民族地区小学生数字空间能力的调查

摘 要:本研究从视觉和听觉两个通道考察了民族地区小学生的数字空间表征情况。实验结果发现:1.男生对数字距离的掌控能力比女生优异;2.四、五、六年级学生的数字空间表征正确率均等。本调查的结论:小学生存在心理数字线,且对小数的空间距离表征偏大,对大数的空间距离表征偏小,呈现集中表征的趋势。

关键词:心理数字线 空间表征 SNARC效应

1.引言

我们生活在一个数字的世界里,我们的生活被数字包围着、影响着……人脑在面对数字的时候,不只是触发数量的感觉,还造成无法抑制的空间延伸感。研究发现,数字与空间的这种联结不是天生就有的,而是大脑在后天环境影响下逐步形成的。20世纪90年代初,由Dehaene发现的“反应编码的空间――数字联合”效应,为数字空间表征的这种联结提供了实验证据。SNARC效应是指当对数字进行反应时,对于较小的数字,按左键的反应比按右键的反应更快;而对于较大的数字,按右键的反应比按左键的反应更快。

随着研究的深入,Dehaene对不同文化地区数值取值范围的直觉性做了比较研究。实验结果发现,亚马逊地区的儿童和成人对部落文化中存在的数字的直接表达较为准确,而文化中没有直接表达需采用间接表达的数字,在准确率上则大打折扣;西方儿童和成人无论对于小数还是大数的表达都表现出一致的规律性。

对于以上现象的解释,Dehaene认为,这种数字和空间的自动联结可以用个体的心理数字线来说明。个体的心理数字线是从左至右走向的。零在数轴的最左端,越大的数字越往右。个体对数量的表征可能与空间、身体部位有密切的联系,数值大的数字与右手对应,数值小的数字与左手对应,所以左手对靠近数轴左边的数字反应快,右手则对靠近数轴右边的数字反应快。相对于双手反应来说,单手的反应是否导致SNARC效应量的减少或SNARC效应的消失?这是我们需要研究的。

2.实验

(1)被试和刺激

32名少数民族小学生自愿参与了本实验。实验材料为一条23cm的黑色线段,实验刺激数目为13个不规则排列的小黑点以13个哔哔声。

(2)任务和程序

实验程序是屏幕中间出现一条线段,500ms后在线段中间出现一个圆圈,圆圈中随机出现2到12中的某个黑点或听到2到12中的某个声音,被试、判断数目多少并指出其属于线段的哪个位置。

(3)结果分析

①性别差异比较

实验结果表明,男生和女生对数字2和数字5的表征中均出现过高估计的现象。在中间数字6、7、8上基本达到正确估计的水平。在对数字9到12的估计又出现过高估计的趋势。男生对大数的判断比较准确,而女生则出现过低估计的趋势,女生比男生的误差估计距离要大。

②年级差异比较

实验结果表明,四、五、六年级之间没有表现出显著差异。当把各项数据和正确数值进行比较时发现,四年级在八个项目(A9、A10、A11、A12、B3、B5、B7、B12)上比五年级和六年级更加接近正确答案;五年级在九个项目(A2、A3、A5、A8、B2、B4、B6、B8、B11)上比四年级和六年级更加接近正确答案;六年级在五个项目(A4、A6、A7、B9、B10)上比四年级和五年级更加接近正确答案。

(4)讨论

实验结果发现,被试对小数(数字2到数字5)的判断趋向于集中在真值的右侧,因此出现所判断值比真值大的情况;而对大数(数字9到数字12)的判断则趋向于集中在真值的左侧,因此出现所判断值比真值小的情况;而对于中间位置的数字(数字6到数字8),被试的判断则较为接近真值。本实验中所呈现的点阵和声调是具有实际的数字语义的刺激,被试首先需要对它的数量大小进行表征,即在激活后仍需要进行认知再加工。这就导致反应的数据不是根据直觉或知觉特征直接得出的首批数据,而是在一个短时间内经过数学空间认知转化的反射数据,在时间上有一个延迟作用的对数字精确加工的过程,而SNARC效应则是关于数字空间即时自动联结的过程,强调了联结的即时性,故本实验结果并未显示出SNARC效应。

被试对刺激数字的表征距离进行判断,这就表现为一种对算术事实的提取,是一个需要更多资源分配的认知过程。在对男女差异的比较中发现,在任务判断的正确率上男生要优于女生,尤其是在对大数的判断上。科学研究结果发现,男性的数学思维,其对数字的敏感性都要优于女生,故在线段距离判断任务上男生的正确率普遍比女生高。在对年级的差异比较发现,判断的准确并不是随着年龄的增长而升高,相比较而言,三个年级的表征准确率比较平衡,说明在小学高年级时期空间认知的发展还是处于起步阶段,没有到数学空间认知发展的关键期。

作者单位:广西师范大学教育科学学院