一項新的研究發現，在嬰儿期進行的空間推理可以預測孩子在4歲時的數學表現。
“我們為空間推理和數學能力之間的關係提供了最早的文獻證據，”埃默里大學心理學家Stella Lourenco說，他的實驗室進行了這項研究。 “我們已經證明，空間推理從生命早期開始，年僅6個月，預示著這種能力的連續性和數學發展。”
研究人員控制了兒童一般認知能力的縱向研究，包括詞彙，工作記憶，短期空間記憶和處理速度等措施。
“我們的結果表明，這不僅僅是聰明的嬰兒成為聰明的四歲孩子的問題，”洛倫科說。 “相反，我們相信我們已經磨練了一些關於早期空間推理和數學能力的具體內容。”
這些發現可能有助於解釋為什麼有些人會接受數學，而有些人則認為自己很擅長並避免數學。 “我們知道，空間推理是一種可以通過培訓改進的可塑技術，”Lourenco說。 “一種可能性是，應該更多地關注早期數學教育中的空間推理。”
之前的研究表明，13年齡段的優越空間能力可以預測科學，技術，工程和數學領域的專業和創造性成就，而不僅僅是30年。
關於'心理空間'的實驗
為了探究空間能力的個體差異是否早期存在，Lourenco的實驗室測試了63嬰兒，年齡為六個月至13個月，用於視覺空間技能（稱為心理轉換），或在“心理空間”中轉換和旋轉物體的能力。心理轉變被認為是空間智能的標誌。
研究人員向嬰兒展示了一系列配對的視頻流。 兩個流呈現出一系列兩個匹配的形狀，類似於俄羅斯方塊瓷磚片，它們改變了每個演示中的方向。 在其中一個視頻流中，每三個演示中的兩個形狀旋轉成鏡像。 在另一個視頻流中，形狀僅以非鏡像方向出現。 眼動追踪技術記錄了嬰兒看過的視頻流以及持續多長時間。
這種類型的實驗稱為變化檢測範例。 “嬰兒已被證明更喜歡新奇，”洛倫科解釋說。 “如果他們能夠進行心理轉變並發現這些碎片偶爾會旋轉到一個鏡子位置，那麼由於它的新穎性，這對他們來說很有意思。”
眼動追踪技術使研究人員能夠測量嬰兒的外觀以及持續時間。 作為一個群體，嬰兒在帶有鏡像的視頻流中看起來要長得多，但是他們看到它的時間量存在個體差異。
五十三名兒童，或原始樣本的84百分比，在四歲時返回完成縱向研究。 參與者再次進行心理轉換能力測試，並掌握簡單的符號數學概念。 結果顯示，花費更多時間觀察嬰兒鏡像鏡像流的孩子在4歲時保持了較高的心理轉換能力，並且在數學問題上也表現得更好。
早期數學中的空間推理
高級符號數學在人類進化中相對較晚。 之前的研究表明，符號數學可能會將參與空間推理的大腦電路作為基礎進行構建。
“我們的工作可能有助於我們理解數學的本質，”洛倫科說。 “通過證明空間推理與數學能力的個體差異有關，我們增加了越來越多的文獻，表明對數學空間推理的潛在貢獻。 我們現在可以測試空間推理在生命早期可能發揮的因果作用。“
除了幫助改善常規早期數學教育外，該發現還有助於為數學殘疾兒童設計干預措施。 例如，Dyscalculia是一種發育障礙，干擾甚至進行簡單的算術運算。
“糖尿病的估計患病率估計為5％至7％，與閱讀障礙大致相同，”洛倫科說。 “儘管數學對我們的技術世界很重要，但Dyscalculia一般受到的關注較少。”
研究結果發表在期刊上 心理科學.
資源： 埃默里大學
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