心理与行为研究

心理与行为研究 >

2025 , Vol. 23 >Issue 4: 520 - 527

DOI: https://doi.org/10.12139/j.1672-0628.2025.04.012

发展与教育心理学

发展性计算障碍儿童的数量认知加工缺陷及空间能力特点

  • 张洁莹 1, 2 ,
  • 陈美玲 3 ,
  • 蔡运荃 4 ,
  • 王敏 1 ,
  • 刘地秀 , *, 1
展开
  • 1. 赣南医科大学人文社会科学学院，赣州 341000
  • 2. 韶关市第一人民医院，韶关 512000
  • 3. 赣州市滨江第二小学，赣州 341000
  • 4. 赣南医科大学公共卫生与健康管理学院，赣州 341000
刘地秀，E-mail：

收稿日期: 2024-09-03

  网络出版日期: 2025-09-30

基金资助

国家自然科学基金项目(31960183)；江西省社会科学“十四五”基金项目(21YB20)。

版权

版权所有，未经授权，不得转载、摘编本刊文章，不得使用本刊的版式设计。
收起

The Quantitative Cognitive Deficits and Spatial Ability Characteristics of Children with Developmental Dyscalculia

  • Jieying ZHANG 1, 2 ,
  • Meiling CHEN 3 ,
  • Yunquan CAI 4 ,
  • Min WANG 1 ,
  • Dixiu LIU , *, 1
Expand
  • 1. School of Humanities and Social Sciences, Gannan Medical University, Ganzhou 341000
  • 2. The First People’s Hospital of Shaoguan, Shaoguan 512000
  • 3. Ganzhou Binjiang Second Primary School, Ganzhou 341000
  • 4. School of Public Health & Healthcare Management, Gannan Medical University, Ganzhou 341000

Received date: 2024-09-03

  Online published: 2025-09-30

Copyright

Copyright reserved © 2025.
Fold

摘要

通过探讨发展性计算障碍儿童的数量认知加工缺陷和空间亚能力特点，进一步明确发展性计算障碍的核心缺陷。采取整群取样方式对赣州市两所小学共1501名三至六年级儿童进行筛查，最终随机选取31名计算障碍儿童，以及31名正常发展儿童作为对照组。两组儿童均参与一系列的基本数量加工和空间能力测试。结果显示：(1)在非符号数量比较任务和感数任务上，两组儿童的正确率差异不显著，但障碍组的反应时却显著长于对照组；(2)在阿拉伯数字比较任务和计数任务中，两组儿童的正确率及反应时均没有显著性差异；(3)在水平面任务上，与对照组相比，障碍组儿童的反应时有更长的趋势，差异呈边缘性显著。以上结果表明，发展性计算障碍儿童不存在数量转换困难，但其近似数量表征能力方面的明显不足可能是造成计算障碍的核心缺陷，并且提示计算障碍儿童的外部静态空间能力也存在一定程度的损伤。

关键词： 发展性计算障碍; 认知缺陷; 近似数量表征; 精确数量表征; 空间能力

本文引用格式

张洁莹 , 陈美玲 , 蔡运荃 , 王敏 , 刘地秀 . 发展性计算障碍儿童的数量认知加工缺陷及空间能力特点[J]. 心理与行为研究, 2025 , 23(4) : 520 -527 . DOI: 10.12139/j.1672-0628.2025.04.012

Abstract

Developmental dyscalculia (DD) is a pervasive disorder that impairs number processing and arithmetic skills. Although previous research has examined both general cognitive functions and specific numerical deficits, the core impairment underlying dyscalculia remains uncertain. This study aimed to evaluate two hypothesized contributors: specific numerical deficits and spatial abilities. We compared 31 children with DD and 31 age- and gender-matched typically developing children on a series of numerical and spatial tasks. The results revealed no significant group differences in accuracy on the non-symbolic magnitude comparison task or the small exact enumeration task; however, children with DD responded significantly more slowly. On the Arabic numeral comparison and large number estimation tasks, there were no significant differences in either accuracy or response time. On the horizontal plane task, children with DD showed marginally longer response times than controls (p = 0.068). These findings support the hypothesis of a deficient approximate quantitative representation system in dyscalculia and suggest that external static spatial capacity may warrant further investigation.

