Порядковая числовая компетентность
| Когнитивная психология |
|---|
 |
| Восприятие |
| Внимание |
| Память |
| Метапознание |
| Язык |
| Метаязык |
| мышление |
| Числовое познание |
человека В психологии развития или в экспериментах на приматах, не относящихся к человеку , порядковая числовая компетентность или порядковые числовые знания — это способность считать объекты по порядку и понимать отношения «больше» и «меньше» между числами. Было показано, что дети уже в возрасте двух лет могут принимать некоторые порядковые числовые решения. Есть исследования, показывающие, что некоторые приматы, кроме человека, такие как шимпанзе и макаки-резусы, обладают некоторой способностью к порядковому числению.
У людей
[ редактировать ]Пренатальный
[ редактировать ]Нет никаких доказательств, подтверждающих пренатальную порядковую числовую компетентность. Тератогены, такие как стресс [1] могут изменить пренатальное развитие нейронов, что приводит к снижению компетентности после рождения. Физические эффекты тератогенов распространены, но эндокринные эффекты измерить труднее. Это факторы, которые влияют на развитие нейронов и, как следствие, на развитие порядковых числовых навыков. Преждевременные роды также являются фактором риска проблем развития, включая снижение активности мозга. [2] Мозговую активность измеряют снаружи тела с помощью электроэнцефалографии .
Младенцы
[ редактировать ]Было проведено огромное количество исследований младенцев и их знаний чисел. Большинство исследований подтверждают, что у младенцев действительно есть глубокое врожденное чувство числа, как абстрактное, так и ограниченное. Младенцы уже в возрасте 49 часов могут точно сопоставлять изображения с определенным количеством объектов со звуками, которые содержат то же число («ра, ра, ра, ра»), что и количество объектов на изображении. [3] Поскольку звуки абстрактны или визуально присутствуют, мы можем видеть, что младенцы в возрасте 49 часов обладают некоторым абстрактным числовым смыслом, а также конкретным числовым смыслом, проявляющимся в распознавании ими изображения с соответствующим количеством объектов. [3] Точно так же младенцы в возрасте около 7 месяцев также могут сопоставлять изображения случайных объектов. [4]
Хотя дети уже в возрасте 49 часов могут сопоставить количество звуков с количеством предметов, они могут сделать это только в определенных соотношениях. [3] При использовании соотношения 1:3 (4 звука и 4 предмета или 12 предметов) около 90% детей уделяли больше внимания соответствующему изображению, тем самым показывая свое узнавание. Однако при использовании соотношения 1:2 только 68% младенцев правильно распознали соответствующее изображение. [3] Это говорит нам о том, что, хотя младенцы могут распознавать соответствующее количество звуков и объектов, два изображения объектов должны быть заметно разными — в одном должно быть гораздо большее количество объектов или гораздо меньшее количество объектов. [3]
Хотя должна быть резкая разница в выборе младенцев, чтобы распознать правильный набор совпадающих чисел (1:3 против 1:2), это, по-видимому, доказывает, что младенцы обладают врожденным чувством чисел, но это может быть не одно и то же. числовое чувство у детей старшего возраста. Примерно в возрасте трех с половиной лет дети частично утрачивают чувство числа. В то время как дети младше трех лет могут понять, что четыре камешка, выложенные в линию, — это меньше, чем шесть камешков, сложенных вместе в линию, дети в возрасте трех с половиной загадочным образом теряют эту способность. [5] Исследователи полагают, что это происходит потому, что дети примерно в этом возрасте начинают сильно полагаться на физические свойства мира и объектов внутри него. [5] такой, что дольше равно больше. Хотя способность распознавать, что шесть камешков, расположенных близко друг к другу, больше, чем четыре камешка, разбросанных дальше друг от друга, исчезает примерно в этом возрасте, она возвращается примерно в четыре года, когда дети начинают считать. [5]
Взрослые
[ редактировать ]И поведенческие исследования, и исследования с использованием изображений мозга показывают явные различия в способах обработки «точной» и «приблизительной» арифметики. Точная арифметика — это точная информация, которая следует определенным правилам и шаблонам, таким как таблица умножения или геометрические формулы, а приблизительная арифметика — это общее сравнение чисел, например сравнение «больше» или «меньше». Исследования показывают, что точная арифметика основана на языке и обрабатывается в левой нижней лобной доле. Приблизительная арифметика обрабатывается по-разному в разных частях мозга. Приблизительная арифметика производится в двусторонних областях теменных долей. Эта часть мозга обрабатывает визуальную информацию, чтобы понять, как объекты пространственно связаны друг с другом, например, понимая, что 10 чего-то больше, чем два чего-то. Эта разница в функциях мозга может повлиять на то, как мы воспринимаем определенные виды арифметики. Приблизительную арифметику можно воспринимать как интуитивную, а точную арифметику — как вспоминаемое знание. [6]
