焦慮情緒對(duì)大班幼兒算術(shù)運(yùn)算的影響

宋兵

[摘要]焦慮情緒會(huì)對(duì)成人和青少年完成認(rèn)知任務(wù)產(chǎn)生負(fù)面影響。這一規(guī)律是否也適用于學(xué)前兒童？本研究以122名大班幼兒為對(duì)象，考察了兩種焦慮條件對(duì)幼兒完成算術(shù)任務(wù)的影響。結(jié)果表明，不論是加法運(yùn)算還是減法運(yùn)算，特質(zhì)焦慮均產(chǎn)生了影響，但狀態(tài)焦慮并不會(huì)對(duì)幼兒的算術(shù)運(yùn)算產(chǎn)生顯著影響。

[關(guān)鍵詞]焦慮；特質(zhì)焦慮；狀態(tài)焦慮；算術(shù)運(yùn)算；幼兒

[中圖分類號(hào)]G610 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1004-4604（2014）01/02-0054-05

焦慮是個(gè)體為應(yīng)對(duì)潛在的威脅、刺激所表現(xiàn)出的緊張、警覺(jué)、退縮等一系列行為、生理和心理上的復(fù)合反應(yīng)。大量研究表明，焦慮對(duì)個(gè)體的感知覺(jué)、注意、記憶、執(zhí)行功能等認(rèn)知加工過(guò)程有廣泛影響。Eysenck等人提出的加工效能理論認(rèn)為，當(dāng)焦慮情緒占用了工作記憶資源時(shí)，用于認(rèn)知加工的工作記憶資源就會(huì)相應(yīng)減少，從而導(dǎo)致認(rèn)知加工效率的降低。這一理論被廣泛應(yīng)用于解釋焦慮對(duì)各種認(rèn)知過(guò)程產(chǎn)生的影響。此后，Eysenck等人又在加工效能理論的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出注意控制理論，更加深入地解釋了焦慮情緒對(duì)認(rèn)知加工過(guò)程的影響機(jī)制。該理論認(rèn)為，當(dāng)個(gè)體焦慮水平增加時(shí)，會(huì)加大自下而上的基于刺激的注意控制權(quán)重，從而破壞自下而上和自上而下的注意控制平衡。這種注意控制的失衡最終會(huì)導(dǎo)致認(rèn)知任務(wù)的效率受損。

數(shù)學(xué)是一種涉及抽象思維表征的認(rèn)知加工過(guò)程，同樣會(huì)受到焦慮情緒的影響。已有研究證實(shí)，焦慮對(duì)計(jì)數(shù)，算術(shù)計(jì)算，以及數(shù)學(xué)計(jì)算策略等都有負(fù)面影響。即使是數(shù)學(xué)能力較好的個(gè)體。在焦慮條件下也會(huì)表現(xiàn)出較差的數(shù)學(xué)成績(jī)。但不同條件下產(chǎn)生的焦慮對(duì)算術(shù)運(yùn)算的影響是否一致，學(xué)界仍存在較大爭(zhēng)議。如焦慮對(duì)不同難度的數(shù)學(xué)任務(wù)的影響是否一致？有研究指出，只有復(fù)雜的數(shù)學(xué)任務(wù)才會(huì)受到焦慮情緒的影響，但也有研究表明簡(jiǎn)單的任務(wù)同樣會(huì)受到焦慮的影響。此外，不同類型的焦慮對(duì)數(shù)學(xué)成績(jī)的影響也存在差異。焦慮可分為特質(zhì)焦慮和狀態(tài)焦慮，前者是穩(wěn)定的性格傾向，后者是在特定條件下所表現(xiàn)出來(lái)的即時(shí)情緒激發(fā)。已有的關(guān)于焦慮情緒和數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)關(guān)系的大多數(shù)研究通常關(guān)注的是特質(zhì)焦慮。有少部分研究關(guān)注到了狀態(tài)焦慮，例如，關(guān)于限時(shí)完成數(shù)學(xué)任務(wù)的研究，在社會(huì)性關(guān)注條件下的數(shù)學(xué)加工，等等。但狀態(tài)焦慮是否會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)任務(wù)產(chǎn)生影響結(jié)論并不一致。此外，特質(zhì)焦慮與狀態(tài)焦慮是否存在交互關(guān)系也尚不清楚。

