數(shù)學(xué)如何塑造人腦

1、.數(shù)學(xué)如何塑造人腦大腦中有一個(gè)特定的區(qū)域能讓人們估計(jì)數(shù)量級，讓他們對數(shù)和量有一種直覺。每個(gè)人的這個(gè)系統(tǒng)在敏感性上具有差異，這就影響到他們的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。6加7等于幾假如讓一名小朋友做“67？這道數(shù)學(xué)題，他會如何做計(jì)算？小孩子通常用到的方法有四種：掰手指、口頭數(shù)數(shù)、檢索記憶和分解。在一名兒童的成長過程中，他做加法運(yùn)算時(shí)最早使用的方法是費(fèi)時(shí)費(fèi)力的數(shù)數(shù)，之后那么更多地借助于基于記憶的方法。這被神經(jīng)科學(xué)家認(rèn)為是人腦認(rèn)知開展和學(xué)習(xí)的重要過程。這個(gè)過程通常發(fā)生在大約7到9歲的年齡階段。美國斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的維諾德·米儂VinodMenon教授及合作者在最近發(fā)表的一項(xiàng)研究中掃描了不同階段的兒童的大腦。

2、他們把讀二年級和三年級的小學(xué)生分成兩組，一組是那些依賴數(shù)數(shù)來做加法的兒童，另一組是依靠記憶的。然后，他們讓這些小學(xué)生計(jì)算一些數(shù)學(xué)題，同時(shí)用功能性核磁共振FMRI查看他們的腦部活動情況?！拔覀兿胍离S著兒童對數(shù)學(xué)更加純熟，有了更多知識，他們的腦部活動會產(chǎn)生怎樣的變化。米儂說。他們發(fā)現(xiàn)，檢索法和數(shù)數(shù)法會引起截然不同的大腦活動形式，這種不同并不是參與記憶和數(shù)學(xué)計(jì)算的腦區(qū)中的腦波信號在強(qiáng)弱上的差異，而是不同的活動形式所指引下的截然不同的行為方式。在另一項(xiàng)研究中，米儂等人從不同的學(xué)校里找來90名兒童，其中一半剛剛完成二年級的學(xué)業(yè)，另一半剛剛完成三年級的學(xué)業(yè)。“令人驚訝的是，你會看到一年之內(nèi)發(fā)生的顯著變

3、化。米儂說。他們認(rèn)為，比較短時(shí)間內(nèi)的大腦活動的變化特別重要，因?yàn)榇饲暗囊恍┭芯勘容^的是兒童和成人之間的變化，這些研究中遺漏很多人腦在成熟過程中的變化細(xì)節(jié)?！皰侀_個(gè)體差異，平均來說，一年的學(xué)習(xí)對大腦的功能和技能產(chǎn)生重大的影響。米儂說。這些不同年級的小學(xué)生在做數(shù)學(xué)計(jì)算的時(shí)候，活動的腦區(qū)并沒有發(fā)生改變，變化的是這些腦區(qū)對數(shù)學(xué)任務(wù)的響應(yīng)方式。在測試中，這些孩子的任務(wù)分為三種：復(fù)雜加法、簡單加法和對照測試。所謂“復(fù)雜加法，是計(jì)算兩個(gè)2到9之間的整數(shù)的和比方729?！昂唵渭臃敲词莾蓚€(gè)數(shù)中有一個(gè)為“1比方516。對照測試是讓他們判斷一個(gè)加法計(jì)算的結(jié)果是否正確。米儂等人發(fā)現(xiàn)，三年級孩子的大腦對復(fù)雜加法和簡單

