Задания логика 5 лет: Логические задачи для детей 5

ОЦЕНКА ______________

Как развить логическое мышление у ребенка

Дети умеют рассуждать; они способны формировать логические связи между знаниями и взаимодействием.Рассуждение — это способность, которая развивается, когда детям предоставляется свобода проводить время самостоятельно и строить свой мыслительный процесс. Эта способность рассуждать возникает в разном возрасте в зависимости от индивидуальных способностей ребенка. Тем не менее, рано или поздно это проявляется у каждого ребенка.

Опыт — это катализатор, который способствует развитию логических рассуждений. Дети на собственном опыте учатся логически мыслить, изучать наблюдения, анализировать информацию и решать проблемы. У одних детей они учатся быстро рассуждать, у других требуются повторяющиеся действия, чтобы сформировать закономерность и логическую связь.

Рассмотрим этот пример. Во время учебы ребенок, который занимается самообучением, должен изучать концепции и формировать связи, чтобы понять тему. С другой стороны, ребенок, воспитанный на коучинге, не может самостоятельно сформировать эти связи. Таким образом, ребенок, привыкший к коучингу, не наберет таких очков, как самообучающийся, потому что он не может заниматься самостоятельно. Самообучающийся, который понимает предпочитаемый им стиль обучения, сочтет коучинг ненужным и пустой тратой времени.Но тот, кто не может учиться сам, найдет ценность только через коучинг.

Логические рассуждения требуют независимости. Как родители и учителя, если мы пытаемся доверять детям и их решениям, мы можем помочь развитию их логического мышления. Пытаясь найти свои собственные ответы, дети начинают развивать способность рассуждать логически. И наоборот, если мы не будем им доверять и без устали осыпать их своими предложениями, убеждениями, опытом и стратегиями, они станут зависимыми от других в том, что касается мышления.Они не будут делать собственных выводов, и их логическая сторона останется неразвитой.

Когда детям предоставляется свобода учиться, они исследуют, что, почему и как.

* В возрасте 3–4 лет дети могут решить, что им нужно действовать, однако их действия не соответствуют задаче. Они сразу начинают отвечать; действовать без разбора для решения проблемы, фактически не анализируя стоящие за ней обстоятельства. Дошкольники не могут понять условия проблемы, а это значит, что они не могут критически оценить ситуацию.В конечном итоге это приводит к методам проб и ошибок, что является ценным опытом. После этих практических попыток решения проблем начинает складываться логическое рассуждение.

* К 5-6 годам дети начинают понимать проблемы и искать пути их решения; они начинают использовать логические рассуждения. Это особенно заметно, когда дети этой возрастной группы начинают использовать речь как основу для логических рассуждений. Аргументы составляют основу их рассуждений и их решимости решать интеллектуальные проблемы.Эти дети учатся передавать то, что они чувствуют и думают; они открывают для себя ряд методов общения, а также их взаимосвязь с обоснованием и реакцией. Они начинают рассуждать и делать выводы. Их мышление теперь эволюционировало с тех пор, как они были в дошкольном учреждении, постепенно перейдя от действия к пониманию и общения к логическим рассуждениям.

Если цель — помочь детям, нам нужно действовать определенным образом. Как мы пришли к выводу, мы не можем облегчить детям школьную жизнь, решая все их проблемы и делая все за них.Родители и учителя должны научить детей использовать свои резервы памяти, чтобы воспитать их изобретательность и помочь им развить навыки логического мышления. Когда дело доходит до решения проблем, память и рассуждения идут рука об руку. Кроме того, логические рассуждения помогают запоминать; он помогает развивать следующие типы памяти:

1. Моторная память — способность запоминать рутинно выполняемые движения и вспоминать координацию мышц.

2. Словесно-логическая память — способность хранить и использовать словесную информацию или информацию, которую слышат.

3. Зрительная память формы — способность распознавать и различать формы, лица, цвета и визуальные элементы.

4. Эмоциональная память — способность улавливать чувства и связывать их с соответствующими событиями.

Одновременное использование этих четырех типов воспоминаний необходимо для развития логического мышления у детей. Это также улучшает способность ребенка усваивать новый материал.

Логические рассуждения необходимы для решения проблем, которые являются ступенькой к успеху.Стимулирование развития логического мышления у детей в раннем возрасте помогает улучшить умственные операции; в результате повышается уровень познавательной активности и увеличивается способность решать интеллектуальные проблемы.

Важно понимать, что, хотя дети могут пользоваться нашим руководством, им не нужно, чтобы мы делали все за них. Предоставляя детям свободу мыслить и рассуждать, мы также можем помочь им понять, что правильно и что неправильно. Метод проб и ошибок полезен для обучения; однако это не должно дорого обходиться.Толчок в правильном направлении, даже если за счет создания потенциала для развития логического мышления, может принести большую пользу детям в более позднем возрасте.

(Автор Сонал Ахуджа является основателем House Of Learning. Мнения, выраженные здесь, являются личными.)

Использование невидимого свойства веса в задачах причинно-следственной связи

Abstract

Причинные рассуждения — важный аспект научного мышления. Даже маленькие человеческие дети могут использовать причинно-следственные рассуждения для объяснения наблюдений, делать прогнозы и разрабатывать действия для достижения определенных результатов в физическом мире.Вес — интересный тип причин, потому что это невидимое свойство . Здесь мы тестировали дошкольников с помощью задач по решению причинных проблем, которые оценивали их понимание веса. В экспериментальных условиях дети от 2 до 5 лет выполнили три различных задания, в которых они должны были использовать вес для создания физических эффектов: задание на перемещение объекта, задание на весы и задание на строительство башни. Результаты показали, что понимание детьми того, как использовать вес объекта для получения конкретных причинно-следственных связей между объектами, улучшилось в зависимости от возраста, при этом 4- и 5-летние дети показали превосходную результативность по всем трем задачам.Успеваемость младших детей была более разнообразной. Набор результатов дает теоретическое представление о том, какие аспекты обработки веса особенно трудны для дошкольников и почему им это сложно.

Образец цитирования: Ван З., Уильямсон Р.А., Мельцов А.Н. (2018) Дошкольная физика: использование невидимого свойства веса в задачах причинного рассуждения. PLoS ONE 13 (3): e0192054. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0192054

Редактор: Джеффри М.Хаддад, Университет Пердью, США

Поступила: 28 июня 2017 г .; Одобрена: 16 января 2018 г .; Опубликован: 21 марта 2018 г.

Авторские права: © 2018 Wang et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе и его файлах с вспомогательной информацией.Файлы данных также доступны на сайте researchgate: https://www.researchgate.net/profile/Zhidan_Wang.

Финансирование: Эта работа была поддержана Фондом философии и социальных наук Департамента образования провинции Цзянсу (2017SJB0953) и Фондом отличной докторской степени Педагогического университета Цзянсу (16XWR019) при ZW, а также Вашингтонским университетом, Институтом Фонд инновационных исследований обучения и мозговых наук для ANM. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что конкурирующих интересов не существует.

Введение

Ученые стремятся понять причины, делать прогнозы и изменять состояние мира. Для этого они создают теории, объясняющие события. Ключевым аспектом формирования теории является определение причинной сети, лежащей в основе событий. Точный и полный отчет обязательно включает причины, которые не очевидны и часто невидимы для человеческого глаза.Дошкольники могут рассуждать о причинах и следствиях [1–2], и у них есть некоторая способность рассматривать неочевидные объяснения того, что они наблюдают [3–5]. В текущем эксперименте мы исследовали причинно-следственные рассуждения детей дошкольного возраста о невидимом свойстве веса объекта и влиянии веса на взаимодействие между объектами.

Вес (масса) — это невидимое свойство, влияющее на способ взаимодействия одного объекта с другим. Вес представляет собой идеальный случай для изучения того, как дети используют невидимую переменную для объяснения наблюдаемых эффектов.В отличие от других важных для восприятия свойств объекта, таких как форма, цвет или особенности поверхности, вес нельзя увидеть. Несмотря на то, что он невидим, вес может влиять на наблюдаемые физические эффекты.

Согласно классическим теориям психологии развития, понимание веса маленькими детьми ограничивается их кинестетическим восприятием объектов (т. Е. Давлением на руки и усилием, которое они прилагают для удержания объектов) [6, 7]. Пиаже постулировал, что четырехлетние дети не понимают веса и испытывают трудности с пониманием того, что два объекта, которые кажутся человеку «легкими», могут иметь разный вес.Более поздние исследования указывают на более раннее понимание по крайней мере некоторых аспектов веса. Даже младенцы могут регистрировать и использовать разницу в весе для решения задач, что оценивается с помощью мозговых [8] и поведенческих [9] показателей. Например, после привыкания к объекту определенного веса 12-месячные младенцы проводят больше времени, взаимодействуя с идентично выглядящим объектом нового веса по сравнению с объектом того же веса [9]. Примерно в этом возрасте младенцы также могут использовать визуальные свойства, такие как материальный состав предметов, чтобы делать суждения о вероятном весе предмета [10–12].Также было показано, что дети 3- и 5-летнего возраста могут предсказать вес в зависимости от размера объекта [13].

Исследователи также изучили развитие у детей дошкольного возраста более глубокого и сложного понимания веса. Одно исследование показало, что 4-летние, но не 3-летние дети по-разному классифицируют визуально идентичные объекты в соответствии с основным весом (они предпринимают действия, чтобы создать две стопки) после того, как наблюдали, как взрослый намеренно сортирует предметы по весу [14]. . Еще более интересно то, что связанное с этим исследование показало, что 4-летние дети в этом сценарии будут активно стремиться «поднимать» предметы сами, как будто пытаясь найти объяснение , почему взрослый классифицирует идентично выглядящие предметы по-разному, и затем дети рассортировали предметы по базовым «видам» в зависимости от веса войлока [15].

Мы стремились расширить это направление исследований в каузальных задачах, связанных с физическим взаимодействием между объектами. Были использованы три типа заданий, чтобы проверить понимание детьми того, что вес одного объекта может быть использован для воздействия на другой объект («детская физика»). Это: задачи перемещения объекта, задачи масштабирования баланса и задачи строительства башни [16–18]. Общим знаменателем является то, что дети должны рассматривать вес как свойство, которое причинно влияет на то, как один объект взаимодействует с другим.

В задачах смещения младенцы в возрасте 6 месяцев демонстрируют неявное ожидание того, что неподвижный объект будет двигаться при ударе движущегося объекта [19, 20]. Кроме того, у 11-месячных детей наблюдаются закономерности, указывающие на то, что они ожидают, что неподвижный объект будет двигаться дальше при столкновении с большим объектом по сравнению с более мелким объектом [20]. Дети дошкольного возраста делают больше. Они также демонстрируют четкое понимание того, как работает вес в случае столкновения типа бильярдного шара. Например, одно исследование показало, что на принятие детьми решения об использовании предмета в качестве причины влияет вес этого предмета.В этом исследовании дети видели, как взрослый запускал тяжелый и легкий объект с идентичным внешним видом по пандусу, и приз смещался только при ударе тяжелым предметом. Когда 4-летним детям была предоставлена ​​возможность принять меры, чтобы получить приз для себя (т. Е. Разработать «причинное вмешательство»), они решили использовать тяжелый предмет, чтобы выбить приз. Выполнение 3-летних детей не отличалось от случайного, что свидетельствует о развитии у детей понимания этого вида задачи смещения объектов [16].