此外，以往相關(guān)的研究，對(duì)象大多為學(xué)齡兒童或大學(xué)生，較少關(guān)注學(xué)齡前兒童。學(xué)齡前兒童雖然已經(jīng)具備了一定的基本數(shù)學(xué)知識(shí)和運(yùn)算能力。但他們所具有的大多為非正式的數(shù)學(xué)知識(shí)。同時(shí)，學(xué)齡前兒童處于自我能力和自我信念形成的關(guān)鍵期，也是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度的形成時(shí)期。學(xué)齡前兒童的焦慮情緒與數(shù)學(xué)認(rèn)知在關(guān)系上是否與學(xué)齡兒童表現(xiàn)出一樣的規(guī)律，狀態(tài)焦慮和特質(zhì)焦慮在學(xué)齡前兒童的數(shù)學(xué)認(rèn)知中分別會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響等，都是值得進(jìn)一步探討的問(wèn)題。為此，本研究以大班幼兒為對(duì)象，讓不同特質(zhì)焦慮水平的幼兒在不同狀態(tài)焦慮激發(fā)條件下開(kāi)展簡(jiǎn)單的算術(shù)運(yùn)算，以考察不同類型的焦慮對(duì)學(xué)齡前兒童算術(shù)運(yùn)算的影響。

一、研究對(duì)象與方法

（一）被試

本研究以整群抽樣的方法，抽取了上海市5所幼兒園的303名大班幼兒為研究樣本。研究過(guò)程中，向303位幼兒的父母發(fā)放了《spence幼兒焦慮問(wèn)卷（父母版）》，回收問(wèn)卷272份，回收率89.80%。刪除16份信息填寫(xiě)不完整的問(wèn)卷，并通過(guò)測(cè)謊題剔除無(wú)效問(wèn)卷19份，最后得到有效問(wèn)卷237份，有效率87.13%。有效問(wèn)卷所涉的被試月齡M=74.93，SD=3.93。其中，女孩121人，男孩116人。

將《Spence幼兒焦慮問(wèn)卷（父母版）》得分從高到低排列，選出前27%的所涉幼兒為高特質(zhì)焦慮組（64人），后27%為低特質(zhì)焦慮組（64人），再分別將高、低特質(zhì)焦慮組的被試分別隨機(jī)分為兩組，一組接受狀態(tài)焦慮激發(fā)，一組不接受狀態(tài)焦慮激發(fā)。由此得到四個(gè)組別：低特質(zhì)焦慮一狀態(tài)焦慮不激發(fā)、低特質(zhì)焦慮一狀態(tài)焦慮激發(fā)、高特質(zhì)焦慮一狀態(tài)焦慮不激發(fā)、高特質(zhì)焦慮一狀態(tài)焦慮激發(fā)，詳見(jiàn)表1。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，2名幼兒因指導(dǎo)語(yǔ)理解和數(shù)學(xué)能力問(wèn)題，4名幼兒因生病和外出旅游等原因未能完成實(shí)驗(yàn)，最終有效被試為122人。

（二）材料與實(shí)驗(yàn)程序

本實(shí)驗(yàn)采用的是2（高特質(zhì)焦慮、低特質(zhì)焦慮）×2（狀態(tài)焦慮激發(fā)、狀態(tài)焦慮不激發(fā)）的兩因素被試間實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。因變量為被試在計(jì)算式正誤判斷中的反應(yīng)時(shí)。

1.實(shí)驗(yàn)材料

特質(zhì)焦慮量表。特質(zhì)焦慮測(cè)量采用中文版《spence幼兒焦慮問(wèn)卷（父母版）》。該問(wèn)卷主要為幼兒行為描述，為五點(diǎn)計(jì)分量表，從“從來(lái)沒(méi)有”到“總是如此”，分別計(jì)1～5分。問(wèn)卷由父母填寫(xiě)，包括5個(gè)焦慮類別28個(gè)題目。該量表由王美芳等人翻譯并做過(guò)修訂，信效度檢驗(yàn)表明，量表具有較高的信度和效度。為保證問(wèn)卷填寫(xiě)的真實(shí)性，本研究增設(shè)了一個(gè)重復(fù)題目作為測(cè)謊題。在后期數(shù)據(jù)處理中，如果前后兩個(gè)相同題目的回答相差大于2分，則視為無(wú)效問(wèn)卷。