Key words： developmental dyscalculia; cognitive deficits; approximate quantitative representation; precise quantitative representation; spatial capacity

1 前言

发展性计算障碍(developmental dyscalculia, 以下简称“计算障碍”)是一种特殊的数学学习障碍，这类儿童智力正常、情绪稳定，同时具备适当的学习动机和教育条件，但是在数量认知加工方面存在困难(张树东, 董奇, 2004)。据流行病学调查显示，全球计算障碍儿童的发病率为3%～7%，我国计算障碍检出率在6%左右(张树东, 2004; Vigna et al., 2022)。因此，探讨计算障碍儿童的数量认知加工特点，明确计算障碍产生的核心缺陷，对计算障碍儿童进行早期筛查和针对性干预均具有十分重要的现实意义。
关于儿童计算障碍成因的探讨，前人的研究主要集中在特定认知领域和一般认知领域两方面。在特定认知领域，人们认为计算障碍儿童较弱的运算能力是一种相对独立的认知缺陷，它与个体对数量进行表征和基础加工的能力存在紧密联系(Santos et al., 2022)。针对这种特定的数量认知功能障碍，研究者提出了多种理论假设，包括近似数量表征缺陷假设、精确数量表征缺陷假设以及数量转换缺陷假设(张树东, 夏学楠, 2018)。近似数量表征缺陷假设认为，儿童的计算障碍源于其近似数量表征能力受损，或近似数量表征的敏锐度发展相对迟缓。因此，儿童在数量估计、非符号数量(如圆点)比较和符号数量比较，尤其是对较大数量(>4)的加工存在明显困难(Saga et al., 2022)。精确数量表征缺陷假设则认为，计算障碍儿童的精确数量表征系统存在损伤，从而难以对非符号的较小数量(≤4)进行迅速准确的感知(Ashkenazi et al., 2013)。针对以上数量表征缺陷假设，数量转换缺陷假设提出不同观点。该假设由Rousselle和Noël(2007)提出，认为计算障碍的发生是因为儿童不能从符号中获得数量的意义(如符号“2”可以表示两个圆点)，从而在符号数量转换为非符号数量的过程中出现了障碍。依据该假设，计算障碍儿童在非符号数量任务上与正常发展儿童无异，但在进行符号数量的加工任务时表现较差。由此可见，在特定认知领域，有关计算障碍儿童核心缺陷的探讨尚未达成共识。
在一般认知领域，国内外研究者主要关注一般认知能力，如工作记忆、视觉空间以及执行功能等方面缺陷与计算障碍之间的关系(Agostini et al., 2022; Bagnoud et al., 2021; Liu et al., 2022)。Szucs等人(2013)曾指出，计算障碍儿童可能存在空间能力的损伤。有研究发现，计算障碍儿童的心理旋转能力较差，且与儿童的计算能力和数学成绩存在关联(康丹, 文鑫, 2020)。但是，Li等人(2023)同样采用心理旋转任务却并未发现计算障碍儿童在空间能力上的差异。由此可见，计算障碍儿童的空间能力是否存在缺陷这一问题还有待进一步检验。另外，空间能力可从动−静和内−外两个角度，划分为内部静态、内部动态、外部静态和外部动态四种空间亚能力(Uttal et al., 2013)。以往研究虽然有关注儿童空间能力与数学能力及数量认知加工之间的关系，但是对儿童空间能力亚成分的探讨相对不足(谢芳, 2020)。
鉴于计算障碍成因的复杂性及其核心缺陷尚未明确，本研究拟以赣南地区3～6年级儿童为研究对象，对该地区计算障碍儿童进行较大样本的准确筛查，并从筛选出的计算障碍儿童中随机选取一批样本作为被试，通过设计一系列数量加工任务考察计算障碍儿童在特定数量加工领域的发展特点，以进一步明确计算障碍儿童的核心数量认知缺陷。同时，通过四种空间亚能力任务测试，全面考察计算障碍儿童的空间能力发展特点，探讨空间能力与儿童发展性计算障碍的关系，为地方教育行政部门、学校及一线教师关注计算障碍儿童，做到早筛查、早干预，以及后续制定计算障碍儿童的教学方案、开展有针对性的干预和训练提供实证依据。

2 研究方法

本研究采取整群随机抽样法，选取赣州市两所普通小学共1501名3～6年级学生作为调查对象，通过一系列测试和问卷调查，筛选出计算障碍儿童，并随机选取对照组儿童。

2.1 筛查工具

(1)瑞文标准推理测验(SPM)：采用张厚粲和王晓平(1989)修订的瑞文标准推理测验，用以评估儿童的智力水平。(2)中国小学生数学基本能力测试量表(C-RSBMC)：采用李丽和吴汉荣(2004)修订的数学基本能力测试量表，本次筛查只使用其中的数学运算分量表(MT1)，以考察儿童的计算能力。(3)儿童汉语阅读障碍量表(DCCC)：采用吴汉荣等人(2006)编制的汉语阅读障碍量表，用以评估儿童是否存在阅读障碍。(4)学习障碍筛查量表(PRS)：采用静进等人(1998)改编的学习障碍筛查教师用表，以评估儿童是否存在学习障碍。(5)一般情况调查表：采用张怀英(2009)修订的一般情况调查表，用于评估儿童的疾病健康状况、学习习惯、学习动机以及家庭教育环境。