Второй тип заданий, используемых для изучения понимания детьми веса, включает в себя задания на весы. Дети дошкольного возраста демонстрируют некоторую способность обдумывать, какие эффекты могут иметь различные веса, когда им представлены упрощенные версии весов. Например, когда расстояние между грузами от точки опоры остается постоянным и меняются только веса, 4- и 5-летние, но не 3-летние, могут успешно предсказать, какая сторона весов опустится вниз. [21, 22]. Кроме того, даже когда размер и внешний вид объектов идентичны, четырехлетние дети выбирают тяжелый объект вместо легкого, чтобы наклонить баланс с одной стороны, чтобы получить награду под другой стороной [17].

Третье задание, которое используется для изучения понимания детьми веса, — это задание на строительство башни. Это позволяет оценить понимание детьми идеи о том, что вес, хотя и невидимый, оказывает на поверхность нисходящую силу, и, таким образом, тяжелые предметы могут поддерживаться одними поверхностями, но не другими. К дошкольному возрасту у детей сформировались представления о том, какие материалы могут выдерживать различные веса. Например, трехлетние дети считают, что тяжелый предмет, но не легкий, вызовет обрушение поролонового моста [18], и они с большей вероятностью примут решение выбрать металлическую платформу вместо бумажной для поддержки. тяжелый объект [16].Таким образом, есть понимание, что состав материалов и вес взаимодействуют определенным предсказуемым образом.

Понимание ученых, занимающихся вопросами развития, того, как маленькие дети считают вес невидимым причинным свойством, все еще относительно ограничено. Понятно, что период дошкольного возраста важен в формировании у детей понимания веса [16, 18, 23]. Однако есть два взаимосвязанных вопроса относительно веса как причинной переменной, которые в значительной степени не рассматриваются в существующей литературе.Во-первых, неясен возраст, в котором дети могут последовательно и генеративно вмешиваться, чтобы использовать вес в качестве причинной переменной для получения эффектов (при отсутствии лингвистических или визуальных подсказок). Предыдущая работа предполагает, что дошкольный период важен, но несколько задач не изучались систематически у одних и тех же детей с помощью хорошо контролируемых экспериментальных исследований.

Во-вторых, предыдущие результаты документально подтверждают неоднородность использования веса детьми для получения эффектов и намекают на то, что понимание детьми веса как причины может быть «оценено», а не «все или ничего».’Подобные результаты были обнаружены в смежных областях детского понимания солидности [24–26]. В одном исследовании мяч скатился по рампе, исчез за непрозрачным экраном и был остановлен вертикальным барьером. Вертикальный барьер можно было разместить в одном из нескольких мест за экраном. Затем детей попросили найти мяч. Дети должны были использовать верхнюю часть вертикального барьера, который выступал на несколько сантиметров выше экрана, чтобы определить, где мяч будет остановлен, и, таким образом, сделать правильные выводы о том, где его найти.Результаты показали, что трехлетние, но не 2,5-летние дети смогли решить эту проблему последовательным образом [24]. Однако, когда: (i) непрозрачный экран был заменен прозрачным [25], либо (ii) детям был предоставлен полный визуальный доступ к движениям мяча до того, как непрозрачный экран был опущен, чтобы скрыть его [26], Значительно повысилась успеваемость 2,5-летних. Таким образом, и аналогичным образом другой целью настоящего исследования является систематическое изучение степени, в которой понимание детьми причинно-следственных задач, связанных с весом, может различаться в зависимости от теоретически обусловленных вариаций характера задачи.

Три стандартные задачи с отягощениями, описанные ранее (перемещение, балансировка и строительство башни), не тестировались на одних и тех же детях. Здесь мы использовали план внутри субъектов, чтобы проверить, начинают ли дети использовать вес для достижения результатов во всех трех задачах в одном и том же возрасте. Несмотря на то, что вес является решающим фактором во всех трех задачах, влияние веса в каждой задаче разное. В задаче перемещения объекта единичное событие — это перемещение, которое является результатом прямого пространственно-временного взаимодействия (столкновения) между двумя объектами.В задаче весов баланса влияние тяжелого и легкого объекта происходит на расстоянии (на конце балансира), и происходит несколько событий — вершины весов и целевая игрушка раскрываются, когда одна из сторон поднимается вверх. . Более того, в обеих этих задачах с весами происходит заметная трансформация восприятия в окружающей среде (например, приз смещается с рампы, шкала баланса опрокидывается). Напротив, чтобы преуспеть в задаче строительства башни, ребенок должен использовать сдерживающий контроль, чтобы избежать визуально заметного события (тяжелый объект, пробивающий платформу из губки), и выбрать легкий объект для достижения конечной цели строительства башни.

Предыдущие исследования указывают на дошкольное образование как на важный период развития в понимании детьми веса, и поэтому мы систематически тестировали детей в возрасте 2, 3, 4 и 5 лет. Мы ожидали значительного возрастного развития понимания веса как функции задачи в течение этого периода. Основываясь на существующей литературе, мы ожидали, что двухлетние дети смогут решить задачу смещения объекта (которая, по прогнозам, будет самой простой из трех), но что дети не смогут генеративно решить все три задачи до тех пор, пока примерно 4 года.В Обсуждении мы предлагаем идеи о том, почему это может быть так, и о возможной роли языка в помощи детям прийти к более глубокому и продуктивному пониманию невидимого свойства веса.

Методы

Участников

Выборка составила 72 ребенка. Было по 18 детей в каждом из четырех разных возрастов: 2 года ( n = 18; 9 мальчиков), 3 года ( n = 18; 8 мальчиков), 4 года ( n = 18; 12 мужчин) и 5 ​​лет ( n = 18; 8 мужчин).Согласно отчету родителей, выборка состояла из 83% белых, 7% азиатов, 3% чернокожих / афроамериканцев, 3% других и 2% не сообщающих, причем 2% были выходцами из Латинской Америки. Исследование было одобрено Государственным наблюдательным советом штата Джорджия (IRB). В соответствии с политикой учреждения по тестированию детей-людей в музейных условиях, перед тестированием все родители получали устное согласие. Общий возрастной диапазон детей был зарегистрирован на основе отчета родителей, поскольку IRB штата Джорджия не позволил нам подтвердить точную дату рождения детей.

Аппарат

Два объекта в форме конусов мороженого (1 × 1 × 5 дюймов) использовались в качестве объектов для запуска в задаче перемещения объекта. Тяжелый рожок мороженого весил 94,41 г, тогда как легкий рожок мороженого весил 15,35 г. Два кувшина (1,25 × 1,25 × 4 дюйма) были использованы для задачи весов. Тяжелый кувшин весил 147,20 грамма, легкий — 6,24 грамма. Две закрытые бутылки (3 × 3 × 5 дюймов) служили объектами, которые будут поддерживаться при строительстве башни.Плотная бутылка весила 588,80 г, а легкая — 25,64 г (рис. 1).

Рис. 1. Три задачи, использованные в эксперименте.

Задача перемещения объекта показана в строке A; задача масштабирования баланса в строке B; и задача строительства башни в строке C. В каждой строке изображение в столбце 4 показывает результат, когда используется нецелевой объект (легкий в A4 и B4; и тяжелый в C4). Примечание : Объекты на рисунке A3 в нижней части желоба — это утка и основание конуса (ребенок вставил конус так, чтобы светло-оранжевая основа конуса была ориентирована так, чтобы сначала скользить по желобу, тем самым смещая утка).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0192054.g001

Задача перемещения объекта.

Устройство с вытяжным желобом (22 × 6 × 15 дюймов) выполнено в виде деревянной аппарели с крышкой из деревянных досок. Желтую утку поместили на небольшую площадку посередине пандуса, чтобы она сместилась при столкновении с ней тяжелым предметом. Желтая утка была видна на платформе, однако фактическое столкновение было невидимым, потому что покрытие желоба скрыло его от глаз.Взвешенные объекты запускались через отверстие в верхней части рампы. Масса тяжелого объекта была такова, что он слетел желтую утку со средней платформы, и оба достигли дна аппарата. Световой объект не сместил утку, и оба объекта остались в ловушке на средней платформе (рис. 1А).

Задача весов.

Двуручные весы (24 × 12 × 15 дюймов) располагались в центре белой доски. На левой руке весов находилась желтая чаша, которая использовалась для прикрытия целевой игрушки с поля зрения участника.На правом плече весов находилась еще одна желтая чаша, в которую можно было помещать специально взвешиваемые предметы. Желтые чаши на рычагах весов выглядели одинаково, однако чаша справа была тяжелее, чем чаша слева, так что в исходном состоянии шкала наклонялась вправо. Когда более тяжелый из двух испытуемых объектов (белые кувшины) был помещен в левую чашу, он наклонил рычаг весов вниз влево, открывая целевую игрушку под правой чашей. Световой объект не смог наклониться вниз по шкале весов, и целевая игрушка оставалась скрытой под правой чашей (рис. 1B).

Задание на строительство башни.

Четыре вертикальных деревянных столба были прикреплены к плоской деревянной доске. Четыре других деревянных элемента были установлены в форме квадрата на вершине столбов. Общий размер устройства составлял 12 × 10 × 11 дюймов. Легкий объект может поддерживаться белой мягкой губкой, но тяжелый объект не может поддерживаться губчатым материалом и падать внутрь устройства (рис. 1C).

Процедура

Общая процедура была одинаковой для каждой задачи.Мы использовали схему «только наблюдение» [27, 28], в которой участники не имели непосредственного опыта манипуляций с объектами до того, как им был проведен критический тест в период ответа. Они просто наблюдали за действиями взрослых во время демонстрационного периода [28], и им сначала разрешалось прикасаться к предметам и брать их в руки во время периода реакции.

Экспериментатор обратил внимание детей на прибор. Чтобы проиллюстрировать, как работает прибор, экспериментатор показал детям, как использовать предметы в каждой из задач по решению задач, и показал эффекты, производимые каждым из двух предметов.Во время демонстрации ребенок не знал (или не знал из личного опыта манипуляций), что один из предметов был тяжелым, а другой — легким. Устные надписи о весе / размере / материале не использовались. Дети наблюдали за взаимодействием объект-объект, и им не разрешалось прикасаться к объектам или приборам во время просмотра демонстрации. Затем ребенку было разрешено разработать свое собственное «причинное вмешательство», то есть выбрать использование одного из объектов, чтобы вызвать эффект.

У каждого ребенка было в общей сложности четыре попытки для каждого задания. Поскольку было три задания, каждый ребенок получил в общей сложности 12 попыток. Следующие два фактора были уравновешены между участниками: (i) порядок, в котором тяжелый объект по сравнению с легким использовался первым в демонстрации, и (ii) порядок задач. Мы также уравновешивали испытания, независимо от того, помещали ли в период ответа тяжелый или легкий предмет в правую или левую руку ребенка. Таким образом, любые различия в производительности были связаны с задачей, а не с этими факторами.В этом исследовании использовался план внутри субъектов для трех экспериментальных задач с аналогичными периодами представления и ответа для каждой. Каждый из них подробно описан ниже.

Задача на перемещение объекта

Демонстрационный этап.

Целью этого задания было проверить, понимают ли дети, что когда один объект сталкивается с другим, смещение объекта, вызванное движущимся объектом, изменяется в зависимости от веса движущегося объекта (неподвижный объект находится под контролем).Экспериментатор привлек внимание детей, указал на утку и сказал: «Смотрите, это утка. Я собираюсь достать утку ». После того, как дети заметили, где находится утка, экспериментатор взял два утяжеленных объекта (конуса) и запустил их по одному с вершины пандуса. При спуске тяжелого конуса утка сместилась со средней платформы и подошла к основанию аппарели. Когда утка достигла дна, экспериментатор поднял ее и сказал: «Послушайте, я получил утку.Однако, когда световой конус был запущен с вершины рампы, утка и конус оказались в ловушке на средней платформе. Экспериментатор сказал: «Послушайте, я не получил утку».

