措施。

“我们的结果表明,这不仅仅是聪明的婴儿成为聪明的四岁孩子的问题,”洛伦科说。 “相反,我们相信我们已经磨练了一些关于早期空间推理和数学能力的具体内容。”

这些发现可能有助于解释为什么有些人会接受数学,而有些人则认为自己很擅长并避免数学。 “我们知道,空间推理是一种可以通过培训改进的可塑技术,”Lourenco说。 “一种可能性是,应该更多地关注早期数学教育中的空间推理。”

之前的研究表明,13年龄段的优越空间能力可以预测科学,技术,工程和数学领域的专业和创造性成就,而不仅仅是30年。

关于'心理空间'的实验

为了探究空间能力的个体差异是否早期存在,Lourenco的实验室测试了63婴儿,年龄为六个月至13个月,用于视觉空间技能(称为心理转换),或在“心理空间”中转换和旋转物体的能力。心理转变被认为是空间智能的标志。

研究人员向婴儿展示了一系列配对的视频流。 两个流呈现出一系列两个匹配的形状,类似于俄罗斯方块瓷砖片,它们改变了每个演示中的方向。 在其中一个视频流中,每三个演示中的两个形状旋转成镜像。 在另一个视频流中,形状仅以非镜像方向出现。 眼动追踪技术记录了婴儿看过的视频流以及持续多长时间。

这种类型的实验称为变化检测范例。 “婴儿已被证明更喜欢新奇,”洛伦科解释说。 “如果他们能够进行心理转变并发现这些碎片偶尔会旋转到一个镜子位置,那么由于它的新颖性,这对他们来说很有意思。”

眼动追踪技术使研究人员能够测量婴儿的外观以及持续时间。 作为一个群体,婴儿在带有镜像的视频流中看起来要长得多,但是他们看到它的时间量存在个体差异。

五十三名儿童,或原始样本的84百分比,在四岁时返回完成纵向研究。 参与者再次进行心理转换能力测试,并掌握简单的符号数学概念。 结果显示,花费更多时间观察婴儿镜像镜像流的孩子在4岁时保持了较高的心理转换能力,并且在数学问题上也表现得更好。

早期数学中的空间推理

高级符号数学在人类进化中相对较晚。 之前的研究表明,符号数学可能会将参与空间推理的大脑电路作为基础进行构建。

“我们的工作可能有助于我们理解数学的本质,”洛伦科说。 “通过证明空间推理与数学能力的个体差异有关,我们增加了越来越多的文献,表明对数学空间推理的潜在贡献。 我们现在可以测试空间推理在生命早期可能发挥的因果作用。“

除了帮助改善常规早期数学教育外,该发现还有助于为数学残疾儿童设计干预措施。 例如,Dyscalculia是一种发育障碍,干扰甚至进行简单的算术运算。

“糖尿病的估计患病率估计为5%至7%,与阅读障碍大致相同,”洛伦科说。 “尽管数学对我们的技术世界很重要,但Dyscalculia一般受到的关注较少。”

研究结果出现在期刊上 心理科学.

来源: 埃默里大学

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