2.2 筛选流程及入组条件

计算障碍组儿童的筛选过程及入组条件：本研究参考张怀英(2009)及张李斌等人(2019)的筛查方法并结合研究实际，进行逐层筛选，具体流程如下：(1)综合学生的平时成绩及期末成绩，选取语文学业成绩位于年级前75%，数学学业成绩位于年级后25%者，作为潜在计算障碍儿童；(2)采用中国小学生数学基本能力测试量表，从潜在计算障碍儿童中筛选出数学运算分量表得分低于年级平均值一个标准差者；(3)采用学习障碍筛查量表，筛选出得分<65分者，进一步明确计算障碍儿童存在学习障碍；(4)选取瑞文标准推理测验百分等级≥25%的儿童，以排除智力缺陷对儿童数量加工的影响；(5)采用儿童汉语阅读障碍量表，得分经T分转换，T=50+10(X−M)/SD(吴汉荣 等, 2006)，选取T<70者，以排除儿童存在阅读障碍的情况；(6)家长填写一般情况调查表，并结合教师评价，以确保所选取的学生一直接受正规学校教育，排除由神经系统疾病、感官功能及情绪障碍及学习动机等其他原因所致数学成绩较差的情况。满足以上条件者纳入计算障碍儿童组。
对照组儿童的选取过程与计算障碍组相似，入组条件包括：(1)语文及数学双科成绩皆位于年级前75%以内；(2)中国小学生数学基本能力测试量表的数学运算分量表得分>年级第50百分位；(3)学习障碍筛查量表得分>65分；(4)瑞文标准推理测验百分等级≥25%；(5)儿童汉语阅读障碍量表得分T<70；(6)家长填写一般情况调查表，结合教师评价，以确保所选取的学生一直接受正规学校教育，不存在神经系统疾病、感官功能及情绪障碍及学习动机问题。
本研究共筛查出计算障碍儿童48人，检出率为3.20%。最终随机选取计算障碍儿童31人(男生12名，女生19名；平均年龄为10.47±1.11岁)，同时按性别、年级匹配随机选取对照组儿童31人(男生12名，女生19名，平均年龄为10.79±0.74岁)，共计62名被试参加后续的数量认知实验和空间能力测验。所有被试母语均为汉语，右利手，视力或矫正视力正常。

2.3 实验材料

2.3.1 基本数量加工任务

(1)非符号数量比较任务
参考张李斌等人(2019)的实验任务，采用E-Prime2.0编制呈现。首先，电脑屏幕中央呈现一个注视点“+”，500 ms之后，注视点的左右两侧分别呈现不同数目的白色圆点，要求被试判断哪侧的圆点数目更多，并又快又准地做出按键反应；刺激按键消失，并进入下一个试次(具体实验流程见图1)。为避免感数(即个体在不依赖数数的情况下对小数量项目的迅速感知)的影响，该任务圆点数目范围为5～16。圆点数目及大小随机生成，并控制不同数目圆点的总面积相同。圆点数目共六种比例：1∶2、2∶3、3∶4、5∶6、6∶7、7∶8。各种比例随机呈现，且每种比例呈现12次，共72个试次。被试练习后进入正式实验。
图1 非符号数量比较任务实验流程图
(2)阿拉伯数字比较任务
参考叶晓林(2018)的数字比较任务，采用E-Prime2.0编制呈现。首先，电脑屏幕中央呈现一个注视点“+”，500 ms后注视点消失，屏幕的左右两侧分别呈现两个数字，被试需要判断哪侧的数字更大，并又快又准地做出按键反应；刺激按键消失，并进入下一个试次(具体实验流程见图2)。该任务主要考察个位数(1～9)的大小比较。成对呈现的数字，其数量间隔有小距离(间隔1个单位，如4与5的比较)和大距离(间隔4或5个单位，如1与6的比较)两种。每对数字组合的左右位置调换一次(如3与7比较，7与3比较)，共形成32张图片。被试练习后进入正式实验。
图2 阿拉伯数字比较任务实验流程图
(3)感数与计数任务
参考李强(2017)的感数与计数任务，采用E-Prime2.0编制呈现。首先，电脑屏幕中央呈现一个注视点“+”，呈现时间为500 ms；接着，屏幕上呈现一张白色圆点图片；100 ms之后，圆点图片消失，要求被试快速对图片上的圆点数目(1～8)做出判断，并按下相应的数字键；刺激按键消失，并进入下一个试次(具体实验流程见图3)。实验材料为随机呈现的不同大小、数目的白色圆点图片(圆点总面积一致)。每种数目的圆点呈现4次，共32个试次。被试练习后进入正式实验。
图3 感数与计数任务实验流程图