Фаза ответа.

Экспериментатор установил желоб, дал два предмета ребенку и сказал: «Теперь ваша очередь брать утку». Ребенка попросили выбрать один предмет для использования с прибором. Если ребенок решил использовать тяжелый предмет, чтобы спуститься по пандусу, и предмет, и утка достигли дна пандуса.Экспериментатор сказал детям: «У вас утка. Вы можете поиграть еще раз ». Ребенку разрешили держать утку перед собой. Целью разрешения ребенку оставить утку было побудить их попытаться вызвать эффект и завладеть уткой. (В любом случае, независимо от того, использовал ли участник тяжелый или легкий предмет, между каждым испытанием экспериментатор отодвигал конусы от желоба и переустанавливал прибор, помещая новую утку на среднюю платформу, прежде чем давать ребенку еще два предмета. использовать, и повторил это в общей сложности четыре испытания.) Если ребенок запустил легкий объект, и взвешенный объект, и утка оказались в ловушке на средней платформе. Экспериментатор сказал детям: «Вы не получили утку. Вы можете сыграть еще раз ».

Важно отметить, что процедура была разработана таким образом, чтобы ребенок не мог визуально отслеживать , какой объект был тяжелым, а какой — легким, после демонстрации взрослым или между испытаниями. После демонстрации и между испытаниями экспериментатор перемещал два объекта позади себя (экспериментатор и ребенок сидели лицом к лицу, поэтому, когда экспериментатор помещал предметы за свое тело, визуальный контакт ребенка с объектами был нарушен).Когда взрослый вынимал предметы из-за спины, положение тяжелого и легкого предмета уравновешивалось таким образом, что в половине испытаний тяжелый предмет помещался в правую руку ребенка, а легкий — в левую руку ребенка. ; а для половины испытаний было наоборот. Таким образом, ребенок мог испытать и сравнить, какой предмет был тяжелым, а какой — легкий (каждая рука держала один груз), и у ребенка была цель, которую нужно было достичь (получить утку). Проблема ребенка заключалась в том, чтобы выбрать, какой из двух визуально идентичных объектов использовать для достижения цели — тяжелый или легкий объект — и выполнить правильное вмешательство, чтобы вызвать изменение в физическом мире.Та же самая логика и такой же разрыв визуального контакта, так что визуальное отслеживание тяжелых и легких объектов было невозможным, использовались для весов баланса и задач строительства башни, описанных ниже.

Задача весов

Демонстрационный этап.

В этом задании мы проверили, понимают ли дети, что вес может влиять на рычаг весов. Экспериментатор сначала обратил внимание детей на прибор. Он вручную наклонил шкалу весов вниз, толкнув правую часть весов, чтобы открыть спрятанную игрушку, и сказал: «Смотри, там маленькая акула.Я собираюсь достать акулу ». После этого он взял два утяжеленных объекта (кувшины) и поместил их по одному в чашу весов. Когда тяжелый предмет помещали в левую чашу, весы наклонялись вниз с левой стороны, обнажая приз (игрушечную акулу) под чашей с правой стороны. Экспериментатор взял акулу и сказал: «Смотри, я поймал маленькую акулу». Когда световой объект был помещен в чашу, весы сохраняли свое исходное положение. Экспериментатор сказал: «Послушайте, я не поймал маленькую акулу».

Фаза ответа.

Экспериментатор установил прибор, дал два предмета детям и сказал: «Теперь ваша очередь забрать акулу». Им было предложено выбрать один предмет и положить его на весы. Устные инструкции были аналогичны предыдущему заданию, и было проведено четыре испытания.

Задание на строительство башни

Демонстрационный этап.

Целью этого задания было изучить понимание детьми того, как вес влияет на опору из определенного материала.Экспериментатор представил прибор, указав цель задания и сказав: «Смотри, я собираюсь построить башню». После этого экспериментатор взял два утяжеленных объекта (пластиковые бутылки) и поместил их по одному на платформа из губки. Когда легкий помещался на платформу, он неподвижно сидел на губке, потому что платформа могла его поддерживать. Когда тяжелый был поставлен на опору, он упал в аппарат, потому что платформа не могла его выдержать. Чтобы построить башню на платформе из губки, дети должны были поставить легкий предмет вместо тяжелого.Вербализация снова была аналогична предыдущим заданиям.

Фаза ответа.

Экспериментатор установил прибор, дал два предмета детям и сказал: «Теперь ваша очередь строить башню». Детям предлагалось поместить один из предметов на платформу из губки. Если ребенок поместит тяжелый предмет на платформу, он упадет в куб. Экспериментатор сказал: «Вы не строили башню. Вы можете сыграть еще раз ». Как и в предыдущих заданиях, было проведено четыре испытания.

Зависимая мера и оценка

Для задач смещения объекта и масштабирования баланса зависимой мерой было количество попыток, в которых ребенок выбрал тяжелый объект. Если ребенок выбрал тяжелый предмет, ему / ей в этом испытании присваивалось 1 балл, что давало оценку от 0 до 4 за каждое задание (1 возможный балл за каждое из четырех испытательных испытаний). Для задания на строительство башни зависимой мерой было количество попыток, в которых ребенок выбрал световой объект.Если ребенок выбрал световой объект, ему / ей засчитывался 1 балл, что дает оценку от 0 до 4 (см. Файл S1). Мы использовали легкий объект в качестве правильного ответа в этой задаче, чтобы внести разнообразие, так что правильный ответ не всегда заключался в выборе более тяжелого из двух объектов.

Главный секретарь записывал все ответы детей в режиме онлайн, записывая суждение «да» / «нет» относительно того, поместили ли дети сначала правильный предмет в прибор. В частности, для каждого испытания счетчик указывал, был ли эффект произведен (например,g., утка была выбита, или игрушка оказалась под кронштейном весов), и в какую руку был помещен выбранный объект. Ассистент-исследователь, не участвовавший в этом исследовании и не знающий теории или гипотез, также записал ответы 20% случайно выбранных участников. Согласие между экспертами в выборе объекта ребенком было высоким по оценке с использованием каппы Коэна ( k = 0,92).

Результаты

Предварительный анализ не показал значительного влияния пола ребенка, порядка выполнения задач (задача перемещения объекта, задача масштабирования баланса или задача строительства башни в первую очередь) или порядка, в котором каждый объект (тяжелый или тяжелый)свет) был использован первым в демонстрации. Таким образом, эти три фактора были сведены на нет во всех последующих анализах. При выполнении всех задач правильно выбранный объект соответствовал предположениям о нормальности (тест на нормальность с использованием асимметрии, z = 2,46, p > 0,05 и эксцесс, z = 0,10, p > 0,05), но нарушил тест сферичности Мочли; χ ² (2) = 24,07, p <0,001. Таким образом, сообщаются скорректированные степени свободы Greenhouse-Geisser.

Сначала мы провели дисперсионный анализ 4 (Возраст: 2, 3, 4, 5 лет) × 3 (Задача: перемещение объекта, шкала баланса, здание башни) (ANOVA). Результаты показали, что имело место значительное влияние возраста, F (3, 68) = 13,42, p <0,001, η _p ² = 0,37 (2- летние: M = 2,54, SD = 1,28; 3-летние: M = 2,83, SD = 1,31; 4-летние: M = 3.44, SD = 0,98; 5-летние: M = 3,72, SD = 0,62). Последующие сравнения Стьюдента-Ньюмана-Кеулса показали, что 5-летние дети выбирали правильный вес для получения желаемого эффекта значительно чаще, чем 2-летние ( p <0,001) или 3-летние (). р <0,001). Кроме того, 4-летние дети сделали это значительно больше, чем 2-летние ( p, <0,001) или 3-летние ( p, <0,001). Не было существенной разницы между 2- и 3-летними детьми ( p =.16), также не было разницы между 4- и 5-летними ( p = 0,19). Не было значимого основного эффекта задачи, F (1,54, 104,47) = 1,52, p, = 0,23 и отсутствие значимого взаимодействия между возрастом и задачей, F (4,61, 104,47) = 1,14, p =. 34.

Для полноты мы также применили непараметрический статистический подход и использовали тесты Краскела-Уоллиса для сравнений и получили аналогичные результаты. Результаты показали значительную разницу в возрасте в общих оценках правильного выбора объекта: χ ² (3) = 28.67, стр. <0,001. Последующие попарные сравнения Mann-Whitney U показали, что 5-летние дети выбирали правильный вес для получения желаемого эффекта значительно чаще, чем 2-летние ( p <0,001) или 3-летние (). р <0,001). Кроме того, 4-летние дети сделали это значительно больше, чем 2-летние ( p <0,001) или 3-летние ( p = 0,012). Не было существенной разницы между 2- и 3-летними детьми ( p =.09), также не было разницы между 4- и 5-летними ( p = 0,14).

Приведенный выше анализ показывает, что способ использования веса детьми для изменения физического мира развивается с возрастом. Чтобы определить возраст, в котором дети могут решить все три задачи, успеваемость детей сравнивалась со случайностью. В каждом испытании были представлены два варианта. Таким образом, если ребенок случайным образом выбирает один предмет, чтобы произвести эффект, у него есть 50% шанс выбрать правильный предмет.Учитывая, что существует четыре испытания, целевой показатель вероятности выполнения составляет 2 (4 испытания × 0,50).

Как показано на рис. 2, 2-летние дети как группа показали результаты значительно выше случайного значения 2 в задаче смещения объекта, t (17) = 3,61, p = 0,002, d =. 85, но не на шкале баланса, t (17) = 0,89, p = 0,38, или задача строительства башни, t (17) = 1,16, p = 0,26. Трехлетние дети показали значительно выше вероятности смещение объекта, t (17) = 3.93, p = 0,001, d = 0,90, и задача шкалы баланса, t (17) = 3,70, p = 0,002, d = 0,88, но не на башне строительное задание, т (17) = 0,95, p = 0,36. Как 4-, так и 5-летние дети справились со всеми тремя задачами значительно выше вероятности (4-летние: задача смещения объекта, t (17) = 5,22, p <0,001, d = 1,22 ; задача весов баланса, т (17) = 6,71, р <.001, d = 1,59; задание на строительство башни, т (17) = 7,16, p <0,001, d = 1,67. Дети 5 лет: задание на перемещение объекта, т (17) = 17,63, p <0,001, d = 4,14; задача шкалы баланса, т (17) = 7,29, p <0,001, d = 1,72; задание на строительство башни, т (17) = 15,85, p <0,001, d = 3,74).

Тест Фридмана был проведен для оценки того, одинаково ли использовали вес детей в четырех испытаниях (1–4) (таблица 1).В результате выполнения трех заданий использование веса детьми значительно улучшилось по сравнению с четырьмя испытаниями в тестах: × ² (3) = 19,99, p <,001 (значения для четырех испытаний были соответственно : Опыт 1: M = 2,14, SD = 0,79; Опыт 2: M = 2,35, SD = 0,79; Опыт 3: M = 2,40, SD = 0,71; Опыт 4: M = 2,51, SD = 0,71). Для полноты картины мы также разбили эти же данные на уровень отдельных задач.Тесты для каждой задачи, рассматриваемой отдельно, показали, что использование веса детьми существенно не изменилось в течение четырех попыток перемещения объекта, χ ² (3) = 5,11, p = ,16 или весы баланса. задача, χ ² (3) = 5,16, p = ,16; тем не менее, успеваемость детей значительно улучшилась в ходе выполнения задания по строительству башни, χ ² (3) = 17.19, p = ,001.

