2021年9月刊
您的位置:首页 > 2021年9月刊
不同数学焦虑成人的算术策略运用差异:ERP研究*
摘要:采用事件相关电位(ERP)技术和选择/无选法范式,在两位数加法心算和估算中,探索高、低数学焦虑个体的算术计算策略运用及其内在机制。行为结果:数学焦虑效应在策略运用的反应时和正确率指标上的差异都不显著;而脑电结果:高数学焦虑个体的N400波幅显著高于低数学焦虑个体;选择条件中,估算与心算的数学焦虑效应的N100波幅差异;无选条件中,高低数学焦虑个体N1-P2复合波的波幅和潜伏期差异显著。数学焦虑效应在策略编码(0~250ms)和策略选择/执行阶段(250ms之后)存在差异。
关键词:数学焦虑;心算;估算;策略运用;事件相关电位
分类号B849:G44
1引言
1.1数学焦虑
数学焦虑,特殊的学科焦虑之一,普遍存在的带有认知色彩的消极情绪,其研究可追溯到上世纪50年代。目前关于数学焦虑尚无统一定义,依据不同侧重点,不少研究者为其下过定义。综合来看可归结为“数学焦虑是个体处理数学相关问题中出现的不安、紧张、畏惧等焦虑状态和回避压力感为特征的负性情绪反应”(Ashcraft&Ridley,2005;陈英和,耿柳娜,2002;崔吉芳,李嫩晓,陈英和,2011)。不少证据表明,数学焦虑与数学失利的害怕、逃避以及增长的皮质醇反应有关(Krinzinger,Kaumann,&Willmes,2009;Mattarella-Micke,Mateo,Kozak,Foster,&Beilock,2011),高数学焦虑者逃避害怕数学,进而影响其数学表现与数学成绩(Ashcraft&Krause,2007;Ashcraft&Ridley,2005;Maloney,Risko,Ansari,&Fugelsang,2010;司继伟,徐艳丽,刘效贞,2011)。
学者们对数学焦虑影响个体数学表现的内在机制进行了大量探索。从最初的数学焦虑只是数学能力低的代表(Hembree,1990),到数学焦虑影响个体回避数学失利行为概率(Gasper&Clore,1998),再到高数学焦虑者不是为了回避失败本身,而是减少失利所带来的情绪烦恼或认知成本(Raghunathan&Pham,1999;Maner&Schmidt,2006)。现在发现数学焦虑不单从行为、情绪、认知的某方面影响数学表现,而是通过工作记忆影响数学表现(Owens,Stevenson,Norgate,&Hadwin,2008),这受到了加工效能理论及在其基础上发展的注意控制理论的支持(Eysenck&Calvo,1992;Eysenck,Derakshan,Santos,&Calvo,2007)。加工效能理论认为由于个体的工作记忆系统资源有限,高数学焦虑者的担忧情绪优先耗损对数学加工有用的工作记忆资源,使当前认知活动的效率因资源竞争下降(Eysenck&Calvo,1992)。然而数学焦虑对认知效能(指任务有效性与花费在任务上的努力或资源间的关系)的影响大于有效性(指任务表现的质量,通常是反应准确性)。当认知操作任务较简单时,认知效能受数学焦虑的影响,而个体可通过增加努力和辅助的加工资源等补偿,减少或弥补占据工作记忆资源而造成的表现结果受损,使数学焦虑只削弱个体的加工效能,而不削弱认知活动结果(Eysencketal.,2007;王翠艳,刘昌,2007)。依据注意控制理论,数学焦虑损耗认知效能高于表现结果,原因在于数学焦虑减少了中央执行的关键功能之一注意控制(Eysencketal.,2007)。该理论认为中央执行功能的基础由两个注意系统共同构成:一是受预期、知识和当前目标影响的目标-导向注意系统(自上而下),一是受突出和明显的刺激影响的刺激-驱动注意系统(自下而上),二者处于平衡状态。高焦虑减少了目标-导向注意系统的影响,并增加了刺激-驱动系统的影响。这种注意控制的不平衡直接影响到抑制功能(通过注意控制以抵制任务无关刺激或反应,防止其干扰任务表现)与转换功能(通过注意控制以灵活恰当的方式分配注意到当前任务,保证个体达到最佳反应)的效能。
1.2数学焦虑影响(心算、估算)策略运用
策略是完成较高水平目标或任务的一个或一系列程序。在算术认知领域,从策略运用的视角可以很好地解释个体(包括成人和儿童)的算术表现差异(Lemaire,2010)。关于策略运用特点的研究已成为近些年来认知科学和心理学探讨的前沿课题之一(如陈亚林,刘昌,陈杜鹃,2010;陈亚林,刘昌,张小将,徐晓东,沈汪兵,2011)。研究证实算术策略运用依赖情境、个体、问题等因素(Siegler,2007),其中数学焦虑是备受关注的重要个体差异因素之一(Imbo&Vandierendonck,2007)。
已有研究发现数学焦虑影响心算的编码、提取和策略选择等过程(崔吉芳等,2011;耿柳娜,陈英和,2005;王翠艳,刘昌,2007)。心算(心理算术)作为数学认知研究者高度关注的研究主题之一,是在没有外界工具(如纸笔、计算器等)的帮助下,包括一系列的编码、运算和反应的认知加工的算术操作活动(刘昌,王翠艳,2008)。许多研究从心算策略选择的视角对其进行考察(Núñez-Peña,Cortiñas,&Escera,2006;陈亚林等,2011),结果发现高数学焦虑者较少选择快捷提取策略解决问题(Imbo&Vandierendonck,2007),数学焦虑与心算的问题大小效应存在关系(Seyler,Kirk,&Ashcraft,2003),对简单心算,数学焦虑影响不大,但随题目难度增加而增强(王翠艳,刘昌,2007),而且数学焦虑对策略选择的影响随年龄增长越来越大(耿柳娜,陈英和,2005)。近年来,易受问题特征、策略特征、任务情境和被试特征等因素影响的估算策略选择逐渐成为研究的热点(Hodzik&Lemaire,2011;司继伟,杨佳,贾国敬,周超,2012),成为考察个体策略运用灵活性、多样性和变化性的有效工具。作为心算、数概念和算术计算技巧之间相互作用的过程,估算是个体未经过精确计算而只借助原有知识对问题提出粗略答案的一种估计形式(司继伟,2002)。数学焦虑如何影响估算策略运用的研究相对罕见,国内仅见孙燕等人发现数学焦虑对成人与儿童估算策略运用的影响存在差异,在行为层面数学焦虑对成人的影响较小(孙燕,司继伟,徐艳丽,2012)。在算术认知领域,估算和心算关系密切,涉及一些共同的心理加工活动,但并不是同一心理现象,估算能力的高低有时并不依赖高水平的心算熟练性。