4、加法做出的響應(yīng)具有較大的差異。這些差異出如今與加法計(jì)算有關(guān)的兩個(gè)腦區(qū)背外側(cè)前額葉和頂內(nèi)溝，前者在大腦中負(fù)責(zé)操縱記憶，后者的作用是估計(jì)數(shù)量。這些研究只是米儂所做的一系列相關(guān)研究中的兩個(gè)。他們的最終目的是，研究可以幫助人們開展出更好的數(shù)學(xué)教育方法。5和3哪個(gè)大如今米儂和他的合作者們最為關(guān)心的是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)障礙。沒有人生來就會微積分，但許多人在經(jīng)過許多其他的數(shù)學(xué)訓(xùn)練之后便可以掌握它。然而，也有一些人在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)上似乎存在無法逾越的障礙?！按竽X中有一個(gè)特定的區(qū)域能讓人們估計(jì)數(shù)量級，讓他們對數(shù)和量有一種直覺。每個(gè)人的這個(gè)系統(tǒng)在敏感性上具有差異，這就影響到他們的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。米儂的合作者、曾供職于美國國家數(shù)學(xué)委員會

5、的大衛(wèi)·蓋瑞DavidGeary教授告訴南方周末記者。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)需要用到的另外一些腦區(qū)與其他方面的學(xué)習(xí)所用到的一樣。這些腦區(qū)位于前額葉，它們的作用是讓人們集中注意力、抑制分散注意力的信息，以及讓大腦同時(shí)處理多件事情。目前，科學(xué)家對于那些具有數(shù)學(xué)天賦的兒童的神經(jīng)系統(tǒng)與普通兒童終究有何差異仍然缺乏研究。但就蓋瑞的個(gè)人經(jīng)歷來說，他發(fā)現(xiàn)那些容易過敏的、臉色蒼白的左撇子男孩在日后常常會在數(shù)學(xué)上有比較高的造詣。另一方面，神經(jīng)科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)那些具有數(shù)學(xué)障礙的人的問題所在。2019年，倫敦大學(xué)學(xué)院UCL認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究所教授布里安·巴特沃斯BrianButterworth發(fā)現(xiàn)診斷計(jì)算障礙的“

6、關(guān)鍵。大腦中那個(gè)起作用的關(guān)鍵區(qū)域就是前面提到過的頂內(nèi)溝。頂內(nèi)溝是位于左耳上方的很小一塊區(qū)域，但它對于人們對數(shù)字的敏感性發(fā)揮著關(guān)鍵作用。巴特沃斯在他的書?數(shù)學(xué)腦?中講過兩個(gè)病例。一名智商正常、承受過大學(xué)教育的男人，對“5是不是比3大這樣的問題感到棘手；一名正常的女人在一次中風(fēng)之后就不能處理大于4的數(shù)字了。巴特沃斯等人認(rèn)為，出現(xiàn)計(jì)算障礙的人是頂內(nèi)溝存在異常。一名患有計(jì)算障礙的兒童可能無法將符號和其對應(yīng)的數(shù)字聯(lián)絡(luò)起來。比方，他看到五根手指的時(shí)候并不會想到數(shù)字“5。這在某種程度上與那些具有閱讀障礙的兒童很相似，后者無法將讀音和字母聯(lián)絡(luò)起來?！霸诒泵溃覀儗τ跀?shù)學(xué)技能存在一些文化上的偏見。加拿大西安大概

7、大學(xué)的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家丹尼爾·安薩瑞DanielAnsari說，“我們認(rèn)為數(shù)學(xué)好的人一定是超級聰明的，甚至?xí)屓诵箽饣蚴蔷哂衅茐男缘?，我們傾向于認(rèn)為數(shù)學(xué)糟糕的人在社會上是容易被承受的。那些永遠(yuǎn)不會跟別人說自己具有閱讀困難的人，卻會公開地講自己數(shù)學(xué)有多糟糕。蓋瑞認(rèn)為，隨著經(jīng)濟(jì)越來越多地依賴于技術(shù)，對良好數(shù)學(xué)技能的需求更大了?！笆聦?shí)上，許多工廠對根本技能的要求也已經(jīng)提升了。他對南方周末記者說，“要算數(shù)好，一個(gè)人可能需要上更多高級的課程。這是因?yàn)檫@些課程中都會用到算數(shù)，這反過來幫助人們在成年之后保持良好的技能。“一個(gè)人在成年階段是否享用到數(shù)學(xué)技能帶來的好處的最正確指標(biāo)是看這個(gè)人是否學(xué)過微積分