2.3.2 空间能力测验任务

(1)心理旋转任务
采用张静(2013)的心理旋转任务，限时纸笔作答，考察儿童的内部动态空间能力。材料包含动物、字母、立体方块三种类型，每种类型各16题，每道题会呈现一个目标图形和四个备择图形，要求被试判断哪两个备择图形经过旋转后与目标图形重合，并选出正确的两个答案。
(2)镶嵌图形任务
采用北师大修订版镶嵌图形任务(张厚粲, 郑日昌, 1982)，限时纸笔作答，考察儿童的内部静态空间能力。任务要求被试在复杂图形中找到指定的简单图形并用铅笔描出。
(3)运动迷宫任务
采用Levinson等人(2002)的运动迷宫任务，任务以PPT和答题纸相结合的方式进行，考察儿童的外部动态空间能力。要求被试在5秒钟内记忆PPT上呈现的迷宫动态路线。当路线消失后，被试需要在答题纸呈180°颠倒的迷宫上准确描绘所记忆的路线。
(4)水平面任务
采用Foltz(1978)的水平面任务，由E-Prime2.0编制呈现，考察儿童的外部静态空间能力。首先，电脑屏幕中央呈现一个注视点“+”，呈现时间为1000 ms；接着，屏幕中央会呈现一个装着半瓶水的透明瓶子，要求被试判断瓶子倾斜时，瓶中水面位置是否正确，并又快又准地做出按键反应；刺激按键消失，并进入下一个试次(具体实验流程见图4)。瓶中的水随机以七种不同的角度(0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°)倾斜。正式实验共52试次，其中0°只有4个正确试次，其余每种角度各8个试次，正、误试次各占一半。被试练习后进入正式实验。
图4 水平面任务实验流程图

3 结果

3.1 儿童的智力分数差异检验

研究结果显示：障碍组IQ分数平均值为99.55，对照组IQ分数平均值为103.71，p>0.05，两组被试的智力没有显著差异，详见表1。
表1 障碍组与对照组智力分数的独立样本t检验
组别 均值 df t p
障碍组
对照组		 99.55
103.71 		50.71 1.50 0.140

3.2 儿童的基本数量加工能力特征

为了考察儿童的基本数量加工能力特点，本研究采用瑞文智力测验的IQ分数作为协变量进行统计分析，以控制智力差异对个体实验任务结果的影响。儿童基本数量加工能力任务的描述性统计结果详见表2。
表2 两组儿童在不同基本数量加工任务的描述性统计(M±SD)
任务 正确率 反应时
障碍组(n=31) 对照组(n=31) t p 障碍组(n=31) 对照组(n=31) t p
非符号数量比较任务 0.89±0.04 0.87±0.04 −1.74 0.087 1189±550 897±225 −2.74 0.009
阿拉伯数字比较任务 0.96±0.04 0.95±0.04 −0.29 0.771 882±228 818±164 −1.26 0.214
感数任务 0.99±0.03 0.97±0.04 −1.41 0.165 1450±327 1350±243 −2.05 0.045
计数任务 0.95±0.07 0.94±0.11 −0.70 0.489 3094±633 2861±543 −1.56 0.125