Обсуждение

В этом эксперименте было исследовано знание детьми интуитивной физики с помощью трех задач на причинно-следственную связь. В каждом задании детям нужно было решить задачу, которая связана с причинно-следственными отношениями объект-объект, включающими вес. Детям нужно было определить, какой из двух объектов с разным весом должен служить «причиной» для воздействия на другой объект, а затем действовать (спроектировать «вмешательство») для достижения желаемого результата.

Было выявлено три ключевых результата. Во-первых, использование веса детьми для получения эффекта улучшилось с возрастом: 4- и 5-летние дети выбирали предметы, вызывающие желаемый эффект, значительно чаще, чем 2- или 3-летние. Во-вторых, к 4 годам дети последовательно решали все три задачи. Трехлетние дети выполнили выше случайного уровня только в заданиях смещения объекта и шкале баланса, а двухлетние дети выполнили выше случайного уровня только в задании по перемещению объекта. В-третьих, что касается задачи по строительству башни (которая была самой сложной), использование веса детьми значительно улучшилось в ходе тестовых испытаний.

Новизна этого исследования включает: (i) дизайн внутри субъектов, сравнивающий три задачи друг с другом, (ii) исключение лингвистических сигналов, относящихся к весу, (iii) строгие экспериментальные процедуры, в которых визуальное отслеживание эффективного объекта (тяжелого против света) был исключен, и (iv) систематическое изучение возрастных эффектов с использованием одних и тех же процедур и задач для четырех возрастов. В большинстве предыдущих исследований изучалась только одна задача, а в различных исследованиях использовались вариации представления задач.Используемые здесь методологические особенности способствуют нашему пониманию того, как использование веса детьми в качестве причины развивается в зависимости от возраста.

Что особенно важно, дети решали эти причинные проблемы и предпринимали действия, чтобы вызвать изменения в физическом мире, используя невидимое свойство веса. Во время демонстрации дети видели, как взрослый успешно справился с задачей, используя один из двух предметов, и видели, как взрослый не справился с задачей, используя другой предмет. Однако взрослый воздерживался от использования каких-либо лингвистических описаний веса / количества / размера, а дети были заблокированы (процедурным дизайном) от визуального отслеживания того, какой отдельный объект из двух визуально идентичных объектов оказался эффективным.Ребенок просто наблюдал за происходящим, и это «ставило» задачу для ребенка. Затем ребенку были даны предметы, и ребенок сам спонтанно выбрал «правильный ответ» (тяжелый или легкий предмет) для достижения цели, которая была поставлена ​​взрослым визуально .

Одна из целей текущего эксперимента — определить возраст, в котором дети постоянно используют вес для достижения эффекта при выполнении каждой задачи. Результаты показали, что 4- и 5-летние дети выбирали правильно взвешенный объект для получения желаемого эффекта значительно чаще, чем 2- или 3-летние дети, и не было значительной разницы между 4- и 5-летними детьми. -стар.Сравнение успеваемости детей со случайностью показало, что 4-летние дети справились со всеми тремя задачами, 3-летние не справились с задачей строительства башни, а 2-летние дети не решали ни строительство башни, ни задачи шкалы равновесия. Таким образом, к 4 годам дети могут достоверно понимать вес как причину при выполнении множества различных причинно-следственных задач.

Мы обнаружили, что удивительно маленькие дети (2-летние) обладали способностью использовать вес в качестве причинной переменной, чтобы вызвать изменение в физическом мире, даже когда не использовался соответствующий язык и был выбор между двумя визуально идентичными объектов — правда, это было сделано только в ограниченных условиях.Точнее говоря, даже двухлетние ребята решили задачу перемещения объекта, но не смогли выполнить две другие задачи.

Предыдущие исследования показали, что маленькие дети преуспевают в задачах на причинное рассуждение, но они проверили причинное рассуждение вне контекста веса [29–32]. Согласно одной из парадигм, детей знакомят с машиной, называемой «детектором ловушек». Им показывают, что машина загорается и воспроизводит музыку, когда на нее кладут одни объекты («ловушки»), но не другие. Таким образом, дети сталкиваются с новой причинно-следственной связью.Когда им говорят, что один из объектов, который может заставить машину загораться и воспроизводить музыку, — это бликет, дети в возрасте от 2 до 3 лет распространяют словесную метку «бликет» на предметы, которые производят такой же эффект на машину [29 ]. Другие задачи на причинное рассуждение также показали, что двухлетние дети могут определить, какой из двух похожих объектов причинно эффективен, даже когда причинный язык и пространственная контактная информация исключены [28, 32]. Но опять же, решающая переменная, проверенная в этой работе, не связана с весом.В текущем эксперименте мы показываем, что дети в возрасте двух лет используют вес для разработки мероприятий и достижения эффектов в физическом мире намного раньше, чем предсказал Пиаже [6].

Однако наши результаты также предполагают, что способность 2-летних детей генеративно рассуждать о причинно-следственных связях, связанных с весом, не соответствует концепции взрослых. Возрастной период от 3 до 4 лет является важным переходным периодом для использования веса в более широком диапазоне задач.Эти результаты согласуются с другими исследованиями за пределами области понимания веса, которые документально подтверждают различия между глубиной рассуждений младших и старших дошкольников о причинно-следственных связях в разных контекстах [33, 34]. Чем же тогда объясняется разница в развитии?

Маловероятно, например, что младшие дети не смогли решить сложную задачу, потому что им не хватало знаний о поддержке / падении. Годовалые дети демонстрируют некоторое неявное понимание того, что тяжелые предметы сжимают вату сильнее, чем легкие [11].Однако по-прежнему возможно, что младшие дети не могут использовать свои физические знания для выбора, планирования или руководства соответствующими действиями в задаче причинного рассуждения [17]. Например, чтобы спланировать и выполнить дифференциально успешное действие в задаче башни, требуется некоторая степень тормозящего контроля, чтобы использовать легкий объект и пропустить тяжелый (тем более, что они оба имеют одинаковый внешний вид). Кроме того, возможно, что в возрасте от 3 до 4 лет дети придут к пониманию новым, более общим способом, что внутреннее / невидимое свойство , такое как вес, имеет причинные силы, которые лежат в основе и объясняют видимые результаты, которые обычно соответствуют другие исследования [35, 36].Например, в одном исследовании дети увидели, что объект с одной внутренней частью заставит машину загореться, тогда как тот же объект с другой внутренней частью не произвел этого эффекта. Когда их попросили предсказать, какой из двух новых объектов заставит машину загореться, дети только в возрасте 4 лет постоянно понимали, что для достижения желаемого эффекта необходимо определенное внутреннее / невидимое свойство [36].

Третье объяснение возрастных изменений заключается в том, что развитие языка способствует пониманию веса как невидимой причины.Предыдущие исследования развития детей показывают, что дети более старшего возраста с большей вероятностью будут генерировать словесные объяснения и делиться этими объяснениями со взрослыми [17]. Есть по крайней мере два способа, с помощью которых разговор о весе во время повседневных взаимодействий (до эксперимента) может помочь детям узнать о невидимом свойстве веса как о причине. Во-первых, обсуждение причинно-следственной связи веса и, в частности, попытки объяснить события, в которых вес является причиной, может привлечь внимание детей к ключевым аспектам задания.Во-вторых, в удачных словах Брауна [37] язык может действовать как «приглашение к формированию концепций», а система абстрактных символов языка может быть особенно подходящей для содействия когнитивному росту в отношении невидимых причин, таких как вес [38, 39] .

Мы также обнаружили, что успех варьировался в зависимости от контекста задачи, и поэтому понимание веса не было концептуальным приобретением по принципу «все или ничего» (этот результат согласуется с обнаружением поэтапного понимания развития в области рассуждений детей о надежности и непрерывности). ) [24–26].Это обязательно приводит к размышлениям о том, почему некоторые задачи с отягощениями сложнее с точки зрения развития, чем другие. Задача балансировки весов была для детей более сложной, чем задача перемещения предмета; мы также обнаружили, что задача строительства башни была более сложной, чем обе эти задачи. Почему?

В задаче смещения объекта единственным событием является смещение, вызванное столкновением (хотя и невидимым, см. «Метод»). Однако в задаче масштабирования баланса есть несколько событий — подсказки баланса и целевая игрушка раскрываются.Было показано, что количество событий в одном решении влияет на рассуждения детей о переменных и их взаимосвязях. Можно утверждать, что когнитивная нагрузка более тяжелая [40, 41] в задаче шкалы баланса, потому что она включает в себя много частей информации, и, кроме того, физическое взаимодействие включает относительное равновесие двух объектов на расстоянии друг от друга, а не прямое столкновение. . Дальнейшие исследования должны систематически управлять количеством событий в каждой задаче, чтобы изучить, как эти факторы влияют на успеваемость детей.

Наконец, мы хотим поделиться своими мыслями о сложности задачи по строительству башни. Как в задачах смещения объекта, так и в задачах балансировки желаемая цель достигается при использовании тяжелого объекта. Когда тяжелый предмет помещается на рампу, утка смещается, а когда тяжелый предмет помещается на весы, она наклоняется. Однако для достижения желаемого эффекта в нашей задаче по строительству башни нужно было разместить световой объект на губчатой ​​платформе. Имеются данные о том, что усиление перцепционной значимости переменных может повысить вероятность того, что дети будут рассматривать причинно-следственные связи между переменными [33, 42].Детское представление о мире может быть таким, что решить задачу с отягощениями легче, когда есть значимый для восприятия результат, связанный с весом. Маленькие дети могут подумать, что больший вес = больше работы = более заметные изменения в окружающей среде. В соответствии с этой концепцией задача строительства башни может быть более сложной для детей для понимания (познание) или достижения (мотивация), потому что желаемый эффект строительства башни менее заметен, чем эффекты восприятия столкновения или отклонения баланса, чтобы выявить Приз.

Успеваемость детей в задании по строительству башни (но не в других заданиях) увеличивалась по сравнению с испытаниями, и это могло быть связано с тем, что им приходилось избегать использования тяжелого предмета, который сработал для достижения результата в других заданиях; однако, вопреки этой интерпретации, мы не обнаружили значительного эффекта порядка выполнения задач. Поэтому мы предварительно предполагаем, что эта задача по строительству башни может быть сложной, потому что детям нужно было представить ту же опорную конструкцию (губку) двумя противоречивыми способами , как поддерживая объект, так и не поддерживая его, в зависимости от от веса объекта.Возможность думать, что один и тот же объект (губка) двумя способами — то есть он может и не поддерживать визуально идентичные объекты в зависимости от веса объекта, на который будет опираться — может быть утомительным для маленьких детей. В то же время мы признаем, что «эффект» (объект остается неподвижным на своей опоре, чтобы построить башню), возможно, был не таким заманчивым, как эффект в двух других задачах, потому что он не повлек за собой столь заметных изменений в визуальная среда.

Выводы и более широкие теоретические выводы

Текущее исследование рассматривало вопрос о том, могут ли дети применить свое понимание эффектов невидимого свойства веса для решения трех разных задач, и когда.Результаты показывают, что к 4 годам дети используют вес как причинную переменную во всех трех задачах. Результаты также предполагают интересные изменения в зависимости от возраста, поскольку задача перемещения объекта была решена в самом молодом возрасте, двухлетнем возрасте. Дальнейшие исследования необходимо будет направить на два основных вопроса развития, поднятых здесь: (i) как дети строят свое зарождающееся понимание объектно-объектных отношений в столкновениях объектов (тяжелые предметы могут вытеснять другие более легкие объекты) в качестве основы для развития понимания более сложных задач, связанных с весом (балансировка весов и строительство башни), и (ii) роль, которую язык может играть в развитии у детей понимания того, как вес работает в генеративной манере, вызывая ряд разнородных эффектов в видимом мире.Хотя язык, касающийся веса, не использовался во время эксперимента (слова, касающиеся массы, количества, размера были исключены), вполне вероятно, что понимание детьми невидимых сил, таких как вес, развивается и расширяется благодаря их овладению системой символов языка и участию в нем. повседневные дискуссии, пытающиеся объяснить взаимодействия объект-объект, которые они видят в мире.