Выводы поведенческих исследований и исследований мозга подтверждаются наблюдениями за пациентами с травмами определенных частей мозга. Люди с травмами левой теменной кости могут потерять способность понимать количество вещей, но сохранить хотя бы некоторую способность выполнять точные арифметические действия, например умножение. [7] [8] [9] [10] Люди с повреждением левого полушария головного мозга могут потерять способность выполнять точные арифметические действия, но сохранить чувство количества, включая способность сравнивать большие и меньшие числа. [7] Эта информация подтверждает, что разные части мозга используются для знания и использования приблизительной и точной арифметики. [6]
Различные исследователи предполагают, что обработка приближенной арифметики может быть связана с числовыми способностями, независимо установленными у различных видов животных. [11] [12] [13] [14] и у довербальных человеческих младенцев. [15] Это может означать, что приблизительная арифметика — это адаптивный поезд, который люди развили в ходе эволюции. [16] Сочетание этой потенциальной эволюционной черты и точной арифметики, основанной на языке, может быть причиной того, что люди способны заниматься сложной математикой, такой как физика. [6]
У нелюдей
[ редактировать ]Животные имеют общую невербальную систему представления чисел в виде аналоговых величин. [17] Известно, что животные основывают свою рациональность на законе Вебера . Этот исторически важный психологический закон количественно определяет восприятие изменения данного стимула. Закон гласит, что изменение стимула, которое будет едва заметным, представляет собой постоянное соотношение исходного стимула. Закон Вебера описывает различимость значений на основе континуумов восприятия, таких как длина линии, яркость и вес. [18]
Макаки-резусы
[ редактировать ]Исследования решений макак-резус о кормлении показывают, что животные спонтанно и без обучения проявляют рудиментарные числовые способности. Большинство животных могут определять числа в диапазоне от 1 до 9, но недавние эксперименты показали, что макаки-резусы могут определять количественные значения от 1 до 30. Способность обезьян к числовому различению определяется соотношением сравниваемых значений, а не абсолютным размером набора. [12] Этот вычислительный процесс основан на законе Вебера и процедуре нарушения ожидания. Это говорит о том, что макаки-резусы имеют доступ к спонтанной системе репрезентации, которая кодирует числовые различия между наборами из одного, двух и трех объектов, а также противопоставляет три объекта четырем или пяти объектам. Эти представления указывают на семантику закодированного естественного языка. Эти закодированные естественные языки также наблюдались в экспериментах со многими животными, включая голубей и крыс.
Крысы и голуби
[ редактировать ]Эксперименты показали, что крыс можно научить нажимать один рычаг после двух всплесков белого шума, а затем нажимать другой рычаг после четырех всплесков белого шума. Интервал между пакетами варьируется между испытаниями, поэтому распознавание основано на количестве пакетов, а не на продолжительности последовательности. Исследования показывают, что крысы, как и голуби, научились по-разному реагировать как на короткие, так и на длительные сигналы. Во время тестирования крысы демонстрировали закономерность, называемую перерыв-бег-перерыв ; когда дело доходило до ответа после некоторого периода отсутствия ответа или его отсутствия, они внезапно реагировали с высокой частотой, а затем возвращались к незначительной ответной активности или вообще к ее отсутствию. [19] Данные показывают, что крысы и голуби способны одновременно обрабатывать информацию о времени и числах. Модель управления режимами показывает, что эти животные могут обрабатывать информацию о количестве и времени путем передачи импульсов в аккумуляторы, управляемые переключателями, которые работают в разных режимах. [19]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Тегетхофф, Мэрион; Наоми Грин, Йорн Олсен, Эммануэль Шаффнер и Гюнтер Майнльшмидт (ноябрь 2011 г.). «Стресс во время беременности и детские педиатрические заболевания: национальное когортное исследование» . Перспективы гигиены окружающей среды . 119 (11): 1647–1652. дои : 10.1289/ehp.1003253 . ПМК 3226491 . ПМИД 21775267 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Даффи, Фрэнк Х.; Хайделиза Алс и Глория Б. Маканульти (август 1990 г.). «Поведенческие и электрофизиологические данные о влиянии гестационного возраста на здоровых недоношенных и доношенных детей, изученные через две недели после ожидаемого срока родов». Развитие ребенка . 61 (4): 1271–1286. дои : 10.2307/1130893 . JSTOR 1130893 . ПМИД 2209195 .
