浅析数学学习困难儿童的工作记忆特点

米娜 陶星宇

作者简介：米娜（1986.01-），女，陕西渭南人，西藏大学师范学院硕士研究生，研究方向：教育心理学。

陶星宇（1992.01-），女，重庆綦江人，西藏大学理学院硕士研究生，研究方向：地理教育。

摘要：工作记忆与数学学习困难之间的相关性已被大量研究所证实，它是导致数学学习困难的主要缘故。数学学习困难儿童在中央执行系统、语音回路、视觉-空间模板等方面都存在一定的缺陷，工作记忆各成分对数学困难者的影响不同。

关键词：工作记忆；数学学习困难；中央执行功能；语音回路；视觉-空间模板

中图分类号：G44文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）10-0282-02

人们的生活中需要各种各样的能力，数学能力作为最基本的能力，越来越多的受到了个体与社会的关注。特别是在当今注重个体差异的教育时代，我们应该因材施教，从而更好地促进个体的发展。

一、数学学习困难

自1962年Kirk首次提出学习困难（Learning Disability， LD）的概念以来，学习困难的研究迅速得到普及。现在，学术界较为认同的定义是：“学习困难指的是个体在接受正常教育情况下，学业成就依旧较低，可他们并无严重的智力、神经、感官和精神障碍”[1]。对学习困难类别的区分方法，最常见的是以困难所发生的学业领域为依据，通常将之划分为阅读困难（Reading Disability， RD）、数学困难（Math Disability， MD）、书写表达困难（Written Expression Disorder）等，这也是当前研究最多的几类学习困难[2]。纵观大多研究者的观点，通常都认可把数学学习困难作为学习困难领域的一个重要方面，描述为由于数学能力的欠缺而引起的学生在数学学习上的退后。而且，数困学生在所有学生中占有较大比例，约6%-11%[3，4]。早期，人们对数困生的研究多从家庭、学校、社会等外部因素进行探究的；随着认知心理学的发展，研究者开始转向从内部的信息加工角度研究数困生，例如工作记忆。

二、工作记忆

1974年，Baddeley和Hitch最先提出了工作记忆（working memory，WM）的概念，认为这是一种对信息进行暂时加工和贮存的能量有限的记忆系统[5]。该模型是一个三级系统的模型，它是由中央执行系统、语音回路及视觉-空间模板组成的。其中视觉-空间模板主要处理视觉空间信息；语音回路主要是储存与控制以声音为基础的信息；中央执行系统是工作记忆模型的核心，它是一个能量有限的系统，管理各子系统之间以及它们与长时记忆的联系，同时兼备注意资源的协调和策略的选择与计划。综合以往的研究可知，工作记忆在复杂认知操作活动方面体现出了相当好的预测性[6]。

三、数学学习困难儿童的工作记忆研究

近年来，较多的研究者开始关注工作记忆在学业成就中的作用[7]。特别是在数学方面，好多学者都同意工作记忆在其中发挥的重要作用[8-11]。也有人关注工作记忆与数学问题解决的问题，甚至工作记忆与数学学习焦虑的问题。笔者主要从工作记忆的三方面对其进行了相关概述。

（一）数学学习困难与中央执行功能

数学学习困难与中央执行系统之间的相关研究主要是从三方面进行分析研究的，包括注意控制方面、抑制控制方面、对于基本事实提取方面[12]。

首先，表现在注意控制方面。Swanson[13]研究发现，数学学习困难儿童与正常组相比，注意资源的有效分配能力不足。实验给数困组和正常组呈现了重新排列由字母顺序颠倒而构成的词的任务，任务包括了低努力和高努力两种不同的认知努力条件。实验结果发现，在低努力条件下，数困组与正常组并无显著差异；可在高努力条件下，正常组比数困组的回忆成绩要优秀，说明数困儿童在完成高要求任务时，分配注意资源存在困难。

其次，表现在抑制控制方面。Passolunghi[14]等以23个数学学习困难儿童为被试，通过分析算术应用题解决与短时记忆、工作记忆之间的关系，证实了“数困儿童在抑制控制方面普遍有缺陷”的假设。在深层次探究中，还发现了工作记忆任务具有特异性。

最后，表现在对于基本事实提取方面。表现为从长时记忆中提取算术知识困难与记忆提取过程受到干扰。如Swanson等人对学困儿童数学应用题解决能力与工作记忆关系的实验中就有体现； Geary[15]等发现，数困儿童不能阻拦与正确答案无关的信息进入工作记忆，未被阻止的信息如果进入工作记忆，便会与正确答案产生竞争，进而产生提取错误。

总之，中央执行系统功能对于数学学习的影响是毋庸置疑的。但究竟学生在哪一个具体的方面存在缺陷与不足，还有不同类别的学生在中央执行系统方面是否存在类似或相同的缺损模式，都有待于进一步加以探究。

