人天生就會除法 賓大最新研究:兒童啥都不學也能算出來

你知道嗎?其實你可能天生就會算除法。最近賓夕法尼亞大學的學者們發現,即使兒童在並沒正式學習算術前,就本能地具有這方面能力。在一項對89名兒童的測試中,孩子們在73%-77%的情況下都能選擇正確的答案,成人的正確率則在90%以上。

人天生就會除法 賓大最新研究:兒童啥都不學也能算出來

目前,這項研究被發表在《人類神經科學前沿》上。

全靠近似數量系統(ANS)

在介紹實驗前需要說明的是,兒童天生會算除法,並非是我們平常看到的公式模樣,而是說具備這方面能力。

這項實驗基於的理論基礎是近似數量系統 (approximate number system,ANS)。

人類或動物天生對於數量的估算能力,就是基於這一認知系統。

比如假設你是一隻要吃果子的鳥兒,一棵有100個果子的大樹和一棵有200個果子的大樹,你並不會去挨個數每棵樹上有多少果子,而是估計一下哪棵樹上果子更多,就去哪棵樹上採食。

此前研究表明,ANS對數學能力的影響起着至關重要的作用,比如精確數字和簡單算術。

這次實驗同樣應用了這一理論。

研究人員並不是直接給兒童們看一大堆公式,而是模擬了一個蜜蜂采蜜的場景

實驗假設有一隻蜜蜂正在采蜜,當它落在花朵上時,一些蜂蜜會被它采走,還有一些則會掉在花瓣上。

研究人員假定蜜蜂每次落在花朵上的蜂蜜都是平均分佈的。

如下圖所示,橙色圓點表示蜂蜜,如果一共有48個“蜂蜜”掉在花朵上,那麼每片花瓣上有6個。

此時,實驗中會出現另一花瓣(右側),上面也有一定數量的蜂蜜。

受試的孩子們需要判斷這兩片花瓣上,哪邊的蜂蜜數量更多。

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經過這樣幾次訓練后,孩子們已經熟悉了規則。

現在到了實驗的重點。

研究人員通過遮擋的方法,讓孩子們無法直觀看到蜜蜂采蜜後有多少蜂蜜落在花瓣上。然後再讓他們判斷,與右側花瓣對比,哪片花瓣上蜂蜜的數量更多。

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其實到這裡,孩子們想要作出正確的判斷,心裡就需要進行一次除法估算

在進行這種非符號(不顯示數字)實驗后,研究人員將圖中蜂蜜換成具體數字后,又進行了一輪測試。

這時,兒童腦子中必須注意到三個數字,蜂蜜數量、花瓣數量、每片花瓣上蜂蜜數量。

換言之,也就是除數、被除數、商——此時已經初具除法模樣了。

最後,研究人員還找來了87位大學生進行試驗,作為對照。

結果顯示,在非符號(不顯示數字)測試中,兒童能在73%-77%的情況下作出正確選擇。

在符號(顯示數字)測試中,兒童能在67%-72%的情況下選對答案。

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成人組的準確率整體更高,正確率在88%以上。不過情況和兒童組不同的是,成人在符號測試中的正確率優於非符號測試。

One More Thing

ANS被認為可以進行所有大於4的非符號表示。

它的精確度會隨着人成長發育不斷提高,最終達到約15%的準確度。也就是說,成人可以在不進行計算的情況下,區分數量為100和115集群。

腦科學研究表明,腦區雙側的頂內溝處大致為ANS系統所處的位置,目前這方面研究成果被廣泛應用到兒童教育教學中。

還有研究證明,兒童時期ANS的準確度可以預測其之後的數學成績。

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