数学障碍儿童推理和心算能力的关系

数学障碍儿童推理和心算能力的关系

现在，儿童学习障碍的问题引起了教育界、心理学领域和教育界的共同关注。其中，关于学习障碍儿童认知加工机制问题的研究是近年来引起广泛兴趣的一个重要课题。工作记忆(workingmemory)、加工速度(processingspeed)和执行功能（executivefunction）被认为是重要的认知加工资源，围绕它们在学习障碍儿童认知加工中的作用问题展开过许多研究。工作记忆是一种同时对信息进行储存和加工的容量有限的暂时记忆系统。根据Baddeley和Hitch关于工作记忆模型的最初描述，工作记忆由中央执行系统(centralexecutive)、语音环(phonologicalloop及视空间模板(visuospatialsketchpad)组成。工作记忆被认为是人类认知活动的核心，是学习、推理、问题解决和智力活动的重要成分。目前，工作记忆已成为儿童学习困难研究中的焦点问题。大量研究发现，儿童的工作记忆能力与其学业成绩密切相关。执行功能这一概念出自前额叶皮层损伤的研究，前额叶皮层的损伤引起一系列神经心理的缺陷，如计划、决策、认知灵活性、抑制、对动作的监控等方面的困难。因此,执行功能常常被看作主要是由前额叶调节的一种复杂的认知功能，是指个体的许多认知加工过程的协同操作，在实现某一特定目标时,个体所使用的灵活而优化的认知和神经机制，包括计划、控制冲动、抑制、定势转移或心理灵活性以及动作产生和监控等一系列功能。近年来围绕执行功能与儿童学习成绩的关系展开过许多研究，执行功能被认为是学习成绩的良好预测指标。此外，不少研究认为，加工速度在思维发展过程中起重要作用。研究表明,加工速度不仅是评价认知功能年龄差异的一项敏感性指标,而且是认知发展过程的一个重要调节因素。数学障碍(MathematicalDisabilities,MD)是学习障碍的重要亚型之一。目前,有关数学障碍的认知心理学机制研究还很有限,且研究结论不一致。本研究以单纯数学障碍儿童为对象,通过分析其工作记忆、加工速度、执行功能与推理和心算能力的关系,来全面分析数学学习困难的认知加工机制。1研究对象和方法1.1研究主题1.1.1样本选取和心算分采用智力测验、成就测验、教师提名、学业成绩相结合的综合标准甄选数学障碍儿童。入组标准：(1)龚氏非文字智力测验智商≥85；(2)数学期终考试成绩在全班第20百分位（约倒数第10名）以下，语文成绩在正常范围；(3)中国修订韦氏儿童智力量表（C-WISC）之心算分测验标准分低于常模1个标准差；(4)与任课教师评价相符。按上述标准从湖南长沙市三所小学（岳麓区、天心区、芙蓉区各一所）的4～6年级12个班（其中1所学校每个年级各随机选取2个班，另2所学校每个年级各随机选取1个班，共选取12个班）共抽取数学障碍儿童24例。其中男12例，女12例。年龄9～12岁，平均11.41±0.86岁。韦氏儿童智力量表心算测验量表分7.37±1.69。1.1.2韦氏儿童智力量表按以下标准从学习障碍者同班级选择同等数量的正常学习者：(1)龚氏非文字智力测验智商≥85；(2)语文、数学期终考试成绩均在全班第70百分位（约前15名）以上；(3)心算测验和阅读测验成绩高于常模或全班均分；(4)与任课教师评价相符。共抽取24人，其中男11人，女13人。年龄9～13岁，平均11.28±0.83岁。韦氏儿童智力量表心算测验量表分12.87±2.89。正常组心算测验成绩显著高于数学障碍组（P<0.001）。1.2方法1.2.1数字测温构成该测验由数字排序、数字倒背、空间排序、空间后退、Stroop数字计数、数字划销、阅读速度、计算速度等8个分测验构成。8个分测验组成听觉工作记忆、视觉工作记忆、执行功能、加工速度4个维度。1.2.2测验量和速度选用龚氏非文字智力测验之填数型分测验。