數(shù)學(xué)障礙的認(rèn)知診斷干預(yù)系統(tǒng)開發(fā)

摘 要：對(duì)于數(shù)學(xué)障礙的認(rèn)知診斷從規(guī)范化診斷任務(wù)入手，而干預(yù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將快速空間點(diǎn)陣的數(shù)量判斷融入簡單游戲中。在完成web系統(tǒng)開發(fā)和測試后，對(duì)60名具有計(jì)算障礙的9-11歲小學(xué)生進(jìn)行了對(duì)照實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前后分別對(duì)他們的詞語辨析、簡單減法、三維心理旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)陣加工，四項(xiàng)與數(shù)目加工能力高相關(guān)的任務(wù)進(jìn)行測試。結(jié)果表明，干預(yù)訓(xùn)練使實(shí)驗(yàn)組的簡單減法和點(diǎn)陣加工能力顯著提高，而對(duì)照組確無明顯區(qū)別。實(shí)驗(yàn)證明了干預(yù)系統(tǒng)對(duì)提升計(jì)算障礙兒童數(shù)目加工能力的有效性。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)障礙；認(rèn)知診斷；干預(yù)系統(tǒng)；效果檢驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G633.6

1 問題提出

數(shù)學(xué)障礙是指個(gè)體在一般智力，動(dòng)機(jī)，生活環(huán)境和教育條件等方面和其他個(gè)體沒有差異，也沒有明顯的視覺，聽力，神經(jīng)系統(tǒng)障礙，但是數(shù)學(xué)成績明顯低于相應(yīng)年齡應(yīng)有水平的一種認(rèn)知障礙。

在過去幾十年的教學(xué)過程中，兒童的數(shù)學(xué)障礙問題成為關(guān)注的焦點(diǎn)。在學(xué)生群體中，數(shù)學(xué)障礙與閱讀障礙的發(fā)生率幾乎相同[1]。在我國，關(guān)于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)困難的研究較多[2]。近年來，我國研究者也開始致力于這方面的研究并取得一些研究成果。但是大多僅局限于理論研究和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，尚未開發(fā)出適合于我國數(shù)學(xué)障礙兒童的診斷與干預(yù)工具?；诖爽F(xiàn)狀，擬在已有針對(duì)國內(nèi)外數(shù)學(xué)障礙兒童的研究成果基礎(chǔ)之上，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和JAVA語言開發(fā)出一套完整的數(shù)學(xué)障礙認(rèn)知診斷和干預(yù)工具。

2 方法

2.1 被試

被試為具有計(jì)算障礙的兒童。被試從3所小學(xué)3至5年級(jí)學(xué)生中選取，計(jì)算障礙的篩選標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）計(jì)算成績低于后10%。

（2）智力測驗(yàn)分?jǐn)?shù)處于正常范圍。

（3）視力和聽力正?；蛐Ｕ笳！?/p>

60名被試隨機(jī)平均分為2組，分別作為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組30人，男女比例3：2；對(duì)照組30人，男女比例19：11。

2.2 程序

2.2.1 前測：前側(cè)約40分鐘，包括四項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化測試：詞語辨析、簡單數(shù)字計(jì)算（20以內(nèi)減法）、三維心理旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)陣比較。從不同角度記錄被試四項(xiàng)與數(shù)學(xué)成績高相關(guān)的認(rèn)知能力：語言、計(jì)算、空間、數(shù)目加工。

2.2.2 干預(yù)訓(xùn)練：被試在干預(yù)訓(xùn)練過程被隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組接受數(shù)目加工能力提升訓(xùn)練，對(duì)照組進(jìn)行英語詞匯學(xué)習(xí)訓(xùn)練。

（1）實(shí)驗(yàn)組：訓(xùn)練采用“快速收蘋果”游戲進(jìn)行訓(xùn)練，主要利用點(diǎn)的刺激對(duì)數(shù)量加工能力的提升作用。訓(xùn)練強(qiáng)度為每天一次，時(shí)間約20分鐘，持續(xù)8天。本游戲具體設(shè)計(jì)如下：1）游戲設(shè)計(jì)。蘋果堆的設(shè)計(jì)：①蘋果堆，顏色設(shè)置為紅色，類圓點(diǎn)狀。目的：模擬點(diǎn)陣；②同一時(shí)間，屏幕中會(huì)出現(xiàn)不同組合的蘋果堆模擬不同類型的點(diǎn)陣。目的：多樣化的點(diǎn)陣?yán)谟?xùn)練被試對(duì)點(diǎn)陣的辨識(shí)能力；③蘋果堆的面積大致保證總面積或者平均面積相同。目的：排除被試以面積的大小來判斷點(diǎn)陣中點(diǎn)的個(gè)數(shù)。炸彈的設(shè)計(jì)：接到炸彈減100分。目的：訓(xùn)練被試在有效判斷點(diǎn)陣性質(zhì)的同時(shí)選擇合適的策略；2）游戲過程設(shè)計(jì)。游戲中接到一個(gè)蘋果得10分，一個(gè)炸彈減100分。游戲分為8關(guān)，設(shè)定30秒內(nèi)達(dá)到相應(yīng)過關(guān)分?jǐn)?shù)則過關(guān)，否則失敗，繼續(xù)玩同一關(guān)。每關(guān)時(shí)間到后，反饋得分，設(shè)計(jì)如下：①速度變化：第1關(guān)速度較慢，后面的7關(guān)速度都一樣，且較快，需要被試在短時(shí)間內(nèi)集中注意力判斷點(diǎn)陣中蘋果的個(gè)數(shù)。程序控制點(diǎn)陣以一定的時(shí)間間隔從屏幕頂端出現(xiàn)，并且以預(yù)設(shè)的速度下落；②密度變化：蘋果堆的密度隨著關(guān)卡的升高而線形增長；第1、2關(guān)同一時(shí)刻在屏幕頂端隨機(jī)產(chǎn)生1堆蘋果，第3關(guān)至第8關(guān)，分別隨機(jī)產(chǎn)生2-7堆；③分?jǐn)?shù)變化：過關(guān)分?jǐn)?shù)根據(jù)每一關(guān)的難度分別設(shè)置；不斷測試后，確定每關(guān)的過關(guān)分?jǐn)?shù)分別為：1500，2000，2100，2200，2300，2400，2800，3000。