狀態(tài)焦慮激發(fā)程序。該程序參照并修訂自Gunnar等人設(shè)計(jì)的困難任務(wù)激發(fā)程序。該設(shè)計(jì)要求幼兒在30秒時(shí)間內(nèi)將26個(gè)散亂的英文字母木塊按對(duì)應(yīng)的順序放回拼圖板的凹槽內(nèi)。幼兒在操作時(shí)，主試在幼兒正前方放一個(gè)倒計(jì)時(shí)時(shí)鐘，并在倒數(shù)最后10秒時(shí)提醒幼兒：“時(shí)間不多了?！睘檫_(dá)到更好的激發(fā)效果，本研究加入了社會(huì)性關(guān)注因素，即在幼兒操作時(shí)用錄像機(jī)進(jìn)行全程錄像，并告知幼兒：我們會(huì)把你的表現(xiàn)拍下來(lái)給其他小朋友看的。

計(jì)算式正誤判斷任務(wù)。該任務(wù)參照并修訂自Rivera等人所設(shè)計(jì)的計(jì)算式判斷任務(wù)。在屏幕上呈現(xiàn)一位數(shù)的加法和減法計(jì)算式。所用的數(shù)和計(jì)算結(jié)果都小于10。其中一半為正確計(jì)算式（2+1=3，7-2=5），一半為錯(cuò)誤計(jì)算式（4+5=2，5-3=1）。計(jì)算式為白顏色，背景為黑顏色，圖片大小為1280×768，數(shù)字大小為2cm×3cm，運(yùn)算符號(hào)大小為2cm×2cm。指導(dǎo)語(yǔ)為：有個(gè)小朋友做了一些數(shù)學(xué)題，你來(lái)幫他看看做對(duì)了沒(méi)有，如果做對(duì)了，就按鼠標(biāo)綠色的這邊，如果做錯(cuò)了，就按鼠標(biāo)紅色的這邊。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備。圖片通過(guò)14英寸筆記本電腦屏幕呈現(xiàn)，分辨率為1280×768，刷新頻率為75Hz，使用E-primel.1編制程序并記錄被試的反應(yīng)時(shí)和錯(cuò)誤率。反應(yīng)設(shè)備為惠普無(wú)線鼠標(biāo)，分別在鼠標(biāo)左右按鍵上貼上紅色和綠色的貼紙。如果計(jì)算式正確則按綠色按鍵，計(jì)算式錯(cuò)誤則按紅色按鍵。

2.實(shí)驗(yàn)程序

狀態(tài)焦慮激發(fā)組幼兒先進(jìn)入激發(fā)程序，后進(jìn)行計(jì)算式正誤判斷。不激發(fā)狀態(tài)焦慮組幼兒不進(jìn)入激發(fā)程序，直接進(jìn)行計(jì)算式正誤判斷。判斷任務(wù)包括加法和減法兩個(gè)部分，每個(gè)部分兩個(gè)區(qū)組，每個(gè)區(qū)組24個(gè)試次。具體過(guò)程為：讓幼兒坐在距離電腦前50cm處，眼睛與屏幕中心處于同一水平，雙手食指分別放在鼠標(biāo)的左鍵和右鍵上。在1000ms時(shí)電腦屏幕上出現(xiàn)“*”號(hào)。而后出現(xiàn)一個(gè)1000-3000ms的隨機(jī)黑屏遮蔽刺激，隨后出現(xiàn)計(jì)算式，呈現(xiàn)時(shí)間為10s。幼兒通過(guò)無(wú)線鼠標(biāo)左右鍵進(jìn)行反應(yīng)，如果10s內(nèi)幼兒無(wú)反應(yīng)則自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)試次。為確保幼兒理解指導(dǎo)語(yǔ)，在正式實(shí)驗(yàn)之前先讓幼兒完成10個(gè)試次的練習(xí)任務(wù)，正確率超過(guò)70%后才進(jìn)入正式實(shí)驗(yàn)。為平衡實(shí)驗(yàn)間的影響，一半幼兒先完成加法計(jì)算式判斷，另一半幼兒先完成減法計(jì)算式判斷。

二、研究結(jié)果

本研究首先采用Excd對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了篩選，刪除減法和加法最開(kāi)始兩個(gè)試次，以及均值為三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差之外的反應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)，刪除的極端值分別占加法和減法運(yùn)算總試次的4.58%和4.32%，然后求出每個(gè)被試的平均正確反應(yīng)時(shí)和平均錯(cuò)誤率，刪除錯(cuò)誤率高于30%的被試。最后使用SPSS19.0對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。加法和減法的配對(duì)樣本T檢驗(yàn)結(jié)果顯示，減法計(jì)算式判斷反應(yīng)時(shí)（4233.11±1073.69）要顯著慢于加法計(jì)算式判斷反應(yīng)時(shí)（3654.02+1199.75）：t（106）=-7.56，p<0.01。

