大小,连接大脑结构的孩子受益于数学辅导,预测
(bob游戏医疗Xpress) -为什么一些孩子学习数学比其他人更容易吗?斯坦福大学医学院的研究已经产生了一个意想不到的新答案。
研究三的反应数学家教,斯坦福大学的科学家发现,特定的大脑结构的大小和线路预计多少个人的孩子将受益于数学辅导。然而,传统情报措施,比如孩子的智商和他们的成绩在数学能力测试中,没有预测的改进从辅导。
这项研究是第一个使用脑部扫描寻找学习数学能力和大脑结构和功能之间的联系,以及第一个比较神经和认知预测辅导孩子们的反应。此外,它提供了信息之间的差异如何儿童和成人学习数学,可以帮助研究人员了解数学学习障碍的起源。
这项研究在线发表在4月29日美国国家科学院院刊》上。
“真正令人惊讶的是,内在大脑措施可以预测变化——我们可以预测有多少孩子要学习八周期间的数学辅导基于大脑结构和连接,“Vinod Menon说,博士,这项研究的资深作者,精神病学和行为科学教授。梅农也是儿童健康研究所的成员西尔·帕卡德儿童医院。
“结果是一个重要的一步的发展有针对性的学习计划基于一个孩子目前的学习轨迹预测,”说,这项研究的第一作者,Kaustubh Supekar,博士,博士后学者在精神病学和行为科学。
梅农的团队专注于三年级学生年龄8和9,因为这些孩子是在获取基本的算术技能的关键阶段。研究包括24三人参加了一个有效的计划15到20小时的个性化的数学辅导超过八周。老师向孩子解释新概念,也让他们练习数学技能强调速度、和会话是根据每个孩子的理解水平。
辅导开始前,孩子们有几个标准的神经心理学评估,包括智商测试、工作记忆、阅读和math-problem-solving能力。前后八周辅导期间,儿童算术性能测试,和所有的孩子有结构和执行功能性磁共振成像扫描他们的大脑。控制对数学教学的影响孩子们在学校接受辅导期间(而不是),对照组的16个三年级的孩子没有接受辅导,但谁有同样的测试和脑部扫描之前和之后的一个为期八周的时间间隔,也包括在这项研究。
所有24个孩子接受辅导提高了算法的性能。他们的性能效率,解决问题的复合测量的精度和速度,辅导后平均提高67%。但是个人收益已经发生了很大变化,从8%到198%不等的改进。没有收到辅导的孩子并没有显示任何变化在研究算法的性能。
当研究人员分析了儿童结构性脑部扫描,他们发现更大的灰质体积三个大脑结构预测能力的提高得益于数学辅导。(采用一种机器学习算法,生成的预测是相同类型的数据分析工具用于创建电影网站像Netflix用户的建议,例如)。的三个结构,改善的最佳预测值与辅导是一个较大的海马体,大脑的结构通常被认为是最重要的记忆中心。功能性海马体和大脑其他区域之间的联系,尤其是前额叶皮层和基底神经节,受益于家教还预测能力。这些地区对于形成长期记忆至关重要。
“大脑的一部分,也招募了记忆的地方和事件扮演关键的角色决定多少和儿童数学学习有多好,“Supekar说。
所有的神经心理学评估分数,如智商或测试的工作记忆,可以预测一个人多少孩子会受益于辅导。
大脑系统突出了本研究——包括海马、基底神经节和前额叶皮层——不同于以前涉及数学学习在成人中,研究人员指出。在解决数学问题时,成人依靠大脑区域是专门用于表示复杂的视觉对象和处理空间信息。
研究结果表明,使用的辅导方法,这是根据每个孩子的理解水平,包括大量的重复,高速算术练习帮助水泥事实在孩子的头,作品,因为它是符合他们的大脑编码事实的方式。“海马提供的内存资源系统创建一个脚手架学习数学在大脑发育的过程中,“Menon说。“我们的研究结果表明,虽然概念上的数字是必要的数学知识学习,重复,加速练习和测试简单的数字组合还需要编码的事实和鼓励孩子们的依赖检索——最有效的策略来回答简单的算术问题。”Once kids are able to pull up answers to basic arithmetic problems automatically from memory, their brains can tackle more complex problems.
研究人员下一步将包括比较大脑结构和连接在儿童和没有数学学习障碍,分析如何连接的大脑应对变化辅导并检查是否较之可以锻炼儿童的大脑,帮助他们学习数学。“我们正在推动一个生态相关模型的学习,“Menon说。“学术指令应该依靠有效的教学原则,结合个性化的培训提供反馈学生是否对错,他们错了,他们可以提高他们的数学技能。”
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