數(shù)學(xué)障礙兒童推理和心算能力的關(guān)系

數(shù)學(xué)障礙兒童推理和心算能力的關(guān)系

現(xiàn)在，兒童學(xué)習(xí)障礙的問題引起了教育界、心理學(xué)領(lǐng)域和教育界的共同關(guān)注。其中，關(guān)于學(xué)習(xí)障礙兒童認(rèn)知加工機(jī)制問題的研究是近年來引起廣泛興趣的一個(gè)重要課題。工作記憶(workingmemory)、加工速度(processingspeed)和執(zhí)行功能（executivefunction）被認(rèn)為是重要的認(rèn)知加工資源，圍繞它們?cè)趯W(xué)習(xí)障礙兒童認(rèn)知加工中的作用問題展開過許多研究。工作記憶是一種同時(shí)對(duì)信息進(jìn)行儲(chǔ)存和加工的容量有限的暫時(shí)記憶系統(tǒng)。根據(jù)Baddeley和Hitch關(guān)于工作記憶模型的最初描述，工作記憶由中央執(zhí)行系統(tǒng)(centralexecutive)、語音環(huán)(phonologicalloop及視空間模板(visuospatialsketchpad)組成。工作記憶被認(rèn)為是人類認(rèn)知活動(dòng)的核心，是學(xué)習(xí)、推理、問題解決和智力活動(dòng)的重要成分。目前，工作記憶已成為兒童學(xué)習(xí)困難研究中的焦點(diǎn)問題。大量研究發(fā)現(xiàn)，兒童的工作記憶能力與其學(xué)業(yè)成績(jī)密切相關(guān)。執(zhí)行功能這一概念出自前額葉皮層損傷的研究，前額葉皮層的損傷引起一系列神經(jīng)心理的缺陷，如計(jì)劃、決策、認(rèn)知靈活性、抑制、對(duì)動(dòng)作的監(jiān)控等方面的困難。因此,執(zhí)行功能常常被看作主要是由前額葉調(diào)節(jié)的一種復(fù)雜的認(rèn)知功能，是指?jìng)€(gè)體的許多認(rèn)知加工過程的協(xié)同操作，在實(shí)現(xiàn)某一特定目標(biāo)時(shí),個(gè)體所使用的靈活而優(yōu)化的認(rèn)知和神經(jīng)機(jī)制，包括計(jì)劃、控制沖動(dòng)、抑制、定勢(shì)轉(zhuǎn)移或心理靈活性以及動(dòng)作產(chǎn)生和監(jiān)控等一系列功能。近年來圍繞執(zhí)行功能與兒童學(xué)習(xí)成績(jī)的關(guān)系展開過許多研究，執(zhí)行功能被認(rèn)為是學(xué)習(xí)成績(jī)的良好預(yù)測(cè)指標(biāo)。此外，不少研究認(rèn)為，加工速度在思維發(fā)展過程中起重要作用。研究表明,加工速度不僅是評(píng)價(jià)認(rèn)知功能年齡差異的一項(xiàng)敏感性指標(biāo),而且是認(rèn)知發(fā)展過程的一個(gè)重要調(diào)節(jié)因素。數(shù)學(xué)障礙(MathematicalDisabilities,MD)是學(xué)習(xí)障礙的重要亞型之一。目前,有關(guān)數(shù)學(xué)障礙的認(rèn)知心理學(xué)機(jī)制研究還很有限,且研究結(jié)論不一致。本研究以單純數(shù)學(xué)障礙兒童為對(duì)象,通過分析其工作記憶、加工速度、執(zhí)行功能與推理和心算能力的關(guān)系,來全面分析數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)困難的認(rèn)知加工機(jī)制。1研究對(duì)象和方法1.1研究主題1.1.1樣本選取和心算分采用智力測(cè)驗(yàn)、成就測(cè)驗(yàn)、教師提名、學(xué)業(yè)成績(jī)相結(jié)合的綜合標(biāo)準(zhǔn)甄選數(shù)學(xué)障礙兒童。入組標(biāo)準(zhǔn)：(1)龔氏非文字智力測(cè)驗(yàn)智商≥85；(2)數(shù)學(xué)期終考試成績(jī)?cè)谌嗟?0百分位（約倒數(shù)第10名）以下，語文成績(jī)?cè)谡７秶?3)中國修訂韋氏兒童智力量表（C-WISC）之心算分測(cè)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)分低于常模1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差；(4)與任課教師評(píng)價(jià)相符。