چرا ریاضی برای بعضی کودکان سختتر است؟ اسکنهای مغزی پاسخ میدهند
زومیت: تحقیقات جدید با استفاده از اسکن مغز نشان می دهد که دلیل تفاوت در یادگیری ریاضی در کودکان فراتر از مهارت های عددی ساده است.
برخی از کودکان در یادگیری ریاضی مشکل دارند و حل مسائل برایشان مشکل است، در حالی که همکلاسی هایشان همین مسائل را به راحتی انجام می دهند. برای سالها، محققان دریافتهاند که بخشی از این تفاوت به چیزی به نام «اختلال یادگیری ریاضی» یا دیسالکلولیا مربوط میشود. وضعیتی که باعث می شود کودک در درک و کار با اعداد مشکل داشته باشد، حتی اگر هوش عمومی او نرمال باشد. اکنون، یک مطالعه جدید با استفاده از تصویربرداری از مغز، سرنخ های دقیق تری را در مورد علت وجود این تفاوت ها ارائه کرده است.
در یک مطالعه جدید، دانشمندان نشان داده اند که کودکان مبتلا به اختلالات یادگیری ریاضی هنگام کار با نمادهای عددی (یعنی همان اعدادی که با ارقام عادی ۱ تا ۹ می نویسیم) رویکرد متفاوتی نسبت به سایر کودکان دارند. آنها در پاسخهای خود محتاط کمتری میکنند و وقتی اشتباه میکنند، برخلاف همسالان خود برای اصلاح عملکرد خود کم نمیکنند. اما نکته جالب اینجاست: وقتی همان مشکلات به جای اعداد با “نقطه” نشان داده شد، این تفاوت ها ناپدید شدند.
مسئله اصلی: نمادها، نه ارزش ها
این ایده که «نمادهای اعداد» برای برخی از کودکان چالش برانگیز است، جدید نیست. برت دسمت، متخصص علوم اعصاب آموزشی در KU Leuven در بلژیک، که در این تحقیق شرکت نداشت، میگوید که سالها مشاهده شده است که مشکل اصلی این کودکان بیشتر در «پردازش نمادین» است. این به معنای درک این است که یک نماد نوشته شده مانند “۷” نشان دهنده یک مقدار خاص است.
به بیان ساده، اکثر کودکان می توانند در مواجهه با اشیا یا نقطه های واقعی، مقداری را حدس بزنند یا مقایسه کنند. اما وقتی همان مقدار به شکل یک نماد انتزاعی نوشته میشود، مغز آنها باید یک مرحله اضافی را طی کند تا آن نماد را به مفهوم عدد تبدیل کند. به نظر می رسد این مرحله اضافی برای برخی از کودکان چالش برانگیز است.
کودکانی که دارای اختلالات یادگیری ریاضی هستند، در کار با نمادهای عددی احتیاط کمتری نشان می دهند و پس از انجام اشتباه، سرعت خود را کاهش نمی دهند.
به گزارش ساینس نیوز، در پژوهش جدید گروهی از دانش آموزان پایه دوم و سوم (با و بدون اختلال یادگیری ریاضی) مورد بررسی قرار گرفتند. محققان دو عدد بین ۱ تا ۹ را روی صفحه نمایش نشان دادند و از کودک خواستند در چند ثانیه تصمیم بگیرد که کدام عدد بزرگتر است. این کار در ظاهر ساده به نظر می رسد، اما برای مغز چندین مرحله پردازش را شامل می شود: شناخت نماد، تبدیل آن به یک مفهوم عددی، مقایسه و در نهایت تصمیم گیری.
در طی این کار، فعالیت مغزی کودکان با استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) ثبت شد. زمان پاسخ آنها نیز اندازه گیری شد. محققین تنها به درستی یا نادرستی پاسخ ها توجه نکردند. بلکه با استفاده از تحلیل پیچیده ریاضی، الگوهای رفتاری ظریف تری را بررسی کردند. به عنوان مثال، آیا کودک در حین امتحان با احتیاط یا عجله پاسخ می دهد؟ آیا بعد از یک اشتباه سرعت آن را کاهش می دهد تا دقیق تر شود؟
نتایج نشان داد که کودکان مبتلا به اختلالات یادگیری ریاضی احتیاط کمتری در پاسخ دادن نشان دادند. یعنی بدون مکث یا تجدید نظر سریعتر تصمیم می گرفتند. علاوه بر این، هنگامی که آنها مرتکب اشتباه می شدند، برای اصلاح عملکرد خود مانند سایر کودکان سرعت خود را کاهش نمی دادند.