　　注：反应时的计量单位为ms，以下同。

3.2.1 非符号数量比较任务

为确保正确率和反应时的分析都是有价值的，对速度与准确率之间的权衡现象进行检验，其中障碍组r=0.34，p>0.05，对照组r=0.16，p>0.05，即未出现权衡现象。对62名被试的正确率和反应时进行以IQ分数为协变量的2(组别：障碍组、对照组)×6(点数比例：1∶2、2∶3、3∶4、5∶6、6∶7、7∶8)重复测量方差分析，正确率及反应时的描述统计结果见表3。
表3 不同点数比例下儿童非符号数量比较任务的描述性统计(M±SD)
点数比例 障碍组(n=31) 对照组(n=31)
正确率 反应时 正确率 反应时
1∶2 0.99±0.04 804±253 1.00±0.02 685±128
2∶3 0.98±0.04 920±350 0.99±0.03 798±192
3∶4 0.92±0.09 1137±689 0.92±0.08 842±188
5∶6 0.95±0.10 1374±721 0.93±0.09 966±307
6∶7 0.89±0.10 1483±890 0.85±0.12 1024±356
7∶8 0.59±0.13 1618±1164 0.52±0.13 1256±544
删除反应时在3个标准差以外的试次(占2.40%)，以正确率为因变量的重复测量方差分析结果显示，点数比例的主效应显著，F(5, 55)=4.12，p<0.01，η2=0.27，进行事后比较分析发现，除了比例1∶2和2∶3，3∶4和5∶6之间差异不显著外，其他任意两个比例之间的正确率差异均达到显著水平，大比例(1∶2、2∶3、3∶4)点数正确率显著大于小比例(5∶6、6∶7、7∶8)点数的正确率。其他主效应和交互效应均不显著，ps>0.05。
删除错误反应的试次(占12.39%)，并删除反应时在3个标准差以外的试次(占2.40%)，以反应时为因变量的重复测量方差分析结果显示，组别的主效应显著，F(1, 59)=10.77，p<0.01，η2=0.15。表现为对照组被试在不同比例的反应时均快于障碍组；点数比例的主效应不显著，p>0.05。组别与点数比例的交互效应显著，F(5, 55)=3.14，p<0.05，η2=0.22。进一步的简单效应分析结果显示：随着点数比例的减小，障碍组的反应时呈明显增长趋势，除5∶6与6∶7，6∶7与7∶8间的差异不显著，其他两个相邻比例的反应时差异均显著；而对照组的反应时随点数比例减小而增加的趋势则较为平缓，只有1∶2与2∶3的反应时差异显著，t=−5.41，p<0.001，其余两个相邻比例的反应时差异均不显著。组别与点数比例的交互效应见图5。
图5 非符号数量比较任务中组别与点数比例的交互作用

3.2.2 阿拉伯数字比较任务

对速度与准确率之间的权衡现象进行检验，其中障碍组r=0.08，p>0.05，对照组r=0.17，p>0.05，未出现权衡现象。根据两个比较数字的数量间隔将数据分为两类：大距离(数量间隔为4或5)和小距离(数量间隔为1)。删除反应时在3个标准差以外的试次(占1.21%)，并在反应时分析的数据预处理中删除错误反应的试次(占4.54%)。对62名被试的正确率和反应时进行以IQ分数为协变量的2(组别：障碍组、对照组)×2(距离：小距离、大距离)重复测量方差分析。结果发现，无论是正确率还是反应时，所有效应均不显著，ps>0.05。不同距离条件下儿童阿拉伯数字比较任务的正确率及反应时描述性统计结果见表4。
表4 不同距离下儿童阿拉伯数字比较任务的描述性统计(M±SD)
点数比例 障碍组(n=31) 对照组(n=31)
正确率 反应时 正确率 反应时
小距离 0.92±0.07 943±258 0.92±0.08 879±180
大距离 0.99±0.02 825±211 0.99±0.02 763±161

3.2.3 感数与计数任务

删除反应时3个标准差以外的试次(占0.91%)，并在反应时分析的数据预处理中删除错误反应的试次(占3.68%)，对62名被试的正确率和反应时进行分析。不同点数下(1～8点)感数与计数任务正确率及反应时的描述性统计结果见表5。
表5 不同点数下感数与计数任务的描述性统计(M±SD)
点数 障碍组(n=31) 对照组(n=31)
正确率 反应时 正确率 反应时
1 0.98±0.08 1148±186 1.00±0.00 1046±180
2 1.00±0.00 1312±303 0.98±0.06 1158±210
3 0.99±0.05 1409±314 0.96±0.09 1352±281
4 0.98±0.07 2131±776 0.95±0.12 1844±539
5 0.98±0.06 2397±747 0.95±0.14 2225±424
6 0.98±0.08 2857±727 0.95±0.15 2506±654
7 0.90±0.18 3465±719 0.92±0.18 3167±833
8 0.95±0.12 3657±829 0.93±0.17 3545±697
对感数任务(即点数为1～4)进行速度与准确率之间的权衡现象检验，其中障碍组r=0.19，p>0.05，对照组r=−0.15，p>0.05，未出现权衡现象。对正确率进行2(组别：障碍组、对照组)×4(点数：1～4)的重复测量方差分析，结果显示，所有效应均不显著，ps>0.05。选取反应时为因变量的2(组别：障碍组、对照组)×4(点数：1～4)的重复测量方差分析结果则显示，组别的主效应显著，与对照组相比，障碍组的反应时显著更长，F(1, 59)=4.41，p<0.05，η2=0.07。其他效应均不显著，ps>0.05。
同样地，对计数任务(即点数为5～8)进行速度与准确率之间的权衡现象检验，其中障碍组r=0.27，p>0.05，对照组r=−0.04，p>0.05，未出现权衡现象。但是，无论是正确率还是反应时，2(组别：障碍组、对照组)×4(点数：5～8)重复测量方差分析的结果都显示所有效应均不显著，ps>0.05。