该测验由30个项目组成，以点代数，1-9个点数，构成3×3矩阵型，要求按矩阵中点数的分布规律寻找缺数，测量数的推理和运算能力。1.2.4心算测试选用中国修订韦氏儿童智力量表（C-WISC）之心算分测验。粗分按常模转换成量表分。2结果2.1工作记忆各维度评分比较数学障碍组除空间排序、空间后退以及数字划销3个分测验外，在工作记忆成套测验其它各分测验上的成绩以及工作记忆各维度分均显著低于学习正常组（P<0.001～0.05））。数学障碍组数字推理、图案推理和心算成绩也显著低于正常组。见表1。2.2记忆、视觉工作记忆、执行功能和加工速度的相关分析数字推理、图案推理及心算成绩与听觉工作记忆、视觉工作记忆、执行功能和加工速度均有显著相关（视觉工作记忆与图案推理，执行功能与心算相关不显著）。详见表2。2.3结果的推理能力分析将数字推理和图案推理合并为推理能力，分别以推理能力和心算为因变量，以听觉工作记忆、视觉工作记忆、执行功能和加工速度为自变量进行逐步回归分析。结果进入推理能力回归方程的自变量有听觉工作记忆和视觉工作记忆；进入心算的回归方程的是听觉工作记忆和加工速度。见表3。3加工速度、执行功能与心算能力有关数学障碍儿童工作记忆的研究发现，数学障碍儿童存在与数字信息加工有关的工作记忆能力不足。MeLean等研究发现，数学障碍儿童工作记忆的中央执行系统和视觉空间储存方面存在不足。Swanson等人认为数学障碍与工作记忆能力不足有关,即数学学习能力的缺陷既存在一般领域(domain-general)的工作记忆能力(即中央执行功能)的不足,也存在特定领域的(domain-specific)工作记忆能力(如语音加工能力)不足,且在学习困难儿童的数学问题解决中,中央执行功能比语音加工功能起着更重要的作用。另一方面，Hitch和McAuley认为数学学习困难与计数速度慢有关,而不是由于工作记忆能力不足。Bull和Johnston通过比较学习困难儿童的加工速度和短时记忆,也认为数学学习困难源于加工速度缺陷。在执行功能方面，许多研究认为，数学困难与执行加工、策略选择以及算法知识等高级技能缺陷有关[16,17,18,19,20,21,22]。例如，有关数学困难儿童数学问题解决过程的分析发现，数学障碍儿童较少运用有效策略提取信息，较少直接从记忆中提取答案，而更多地依赖于数手指或口头计数等策略。本研究发现，数学障碍组的工作记忆、加工速度、执行功能均显著低于学习正常组。表明本组数学障碍儿童与学习正常儿童比较，存在普遍性的工作记忆、加工速度及执行功能损害。进一步分析发现，工作记忆、加工速度、执行功能与儿童的推理能力和心算能力均有显著正相关。而回归分析结果显示，对数学障碍儿童的推理能力有显著预测效力的只是工作记忆，包括听觉工作记忆和视觉工作记忆能力，而对心算能力有显著预测效力的既有听觉工作记忆，也有加工速度。说明数学障碍儿童的推理能力低于正常学习儿童，主要可由工作记忆能力不足来解释，而心算能力低下则应由听觉工作记忆和加工速度共同解释。关于工作记忆与推理的关系问题，许多研究认为，工作记忆与推理关系密切，工作记忆是推理的核心。工作记忆在推理中的作用主要表现在两个方面：一是保持信息，二是在工作记忆中形成初步的心理表征。工作记忆在推理过程中不仅为推理提供所必需的信息,而且还提供一定的能量资源。工作记忆在推理中的重要作用得到许多理论和研究的证明。本研究发现，工作记忆是数学障碍儿童的推理能力（视觉图案推理和数字推理）的唯一预测因子。加工速度未进入回归方程。这可能与本研究所采用的推理任务不设时间限制因而对儿童的加工速度没有特别的要求有关。本研究的另一结果显示，听觉工作记忆和加工速度对心算均有显著预测作用。这与国内刘昌的研究结果有所不同。刘昌的研究表明,加工速度不足以解释学习困难组与学习优秀组之间的数学问题解决