按上述標(biāo)準(zhǔn)從湖南長(zhǎng)沙市三所小學(xué)（岳麓區(qū)、天心區(qū)、芙蓉區(qū)各一所）的4～6年級(jí)12個(gè)班（其中1所學(xué)校每個(gè)年級(jí)各隨機(jī)選取2個(gè)班，另2所學(xué)校每個(gè)年級(jí)各隨機(jī)選取1個(gè)班，共選取12個(gè)班）共抽取數(shù)學(xué)障礙兒童24例。其中男12例，女12例。年齡9～12歲，平均11.41±0.86歲。韋氏兒童智力量表心算測(cè)驗(yàn)量表分7.37±1.69。1.1.2韋氏兒童智力量表按以下標(biāo)準(zhǔn)從學(xué)習(xí)障礙者同班級(jí)選擇同等數(shù)量的正常學(xué)習(xí)者：(1)龔氏非文字智力測(cè)驗(yàn)智商≥85；(2)語文、數(shù)學(xué)期終考試成績(jī)均在全班第70百分位（約前15名）以上；(3)心算測(cè)驗(yàn)和閱讀測(cè)驗(yàn)成績(jī)高于常?；蛉嗑郑?4)與任課教師評(píng)價(jià)相符。共抽取24人，其中男11人，女13人。年齡9～13歲，平均11.28±0.83歲。韋氏兒童智力量表心算測(cè)驗(yàn)量表分12.87±2.89。正常組心算測(cè)驗(yàn)成績(jī)顯著高于數(shù)學(xué)障礙組（P<0.001）。1.2方法1.2.1數(shù)字測(cè)溫構(gòu)成該測(cè)驗(yàn)由數(shù)字排序、數(shù)字倒背、空間排序、空間后退、Stroop數(shù)字計(jì)數(shù)、數(shù)字劃銷、閱讀速度、計(jì)算速度等8個(gè)分測(cè)驗(yàn)構(gòu)成。8個(gè)分測(cè)驗(yàn)組成聽覺工作記憶、視覺工作記憶、執(zhí)行功能、加工速度4個(gè)維度。1.2.2測(cè)驗(yàn)量和速度選用龔氏非文字智力測(cè)驗(yàn)之填數(shù)型分測(cè)驗(yàn)。該測(cè)驗(yàn)由30個(gè)項(xiàng)目組成，以點(diǎn)代數(shù)，1-9個(gè)點(diǎn)數(shù)，構(gòu)成3×3矩陣型，要求按矩陣中點(diǎn)數(shù)的分布規(guī)律尋找缺數(shù)，測(cè)量數(shù)的推理和運(yùn)算能力。1.2.4心算測(cè)試選用中國修訂韋氏兒童智力量表（C-WISC）之心算分測(cè)驗(yàn)。粗分按常模轉(zhuǎn)換成量表分。2結(jié)果2.1工作記憶各維度評(píng)分比較數(shù)學(xué)障礙組除空間排序、空間后退以及數(shù)字劃銷3個(gè)分測(cè)驗(yàn)外，在工作記憶成套測(cè)驗(yàn)其它各分測(cè)驗(yàn)上的成績(jī)以及工作記憶各維度分均顯著低于學(xué)習(xí)正常組（P<0.001～0.05））。數(shù)學(xué)障礙組數(shù)字推理、圖案推理和心算成績(jī)也顯著低于正常組。見表1。2.2記憶、視覺工作記憶、執(zhí)行功能和加工速度的相關(guān)分析數(shù)字推理、圖案推理及心算成績(jī)與聽覺工作記憶、視覺工作記憶、執(zhí)行功能和加工速度均有顯著相關(guān)（視覺工作記憶與圖案推理，執(zhí)行功能與心算相關(guān)不顯著）。詳見表2。2.3結(jié)果的推理能力分析將數(shù)字推理和圖案推理合并為推理能力，分別以推理能力和心算為因變量，以聽覺工作記憶、視覺工作記憶、執(zhí)行功能和加工速度為自變量進(jìn)行逐步回歸分析。結(jié)果進(jìn)入推理能力回歸方程的自變量有聽覺工作記憶和視覺工作記憶；進(jìn)入心算的回歸方程的是聽覺工作記憶和加工速度。見表3。3加工速度、執(zhí)行功能與心算能力有關(guān)數(shù)學(xué)障礙兒童工作記憶的研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)學(xué)障礙兒童存在與數(shù)字信息加工有關(guān)的工作記憶能力不足。