3.3 儿童的空间亚能力特征

以组别作为自变量，以镶嵌图形、运动迷宫、心理旋转和水平面任务的测验成绩或反应时作为因变量，进行以IQ分数为协变量的协方差分析。两组儿童在四种空间亚能力任务上的成绩比较结果详见表6。结果显示，在镶嵌图形、运动迷宫和心理旋转任务上两组儿童的表现不存在显著性差异，但是在水平面任务上，反应时差异呈边缘性显著，F(1, 59)=3.45，p=0.068，提示计算障碍儿童的外部静态空间能力可能存在一定程度的受损。
表6 两组儿童在空间能力任务上的成绩比较
任务指标障碍组(n=31)对照组(n=31)Fp
MSDMSD
运动迷宫得分3.611.264.161.192.300.135
镶嵌图形得分7.742.568.261.930.380.541
心理旋转得分24.748.2724.488.020.350.556
水平面a正确率0.790.150.780.170.220.641
反应时2046150216236553.450.068

　　注：a该任务具有两种因变量指标，上面一行为正确率，下面一行为反应时(ms)。

4 讨论

本研究发现，与对照组儿童相比，计算障碍儿童在非符号数量比较任务上的反应时更长；并且，随着点数比例的减小，计算障碍组儿童的反应时增幅也更为明显。这些结果支持了近似数量表征缺陷假设，提示计算障碍儿童的近似数量表征系统可能存在损伤或发展迟滞(张李斌 等, 2019; Piazza, 2010)。另外，在感数任务中还发现，计算障碍儿童对小数量的准确感知反应较为迟钝，提示计算障碍儿童的精确数量表征也存在一定程度的损伤(Olsson et al., 2016)。值得注意的是，在现有的同时探讨计算障碍儿童这两种数量表征能力的研究(包括本研究)中，尚未发现儿童存在精确数量表征缺陷，但近似数量表征完好的报告。在Decarli等人(2020)的研究中，计算障碍儿童存在近似数量表征缺陷，但精确数量表征能力完好。Decarli等人(2023)后续的研究结果显示，计算障碍儿童同时存在近似数量和精确数量表征能力缺陷，与本研究结果一致。这就意味着，与精确数量表征缺陷相比，近似数量表征缺陷在解释计算障碍的成因方面具有更为重要的意义，它对学龄儿童计算障碍的筛查可能具有更高的敏感性和筛检价值。
依据数量转换缺陷理论，计算障碍儿童通常在符号数量加工任务受损而非符号数量加工任务表现完好(刘地秀 等, 2023)。然而本研究发现，计算障碍儿童在非符号数量比较任务的反应比对照组慢，但在阿拉伯数字比较任务(符号加工)上却无明显差异，说明计算障碍儿童的核心缺陷可能并不在于数量转换过程而在于数量表征本身。依据近似数量表征缺陷假设，近似数量表征缺陷会导致儿童在完成符号数量比较任务时受到影响，那为什么本研究却未发现计算障碍儿童在阿拉伯数字比较任务上与对照组存在差异呢？为了深入探讨这一结果背后的原因，本研究就以往发现计算障碍儿童存在符号加工任务受损的相关研究进行了比对，发现这些研究大多源自西方国家(De Smedt & Gilmore, 2011; Lafay et al., 2017)。因此，一种可能的解释是中西方儿童的早期数学教育背景存在差异。中国儿童在学龄早期(甚至在幼儿阶段)便开始接受较高强度的数字符号学习与训练，与西方儿童相比，他们在符号数量加工能力方面具有一定的优势(Rodic et al., 2018)。由于近似数量表征缺陷而导致的符号数量加工受损，可能已通过早期大量的训练得到了一定的补偿。因此，在本研究中，对于简单的个位数(1～9)数字比较任务计算障碍儿童并未表现出与对照组的明显差异。这也进一步提示，相比精确数量表征缺陷和数量转换缺陷，儿童在近似数量表征方面的缺陷作为发展性计算障碍的核心缺陷可能更具有参考价值和指导意义。
此外，本研究还通过四种空间任务考察两组儿童的空间亚能力，结果发现：计算障碍儿童的外部动态、内部动态以及内部静态等空间能力发展正常，但外部静态空间能力却呈现出一定程度的受损。关于动态空间能力，以往研究通常采用心理旋转任务，考察计算障碍儿童在处理内部动态空间信息方面的能力，并指出空间能力与数学能力之间存在一定的关联(康丹, 文鑫, 2020)。然而，本研究并未发现两组儿童在内部动态空间任务上存在差异，这与Li等人(2023)的研究结果相一致。另外，在本研究中计算障碍儿童的外部动态空间任务(运动迷宫)也未表现出明显的困难。以上结果表明，现有证据尚不能得出计算障碍儿童在动态空间能力方面存在缺陷的结论。关于静态空间能力，本研究采用镶嵌图形任务以考察儿童的内部静态空间能力，但两组儿童在该任务上的表现并无明显差异，这与郭丽颖(2023)的结果相一致，表明内部静态空间能力对儿童数学能力的预测作用并不显著。但是，在水平面任务上，本研究发现计算障碍儿童的反应时有更长的趋势，说明计算障碍儿童的外部静态空间能力可能存在一定程度的受损或发展迟滞倾向。实际上，Cheng等人(2018)的研究曾发现，计算障碍儿童在图形匹配任务中的表现明显比正常儿童差，提示计算障碍儿童的外部静态空间能力存在缺陷。由此可见，关注计算障碍儿童的空间亚能力，对进一步揭示计算障碍的成因具有积极的启发意义，但是计算障碍儿童是否存在外部静态空间能力缺陷，以及不同的空间亚能力与计算障碍关系如何？对这些问题的回答还需要更多的研究证据。