8、。十年之后，他們可能不再記得或使用微積分，但這門課加強(qiáng)了他們的數(shù)學(xué)技能。蓋瑞說?！拔覀儗τ趶?fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算中所包含的神經(jīng)科學(xué)尚理解缺乏，但實(shí)際地來講，孩子是會從中受益的，至少來說這加強(qiáng)了更多的根本技能。他說。安薩瑞持有與蓋瑞相似的觀點(diǎn)。他認(rèn)為，數(shù)學(xué)技能對生活中的成功具有重要的作用，具有數(shù)學(xué)障礙的兒童可能會失去那些合適他們的工作。計(jì)算障礙如今還不像閱讀障礙那樣廣為人知，但其他許多患有閱讀障礙的兒童也同時(shí)患有計(jì)算障礙，他的研究課題之一就是找出這是為什么。他相信，神經(jīng)科學(xué)上對于計(jì)算障礙的研究可能最終會幫助改變那些僅僅成認(rèn)自己“數(shù)學(xué)不好的人。數(shù)學(xué)焦慮還有一些人，他們不存在嚴(yán)重的計(jì)算障礙，但也對數(shù)學(xué)具有一

9、種焦慮心理。這些人一旦要參與任何需要數(shù)學(xué)技能的活動，便會產(chǎn)生負(fù)面情緒。美國芝加哥大學(xué)心理學(xué)教授西恩·貝洛克SianBeilock最近發(fā)表的一項(xiàng)研究顯示，僅僅是告知大學(xué)生要進(jìn)展一次數(shù)學(xué)測驗(yàn)，那些產(chǎn)生高度焦慮的學(xué)生的下丘腦便會出現(xiàn)壓力響應(yīng)。開場做一道數(shù)學(xué)題的時(shí)候，大腦的杏仁核會先處理信息，然后按重要性將信息傳遞給前額葉。在壓力之下，杏仁核的活動會比前額葉更多。甚至，在做題之前僅僅是看到一張皺著眉的臉，都會降低準(zhǔn)確記憶和響應(yīng)的才能。“在解數(shù)學(xué)題的時(shí)候，有高度數(shù)學(xué)焦慮的人會被干擾性的思想和發(fā)呆所折磨。安薩瑞說，“這會占用他們大腦的一部分處理過程和工作記憶。這非常像是焦慮的學(xué)生把解題所需要的腦

10、力用在了擔(dān)憂上。貝洛克和其他一些研究者如今都在尋找孩子最早期的數(shù)學(xué)教育中終究存在什么問題，讓他們在一生中都對數(shù)學(xué)存在恐懼。安薩瑞在他們的研究中發(fā)現(xiàn)，具有數(shù)學(xué)焦慮的人的某些才能低于常人，比方快速識別數(shù)字大小上、快速指出一組物體的總數(shù)。這些狀況都與計(jì)算障礙的病癥一樣。由于這些才能是其他數(shù)學(xué)計(jì)算的根底，因此安薩瑞認(rèn)為，這方面小的、早期的缺陷會隨著時(shí)間的推移開展成數(shù)學(xué)方面的困難、挫折，以致形成對數(shù)學(xué)問題的負(fù)面響應(yīng)。數(shù)學(xué)焦慮的這一來源是生理性的。而貝洛克發(fā)現(xiàn)，還有一個(gè)社會性的因素在讓人們產(chǎn)生數(shù)學(xué)焦慮數(shù)學(xué)焦慮是可以從一代傳給下一代的。貝洛克發(fā)現(xiàn)，小學(xué)一二年級的有數(shù)學(xué)焦慮的女老師會影響學(xué)生的數(shù)學(xué)成績以及他們