Последний интригующий теоретический вопрос, поднятый текущими открытиями, касается сдвига в развитии, который происходит примерно в 4-летнем возрасте, и его возможной связи с появлением явной теории мышления, рассуждающей примерно в этом же возрасте [43].Задачи с отягощениями, как и задачи явной теории разума, требуют большего, чем просто изменения зрительного внимания, измеряемые оценками времени взгляда. В литературе по эксплицитной теории разума детям необходимо описать и обосновать свой выбор; В текущем эксперименте детям необходимо сделать выбор между двумя объектами, чтобы совершить действие (выполнить «вмешательство»), призванное вызвать изменение в физическом мире на основе невидимого свойства веса. В обоих случаях детям необходимо принимать решения на основе невидимых свойств (веса по отношению к вещам и психических состояний по отношению к намеренным агентам).Было бы интересно напрямую сравнить понимание детьми невидимого свойства веса и невидимых психических состояний у одних и тех же детей в одной и той же тестовой сессии. Основываясь на достижениях в этой и других статьях, теперь у нас есть инструменты для проведения лонгитюдных исследований, сравнивающих детские интуитивные теории как физической, так и социальной причинности — темы, имеющей центральное значение в науке о развитии [16, 23, 32, 44].

Благодарности

Это исследование было поддержано Фондом философии и социальных наук Департамента образования провинции Цзянсу (2017SJB0953) и Фондом отличной докторской степени Педагогического университета Цзянсу (16XWR019) при ZW и Вашингтонском университете, Институте инновационных исследований обучения и мозговых наук. Фонд ANM.Мы благодарны участвующим детям и родителям.

Список литературы

1. 1. Гопник А., Глимур С., Собель Д.М., Шульц Л.Е., Кушнир Т., Дэнкс Д. Теория причинного обучения у детей: причинные карты и байесовские сети. Психологический обзор. 2004; 111: 3–32. pmid: 14756583
2. 2. Гопник А., Шульц Л. Причинное обучение: психология, философия и вычисления. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. 2007.
3. 3. Гельман С.А. Существенный ребенок: Истоки эссенциализма в повседневной мысли.Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. 2003.
4. 4. Легаре СН, Гельман С.А., Веллман Х.М. Несоответствие предшествующим знаниям вызывает у детей причинно-следственные рассуждения. Развитие ребенка. 2010; 81: 929-944. pmid: 20573114
5. 5. Legare CH, Lombrozo T. Избирательное влияние объяснения на обучение в раннем детстве. Журнал экспериментальной детской психологии. 2014; 126: 198-212. pmid: 24945685
6. 6. Инельдер Б., Пиаже Дж. Развитие логического мышления с детства до юности.Нью-Йорк: Основные книги. 1958.
7. 7. Пиаже Ж. Истоки интеллекта у детей. Нью-Йорк: Пресса международных университетов. 1952.
8. 8. Маршалл П.Дж., Саби Дж.Н., Мельцов А.Н. Реакции мозга младенца на вес объекта: изучение целенаправленных действий и собственного опыта. Младенчество. 2013; 19: 942–960. pmid: 24311970
9. 9. Молина М., Джоуэн Ф. Восприятие веса у 12-месячных младенцев. Младенческое поведение и развитие. 2003; 26: 49–63.
10. 10. Хауф П., Паулюс М. Опыт имеет значение: 11-месячные младенцы могут научиться использовать информацию о материалах для прогнозирования веса новых предметов. Младенческое поведение и развитие. 2011; 34: 467−471. pmid: 21665284
11. 11. Хауф П., Паулюс М., Байларджон Р. Младенцы используют информацию о сжатии для определения веса объектов: изучение познания, исследования и предполагаемых действий при выполнении задачи, имеющей приоритетное значение. Развитие ребенка. 2012; 83: 1978−1995. pmid: 22861050
12. 12.Паулюс М., Хауф П. Использование детьми свойств материала для управления их действиями с объектами с разным весом. Младенчество и развитие ребенка. 2011; 20: 423-436.
13. 13. Гордон А.М., Форссберг Х., Йоханссон Р.С., Элиасон А.С., Вестлинг Г. Развитие человеческого точного захвата. Ш. Интеграция визуальных подсказок размера во время программирования изометрических сил. Experimental Brian Research, 1992; 90: 399–403.
14. 14. Ван З., Мельцов А.Н., Уильямсон Р.А. Социальное обучение способствует пониманию физического мира: имитация сортировки веса детьми дошкольного возраста.Журнал экспериментальной детской психологии. 2015; 136: 82-91. pmid: 25866145
15. 15. Ван З., Уильямсон Р.А., Мельцов А.Н. Подражание как механизм познавательного развития: кросс-культурное исследование обучения правилам у 4-летних детей. Границы психологии, 2015; 6. pmid: 26029132
16. 16. Povinelli JD. Мир без веса: взгляд на инопланетный разум. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. 2012.
17. 17. Шрауф С., Колл Дж., Пауэн С.Влияние правдоподобной и неправдоподобной обратной связи по шкале баланса на ожидания детей от 3 до 4 лет. Журнал познания и развития. 2011; 12: 518–536.
18. 18. Смит С., Кэри С., Вайзер М. О дифференциации: тематическое исследование развития концепций размера, веса и плотности. Познание, 1985; 21: 177–237. pmid: 3830547
19. 19. Лесли А.М., Кибл С. Воспринимают ли шестимесячные младенцы причинно-следственную связь? Познание, 1987; 25: 265–288. pmid: 3581732
20. 20.Котовский Л., Байарджон Р. Рассуждения о столкновениях у 11-месячных младенцев, основанные на калибровке. Познание, 1994; 51: 107–129. pmid: 8168356
21. 21. Siegler RS. Три аспекта когнитивного развития. Когнитивная психология, 1976; 8: 481–520.
22. 22. Зиглер Р.С., Чен З. Различия в развитии в обучении правилам: микрогенетический анализ. Когнитивная психология. 1998; 36: 273–310. pmid: 9729904
23. 23. Кэри С. Происхождение понятий.Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. 2009.
24. 24. Бертье NE, DeBlois S, Poirier CR, Novak MA, Clifton RK. Где мяч? Двух- и трехлетние рассуждают о невидимых событиях. Развивающая психология. 2000; 36: 394–401. pmid: 10830982
25. 25. Butler SC, Бертье NE, Клифтон РК. Стратегии поиска и визуальное отслеживание двухлетних детей в задании на скрытое перемещение. Развивающая психология. 2002; 38: 581–590. pmid: 120
26. 26. Маш C, Keen R, Berthier NE.Визуальный доступ и внимание в рассуждениях двухлетних детей о событиях и поиске объектов. Младенчество. 2003; 4: 371–388.
27. 27. Мельцов АН. Подражание младенцу после недельной задержки: долговременная память на новые действия и множественные стимулы. Психология развития, 1988; 24: 470–476. pmid: 25147404
28. 28. Мельцов А.Н., Вайсмейер А., Гопник А. Изучение причин от людей: обучение причинно-следственных связей у 24-месячных младенцев. Развивающая психология. 2012; 48: 1215–1228.pmid: 22369335
29. 29. Гопник А, Собель ДМ. Обнаружение бликетов: как маленькие дети используют информацию о новых причинных силах при категоризации и индукции. Развитие ребенка. 2000; 71: 1205–1222. pmid: 11108092
30. 30. Гопник А., Собель Д.М., Шульц Л.Э., Глимур С. Механизмы причинного обучения у очень маленьких детей: двух-, трех- и четырехлетние дети выводят причинные связи из моделей изменчивости и ковариации. Развивающая психология. 2001; 37: 620–629.pmid: 11552758
31. 31. Собель Д.М., Киркхам Н.З. Blickets и младенцы: развитие причинно-следственной связи у детей ясельного и младшего возраста. Развивающая психология. 2006; 42: 1103–1115. pmid: 17087545
32. 32. Вайсмейер А, Мельцов АН. Учиться заставлять вещи происходить: обучение младенцев с помощью наблюдений за социальными и физическими причинными событиями. Журнал экспериментальной детской психологии. 2017; 162: 58–71. pmid: 28587940
33. 33. Бьюкенен DW, Собель DM. Причинно-следственные рассуждения у детей раннего возраста.Развитие ребенка. 2011; 82: 2053–2066. pmid: 21919900
34. 34. Erb CD, Buchanan DW, Sobel DM. Развивающееся у детей понимание связи между переменной причинно-следственной эффективностью и механистической сложностью. Познание. 2013; 129: 494–500. pmid: 24041835
35. 35. Готфрид GM, Гельман С.А. Разработка причинно-объяснительных структур, специфичных для предметной области: роль внутреннего и имманентного. Когнитивное развитие. 2005; 20: 137–158.
36. 36. Собель Д.М., Йоахим С.М., Гопник А., Мельцов А.Н., Блюменталь Э.Дж.Бликет внутри: выводы дошкольников о внутренностях и причинах. Журнал познания и развития. 2007; 8: 159–182. pmid: 18458796
37. 37. Браун Р. Слова и прочее. Гленко, Иллинойс: Свободная пресса; 1958.
38. 38. Гентнер Д., Голдин-Медоус С. Язык в уме: достижения в изучении языка и мышления. Кембридж, Массачусетс: MIT Press. 2003.
39. 39. Waxman SR. Построение лучшего моста. В: Банаджи М.Р., Гельман С.А., редакторы. Навигация в социальном мире: чему нас могут научить младенцы, дети и другие виды животных.Нью-Йорк: издательство Оксфордского университета; 2013. С. 292–296.
40. 40. Halford GS, Andrews G, Dalton C, Boag C, Zielinski T. Производительность детей младшего возраста на шкале баланса: влияние сложности отношений. Журнал экспериментальной детской психологии. 2002; 81: 417–445. pmid: 118

41. 41. Halford GS, Wilson WH, Phillips S. Способность обработки, определяемая сложностью отношений: значение для сравнительной психологии развития и когнитивной психологии. Поведенческие науки и науки о мозге.1998; 21: 803–831. pmid: 10191879
42. 42. Киркхэм Н.З., Слеммер Дж.А., Ричардсон округ Колумбия, Джонсон С.П. Местоположение, местоположение, местоположение: Развитие обучения пространственно-временной последовательности в младенчестве. Развитие ребенка, 2007 г .; 78 (5): 1559–1571. pmid: 17883448
43. 43. Wellman HM., Cross D, Watson J. Метаанализ развития теории разума: правда о ложных убеждениях. Развитие ребенка, 2001 г .; 72: 655–684. pmid: 11405571
44. 44. Гопник А, Мельцов АН.Слова, мысли и теории. Кембридж, Массачусетс: MIT Press. 1997.

Простая логическая головоломка, показывающая, насколько люди нелогичны — факты настолько романтичны

В 1960-х годах английский психолог Питер Уэйсон разработал эксперимент, который произвел революцию в его области. Эта умная головоломка, известная как «задача выбора Уэйсона», по словам одного автора учебника, часто объявляется «единственной наиболее изученной экспериментальной парадигмой в психологии мышления».