5 结论

(1)计算障碍儿童存在近似数量表征缺陷以及精确数量表征缺陷。(2)计算障碍儿童的外部静态空间能力存在一定程度的损伤。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
郭丽颖. (2023). 藏族高中生空间能力与数学能力的多维关系研究(硕士学位论文). 河北师范大学, 石家庄.

静进, 海燕, 邓桂芬, 黄旭, 陈学彬, 森永良子. 学习障碍筛查量表的修订与评价. 中华儿童保健杂志, 1998, 6 (3): 197- 200.

康丹, 文鑫. 心理旋转训练对5~6岁儿童空间能力和数学能力的影响. 心理发展与教育, 2020, 36 (1): 19- 27.

李丽, 吴汉荣. 中国小学生基本数学能力测试量表常模的建立. 中国学校卫生, 2004, 25 (5): 532- 534.

李强. (2017). 发展性计算障碍的成因与亚类型研究(硕士学位论文). 西南大学, 重庆.

刘地秀, 张洁莹, 蔡运荃, 范子璇. 发展性计算障碍儿童的认知缺陷及干预研究进展. 中国特殊教育, 2023, (8): 49- 56, 75.

吴汉荣, 宋然然, 姚彬. 儿童汉语阅读障碍量表的信度效度分析. 中国学校卫生, 2006, 27 (6): 468- 469, 471.

谢芳. (2020). 空间能力对数学能力的影响及其认知神经机制(博士学位论文). 西南大学, 重庆.

叶晓林. (2018). 工作记忆和数量表征对小学儿童算术学习困难的作用机制(博士学位论文). 华东师范大学, 上海.

张厚粲, 王晓平. 瑞文标准推理测验在我国的修订. 心理学报, 1989, 21 (2): 113- 121.

张厚粲, 郑日昌. 关于认知方式的测验研究——对我国大、中、小学生场依存性特征的调查分析. 心理科学通讯, 1982, (2): 12- 16.

张怀英. (2009). 儿童发展性计算障碍的认知机制研究(博士学位论文). 华中科技大学, 武汉.

张静. (2013). 不同年龄小学生心理旋转能力的性别差异及影响因素(硕士学位论文). 郑州大学.

张李斌, 张丽, 冯廷勇. 发展性计算障碍儿童的数感缺陷. 心理与行为研究, 2019, 17 (4): 512- 519.

张树东. (2004). 小学生数字加工和计算能力的发展及障碍研究(博士学位论文). 北京师范大学.

张树东, 董奇. 发展性计算障碍的诊断与矫治. 中国特殊教育, 2004, (2): 21- 25.

张树东, 夏学楠. 发展性计算障碍特定认知领域缺陷研究进展. 中国特殊教育, 2018, (9): 58- 64.

Agostini, F., Zoccolotti, P., & Casagrande, M. Domain-general cognitive skills in children with mathematical difficulties and dyscalculia: A systematic review of the literature. Brain Sciences, 2022, 12 (2): 239.

DOI

Ashkenazi, S., Mark-Zigdon, N., & Henik, A. Do subitizing deficits in developmental dyscalculia involve pattern recognition weakness. Developmental Science, 2013, 16 (1): 35- 46.

