研究表明
1岁10个月的孩子就开始对数字感兴趣;
2岁半,他们逐渐形成计数能力;
5-6岁,孩子开始了解数学概念,掌握计算能力。
哈佛大学一项研究发现:5岁儿童是天生的数学家,他们可以自己在探索中掌握数学概念和算术法则。你可能会惊讶:原来每个孩子都曾有可能是“数学神童”?!
其实早在1954年,Tobias Dantzi在其着作《数:科学的语言》中首次提出数感的概念;1980年,美国心理学家Prentice Starkey对16周到30周大的婴儿做实验发现,婴儿能觉察到2个点到3个点的数量变化;这种觉察点数量变化的能力,婴儿不可能在出生后几个月时间内从外界环境学到,而应该是一种人类遗传能力。
从科学的角度解释,数感应该叫做近似数量系统(Approximate Number System,简称ANS)。它包括非符号性的近似数量系统和符号性近似数量系统。它具有遗传性和不精确性,是一种运用近似数量的方式来表征数量的非言语能力。这种数感不仅跨越物种,而且在个体整个生命周期中都保持活跃。简单的说,有些孩子数学好是遗传(天生)的。
数感真能决定孩子的数学能力吗?
2014年,《British Journal of Educational Psychology》(英国教育心理学杂志)上发表了一项意大利的研究,他们以1年级儿童为研究对象,检测了包括数学能力、智力、短时记忆、工作记忆、数感与学习成绩的关系。
研究结论是,记忆和数感在1年级学生的数学学习中,都起着至关重要的作用,二者互相独立。由此可见,记忆力和数感,是学生数学能力的基础。
如何提高孩子的数学能力?
从上面的分析可以得出,与数学能力最相关的就是记忆力和数感,那么只要着重培养这两项能力就可以了。除了常规的记忆力训练、数感训练,我们也可以采用科技手段,来提高孩子的学习效率,比如tDCS干预,就是一项在欧美国家广泛应用,用于辅助学习的技术。
tDCS的原理是通过恒定、低强度的微弱电流,调节皮层兴奋性,从而使大脑功能发生改变,从而提高记忆力、提高数感。
1、提高记忆力
德国吕贝克大学的三位专家,通过实验发现:在慢波睡眠阶段,使用tDCS技术干预,改善了新皮层的慢波结构(slow oscillation),增强短期记忆→长期记忆的转化。
近年来,如波音和通用公司共同持股的HRL Laboratories、美国加州的Thync公司,都已研发出了相应tDCS设备,投入市场。
2、提高数感
从生理学角度分析,数感与大脑特定的神经区域顶内沟相关联,并能激活顶叶和额叶皮质参与活动。顶内沟也是数学的重要活跃区,它专门运算数值和进行数学思维。此外,临近大脑皮层表面的额叶和顶叶区域都与数学能力的发展有关。
一个由四所欧洲顶尖大学(德国格拉茨大学、奥地利哥廷根大学、瑞士苏黎世联邦理工学院、英国伦敦大学)组成的研究团队,曾经联合进行了一项研究,利用tDCS技术提高学生的算术学习能力。
共有60名学生参加了此次研究,研究结果表明,采用不同的干预方案,对乘法运算、减法运算的效果不尽相同。
如上图所示,tDCS干预后,提高了乘法运算和减法运算的计算速度(图A);而tDCS阳极干预,对减法学习的有益影响,提高了学习率(评估学习过程中,对知识的吸收、利用程度),而阴极刺激反而降低了学习率。这是由于减法运算和乘法运算,大脑的激活区域是不同的。
试验说明通过tDCS调节算术学习能力是成功的。需要针对学生的不同情况,采用不同的干预方案,才能有针对性的满足每位学生对提高数学学习能力的需求。
参考资料
林胜威.数感的修订变化与内涵认识[J].数学教育学报,2021,30(6):69-73.
康丹,张利,蔡术,等.儿童近似数量系统精确性与数学能力的关系研究[J].数学教育学报,2020,29(3):7.
Marshall L,Helgadóttir H,Mölle M,et al.Boosting slow oscillations during sleep potentiates memory[J].Nature,2006,444(7119):610-613.
Grabner R H,Rütsche B,Ruff C C,et al.Transcranial direct current stimulation of the posterior parietal cortex modulates arithmetic learning[J].European Journal of Neuroscience,2015,42(1):1667-1674.
来源:医谷网
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