11、對數(shù)學(xué)的信念。他們跟蹤研究了十幾名小學(xué)一二年級的女老師及其學(xué)生的數(shù)學(xué)成績。在學(xué)年的開場，男女生的數(shù)學(xué)成績并無不同，但到了學(xué)年末，有數(shù)學(xué)焦慮的女老師手下的女學(xué)生的成績開場低于男生的成績?！袄蠋煹臄?shù)學(xué)焦慮真是一種流行病。安薩瑞說，“我想很多人是害怕中學(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)才去小學(xué)教書的。一般說來，“老師概念之形成經(jīng)歷了非常漫長的歷史。楊士勛唐初學(xué)者，四門博士?春秋谷梁傳疏?曰：“師者教人以不及，故謂師為師資也。這兒的“師資，其實(shí)就是先秦而后歷代對老師的別稱之一。?韓非子?也有云：“今有不才之子師長教之弗為變其“師長當(dāng)然也指老師。這兒的“師資和“師長可稱為“老師概念的雛形，但仍說不上是名副其實(shí)的“老師，因?yàn)椤?/p>

12、老師必需要有明確的傳授知識的對象和本身明確的職責(zé)。更糟糕的情況是，女生的成績變差之后，她們可能會進(jìn)一步產(chǎn)生偏見男孩子擅長數(shù)學(xué)，女孩子不擅長。一旦這種偏見形成，她們的數(shù)學(xué)成績就會越來越糟糕。2020年，美國威斯康星大學(xué)的詹妮特·莫茲JanetMertz及其同事曾在?美國國家科學(xué)院院刊?PNAS上發(fā)表了一篇論文，追尋一個(gè)問題的答案：女生真的不如男生擅長數(shù)學(xué)嗎？他們總結(jié)了各國在數(shù)學(xué)上的表現(xiàn)之后發(fā)現(xiàn)，有一些國家是不存在數(shù)學(xué)上的性別差異的無論是在普通人群中還是數(shù)學(xué)特長生中，這些國家也是那些兩性平等做得最好的國家。安薩瑞和貝洛克都指出，近期的許多同類研究共同顯示出了一種需要培訓(xùn)家長和老師，教會他

13、們?nèi)绾螒?zhàn)勝自己的數(shù)學(xué)焦慮并防止把它傳遞給下一代。死記硬背是一種傳統(tǒng)的教學(xué)方式,在我國有悠久的歷史。但隨著素質(zhì)教育的開展,死記硬背被作為一種僵化的、阻礙學(xué)生才能開展的教學(xué)方式,漸漸為人們所摒棄;而另一方面,老師們又為進(jìn)步學(xué)生的語文素養(yǎng)煞費(fèi)苦心。其實(shí),只要應(yīng)用得當(dāng),“死記硬背與進(jìn)步學(xué)生素質(zhì)并不矛盾。相反,它恰是進(jìn)步學(xué)生語文程度的重要前提和根底。要練說，先練膽。說話膽小是幼兒語言開展的障礙。不少幼兒當(dāng)眾說話時(shí)顯得害怕：有的結(jié)巴重復(fù)，面紅耳赤；有的聲音極低，自講自聽；有的低頭不語，扯衣服，扭身子?？傊?，說話時(shí)外部表現(xiàn)不自然。我抓住練膽這個(gè)關(guān)鍵，面向全體，偏向差生。一是和幼兒建立和諧的語言交流關(guān)系。每當(dāng)和幼兒講話時(shí)，我總是笑臉相迎，聲音親切，動作親昵，消除幼兒畏懼心理，讓他能主動的、無拘無束地和我交談。二是注重培養(yǎng)幼兒敢于當(dāng)眾說話的習(xí)慣。或在課堂教學(xué)中，改變過去老師講學(xué)生聽的傳統(tǒng)的教學(xué)形式，取消了先舉手后發(fā)言的約束，多采取自由討論和談話的形