儿童非符号数量表征的特点及作用探析

数量表征是人类重要的基础心理能力,包括了符号和非符号两种表征系统。非符号数量表征是个体不需要依赖符号知识对视觉、听觉或跨通道呈现的实物或实物记号的数量刺激进行表达和运算的过程,具有一定的种系进化基础,先于语言发生。在未接受正式数学教育之前,儿童在一定程度上就能在平面空间和三维空间内表征非符号数量,并表现出了在视觉-听觉跨通道条件下的抽象非符号数量表征能力。个体早期即可能拥有两种特点不同的离散量表征系统:对非符号小数量的精确表征和对大数量的近似表征,但对其产生机制还存在不同的理论解释。在符号系统出现后,非符号数量表征和符号数量表征在行为及神经机制既有区别又有联系,并可能通过映射过程在头脑内部相互转换。与符号数量表征相互作用发展成为个体高级数能力的重要基础。

非符号数量表征和符号分数表征的关系

个体学习符号分数的一个关键是能对其数值形成准确表征。现有研究假设符号分数表征的认知基础是人类自婴幼儿期就具有的非符号数量表征(如表征两个集合各自的数量,或两个数量的比例)。其证据包括表征非符号数量(尤其是非符号数量比例关系)和表征符号分数在行为和大脑神经活动层面上都表现出相关性。然而要说明非符号数量表征是符号分数表征的认知基础,还需更多研究表明两者在数量概念上的独特相关和因果联系,并阐明符号分数表征形成的认知机制。

小学一年级儿童的非符号数量表征与数学成就

研究以小学一年级儿童为对象,通过测量非符号数量表征、数学成就及其他潜在影响因素,探讨非符号数量表征与数学成就的关系。结果发现,小学一年级儿童非符号数量表征与数学成就存在显著正相关,而其他影响因素与数学成就相关均不显著。即使控制了其他影响因素,非符号数量表征仍能解释19%数学成就变异率。研究表明,非符号数量表征是小学一年级儿童数学成就的重要预测因素,提高非符号数量表征有助于促进儿童的数学学习。

幼儿非符号数量表征与数轴估计的关系:计算流畅性的中介作用

本研究以115名4~5岁幼儿为研究对象,探讨幼儿非符号数量表征、数轴估计和计算流畅性的关系。结果发现,幼儿非符号数量表征、计算流畅性和数轴估计之间呈显著正相关;计算流畅性在幼儿非符号数量表征与数轴估计关系中起中介作用;计算流畅性水平高的幼儿使用较优数轴估计策略的人数显著高于计算流畅性水平低的幼儿,且前者数轴估计的精确性也明显优于后者。研究者据此提出相关建议。

特异性的符号和非符号数量表示:基于SNARC效应的研究

目的:探讨符号和非符号的数空表征之间是否会相互影响。方法:采用数字大小判断任务,数字面积混合的数字大小判断任务对62名大学生进行行为实验。结果:被试在数字大小判断任务中出现了经典的SNARC效应,在数字面积混合的数字大小判断实验中也表现出了SNARC效应,而且实验一和实验二的SNARC效应的效应量没有显著差异。结论:就本实验中的数字和面积两种数量表征形式而言,非符号数量并没有对符号数量的空间表征产生影响,两者的空间表征是特异性的。

数学焦虑影响儿童的数量表征:认知抑制的调节作用

为了考察数学焦虑对儿童数量表征表现的可能影响及认知抑制的潜在调节作用,选取70名小学三年级儿童(高焦虑组36人,低焦虑组34人)为被试,在对抑制条件进行操控的情况下,要求其完成符号、非符号数量表征任务。结果发现,被试在两种数量表征任务中均出现距离效应,与符号数量比较任务相比,高焦虑组在非符号数量比较任务中的正确率显著低于低焦虑组,且高焦虑组表现出了更强的距离效应。鉴于非符号数量比较任务更能反映出个体近似数量系统(ANS)的敏锐性,上述结果意味着高数学焦虑儿童的数量表征更不精确,其在相对复杂问题上较差的表现或许源于基本数量能力缺陷。本研究还发现认知抑制能够调节数学焦虑对个体非符号数量表征的影响,抑制条件下高低焦虑组儿童在正确率指标上的差异大于非抑制条件,抑制条件的设置提高了个体对工作记忆资源的需求,此时焦虑情绪对认知资源的消耗会造成任务所需资源的不足,进而削弱高焦虑个体的认知效用。

儿童数量表征研究评述

数量表征是个体头脑内部对数量刺激的解释、表达与操作的过程,是人类认知发展的重要组成部分。儿童数量表征随着个体年龄的增长趋于成熟,具体分为四个发展阶段:(1)最初形成非符号数量表征;(2)将非符号数量表征与符号数量表征建立联系;(3)扩展整数表征的范围;(4)精确地表征有理数的大小。本研究从近20年有关数量表征的行为研究和认知神经科学研究入手,深入分析有关儿童数量表征的发展趋势与内在加工机制,总结了目前有效提高儿童数量表征能力的教育干预与训练方案。