新式數學:孩子們無需算術也能進行加減運算

知道如何計數讓幼兒園小朋友在學習算術規則之前就能進行算術運算

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一項新的研究發現,幼兒在學習算術規則之前,就可以粗略地進行數字的加減運算。研究人員向五歲和六歲的兒童提出了這樣的問題:“莎拉有 15 顆糖果,她又得到了 19 顆;約翰有 51 顆糖果。誰的糖果更多?” 研究人員表示,為了正確回答,孩子們必須利用對不同數字大小的直覺,這可能有助於減輕學習算術的痛苦。

之前的研究表明,年幼至嬰兒的兒童就可以判斷簡單的數學關係。例如,當在電腦螢幕上顯示成堆的點時,學齡前或幼兒園年齡的兒童可以分辨出,與第三張 34 個點的影像相比,一張 21 個點的影像和一張 30 個點的影像組合在一起的點更多。

一個包括哈佛大學認知心理學家伊麗莎白·斯佩爾克在內的研究小組想知道,兒童在學習計數之後但在學習加減法之前,是否可以將這種稱為非符號算術的能力應用於阿拉伯數字。


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為了找出答案,他們給幾組兒童做了一個基於筆記型電腦的視聽測試,詢問一個人擁有的糖果或其他物品是否比另一個人多或少。螢幕上顯示要相加的數字,例如 21 和 30,或要相減的數字,例如 64 和 13,然後是另一個數字,例如 34,用於比較相加或相減的值。

根據今天《自然》雜誌線上發表的一份報告,兒童的正確率在 64% 到 73% 之間。該研究小組報告稱,在實驗室接受測試的較富裕的孩子比在教室接受測試的較貧困的同齡人表現更好。斯佩爾克說,造成這種差異的原因可能是測試環境,她補充說,重要的是來自不同背景的孩子都表現出了這種能力。“我們從沒想過你可以簡單地給孩子們符號,他們就會成功,”她說。

與非符號算術的使用一致,第一組數字的和(或差)與比較數字之間的差異越大,他們的答案就越準確。孩子們在做加法時也比做減法時表現更好。(斯佩爾克說,減法需要比加法更大的數字才能達到相同的比較結果,而在非符號算術中,較大的數字大小比較模糊。)

斯佩爾克說,數字符號和非符號算術之間的聯絡可能有助於孩子們更輕鬆地學習數學。老師們對這個實驗持懷疑態度,因為算術課很容易讓孩子們感到沮喪,但“孩子們真的很喜歡這些問題,”她說。“在我們看來,加法和減法的大部分邏輯對他們來說已經是可用的了。”

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