Васон был забавным, умным человеком и своеобразным мыслителем. Его великая проницательность заключалась в том, чтобы относиться к рассуждениям как к загадке, к чему-то, что нужно исследовать критически и игриво. Он сказал своим коллегам, например, что ознакомится с их работой только после того, как проведет свои собственные эксперименты, чтобы не искажать собственное мнение. Он также сказал, что до проведения экспериментов исследователи — как правило — никогда не должны точно знать, зачем они их проводят. «Обычно цель его экспериментов заключалась не в проверке гипотез или теории, а в том, чтобы исследовать природу мышления», — написала пара его учеников в некрологе Уэйсона.(Он умер в 2003 году.) «Его целью было раскрыть удивительный феномен — показать, что мышление — это не то, что психологи, включая его самого, считают».

Новаторский характер задачи отбора Васона, возможно, был результатом его нетрадиционного стиля. В одном варианте задания одному испытуемому (всегда один — он отвергал испытуемых по группам) предлагают четыре карточки, лежащие на столе, каждая с однозначным числом на одном лице и одним из двух цветов на другом.Представим, что вы являетесь подданным Уэйсона. Первая и вторая карты, которые вы видите, — это пятерка и восьмерка; третья и четвертая карты соответственно синие и зеленые. Уэйсон любил болтать со своими испытуемыми, но он, вероятно, не сказал им, что эта логическая головоломка «обманчиво проста», как он описал ее в статье, которую он позже напишет в 1968 году.

Вейсон говорит вам, что если карта показывает четное число на одной лицевой стороне, то ее противоположная сторона синего цвета. Какие карты вы должны перевернуть, чтобы проверить истинность его предложения, не переворачивая ненужных карт? Нажмите на свой ответ в интерактивном видео ниже:

Если вы ошиблись, держите настроение: более 90 процентов испытуемых Уэйсона тоже ошибались, причем довольно систематическим образом; ошибки, которые они сделали, следовали шаблону.«Я очень недоволен своим первоначальным выбором, — однажды сказал один из испытуемых Васону, — но да, я бы все равно выбрал те же самые, если бы мне пришлось выполнять задание снова». В той статье 1968 года, озаглавленной «Рассуждения о правилах», он написал, что это «тревожные» результаты. Преобладающее предположение заключалось в том, что люди естественным образом рассуждают аналитически, но здесь был субъект Уэйсона, который признал, что, если бы у него был выбор, он снова был бы иррациональным. Это заставило Уэйсона задуматься: является ли головоломка сложной из-за логической структуры правил, или люди просто сбивают с толку слова, с помощью которых головоломка выражается?

В 1982 году пара психологов из Университета Флориды Ричард Григгс и Джеймс Кокс решительно поддержали идею о том, что головоломка сложна из-за ее формулировки.Они изменили формулировку задачи выбора Уэйсона, попросив своих испытуемых в одном эксперименте представить себя полицейскими в баре, ищущими несовершеннолетних пьющих. В этом случае, а не абстрактное правило, как в случае с числами и цветами в приведенном выше примере, правило здесь совершенно социальное : если человек пьет пиво, то этому человеку должно быть больше 21 года. Семьдесят пять процентов. испытуемых удалось разгадать загадку, когда она была представлена ​​таким образом, обнаружив то, что исследователи теперь называют «эффектом содержания».Другими словами, то, как вы оформляете задачу, определяет ее сложность, несмотря на тот факт, что она включает в себя одну и ту же основную задачу: проверить, было ли нарушено правило — , если P, то Q — . Но почему слова должны иметь значение, если в основе их всегда лежит одна и та же логическая структура?

В своем бестселлере 2011 года Thinking, Fast and Slow лауреат Нобелевской премии психолог Дэниел Канеман популяризировал теорию «двойного процесса», на которую Уэйсон намекал несколько десятилетий назад, и с тех пор в нее внесли свой вклад другие исследователи.Согласно этой версии, разный выбор слов может заставить вас думать, используя одну из двух разных когнитивных систем. Как это ни парадоксально — но интуитивно понятно с точки зрения эволюции, — старая система (которую Канеман называет «системой 1») быстра, а новая система («система 2») медлительна. Столкнувшись с задачей выбора Уэйсона, эти две системы борются за то, чтобы дать ответ. Если раньше вы ошибались, вы можете винить в этом свою старую интуитивную систему 1, которая любит срезать мыслительные углы с помощью так называемого «предвзятого отношения».«Любой, кто пытается решить головоломку, имеет явную тенденцию просто выбирать предметы, указанные в правиле, — логически опасная тактика. Таким образом, «систематическая ошибка совпадения» объясняет, почему наиболее распространенной ошибкой является переворачивание «8» (правильный ход) и «синего» (неправильный ход), поскольку правило содержит слова «четное число» и «синий». Перевернуть синюю карточку логически бесполезно, потому что обнаружение нечетного числа на другой стороне не нарушит правила.

Но если это иррационально, почему мы так склонны? Потому что, как говорится в одной недавней статье, «это быстро и приятно».Напротив, абстрактное мышление — работа новой системы — трудна. Там, где это возможно, новая система позволяет старой, часто даже не осознавая этого, определять свои решения. Вот почему Канеман говорит, что «одна из его основных характеристик — лень». Но его лень окупается в пивной версии головоломки, потому что старая система хорошо знакома с законом о запрете употребления алкоголя несовершеннолетними и возрастом, когда разрешено употребление алкоголя, и она использует эти знания для решения головоломки без особых усилий.

Для психологов-эволюционистов вариант задачи выбора Уэйсона, связанный с употреблением пива, настолько прост, потому что люди эволюционировали в так называемой «социо-когнитивной нише».

Это объяснение двух систем хороших и плохих результатов в головоломке Уэйсона имеет некоторую подтверждающую поддержку. Если раньше вы ответили правильно, скорее всего, ваши результаты по SAT выше, чем у тех, кто ошибся. Исследования также показывают, что новая система сильнее привязана как к возрасту, так и к интеллекту растущего ребенка. И вполне предсказуемо, что именно новая система, гораздо больше, чем старая, ухудшается с возрастом. Свидетельства подобного рода, кажется, прекрасно разделяют наш разум на две взаимодействующие половины — новую, обеспечивающую «мощную систему рассуждений общего назначения», и старую, состоящую из «автономных подсистем», которые имеют тенденцию как бы работать. , без особого надзора.

Не уверены? Ты не одинок. Эволюционные психологи считают совершенно неправдоподобным, чтобы слепой мастер естественного отбора разделил наше мышление так чисто и отчетливо в соответствии с этой схемой двойного процесса. Для них то, что делает пивную версию задачи выбора Wason настолько простой, так это то, что люди эволюционировали в так называемой «социально-когнитивной нише». Чтобы выжить в этой нише, она была адаптивной, чтобы создавать правила и следовать им, чтобы «функционировать как уникальный и высококонкурентный хищный организм», как утверждается в одном из недавних обзоров в «Философских трудах Королевского общества ».

Для психолога-эволюциониста вариант употребления пива активирует нашу высокоразвитую способность распознавать, когда кто-то нарушает правило «общественного договора». В 1989 году Леда Космидес, основательница радикально дарвиновского подхода к этой области, назвала эту способность «модулем обнаружения мошенников», и с тех пор ее коллеги использовали задачу выбора Уэйсона для проверки социальной природы человечества в сотнях исследований. Один из последних, опубликованный в феврале в журнале Evolution and Human Behavior , кажется, показывает, что матери и отцы систематически менее заботятся о неродственных детях.«Родители, — заключили исследователи, — по-видимому, менее хорошо рассуждают о правилах безопасности, поскольку они применяются к неродственным детям, по сравнению с правилами, которые применяются к их собственным».

Оба лагеря продолжают проводить свои собственные исследования — и аргументы — для объяснения результатов задания по отбору Wason. На данный момент экспериментальный результат головоломки остается открытым для интерпретации.

Что касается Васона, то после выхода на пенсию он поклялся держаться подальше от научных дебатов, окружающих его работу, но был рад видеть, как больше идей расцветают на следе, который он — больше, чем кто-либо — выковал.Он занялся шахматами, стал соавтором книги о них (неудивительно, что Психология шахмат ) и получил звание международного мастера. Размышляя о своей карьере, он сказал: «Возможно, меня привлекла тема рассуждений, потому что большинство вещей в жизни казались необоснованными».

Получите информационный бюллетень Nautilus

Самые свежие и популярные статьи доставляются прямо на ваш почтовый ящик!

Брайан Галлахер — редактор блога Nautilus «Факты так романтичны».Следуйте за ним в Twitter @ brianga11agher.

Задача выбора Wason (Часть I) — Психология в действии

Вам сказали, что на одной стороне этих четырех карточек есть буква, а на другой — число. Вам дано правило о четырех картах: Если карта имеет гласную на одной стороне, то у нее четное число на другой стороне . Вас спрашивают, , какую карту (карты) вам нужно перевернуть, чтобы определить, истинно или ложно правило ?

[expand title = «Щелкните здесь, чтобы просмотреть типичные результаты этого эксперимента.»] Эта абстрактная форма задачи выбора Wason обычно дает следующее распределение ответов (Wason & Shapiro, 1971): ~ 45% выбирают карту A и карту 4 ~ 35% выбирают только карту A ~ 7% выбирают карту A , карту 4 и карту 7 ~ 4% выберите карту A и карту 7 [ правильно ] ~ 9% выбирают другие комбинации карт [/расширять] В результатах Уэйсона шокирует то, что логически правильный (нормативный) ответ выбирают только около 4% испытуемых (Wason & Shapiro, 1971).Хотя испытуемые четко осознают важность выбора карты A , логично также выбрать карту 7 , потому что в случае, если на другой стороне будет гласная, правило будет нарушено (таким образом, сфальсифицировано). . И наоборот, нет никакой логической причины для выбора карты 4 , потому что она не может фальсифицировать правило — гласная или согласная на другой стороне не имеет значения, поскольку нет ограничений на четность. согласная пара.

Немного логики

Чтобы более точно охарактеризовать логические рассуждения испытуемых, стоит резюмировать несколько частей формальной логики. Во-первых, логическая структура, предназначенная в задачах выбора Wason, представляет собой простое условное , то есть утверждение «если P , то Q ». Когда доходит до логической формы условного выражения, P → Q , мы называем предложение P антецедентом, а предложение Q — следствием (то, что следует из антецедента).Мы можем либо подтвердить (заявить как истинное), либо отрицать (заявить как ложное) любое из утверждений, таким образом, есть четыре простых структуры аргументов, которые могут быть применены. Два из этих аргументов логически верны (их вывод всегда будет верным, если их посылки истинны), а два других логически неверны (их вывод может быть ложным, даже если их посылки истинны).

Таблица 1 : Допустимые и недопустимые аргументы для условной логики

Подтверждение антецедента ( modus ponens )

1. P → Q 2. P

3. Q

Отказ от последующего ( modus tollens )

1. P → Q 2. ~ Q

3. ~ P

Подтверждение следствия (НЕДЕЙСТВИТЕЛЬНО)

1. P → Q 2. Q

3. P

Отказ от антецедента (НЕДЕЙСТВИТЕЛЬНО)

1. P → Q 2.~ P

3. ~ Q

В таблице 1 показаны четыре простых аргумента для P → Q с их выводами под линиями. Более очевидным из веских аргументов является «Подтверждение предшествующего», которое называется modus ponens . Ясно, что если посылка P → Q истинна, и мы знаем, что P истинно, то отсюда следует, что Q истинно. Гораздо более хитрый действительный аргумент, который наиболее актуален для эффектов, которые мы видим в задаче выбора Уэйсона, — это отрицание следствия ( modus tollens ).Если мы знаем, что Q следует из P , но мы знаем, что Q ложно, тогда, работая в обратном направлении, P также должно быть ложным (иначе Q было бы истинным). Справедливость этого аргумента становится более очевидной, когда мы (обоснованно) переставляем условное выражение в его контрапозитивную форму : ~ Q → ~ P , после чего мы можем использовать modus ponens , чтобы заключить ~ P из ~ Q (где ~ X читается как «не X «).