تصاویر MRI نشان داد که این رفتارها با تفاوت در فعالیت برخی از نواحی مغز مرتبط است. یکی از این نواحی شکنج میانی پیشانی است. شکنج فرونتال میانی بخشی از لوب پیشانی است که علاوه بر پردازش اعداد، در تمرکز، کنترل تکانه و سازگاری با شرایط متغیر نقش دارد. در کودکانی که کمتر با دقت پاسخ می دادند، فعالیت این ناحیه کمتر بود.
ناحیه دوم قشر کمربندی قدامی بود که نقش کلیدی در تشخیص خطا، نظارت بر عملکرد و تصمیمگیری دارد. کودکانی که پس از انجام اشتباه سرعت خود را کاهش ندادند، فعالیت کمتری در این زمینه نشان دادند. به زبان ساده، به نظر می رسد که سیستم مغزی مسئول «تشخیص خطا و اصلاح رفتار» در این کودکان کمتر فعال بوده است.
قسمت جالب زمانی بود که محققان همان آزمایش را با یک تغییر کوچک تکرار کردند. این بار به جای اینکه مثلا عدد «۸» نشان داده شود، هشت نقطه روی صفحه ظاهر شد. در این مورد، نیازی به ترجمه نماد به یک مفهوم عددی وجود نداشت. کودک مستقیماً با ارزش مواجه شد.
در این شرایط تفاوت های رفتاری و مغزی بین دو گروه از بین رفت. فعالیت شکنج میانی فرونتال و قشر سینگولیت قدامی در کودکان مبتلا به اختلال یادگیری ریاضی مشابه سایر کودکان بود. این نتیجه نشان میدهد که مشکل اصلی احتمالاً در پردازش نمادهای عددی است نه درک ارزش به طور کلی.
یافته ها نشان می دهد که تفاوت در مهارت های ریاضی کودکان تنها به یک ناحیه از مغز مربوط نمی شود.
ذکر این نکته ضروری است که این تحقیق اکتشافی است و نمی تواند رابطه علت و معلولی قطعی بین فعالیت این نواحی مغز و توانایی ریاضی را اثبات کند. یعنی نمی توان گفت که کاهش فعالیت این قسمت های مغز باعث ضعف در ریاضیات می شود; ما فقط می دانیم که این دو به هم مرتبط هستند.
ماری آرکالیدو از دانشگاه یورک می گوید که تفاوت در مهارت های ریاضی کودکان به یک ناحیه از مغز محدود نمی شود و شبکه ای از نواحی مختلف، از پردازش اطلاعات گرفته تا تشخیص خطا و تنظیم رفتار، در این فرآیند دخیل هستند.
مفاهیم آموزشی
هیسنگ چانگ، عصب شناس شناختی در دانشگاه ایالتی کالیفرنیا سن خوزه، می گوید یکی از نکات کلیدی این تحقیق این است که مکانیسم های پنهان و پیچیده ای در مغز کودکان وجود دارد که باعث می شود برخی از دانش آموزان در ریاضیات مشکل داشته باشند و از دیگران متمایز شوند. این تفاوت ها ممکن است در ظاهر چندان محسوس نباشد و کودک فقط کمی کندتر یا ضعیف تر به نظر برسد، اما در واقع پردازش مغز او با دیگران متفاوت است و این می تواند دلیل مشکلات او در یادگیری ریاضی باشد.
این یافته ها می تواند به معلمان و والدین کمک کند تا راه های بهتری برای آموزش ریاضی پیدا کنند. به عنوان مثال، می توان به کودکان آموزش داد که چگونه گام به گام مسائل را حل کنند، پس از پاسخ دادن، مکث کنند و پاسخ خود را دوباره بررسی کنند، یا از «چگونه فکر می کنند» آگاه شوند. علاوه بر این، استفاده از روشهای بصری و ملموس مانند اشیاء یا نقطههای واقعی در مراحل اولیه یادگیری میتواند به کودکان کمک کند تا بین درک شهودی ارزش و نمادهای عددی ارتباط برقرار کنند.