- ^ Jump up to: а б с д и Изард, Вероника; Корали Санн; Элизабет С. Спелк; Арлетт Стрери; Чарльз Р. Галлистел (2009). «Новорожденные воспринимают абстрактные числа» (PDF) . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (25): 10382–10385. Бибкод : 2009PNAS..10610382I . дои : 10.1073/pnas.0812142106 . ПМК 2700913 . ПМИД 19520833 .
- ^ Старки, Прентис; Элизабет С. Спелк и Рошель Гельман; Гельман, Р. (1983). «Обнаружение интермодальных числовых соответствий младенцами человека». Наука . 222 (4620): 179–181. Бибкод : 1983Sci...222..179S . дои : 10.1126/science.6623069 . ПМИД 6623069 .
- ^ Jump up to: а б с Мелер, Жак; Томас Г. Бевер (1967). «Когнитивные способности очень маленьких детей» . Наука . 158 (3797): 141–142. Бибкод : 1967Sci...158..141M . дои : 10.1126/science.158.3797.141 . ПМИД 6054816 . S2CID 16850066 .
- ^ Jump up to: а б с Деэн, С.; Э. Спелке; П. Пинель; Р. Станеску; С. Цивкин (7 мая 1999 г.). «Источники математического мышления: данные поведенческих исследований и изображений мозга». Наука . Новая серия. 284 (5416): 970–974. Бибкод : 1999Sci...284..970D . дои : 10.1126/science.284.5416.970 . ПМИД 10320379 .
- ^ Jump up to: а б Деэн, С; Л. Коэн (1997). «Мозговые пути вычислений: двойная диссоциация между механическим вербальным и количественным знанием арифметики». Кортекс . 33 (2): 219–50. дои : 10.1016/s0010-9452(08)70002-9 . ПМИД 9220256 . S2CID 4484920 .
- ^ Бентон, Алабама (1992). «Синдром Герстмана». Арх. Нейрол . 49 (5): 445–447. дои : 10.1001/archneur.1992.00530290027007 . ПМИД 1580804 .
- ^ Такаяма, Ю.; М. Сугишита; И. Акигути; Дж. Кимура (1994). «Изолированная акалькулия из-за поражения левой теменной области». Арх. Нейрол . 51 (3): 286–291. doi : 10.1001/archneur.1994.00540150084021 . ПМИД 8129641 .
- ^ Делазер, М.; Т. Бенке (1997). «Арифметические факты без смысла». Кортекс . 33 (4): 697–710. дои : 10.1016/s0010-9452(08)70727-5 . ПМИД 9444471 . S2CID 4475470 .
- ^ Бойсен, С.Т. и Э.Дж. Капальди (1993). Развитие вычислительной компетентности: модели животных и человека . Хиллсдейл, Нью-Джерси: Эрлбаум.
- ^ Jump up to: а б Брэннон, EM; HS Терраса (1998). «Упорядочение чисел от 1 до 9 обезьянами». Наука . 282 (5389): 746–9. Бибкод : 1998Sci...282..746B . дои : 10.1126/science.282.5389.746 . ПМИД 9784133 .
- ^ Деэн, С.; Г. Деэн-Ламбертц ; Л. Коэн (1998). «Абстрактные представления чисел в мозгу животных и человека». Тенденции в нейронауках . 21 (8): 355–61. дои : 10.1016/s0166-2236(98)01263-6 . ПМИД 9720604 . S2CID 17414557 .
- ^ Галлистел, ЧР (1989). «Познание животных: представление пространства, времени и числа». Ежегодный обзор психологии . 40 : 155–89. дои : 10.1146/annurev.ps.40.020189.001103 . ПМИД 2648974 .
- ^ Винн, К. (1998). «Психологические основы числа: числовая компетентность у младенцев». Тенденции в когнитивных науках . 2 (8): 296–303. дои : 10.1016/s1364-6613(98)01203-0 . ПМИД 21227212 . S2CID 38934825 .
- ^ Деэн, С. (1997). Чувство числа . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 0-19-513240-8 .
- ^ Брэннон, 2005; Браннон и Террас, 1998–2000 гг.; Кантлон и Брэннон, 2005 г.; Фейгенсон, Деэн и Спелке, 2004 г.; Гельман и Галлистел, 2004; Нидер, Фридман и Миллер, 2002 г.; Нидер и Миллер, 2003 г.
- ^ «Закон Вебера | Определение и факты» .
- ^ Jump up to: а б Робертс, Уильям А. (апрель 1995 г.). «Одновременная числовая и временная обработка в Pigeon». Современные направления психологической науки . 4 (2): 47–51. дои : 10.1111/1467-8721.ep10771008 . JSTOR 20182325 . S2CID 144848675 .