Подопытные Васона в подавляющем большинстве случаев не смогли применить modus tollens , важный метод фальсификации. Чтобы полностью оценить, является ли правило истинным или ложным, нужно искать наличие P , когда нет Q , потому что контрапозитив требует, чтобы не было P , если нет Q . Проще говоря, единственный возможный способ опровергнуть правило — найти карту с P с одной стороны и ~ Q с другой; таким образом, только карты, показывающие P или ~ Q , заслуживают проверки .

Эффект содержания

В 1971 году Вейсон и его докторант Диана Шапиро опубликовали исследование, демонстрирующее, что участники все еще боролись с абстрактной формой задания (даже после того, как им дали практическую абстрактную задачу, на которой можно было учиться). Однако они с гораздо большей вероятностью дали ответ modus tollens (~ Q ) на изоморфную тематическую (семантическую) версию задачи. Испытуемые оценивали правило «Каждый раз, когда я еду в Манчестер, я еду на машине», используя карточки с городами на одной стороне и видами транспорта — на другой.Объяснение улучшения результатов состояло в том, что, хотя у британских участников не было бы опыта рассуждений о соотношении четных чисел и гласных, у них был бы опыт поездок на машине или поезде в города Великобритании, что облегчало их рассуждения.

Поскольку две задачи были написаны таким образом, что базовая логическая структура была (предположительно) эквивалентна для разных условий, Wason и Shapiro (1971) утверждали, что улучшенная производительность тематической версии была доказательством семантического , а не синтаксического эффекта . .Однако это само по себе не было чем-то таким удивительным — они признали, что возросшая значимость «конкретных» терминов, в соответствии с предыдущими исследованиями, может облегчить символическое манипулирование ими и их рассуждения. В аналогичном тематическом эксперименте бывший ученик Уэйсона Филип Джонсон-Лэрд вместе с итальянскими психологами Паоло и Марией Легренци (1972) тестировал британских испытуемых на форме задания отбора, используя правило о стоимости почтовых марок, необходимых для отправки письма. письмо в закрытом или открытом конверте (для незапечатанных почтовых отправлений была меньшая ставка).Опять же, исследователи полагали, что знакомство с контекстом проблемы помогло им определить и нормативно рассуждать о лежащей в основе логической структуре, таким образом увеличивая модус на ответов.

В течение следующего десятилетия пришел ряд, казалось бы, противоречивых результатов, таких как неудача Григгса и Кокса (1982) в воспроизведении результатов Уэйсона и Шапиро (1971) и Джонсон-Лэрда и др. (1972) с использованием тех же контекстов проблемы ( путешествия и почтовые расходы) с американской тематикой. Голдинг (1981) использовал аналогичное правило почтовых отправлений, которое фактически использовалось в Великобритании (но с тех пор было отменено), и продемонстрировало содействие пожилым британским подданным (у которых был бы опыт применения старого правила), но не более молодым.Взятые вместе, эти результаты указывают на важную роль предшествующего опыта в содержании правила, особенно примеров контрпримеров ( P и ~ Q ), что привело некоторых исследователей к выводу, что рассуждающие обычно не используют общие правила. умозаключений, а скорее опираться на тематические воспоминания о соответствующих контрпримерах (Griggs & Cox, 1982; Manktelow & Evans, 1979). Эта так называемая гипотеза «подсказки памяти» утверждала, что вместо того, чтобы способствовать нормативной логической структуре, предметно-ориентированное знакомство просто позволило участникам получить доступ к своей памяти контрпримеров, устраняя необходимость в общей логике предметной области.

Вот классический пример конкретной задачи выбора Уэйсона с правилом, с которым должно быть знакомо большинство американцев (адаптировано из Griggs & Cox, 1982):

Задача 2

Вам показаны эти четыре оранжевые карточки и выдается следующая подсказка:

Рост и развитие: 3-5 лет

Развитие

Форма вашего ребенка меняется больше, чем его рост или вес, в период между 3 и 6 днями рождения.Вы можете ожидать, что ваш ребенок будет прибавлять примерно 4-1 / 2 фунта и расти примерно на 3 дюйма каждый год.

«Преобразование» тела вашего дошкольника начинается сверху и постепенно спускается вниз. Кости черепа и лица растут, так что лицо вашего ребенка теряет округлость, а лоб, нос и подбородок становятся более заметными. Тем временем верхняя и нижняя челюсти начинают расширяться, освобождая место для постоянных зубов. Плечи вашего ребенка начинают сужаться, его осанка улучшается, а его «животик» становится плоским.

Обычно к 3 годам ваш ребенок становится более скоординированным при беге или подъеме и спуске по лестнице. К концу дошкольного возраста ваш ребенок должен уметь легко ловить отскочивший мяч, пинать мяч вперед, стоять на одной ноге или подпрыгивать. Трехлетние дети настолько активны, что иногда им легче заменить слово движением. Они могут бегать по комнате с раскинутыми руками, показывая, что летят, вместо того, чтобы говорить о полете.

Ручка хорошо сформировалась к 3 годам. Если ваш ребенок предпочитает использовать левую руку, не пытайтесь ее изменить. Левши прекрасно справляются.

Способность вашего ребенка концентрироваться позволяет ребенку пользоваться преимуществами контроля над мелкими мышцами в его или ее руках. Ваш ребенок должен уметь копировать круг и с удовольствием рисовать. Играя с кубиками, ваш ребенок может построить башню из девяти или более кубиков.

Это великий возраст для ремесел.Ваш ребенок любит заниматься вырезанием, раскрашиванием и раскрашиванием. Для будущих садоводов это прекрасное время для работы в саду. Для будущих плотников ничто не сравнится с острыми ощущениями от использования настоящей отвертки.

Навыки самопомощи следует значительно улучшить. В этом возрасте дети могут есть сами, расстегивать одежду и пользоваться большими молниями и кнопками.

Вехи развития — это способности (поведенческие и физические), достигаемые по мере роста детей.Дети достигают разных этапов развития в зависимости от их возраста. Когда вы приближаетесь к 5-летию своего дошкольника, вы можете обнаружить, что он нуждается в оценке развития, если он или она:

• не может прыгать на месте
• не может правильно держать карандаш
• не может складывать четыре блока
• не может отделяться от родителей
• не заинтересован в игре с другими детьми
• не интересуется интерактивные игры
• испытывает трудности с бросанием мяча сверху
• не реагирует также на членов семьи
• не имеет творческой игры
• отказывается сотрудничать с одеванием, сном, приучением к туалету
• испытывает трудности с самоконтролем, когда злится или расстроен
• не может назвать свое имя и фамилию
• неправильно использует множественное число или прошедшее время
• неправильно использует «я» и «вы»
• не произносит предложения, состоящие более чем из трех слов
• большую часть времени кажется несчастным или грустным

Когнитивное развитие

Дошкольники продолжают использовать магическое мышление для решения проблем или объяснения вещей.Вы будете удивлены тому, что узнаете, когда спросите своего ребенка «почему?» вопрос. Например, ваш дошкольник может сказать вам, что солнце встает утром, потому что именно тогда оно просыпается.

Иногда ответ предупреждает вас о возможной проблеме, например, о том, что ваш ребенок считает, что его гнев может вызвать у кого-то болезнь. Будьте тверды, объясняя, что эмоции не причиняют вреда другим людям.

Дошкольники не мыслит логически.Они верят тому, что говорят им глаза, даже если это не имеет смысла. Проведите этот знаменитый эксперимент со своим дошкольником, чтобы лучше понять, как думает ваш ребенок. Налейте воду из высокой тонкой стеклянной вазы в широкую прозрачную стеклянную миску. Убедитесь, что вода не пролита. Спросите своего дошкольника, в какой емкости больше воды. Скорее всего, ваш ребенок ответит на высокую тонкую вазу (или на другую, которая кажется ребенку больше). Вряд ли ваш дошкольник скажет, что количество воды не изменилось, а только выглядит иначе.

Даже если вы укажете, что воду не добавляли и не убирали, ваш дошкольник верит в то, что видит, и не обращает внимания на логику. Это называется дологическим мышлением, и это абсолютно нормально и очаровательно.

Сказочная пятерка для помощи дошкольникам в обучении

1. Будьте проще. Подумайте о правилах безопасности, которые вы помните с детства. «Посмотрите в обе стороны, прежде чем переходить улицу». «Остановись, брось и катись.» «Пристегнитесь.» Это помогает сделать правила максимально простыми и повторять их одними и теми же словами.
2. Повторение — клей обучения. Повторить. Повторить. Повторить.
3. Учиться так же просто, как играть в игру. Обучайте дошкольников правилам безопасности, играя в игры «а что, если». Сначала объясните правилу простыми словами, а затем задайте ребенку вопрос «а что, если». Например, правило пожарной безопасности для спичек и зажигалок: «Не трогать. Скажите взрослому «. В игре «а что, если» может возникнуть такой вопрос: «Что, если бы вы нашли зажигалку у дяди Джима? Что бы вы сделали?» Дошкольник должен ответить: «Не трогай.Скажите взрослому «. Дошкольникам нравятся игры «а что, если». Им нравится получать правильный ответ, и им нравится слышать, как вы хвалите их за правильные ответы.
4. Успех делает успех. В дополнение к хвалите вашего ребенка за правильные ответы в игре «что, если», хвалите своего ребенка всякий раз, когда вы видите, что он или она использует хорошие привычки безопасности. Если ваш дошкольник держится за поручень при спуске по лестнице, похвалите его или ее за хорошие навыки безопасности на лестнице. Как можно чаще ловите ребенка, который делает что-то правильно, чтобы у вас было много возможностей похвалить его.
5. Будьте хорошим примером для подражания. Ваш дошкольник хочет быть таким же, как вы, когда вырастет. За всем, что вы делаете, наблюдают, так что делайте все правильно! Сделайте правило. Учите правилу. Следуйте правилу. Будьте внимательны к детям, заметившим, когда правило не применяется или не изменяется. Самое главное, поддерживайте открытые линии общения.

Развитие речи

Если вы аплодируете новым спортивным навыкам вашего дошкольника, вы должны аплодировать стоя тем чудесным достижениям, которые ваш ребенок делает в речи.

Рассмотрим это:

• 1 год: 2-4 слова в словаре
• 1-1 / 2 года: 10 слов в словаре
• 3 года: 1000 слов в словаре
• 5 лет: словарный запас 10 000 слов

Однако язык — это больше, чем просто словарь. Слова нужно объединять в предложения. В возрасте от 2 до 5 лет количество слов в предложении обычно равно возрасту ребенка (предложения из 2 слов к возрасту 2 лет, предложения из 3 слов к возрасту 3 лет и т. Д. К возрасту 5 лет).Дети также изучают грамматику. Они практикуют все эти навыки, разговаривая, задавая вопросы и читая книги.

Дети изучают язык по разному. На языковое развитие влияет ряд факторов: первенцы могут говорить языком раньше, чем младшие братья и сестры, девочки могут говорить раньше, чем мальчики, а дети, чьи родители поздно разговаривали, могут пойти по стопам своих родителей. Активные дети могут быть слишком заняты, чтобы замедлить разговор.