（二）数学学习困难与语音工作记忆和视觉-空间工作记忆

除中央执行系统外，数学学习也和工作记忆的两个附属系统─语音回路和视觉-空间模板也存在一定的关系。但在各种的研究中，不同的研究者各自却支持着数学学习困难儿童在视-空模板及语音回路这两个系统中分别缺损程度的立场。

Geary[15]等发现，数学学习困难儿童在数字信息加工方面比正常组慢。Passolunghi等[14]发现，在多项工作记忆任务（分别涉及数字信息加工和句子加工）上，对照组的成绩高于数困儿童，研究者认为数困儿童存在工作记忆的广泛损害。同时，passolunghi又在2001年研究的基础上，跟踪了数困儿童在一年来的发展变化，通过跟踪研究者发现：数困儿童在工作记忆上仍具有广泛的缺损。但是，这些儿童在言语及计数速度的任务上表现为正常，且言语及计数速度的任务都和语音环路的功能相关。Swanson的研究也发现，学困儿童解决数学应用题的正确率与语音加工和言语工作记忆成绩均有显著相关；言语工作记忆和视觉-空间工作记忆能力都是预测数困儿童数学成绩的重要因子。

关于数学困难与工作记忆两个从属系统的研究中，在上个世纪90年代学者比较认可的是，数困儿童主要是在视觉-空间工作记忆上受损的，语音环路正常，而且着重指出了视觉-空间工作记忆在数学学习任务中的重要性。但对这一问题的近期研究则表现出了不同的观点。Wilson[16]等认为，视觉-空间工作记忆广度和言语工作记忆广度都和数学学习困难有关联，而且重点强调了数学计算与言语工作记忆关系之间的关系更为密切。

四、小结

据此可知，数学困难与工作记忆缺陷之间存在着必然的联系。但是对于工作记忆各成分的缺陷是如何导致数学学习困难的，便要求我们在今后的研究中尽可能的结合认知神经科学和神经心理学手段作更进一步的探究。

（作者单位：1.西藏大学师范学院；2.西藏大学理学院）

基金项目：本文系西藏大学硕士研究生创新人才培养科研基金资助项目。

参考文献：

[1]Kozey M， Siegel L S.Canadian Provincial Policy Definitions of Learning Disabilities.In National Strategy for Early Literacy.2008.

[2]Ameriean Psychologieal Assoeiation （APA）.Primary Features of Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-TR Criteria for Learning Disabilities.2002.

[3]Ramaa S， Gowramma I P.A systematic Procedure for identifying and classifying children with dyscalculia among primary school children in India.Dyslexia， 2002，8：67-85.

[4]Mazzocco M M M， Mayers G F.Complexities in identifying and defining mathematics learning disability in the primary school-age years.Annals of Dyslexia， 2003，53：218-253.

[5 Baddeley A D.Working memory.Science， 1992，255：556-559.

[6]Anderson J R， Reder L M， Lebiere C.“Working memory：Activation limits on retrieval”.Cognitive Psychology， 1996，30：221-256.

[7]Kyoung-Min L，So-Young K.Arithmetic operation and working memory：Differential suppression in dual tasks.Cognition， 2002，83：63-8.

[8]Logie R H，Gilhooly K J， Wynn V.Counting on working memory in arithmetic problem solving.Memory and Cognition， 1994，22（4）：395-410.

[9]Heathcote D.The role of visual-spatial working memory in the mental addition of multi-digitaddends.Cahiers de Psychologie Cognitive， 1994，13：207-245.

[10]Furst A J，Hitch G J.Separate roles for executive and phonological components of working memory in mental arithmetic.Memory and Cognition， 2000，28：774-782.

[11]Cary M，Carlson R A.Distributing working memory resources during problems solving.Journal of Experimental Psychology：Learning， Memory and Cognition， 2001，27：836-848.

[12]蔡丹.初中生数学学习困难的认知加工特点[D].华东师范大学，2010.

[13]Swanson H L.Effects of cognitive effort and word distinctiveness on learning disabled reader'recall.Journal of Education Psychology， 1984，76：894-908.

[14]Passolunghi M C， Siegel L S.Short-term memory， working memory and inhibitory control in children with difficulties in arithmetic problem solving.Journal of Experimental Child Psychology， 2001，80：44.

[15]Geary D C，Brown S C，Samaranayake V A.Cognitive addition：a short longitudinal study of strategy choice and speed-of-proeessing differences in normal and mathematically disabled children.Developmental Psycholog， 1991，27（5）：787-797.

[16]Wilson， K.M.，Swanson， H.L.Are mathematics disabilities due to a domain-general or a domain-specific working memory deficit？Journal of Learning disabilities， 2001，34（3）：237-248.