MeLean等研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)學(xué)障礙兒童工作記憶的中央執(zhí)行系統(tǒng)和視覺空間儲(chǔ)存方面存在不足。Swanson等人認(rèn)為數(shù)學(xué)障礙與工作記憶能力不足有關(guān),即數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力的缺陷既存在一般領(lǐng)域(domain-general)的工作記憶能力(即中央執(zhí)行功能)的不足,也存在特定領(lǐng)域的(domain-specific)工作記憶能力(如語音加工能力)不足,且在學(xué)習(xí)困難兒童的數(shù)學(xué)問題解決中,中央執(zhí)行功能比語音加工功能起著更重要的作用。另一方面，Hitch和McAuley認(rèn)為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)困難與計(jì)數(shù)速度慢有關(guān),而不是由于工作記憶能力不足。Bull和Johnston通過比較學(xué)習(xí)困難兒童的加工速度和短時(shí)記憶,也認(rèn)為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)困難源于加工速度缺陷。在執(zhí)行功能方面，許多研究認(rèn)為，數(shù)學(xué)困難與執(zhí)行加工、策略選擇以及算法知識(shí)等高級(jí)技能缺陷有關(guān)[16,17,18,19,20,21,22]。例如，有關(guān)數(shù)學(xué)困難兒童數(shù)學(xué)問題解決過程的分析發(fā)現(xiàn)，數(shù)學(xué)障礙兒童較少運(yùn)用有效策略提取信息，較少直接從記憶中提取答案，而更多地依賴于數(shù)手指或口頭計(jì)數(shù)等策略。本研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)學(xué)障礙組的工作記憶、加工速度、執(zhí)行功能均顯著低于學(xué)習(xí)正常組。表明本組數(shù)學(xué)障礙兒童與學(xué)習(xí)正常兒童比較，存在普遍性的工作記憶、加工速度及執(zhí)行功能損害。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，工作記憶、加工速度、執(zhí)行功能與兒童的推理能力和心算能力均有顯著正相關(guān)。而回歸分析結(jié)果顯示，對(duì)數(shù)學(xué)障礙兒童的推理能力有顯著預(yù)測(cè)效力的只是工作記憶，包括聽覺工作記憶和視覺工作記憶能力，而對(duì)心算能力有顯著預(yù)測(cè)效力的既有聽覺工作記憶，也有加工速度。說明數(shù)學(xué)障礙兒童的推理能力低于正常學(xué)習(xí)兒童，主要可由工作記憶能力不足來解釋，而心算能力低下則應(yīng)由聽覺工作記憶和加工速度共同解釋。關(guān)于工作記憶與推理的關(guān)系問題，許多研究認(rèn)為，工作記憶與推理關(guān)系密切，工作記憶是推理的核心。工作記憶在推理中的作用主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是保持信息，二是在工作記憶中形成初步的心理表征。工作記憶在推理過程中不僅為推理提供所必需的信息,而且還提供一定的能量資源。工作記憶在推理中的重要作用得到許多理論和研究的證明。本研究發(fā)現(xiàn)，工作記憶是數(shù)學(xué)障礙兒童的推理能力（視覺圖案推理和數(shù)字推理）的唯一預(yù)測(cè)因子。加工速度未進(jìn)入回歸方程。這可能與本研究所采用的推理任務(wù)不設(shè)時(shí)間限制因而對(duì)兒童的加工速度沒有特別的要求有關(guān)。本研究的另一結(jié)果顯示，聽覺工作記憶和加工速度對(duì)心算均有顯著預(yù)測(cè)作用。這與國內(nèi)劉昌的研究結(jié)果有所不同。劉昌的研究表明,加工速度不足以解釋學(xué)習(xí)困難組與學(xué)習(xí)優(yōu)秀組之間的數(shù)學(xué)問題解決