一种可能的解释在于大脑选择和管理解题策略的方式存在差异。斯坦福大学的一项新研究表明，存在持续性数学困难的儿童在面对不同的数学挑战时，可能在调整自己的解题方法方面存在困难。研究人员还识别出了与这些困难相关的独特大脑活动模式。
这些发现发表于《JNeurosci》（神经科学杂志），由斯坦福大学的Oliver Lasnick及其同事领导的研究完成。他们的研究聚焦于患有导致持续性数学问题解决困难的疾病的儿童（发展性计算障碍）。尽管这种疾病已被认识多年，科学家们仍在努力理解导致其发生的具体思维过程和大脑机制。
为什么一些儿童在数学策略上存在困难
为了研究这些挑战，斯坦福团队研究了68名8至10岁的儿童。他们考察了儿童如何处理数学问题、如何有效地使用不同策略，以及他们的大脑活动与表现之间的关系。
解决数学问题往往不仅需要认识数字或记住算术事实。儿童还必须判断哪种方法最有效。例如，孩子可能通过逐个计数来找到答案，或者基于熟悉的数学关系使用更高效的方法。随着问题难度增加，识别何时需要转换不同策略的能力变得越来越重要。
研究人员发现，患有发展性计算障碍的儿童在使用不同数学策略方面，总体上不如没有该障碍的儿童有效。他们在从一种方法转换到另一种方法时耗时更长，并且在问题难度发生变化时反应较慢。
另一个重要差异涉及随着时间推移学会选择更好的策略。其他儿童在选择合适方法方面变得越来越有效，而患有发展性计算障碍的儿童则没有表现出同样的进步。这表明，他们的困难可能不仅在于执行计算，还在于首先决定如何处理问题。
大脑活动揭示数学困难的新线索
研究人员还考察了大脑活动模式，以更好地理解这些行为差异背后可能发生的情况。
他们发现，在患有发展性计算障碍的儿童与更擅长选择和使用数学策略的儿童之间，某个特定大脑系统的活动存在差异。这些神经模式并非仅仅是无关的差异，它们还可以预测儿童计数的有效性，以及在解决问题时在不同方法之间切换的能力。
这些发现突显了几种超越数学本身的心理能力的潜在重要性。这些能力包括注意力、记忆力以及认知灵活性——即在情况变化时调整思维或行为的能力。
这些能力是研究人员常说的执行功能的一部分。这些心理过程帮助人们组织信息、专注于任务、记住相关细节，并在某种方法行不通时改变计划。在数学中，它们可以帮助孩子追踪数字、比较可能的解决方案，并识别何时应该尝试不同的方法。
斯坦福大学的这些发现表明，涉及这些过程的困难可能促成了计算障碍的发生。大脑活动的差异也可能有助于解释为什么一些儿童在选择和改变解题策略方面存在持续困难。
然而，观察到的关联并不能证明大脑活动的差异直接导致了该疾病。它们提供了关于与这些数学困难相关的认知和神经过程的新证据。
理解为什么儿童的数学困难各不相同
一个重要的结论是，发展性计算障碍似乎并不涉及每个受影响儿童共有的某个单一问题。相反，不同的儿童可能在多个相互作用的心理过程方面遇到困难。
正如Lasnick所解释的："重要的是，这项研究还强调了计算障碍中观察到的个体差异性，进一步表明该障碍反映了跨越多个过程的认知和神经功能失调。"
通过将儿童的数学行为与可测量的大脑活动差异联系起来，这项研究为解释为什么数学对某些学生来说可能具有持续性挑战提供了更详细的图景。
这些发现还指出了超越儿童是否得出正确答案的重要性。理解儿童如何选择策略、适应更困难的问题以及应对数学的心理需求，最终可能帮助研究人员开发更好的方法来识别和支持患有发展性计算障碍的儿童。