金博智慧：注意力对学生数学学习的影响（根据北师大研究整理）

在各种数学子技能中，算术计算和复杂的文字问题在小学阶段尤为关键，它们对后来的数学表现有着重要影响。北京师范大学的杨秀杰教授团队，在儿童教育顶级期刊《Early Childhood Research Quarterly》发表了研究报告，对此问题进行了专门分析。如果您对今天文章内容有疑问，或希望预约专业测评，可以微信搜索关注“金博智慧”，了解更多注意力训练方法。

杨秀杰教授是北京师范大学心理学部副教授、博士生导师，主要研究方向为儿童认知发展与学习困难、儿童学习与脑的可塑性等。

语音处理技能与数学表现

语音处理能力是指在处理口语和书面语言时对语音信息的运用。它包括三个组成部分：语音意识、快速自动化命名（RAN）和语音记忆。越来越多的研究表明，语音处理能力在数学发展中起着重要作用。

具体来说，对于算术计算，数值表示在语音记忆中存储和操作得越高效，计算程序可用的资源就越多。当涉及到数学应用题时，儿童需要处理文本信息并操作一个在线算术模式，在这个过程中语音技能是必要的。

快速自动化命名（即RAN）被定义为长期记忆中语音信息访问的速度。越来越多的研究将RAN确定为数学的敏感预测因子。RAN是算术技能所有关键方面的显著预测因子，包括程序、复杂单词问题和算术流畅性。处理速度可能是RAN-数学关系的潜在认知机制。数学和算术计算需要快速检索长期记忆中以语音形式存储的算术事实，这有助于计算过程，并使学习者能够释放工作记忆容量以解决实际问题。

语音记忆，也称为语音或发音回路，是工作记忆系统的一个组成部分，涉及基于声音的编码和临时存储表象。语音记忆和数学技能之间的关联是多方面的。例如，工作记忆研究的证据表明，当控制了阅读、年龄和智商的影响时，由数字广度任务测量的语音回路对单词问题解决和多位数算术计算的个体差异提供了独特的贡献。

空间注意力与数学表现

空间注意力，包括空间工作记忆容量和一般注意力容量，已被确定为数学表现的另一个认知前体。在解决数学问题时，例如多位数加法，空间处理可以作为一个“心理黑板”来保存视觉-空间信息。视觉持续注意力作为过滤器，选择相关信息并排除无关信息，与一些数学技能，如数字敏锐度和将数字映射到空间的能力，高度相关。

追踪研究

研究人员以北京130名学生为对象，进行了为期3年的追踪研究。孩子们分别在幼儿园和三年级进行了两次测量。测量由专业培训的主调查员指导，包括纸笔测试和计算机测试。测试分为三或四节，测量顺序随机。一次测试过程中安排几次休息，以确保孩子们的参与度。测试结束后，所有孩子收到一份小礼物。第一波数据于 2014 年 10 月在幼儿园收集，当时孩子们在多位数运算和复杂文字问题上存在地板效应，故这两个指标仅在最后一波评估。第二阶段，父母和孩子被邀请到北师大的评估室进行评估，程序保持一致。

如上表所示，展示了所有变量的描述性统计量（N、均值、标准差和范围）以及时间 1（T1）和时间 2（T2）调查变量的相关性。所有数据均以原始分数呈现，所有变量的得分分布呈正态。相关性分析显示，三个语音处理变量中的两个（T1 语音意识、T1 快速自动化命名）、两个空间注意力技能变量中的两个（T1 空间草图板、T1 持续注意力）以及三个数字处理成分变量中的两个（T2 数字意识、T2 数字识别）与 T2 数学表现存在显著相关。在 T2 时，识字能力（T2 识字）和简单加法（T2 简单加法）与复杂单词问题显著相关。同时，大多数 T1 时的语音处理、T1 时的空间注意力技能以及 T2 时的数字处理成分与 T1 时的持续注意力、T2 时的数字识别和 T2 时的简单加法相关。

结果讨论

（一）语音处理与数学表现

1、语音意识

经过统计控制年龄、性别和非语言智商后，音韵意识在后来的文字问题表现中占据显著方差。这一发现与之前强调音韵意识在复杂文字问题中独特作用的研究一致。一种可能的解释是，音韵意识增强了口语片段的表示和操作，这与复杂文字问题中通常发现的语言成分密切相关。然而，本研究发现音韵意识无法预测后来的多位数算术表现，这可能与评估算术表现的测试类型不同有关。在本研究中，多位数算术任务可能更多地依赖于程序性计算策略，而音韵意识与使用检索而非程序性问题解决策略解决的算术问题关系更为密切。

2、语音记忆和快速自动化命名（RAN）

本研究发现语音记忆并没有显著解释多位数算术或复杂单词问题的变化，这与之前未发现语音记忆与算术和复杂单词问题之间关联的研究一致。元分析也显示，与语音意识和快速命名（RAN）相比，语音记忆在数学中解释的变异较少。可能的原因是语音记忆解释的数学能力的变异可能已经被语音意识捕捉到了。尽管大量研究表明 RAN 对数学成绩有很强的预测能力，但本研究未能证明 RAN 通过三种数字处理技能中的任何一种对后来的数学成绩有任何直接或间接的贡献，这可能与 RAN 和一位数计算更依赖于检索事实知识有关，而多位数计算涉及更多的程序性计算策略。

（二）语音处理与数学：数字处理的中介作用

本研究未能发现数字处理技能在语音处理和数学之间的中介作用。尽管幼儿园的语音意识可以预测三年级时的数字感，这可能是由于儿童在比较数量时使用诸如 “很多” 或 “更多” 等数量区分词，未来研究需要进一步检验语音意识和数字感之间的关系。此外，数字感在后期数学表现中的贡献不足，这可能是因为当前研究中使用的多位数算术和文字问题需要更广泛的计算技能和策略，与非符号比较任务共享的认知过程较少。

（三）空间注意力与数学：数字处理的调节作用

结果表明，早期的空间注意力能力对数学能力没有直接影响，而是通过数字处理来中介。视觉 - 空间工作记忆通过简单加法的中介作用与多位数算术间接相关，而持续注意通过数字识别的中介作用与文字问题表现间接相关。这可以用视觉 - 空间工作记忆在多位数算术中保存数值信息和答案，以及持续注意在数字识别任务中过滤无关输入的能力来解释。然而，数字感并未中介空间注意力和数学表现之间的关系，可能是因为儿童在非符号比较任务中利用视觉策略，基于空间范围快速估计点的数量，这一过程需要视觉 - 空间工作记忆来存储和操作空间信息。

本研究推进了对空间注意力、语音处理技能、数字处理和数学表现之间复杂相互作用的理解。研究发现，在三种语音处理技能中，只有语音意识直接有助于后来的文字问题解决。此外，数字处理技能在空间注意力和后来数学之间的关联中起到中介作用，视觉 - 空间工作记忆通过简单加法为多位数算术做出贡献，而持续注意通过数字识别为文字问题表现做出贡献。

早期评估领域通用认知技能和领域特定数学技能，有助于识别可能在数学学习中遇到困难的孩子，从而能够早期干预和支持，以提高他们的长期数学成就。

参考文献：Phonological processing and spatial attention contribute to mathematics performance in different ways: A 3-year longitudinal study