（2）對(duì)照組：對(duì)照組在與實(shí)驗(yàn)組相同的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行簡單英語訓(xùn)練。學(xué)習(xí)強(qiáng)度與實(shí)驗(yàn)組相同。

2.3 后測

測試內(nèi)容與前測內(nèi)容時(shí)間相同。將所得結(jié)果與前測進(jìn)行對(duì)比、分析，得出結(jié)論。

3 結(jié)果

實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各項(xiàng)認(rèn)知能力前后測成績見表1。以校正后的正確題數(shù)為因變量，對(duì)前后測成績進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)組，三維心理旋轉(zhuǎn)和詞語辨析的前后測成績差異不顯著，t（29）=0.41，p=0.687；t（29）=1.52，p=0.139。簡單減法和點(diǎn)陣比較的前后測成績差異顯著，t（29）=2.25，p<0.05；t（29）=2.91，p<0.01。對(duì)照組在各認(rèn)知能力測驗(yàn)上的前后測差異均不顯著，p>0.266。在四方面的測試中，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組后測的測試結(jié)果相比前測都有提升，分析原因?yàn)楸辉噷?duì)測試有了一定的了解所致。但實(shí)驗(yàn)組明顯表現(xiàn)更為顯著。

結(jié)果說明，模擬的點(diǎn)陣訓(xùn)練，有效得提高了被試的簡單減法和點(diǎn)陣比較能力，而這兩項(xiàng)能力恰對(duì)數(shù)目加工能力的提升起著重要作用，進(jìn)而可證明我們的干預(yù)訓(xùn)練對(duì)計(jì)算障礙兒童的數(shù)目加工有顯著提高作用。

4 比較

目前國內(nèi)外關(guān)于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)障礙的研究結(jié)果非常之多，尤其在認(rèn)知方面。近年來，我國在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)障礙干預(yù)方面的研究較少，但也有一些研究成果，但研究還較分散，缺乏系統(tǒng)性。

4.1 在基本的算術(shù)技能方面

研究者用不同的方法去促進(jìn)數(shù)學(xué)障礙兒童的算數(shù)能力。Butterworth和Laurillard設(shè)計(jì)了一款基于基本算數(shù)任務(wù)的數(shù)字化干預(yù)模式其中包括點(diǎn)模式識(shí)別，點(diǎn)模式匹配等，目的在于提高兒童對(duì)數(shù)字的感覺。Ardoin，Witt，ConnellKoenig應(yīng)用基礎(chǔ)事實(shí)和計(jì)算手段對(duì)小學(xué)四年級(jí)的學(xué)生進(jìn)行三個(gè)階段的訓(xùn)練，結(jié)果表明，有四名學(xué)生在數(shù)學(xué)計(jì)算方面的水平有所提高。

4.2 在學(xué)習(xí)策略和技能方面

研究者也開展了一些研究。Askew等主要強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)兒童在已知事實(shí)基礎(chǔ)上派生出新事實(shí)的策略。Klinkenberg等創(chuàng)建了一個(gè)電子協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境，通過游戲的形式以改變學(xué)生對(duì)待數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的態(tài)度。Jitendra等結(jié)合模式感應(yīng)方式利用圖表對(duì)有數(shù)學(xué)障礙的兒童以干預(yù)。多組實(shí)驗(yàn)效果顯著。這些干預(yù)有的是通過單純枯燥的點(diǎn)模式識(shí)別和點(diǎn)模式匹配或者是單純的數(shù)字計(jì)算來提高兒童對(duì)數(shù)字的感覺，而此方案是將點(diǎn)陣的識(shí)別和匹配融進(jìn)了有趣的益智游戲中。

5 結(jié)束語

以往的研究主要集中在基本的數(shù)量加工上，忽視了數(shù)學(xué)推理、數(shù)學(xué)概念等數(shù)學(xué)知識(shí)的重要組成部分。在先前研究的基礎(chǔ)之上，全面測查兒童的數(shù)學(xué)認(rèn)知能力，找到數(shù)學(xué)障礙兒童發(fā)生障礙的關(guān)鍵認(rèn)知缺陷，然后，有針對(duì)性地對(duì)不同類型數(shù)學(xué)障礙兒童進(jìn)行干預(yù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅璇.近五年來閱讀障礙研究的新進(jìn)展[J].萍鄉(xiāng)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2012.

[2]王恩國，劉昌.數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)困難與工作記憶關(guān)系研究的現(xiàn)狀與前瞻[J].心理科學(xué)進(jìn)展，2005.

作者單位：北京師范大學(xué)，北京 100875