（一）不同焦慮條件下的加法計(jì)算式判斷

在加法計(jì)算式判斷任務(wù)中有13名幼兒因錯(cuò)誤率超過(guò)30%，相關(guān)數(shù)據(jù)被刪除，最終有效被試為109人，描述統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。以加法計(jì)算式判斷的反應(yīng)時(shí)為因變量，對(duì)特質(zhì)焦慮（高特質(zhì)焦慮、低特質(zhì)焦慮）和狀態(tài)焦慮（激發(fā)、不激發(fā)）進(jìn)行兩因素方差分析，結(jié)果表明，特質(zhì)焦慮的主效應(yīng)顯著。高特質(zhì)焦慮的個(gè)體反應(yīng)時(shí)顯著高于低特質(zhì)焦慮個(gè)體：F（3，105）=6.81，p<0.05。狀態(tài)焦慮的主效應(yīng)不顯著，特質(zhì)焦慮和狀態(tài)焦慮的交互效應(yīng)也不顯著。

（二）不同焦慮條件下的減法計(jì)算式判斷

在減法計(jì)算式判斷任務(wù)中有14名幼兒的錯(cuò)誤率超過(guò)30%，相關(guān)數(shù)據(jù)被刪除，最終有效被試為108人，描述統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。以減法計(jì)算式判斷的反應(yīng)時(shí)為因變量，對(duì)特質(zhì)焦慮（高特質(zhì)焦慮、低特質(zhì)焦慮）和狀態(tài)焦慮（激發(fā)、不激發(fā)）進(jìn)行兩因素方差分析，得到了與加法計(jì)算式判斷類似的結(jié)果。特質(zhì)焦慮的主效應(yīng)邊緣顯著，高特質(zhì)焦慮的個(gè)體反應(yīng)時(shí)顯著高于低特質(zhì)焦慮個(gè)體：F（3，104）=3.76，p=0.055。狀態(tài)焦慮的主效應(yīng)不顯著，特質(zhì)焦慮和狀態(tài)焦慮的交互效應(yīng)不顯著。

三、討論

本研究表明，不同特質(zhì)焦慮的幼兒在完成數(shù)學(xué)計(jì)算判斷時(shí)有顯著差異。特質(zhì)焦慮作為一種穩(wěn)定的人格特質(zhì)，對(duì)算術(shù)運(yùn)算的認(rèn)知加工過(guò)程產(chǎn)生的影響在幼兒階段就表現(xiàn)出來(lái)。注意控制理論能很好地解釋這個(gè)結(jié)果。學(xué)前階段的大班幼兒前額葉皮質(zhì)發(fā)育尚未成熟，注意控制系統(tǒng)不完善，因此焦慮情緒對(duì)工作記憶的影響會(huì)很大，從而造成了對(duì)其算術(shù)運(yùn)算能力的負(fù)面影響。但也有研究者提出過(guò)不同意見(jiàn)，他們認(rèn)為，這可能是由個(gè)體本身的數(shù)學(xué)能力造成的，并非受到了焦慮的影響。這個(gè)問(wèn)題的確值得討論。一方面，排除數(shù)學(xué)能力的因素，焦慮確實(shí)會(huì)對(duì)個(gè)體數(shù)學(xué)認(rèn)知產(chǎn)生影響，即便是數(shù)學(xué)能力較好的個(gè)體，在焦慮狀態(tài)下也會(huì)表現(xiàn)出比自己實(shí)際數(shù)學(xué)能力差的成績(jī)；另一方面，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究表明，個(gè)體在焦慮狀態(tài)下從事數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)杏仁核和前額葉會(huì)被激活，這些區(qū)域與恐懼情緒刺激與注意調(diào)控相關(guān)，會(huì)直接影響到個(gè)體的數(shù)學(xué)認(rèn)知過(guò)程。所以，我們認(rèn)為，焦慮情緒可獨(dú)立于數(shù)學(xué)能力之外對(duì)數(shù)學(xué)認(rèn)知產(chǎn)生負(fù)面影響。

