Для определённой группы детей освоение математики сопряжено с особыми трудностями. Как сообщает наш новостной сайт, учёным удалось выявить ключевые мыслительные процессы и зоны мозговой активности, которые, вероятно, и являются причиной того, что для некоторых школьников эта дисциплина представляет бо́льшую сложность, чем другие предметы.
В ходе недавнего исследования, результаты которого были опубликованы 9 февраля в издании Journal of Neuroscience, специалисты провели эксперимент с участием детей, испытывающих затруднения в обучении математике. Им предлагалось решать простые арифметические примеры. Наблюдения показали, что эти дети были менее внимательны при выборе ответов и не замедляли темп работы после совершённых ошибок, в отличие от их сверстников с типичными математическими способностями. Однако выявленные различия полностью нивелировались, когда числовые значения в задачах были представлены не символами арабских цифр, а точками.
Ключевая роль символического представления чисел
Гипотеза о том, что именно символическая запись чисел создаёт основные препятствия, не является новой. Как отмечает нейробиолог Берт Де Смедт из Университета Левена в Бельгии, не принимавший участия в данной работе, существует множество наблюдений, подтверждающих, что обработка символов представляет собой основную сложность для детей с подобными трудностями. Особую ценность нового исследования, по его мнению, составляет обнаружение специфических поведенческих паттернов: недостаточная осторожность и отсутствие коррекции скорости после ошибок. Эти детали позволяют глубже понять, что именно лежит в основе проблем с оперированием цифровыми символами.
В рамках применённой методики учёные протестировали учащихся вторых и третьих классов, разделив их на две группы — с диагностированными трудностями в обучении математике и без таковых. При этом были исключены другие факторы, которые могли бы повлиять на результаты.
Как подчёркивается в материале, когда дети с ограниченными возможностями в обучении математике работают с задачами, где числа представлены символами, процессы восприятия и обработки информации в их мозге протекают иначе, чем у обычных детей. Однако при замене цифр на изображения точек эти различия сглаживаются, что указывает на специфику именно символического кодирования числовой информации.
Это история, написанная человеком и озвученная ИИ. Есть отзывы? Пройдите наш опрос. (см. нашу политику в отношении II здесь.)
числа от 1 до 9 и предоставив детям несколько секунд, чтобы выбрать, какое число, по их мнению, больше. Исследователи зафиксировали, сколько времени детям потребовалось, чтобы ответить на вопросы, и наблюдали за мозговой оболочкой детей с помощью МРТ-сканера. Команда проанализировала данные о наблюдаемости и поведении детей во время теста, используя сложный математический анализ данных, показательный показатель особенностей в поведении, например, в последнее время внимательно дети наблюдали на протяжении всего эксперимента и как они меняли свое поведение после ошибок. Затем они сравнили эти модели поведения с активностью мозга.
«Нас интересует не столько выполнение этого задания, сколько то, как они могут по-разному подойти к этому заданию в двух группах детей», — говорит Хесанг Чанг, когнитивный нейробиолог из государственного университета Сан-Хосе в штате Калифорния, который провел исследование во время учебы в Стэнфордском университете.
Из данных МРТ Чанг и его коллеги показали, что отсутствие осторожности у детей, с трудом обученных математике при даче, было связано с более низкой активностью в средней лобной области, мозгом, связанной с обработкой чисел, а также концентрацией внимания, контролем импульсов и адаптацией к изменяющимся обстоятельствам. Между тем отсутствие замедления после ошибок было связано с более низкой активностью передней части извилины — области мозга, участвующей в обнаружении ошибок и мониторинге производительности.
Когда детям давали одинаковые задания с точками вместо цифр, различия эти исчезли. Дети с трудностями в обучении математике имели такую же активность в двух определенных областях мозга, как и дети без этих возможностей. Чанг, тем не менее, отмечает, что анализ носит исследовательский характер и не может продемонстрировать и объяснить между активностью мозга в этих областях и математическими способностями этих детей.
Идентификация областей этих мозгов предполагает, что объяснение различий в математических навыках сложнее, чем найти одну часть мозга, которая занимается математикой и числами. «Вместо этого исследования предполагается, что мозг, который обрабатывает информацию и совершает ошибки, по-видимому, является ключевым», — говорит Мари Арсалиду, специалист по когнитивной нейробиологии в области развития Йоркского университета в Торонто, который не участвует в обучении. «Мы осознаем, что в этом задействовано множество регионов».
По словам Чанга, одна из идей новой работы заключается в том, что «существуют скрытые механизмы, которые различают учащихся, которые у нас могут вызвать трудности с обучением математике». По ее словам, будущие парламенты могут включить в себя обучение детей тому, как они решают проблемы, и даже обучение их той или иной стратегии решения проблем.