DOI

Bagnoud, J., Mathieu, R., Dewi, J., Masson, S., Gonzalez-Monge, S., Kasikci, Z., & Thevenot, C. An investigation of the possible causes of arithmetic difficulties in children with dyscalculia. L'Année Psychologique, 2021, 121 (3): 217- 237.

Cheng, D. Z., Xiao, Q., Chen, Q., Cui, J. X., & Zhou, X. L. Dyslexia and dyscalculia are characterized by common visual perception deficits. Developmental Neuropsychology, 2018, 43 (6): 497- 507.

DOI

De Smedt, B., & Gilmore, C. K. Defective number module or impaired access? Numerical magnitude processing in first graders with mathematical difficulties. Journal of Experimental Child Psychology, 2011, 108 (2): 278- 292.

DOI

Decarli, G., Paris, E., Tencati, C., Nardelli, C., Vescovi, M., Surian, L., & Piazza, M. Impaired large numerosity estimation and intact subitizing in developmental dyscalculia. PLoS One, 2020, 15 (12): e0244578.

DOI

Decarli, G., Sella, F., Lanfranchi, S., Gerotto, G., Gerola, S., Cossu, G., & Zorzi, M. Severe developmental dyscalculia is characterized by core deficits in both symbolic and nonsymbolic number sense. Psychological Science, 2023, 34 (1): 8- 21.

DOI

Foltz, P. A. (1978). Adult performance on Piaget’s water level task and its relation of spatial orientation and visualization (Unpublished master’s thesis). University of Richmond, VA.

Lafay, A., St-Pierre, M. C., & Macoir, J. The mental number line in dyscalculia: Impaired number sense or access from symbolic numbers. Journal of Learning Disabilities, 2017, 50 (6): 672- 683.

DOI

Levinson, S. C., Kita, S., Haun, D. B. M., & Rasch, B. H. Returning the tables: Language affects spatial reasoning. Cognition, 2002, 84 (2): 155- 188.

DOI

Li, D. F., Zhang, X. J., & Zhang, L. What skills could distinguish developmental dyscalculia and typically developing children: Evidence from a 2-year longitudinal screening. Journal of Learning Disabilities, 2023, 56 (4): 257- 277.

DOI

Liu, S. F., Cheng, C., Wu, P. Q., Zhang, L. M., Wang, Z. J., Wei, W. J., … Zhao, J. J. Phonological processing, visuospatial skills, and pattern understanding in Chinese developmental dyscalculia. Journal of Learning Disabilities, 2022, 55 (6): 499- 512.

DOI

Olsson, L., Östergren, R., & Träff, U. Developmental dyscalculia: A deficit in the approximate number system or an access deficit. Cognitive Development, 2016, 39, 154- 167.

DOI

Piazza, M. Neurocognitive start-up tools for symbolic number representations. Trends in Cognitive Sciences, 2010, 14 (12): 542- 551.

DOI

Rodic, M., Cui, J. X., Malykh, S., Zhou, X. L., Gynku, E. I., Bogdanova, E. L., … Kovas, Y. Cognition, emotion, and arithmetic in primary school: A cross-cultural investigation. British Journal of Developmental Psychology, 2018, 36 (2): 255- 276.

DOI

Rousselle, L., & Noël, M. P. Basic numerical skills in children with mathematics learning disabilities: A comparison of symbolic vs non-symbolic number magnitude processing. Cognition, 2007, 102 (3): 361- 395.

DOI

Saga, M., Rkhaila, A., Ounine, K., & Oubaha, D. Developmental dyscalculia: The progress of cognitive modeling in the field of numerical cognition deficits for children. Applied Neuropsychology: Child, 2022, 11 (4): 904- 914.

DOI

Santos, F. H., Ribeiro, F. S., Dias-Piovezana, A. L., Primi, C., Dowker, A., & von Aster, M. Discerning developmental dyscalculia and neurodevelopmental models of numerical cognition in a disadvantaged educational context. Brain Sciences, 2022, 12 (5): 653.

DOI

Szucs, D., Devine, A., Soltesz, F., Nobes, A., & Gabriel, F. Developmental dyscalculia is related to visuo-spatial memory and inhibition impairment. Cortex, 2013, 49 (10): 2674- 2688.

DOI

Uttal, D. H., Meadow, N. G., Tipton, E., Hand, L. L., Alden, A. R., Warren, C., & Newcombe, N. S. The malleability of spatial skills: A meta-analysis of training studies. Psychological Bulletin, 2013, 139 (2): 352- 402.

DOI

Vigna, G., Ghidoni, E., Burgio, F., Danesin, L., Angelini, D., Benavides-Varela, S., & Semenza, C. Dyscalculia in early adulthood: Implications for numerical activities of daily living. Brain Sciences, 2022, 12 (3): 373.

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