與預(yù)期不一致的是，不同的狀態(tài)焦慮激發(fā)并沒(méi)有產(chǎn)生主效應(yīng)和與特質(zhì)焦慮的交互效應(yīng)。這表明，即時(shí)的狀態(tài)焦慮并沒(méi)有對(duì)幼兒的算術(shù)運(yùn)算產(chǎn)生影響。通常，對(duì)于成人而言，狀態(tài)焦慮的激發(fā)會(huì)放大特質(zhì)焦慮的負(fù)面作用，從而對(duì)個(gè)體的數(shù)學(xué)認(rèn)知產(chǎn)生更加顯著的影響。因此，我們預(yù)計(jì)高特質(zhì)焦慮的幼兒在狀態(tài)焦慮激發(fā)條件下表現(xiàn)會(huì)更差。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果并沒(méi)有支持這一預(yù)計(jì)。事實(shí)上，已有的相關(guān)研究結(jié)論也不一致。如，通過(guò)設(shè)置限時(shí)條件來(lái)增加狀態(tài)焦慮，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雖然限時(shí)會(huì)使被試完成數(shù)學(xué)任務(wù)的時(shí)間變長(zhǎng)，但不同焦慮組的個(gè)體并沒(méi)有因?yàn)橄迺r(shí)而產(chǎn)生顯著差異。根據(jù)狀態(tài)焦慮激發(fā)程序，本研究試圖證實(shí)，困難任務(wù)和社會(huì)性關(guān)注兩種激發(fā)方式相結(jié)合創(chuàng)造的狀態(tài)焦慮激發(fā)情景，可在一定程度上達(dá)到較好的激發(fā)效果。但實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于大班幼兒而言，狀態(tài)焦慮對(duì)其算術(shù)運(yùn)算的影響表現(xiàn)出了不同于成人的規(guī)律。我們的理解是，這可能與幼兒開(kāi)展的主要是非正式的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，更多采用形象化表征方式有關(guān)，與成人所開(kāi)展的主要以抽象符號(hào)為表征方式的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)存在很大的不同。需要強(qiáng)調(diào)的是，考慮到研究倫理，研究者不宜對(duì)幼兒做太高程度的狀態(tài)焦慮激發(fā)。因?yàn)橛醒芯勘砻?，壓力情境下所激發(fā)的糖皮質(zhì)激素對(duì)認(rèn)知系統(tǒng)的作用會(huì)表現(xiàn)出與Yerles&Dodson法則一致的倒U型曲線，即適當(dāng)?shù)慕箲]激發(fā)反而會(huì)對(duì)認(rèn)知加工產(chǎn)生積極影響。這里可以推論的是，在不知道激發(fā)程度的情況下，焦慮對(duì)算術(shù)運(yùn)算的影響存在多種可能。所以，焦慮激發(fā)程度與認(rèn)知加工的關(guān)系是以后需要深入研究的問(wèn)題。

減法運(yùn)算的復(fù)雜程度比加法更高。從反應(yīng)時(shí)上可以看出，被試在減法運(yùn)算上的時(shí)間要顯著長(zhǎng)于加法。但也有被試在任務(wù)難度更高的減法運(yùn)算上表現(xiàn)出與加法任務(wù)類似的結(jié)果，這說(shuō)明任務(wù)難度的增加并不一定對(duì)特質(zhì)焦慮與算術(shù)運(yùn)算這對(duì)關(guān)系產(chǎn)生影響。有研究發(fā)現(xiàn)，任務(wù)難度會(huì)對(duì)焦慮一數(shù)學(xué)認(rèn)知的關(guān)系產(chǎn)生影響，簡(jiǎn)單任務(wù)中個(gè)體所需要消耗的工作記憶資源相對(duì)較少，從而使得焦慮產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)較小，而復(fù)雜任務(wù)所需要消耗的工作記憶資源較多，從而使焦慮產(chǎn)生了更多的負(fù)面效應(yīng)。但本研究的結(jié)果表明，對(duì)于幼兒來(lái)講，不同難度的任務(wù)對(duì)焦慮一數(shù)學(xué)認(rèn)知這一關(guān)系的影響并無(wú)顯著差異。這可能是與我們實(shí)驗(yàn)所提供的加法和減法任務(wù)難度差異較小有關(guān)。當(dāng)然，對(duì)于比計(jì)算式正誤判斷更簡(jiǎn)單或更難的任務(wù)，不同焦慮類型的幼兒是否也會(huì)表現(xiàn)出相同的規(guī)律還需要作進(jìn)一步的實(shí)證研究。