影響數學計算能力的相關認知因素

摘 要：隨著社會的進步，科學技術的不斷發展，人們已經步入到信息化與數字化高速發展的時代，“數字素養”已經成為個體正常生活、學習與工作的基本素質。但在全球范圍內仍然存在許多計算困難青少年兒童，他們難以進行數學學習、數學學業成績低下，甚至嚴重影響其正常生活與個體發展。由此可以看出探究影響青少年兒童數學計算能力認知因素的重要性，文章將對該問題的研究現狀、未來研究趨向以及進行該研究的理論和實踐意義進行綜合評述。

關鍵詞：青少年兒童;數學計算能力;認知因素

隨著社會科技的極度高速發展，人們已經步入到信息化與數字化高速發展的時代，“數字素養”已經成為個體正常生活學習的必備素質。作為關系到新時代未來發展的新生力量，青少年兒童其數學學習能力、數學學業成績定當得到社會的重視。但以往的調查研究表明計算困難個體的發生率約有5%-7%，其中中國青少年患有計算困難的百分數為3%，他們很難學習數學知識與技能，甚至不能理解基礎的數量關系，他們的計算成績、數學成績低下，甚至嚴重影響其正常生活與個體發展[1]，由此研究者們積極探究影響其數學計算能力的認知因素。

文章將從前人研究提出的影響青少年兒童數學計算能力幾個主要認知因素基本概念及其相關關系進行論述，并簡述針對數學計算能力認知影響因素研究的未來趨勢以及進行該研究的理論和實踐意義。

一、認知因素

首先研究者用計算流暢性來帶代表個體的數學算數表現，即數學計算能力[2]。計算流暢性是指計算的準確度和計算速度的結合，多采用簡單減法，復雜減法和復雜乘法測試來測量個體的計算流暢性，進而可以評估個體計算能力[2]。

隨后研究者研究了計算流暢性與其他相關認知因素之間的關系，即探查影響數學計算能力的認知因素，下面將對幾個主要因素進行論述。

（一）近似數量系統

近似數量系統（Approximate number system， ANS）是指對大數目物體的估計能力[3]，它對于當代人教育和就業的成功都至關重要。它包括兩種數量表征，一種是符號數量表征，另一種是非符號數量表征，研究發現兩種數量表征對于數學計算都十分重要[4]。同時ANS與計算流暢性存在高度相關，再加上早期研究已經發現ANS與計算困難也是存在相關的，所以便有些研究者認為ANS就是影響兒童數學算數能力的認知機制，認為計算困難青少年兒童的近似數量系統存在缺陷[5]，但也有部分研究沒有發現計算困難個體的近似數目加工障礙，由此看來，對于數學計算能力的認知機制仍存在爭論，由此也為后來提出的“形狀知覺缺陷假設”[2]提供了理論基礎。

（二）形狀知覺

形狀知覺是空間知覺之一，是指個體對物體輪廓和細節的整體反映，大腦提供了物體形狀的暫時神經聯系，經過綜合分析形成對物體的形狀知覺[6]。研究者通過快速圖形匹配任務來測查個體視知覺能力[2]，且最早有研究在控制了聽覺的條件下，發現視知覺該認知因素會影響到個體數學算數能力[7]。同時以前也有研究發現視知覺與語言能力是相關的[8]，并且在功能性磁共振成像中發現有閱讀障礙的個體大腦視覺通路存在異常[9]，又因為語言加工和數學測試任務存在相似之處，所以上述研究成果就為發現形狀知覺這一認知因素提供了理論支持。由此最近研究表明形狀知覺可以解釋數量表征和計算流暢性之間的關系[2]，也由此提出了形狀知覺可能是數學計算能力的認知機制這一理論觀點。

（三）其他因素

除了上述幾個認知因素以外還有很多會對數學計算能力產生影響的因素。研究者在探究認知因素時，通常還會通過一些其他測試來控制這些額外因素。比如反應時測驗，來控制個體的自主反應和心理加工速度;心理旋轉實驗，來控制視覺空間加工能力;非言語矩陣推理，來控制智力因素等[2]。實驗研究是在盡可能的探究出對數學計算能力存在影響的認知因素，但必定探究的因素是有限的，所以仍有很多因素在等著研究者努力探索。

二、未來研究趨勢

在數學計算能力認知因素的研究領域，國內外學者已經做出了很大的貢獻，但科學研究是無止境的，目前成果還存在很多爭議。

第一，前人研究提出形狀知覺是近似數量系統和計算流暢性加工的認知機制，由此我們不難想到心理旋轉這個視覺空間加工能否也作為其認知機制，如果通過一定手段訓練其能力，使其達到和形狀知覺一樣的流暢水平，那么是否它也可以作為ANS和計算流暢性的認知機制，這依舊是未來要解決和探索的問題。

第二，前人研究提出形狀知覺是數學計算能力的認知機制，但對此問題并未深入探討下去，早有研究指出知覺流暢性會受到知覺屬性的影響[10]，那不免猜想知覺屬性的改變會促使形狀知覺與各個認知因素以及計算流暢性關系的改變，如果對該問題進行研究探討，那將會更好的理解形狀知覺作為數學計算能力認知機制的深層次原因。

三、結語

數學作為每個人都必備的基礎知識，其發展帶給了人類科技的進步，生活水平的提升。對于青少年來說，這是從小學開始就要學習的必修科目，對他們升學和將來的發展更具有重要的影響。但是存在數學障礙或者計算困難的個體，卻面臨無法順利學習數學的痛苦，對于他們所面臨的困難，研究者絕對不能袖手旁觀。所以探討影響數學計算能力的認知因素具有十分重要的研究意義。既可以緩解計算困難青少年兒童在數學學習方面的痛苦，也可以對于學校數學教育教學提供重要的借鑒意義，教師能夠有針對性地對計算困難學生進行干預，以便更好地完成教學任務，促進青少年兒童的全面發展。

參考文獻

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作者簡介：于明新，女，遼寧朝陽人，遼寧師范大學心理學院心理學（師范）專業2016級本科生。