Лучший способ поощрить язык — это разговаривать и слушать своего ребенка — в машине, в магазине, в парке, во время еды и когда вы читаете ребенку сказку на ночь.Говорите — слушайте — говорите — слушайте и т. Д.

Эмоциональное развитие

Дошкольные годы — время ролевых игр. Ролевые игры — это практика на будущее. Вашему ребенку может быть трудно отличить фантазию от реальности. Воображаемые друзья могут остаться ненадолго. Обычно они исчезают сами по себе, их заменяют товарищи по играм из «плоти и крови». К сожалению, воображаемые монстры также обычны в этом возрасте и особенно надоедают перед сном.Ночники и успокоение имеют большое значение для того, чтобы помочь вашему ребенку преодолеть эти страхи.

По мере того, как вашему ребенку приближается к пяти годам, товарищи по играм становятся все более важными. Ваш ребенок начинает замечать, как поступают другие семьи, что может привести к просьбам о дополнительных привилегиях и модной одежде или игрушках. Ваш ребенок может поэкспериментировать с руганью. Все это является признаком того, что ваш ребенок пытается стать независимым. Ваша реакция на неприемлемое поведение должна отделять поведение от ребенка.Например, поведение «плохо», а не ребенок.

Дошкольники хорошо осведомлены о сексуальности и могут задавать вопросы вроде «Откуда берутся дети?» Это также время, когда дети открывают для себя собственное тело и иногда «играют» с ним.

Диета

Потребность вашего ребенка в пищевых жирах в дошкольном возрасте снижается. По мере созревания тела вашего дошкольника пришло время сократить потребление жирных продуктов, таких как цельное молоко и сыр.Диета с низким содержанием жиров, которая полезна для вас, теперь полезна и для вашего ребенка. Давайте ребенку разнообразную еду, включая фрукты и овощи. Часто подавайте разнообразную пищу и каждое из них самостоятельно.

Сон

В дошкольном возрасте существует несколько нормальных форм поведения во сне, которые могут сильно беспокоить родителей:

Ужасы сна: Ужасы сна, также называемые ночными ужасами, могут начаться в возрасте 1 года.Ужасы во сне отличаются от кошмаров. Кошмары — это пугающие сны во время сна, которые можно вспомнить после пробуждения. Ужасы сна возникают не во сне, и их нельзя вспомнить после пробуждения. Обычно они возникают через один-четыре часа после засыпания и продолжаются от 5 до 30 минут. Они могут возникать несколько раз за ночь или только один раз в жизни. Ужасы сна гораздо хуже для родителей, чем для ребенка.

Обычно кажется, что ребенок не спит, кричит, плачет, может биться и выглядит очень напуганным.Поскольку ребенок не полностью проснулся, его невозможно успокоить. Когда эпизод заканчивается, ребенок возвращается в полноценный сон. Хорошая новость в том, что дети перестают бояться сна.

Лучший способ справиться с ужасами сна — оставаться с ребенком, чтобы вы могли защитить его или ее от любых травм, вызванных их резкими движениями. Не включайте свет и не пытайтесь разбудить ребенка. У вашего ребенка не будет памяти об этом эпизоде. Уложить ребенка спать можно раньше, если переутомление усугубляет проблему.Если ночные кошмары очень часты, обсудите проблему со своим врачом.

Разговор во сне: Разговор во сне включает в себя разговор, смех или крик во сне. Ваш ребенок не знает, что происходит. Даже если ваш ребенок ответит на ваши вопросы, он или она не помнит беседу. Разговор во сне настолько распространен, что не считается ненормальным.

Ходьба во сне: Ходьба во сне может включать только ходьбу или может включать ряд других действий, включая одевание, налет на холодильник, открытие дверей и даже подъем и спуск по лестнице.Как и в случае с ночными кошмарами, не пытайтесь разбудить ребенка. Осторожно уложите ребенка обратно в кровать и почувствуйте себя лучше, зная, что ваш ребенок не вспомнит об этом утром. Убедитесь, что все двери надежно заперты, чтобы избежать несчастных случаев.

Безопасность

Безопасность в дошкольном возрасте — еще одна проблема для родителей. С самого начала вы овладели изящным искусством защиты от детей. В детстве вы заслужили ореол ангела-хранителя. Пришло время взять на себя ответственность научить вашего ребенка ответственности за безопасность.В первые годы обучения ваше учение состояло из предупреждений типа «горячо», «не трогай» и «нет». В дошкольном возрасте пора учить правилам безопасности и обеспечивать их соблюдение.

Сказочная пятерка для обучения правилам безопасности

1. Установите правила.
2. Соблюдайте правила.
3. Будьте последовательны.
4. Будьте разумны.
5. Будь тверд.

границ | Логическое мышление, пространственная обработка и вербальная рабочая память: продольные предикторы физических достижений в возрасте 12–13 лет

Введение

В нашем современном технологически развитом обществе очень важно быть научно грамотным, и для общества становится все более важным наличие людей, желающих и способных делать карьеру в области науки и технологий (Tytler, 2014; Vilia et al., 2017). Несмотря на важность приобретения и обладания соответствующими навыками и знаниями в области естественных наук, лишь в немногих исследованиях изучались механизмы, лежащие в основе базовых навыков детей в области естественных наук. Таким образом, в попытке расширить наше понимание, цель настоящего исследования состояла в том, чтобы точно определить когнитивные механизмы, поддерживающие навыки физики у детей в возрасте от 12 до 13 лет.

Наука (то есть физика, химия и биология) — это сложная академическая область, которая требует от ребенка не только усвоить значение научных концепций, но и приобрести навыки научного мышления (Klahr et al., 2011). Первое относится к изучению основных научных фактов, теорий и законов, тогда как второе относится к изучению и применению научных методов (т. Е. Генерации гипотез, экспериментов и оценки доказательств; Klahr et al., 2011; Kuhn, 2011). Таким образом, несколько когнитивных способностей могут гипотетически составлять ключевые компоненты, лежащие в основе навыков детей в науке. Настоящее исследование сосредоточено на трех теоретически значимых когнитивных способностях, которые должны быть связаны с наукой: логическое мышление, пространственные способности и вербальная рабочая память.

Выбор из трех когнитивных способностей частично основан на исследовании основных механизмов математического обучения детей. Факты показывают, что рабочая память, логическое мышление и пространственные способности играют уникальную роль в математических достижениях и развитии детей (Fuchs et al., 2010a, b; Gunderson et al., 2012; Cowan and Powell, 2014; Cirino et al., 2016 ; Skagerlund, Träff, 2016; Mix et al., 2017). Поскольку наука и математика — две дисциплины в рамках комплекса STEM (наука, технология, инженерия и математика), они могут иметь общие вспомогательные процессы.

Роль логических рассуждений, пространственных способностей и вербальной рабочей памяти в научных достижениях

Обширные исследования показывают, что логическое мышление является одним из ключевых компонентов, лежащих в основе навыков в науке (например, van der Graaf et al., 2015; Vilia et al., 2017; Berkowitz and Stern, 2018). Причина этой зависимости от логических рассуждений довольно проста, поскольку приобретение навыков в науке включает изучение абстрактных научных фактов, теорий и применение сложных научных методов (Klahr et al., 2011; Кун, 2011). Таким образом, чтобы усвоить сложное и абстрактное содержание науки, ребенок должен уметь логически и абстрактно мыслить (Roth et al., 2015).

Абстрактные научные явления и концепции (электричество, магнетизм, молекулярная структура, клеточная структура) часто описываются и объясняются с помощью графиков, диаграмм или физических моделей (Hegarty, 2014; Newcombe, 2016). Интерпретация и понимание этих форм визуально-пространственных представлений теоретически должны предъявлять требования к способностям человека в области пространственной обработки (Hegarty, 2014; Stieff and Uttal, 2015; Newcombe, 2016; Verdine et al., 2017). В соответствии с этим предположением, многочисленные исследования взрослых показывают, что показатели пространственных способностей, такие как умственное вращение и пространственная визуализация, позволяют прогнозировать одновременные и будущие достижения в науке (Hegarty and Sims, 1994, пространственная визуализация; Paper Folding Test; ускоренное вращение, пространственная ориентация; Kell et al., 2013 пространственная визуализация; Кожевников и др., 2007 пространственная визуализация; Shea et al., 2001; Wai et al., 2009 пространственная визуализация; Webb et al., 2007 психическое вращение; Yoon and Mann, 2017 психическое вращение ).Кроме того, несколько интервенционных исследований свидетельствуют о том, что тренировка пространственных способностей может улучшить изучение естествознания у студентов университетов (Sorby, 2009; Miller and Halpern, 2013). Однако механизмы того, как пространственные способности поддерживают навыки и обучение в науке, все еще недостаточно изучены. Тем не менее, было высказано предположение, что пространственная обработка выполняет несколько различных функций при решении научных задач, таких как создание пространственно-схематических изображений абстрактных понятий и выполнение пространственных преобразований этих мысленных образов (Кожевников и др., 2002; Миллер и Халперн, 2013; Хегарти, 2014). Важные пространственные преобразования влекут за собой способность мысленно вращать изображения, объединять или связывать различные компоненты визуально-пространственной информации, а также разлагать изображения на части для последующего индивидуального анализа (Кожевников и др., 2002; Miller, Halpern, 2013; Hegarty, 2014; Verdine et al., 2017).

Подобно математике, ряд исследователей полагают, что рабочая память представляет собой ключевой механизм научного мышления (Hegarty, Sims, 1994; Isaak, Just, 1995; Kozhevnikov et al., 2007; Хегарти, 2014). Рабочая память относится к многоцелевому умственному рабочему пространству, отвечающему за координацию и выполнение одновременных процессов, таких как временное хранение информации, переход от одной стратегии или операции к другой и запрещение активации нерелевантной информации (Engle et al., 1992; Shah и Miyake, 1996; Baddeley, 1997). Наука — это сложная академическая область, включающая сложное взаимодействие процессов чтения / речи, процессов понимания (т.д., логические рассуждения) и визуально-пространственные процессы (например, трансформации; Hegarty, 2014; Bergey et al., 2015; Roth et al., 2015; Newcombe, 2016). По существу, это должно требовать гибкого и эффективного умственного рабочего пространства, которое могло бы контролировать, координировать и выполнять различные процессы, связанные с решением научных / физических проблем (Кожевников и др., 2007). Доказательств в поддержку этого предположения растет. Например, Gathercole и его коллеги в ряде исследований наблюдали взаимосвязь между научными достижениями и вербальной рабочей памятью у детей в возрасте 14–15 лет (Jarvis and Gathercole, 2003; Gathercole et al., 2004; см. также Danili and Reid, 2004) и детей в возрасте 11–12 лет (St. Clair-Thompson and Gathercole, 2006).

Многофакторные исследования детских научных навыков

На сегодняшний день несколько исследователей одновременно исследовали, в какой степени различные когнитивные способности способствуют обучению детей естественным наукам. Однако есть несколько исключений из этого положения вещей. Например, Rhodes et al. (2014) обнаружили в выборке из 56 детей в возрасте от 12 до 13 лет, что знания биологии поддерживаются зрительной рабочей памятью (16.0%) и способность к планированию (9,6%), но не контроль торможения или переключение внимания. В более позднем исследовании, проведенном с участием 63 детей в возрасте от 12 до 13 лет, Rhodes et al. (2016) отметили, что знание химии поддерживалось визуальной рабочей памятью (10,9%) и словарным запасом (20,2%), но не контролем торможения, переключением внимания или способностями к планированию.

В недавнем крупномасштабном исследовании 5838 подростков в возрасте 16 лет Donati et al. (2019) исследовали уникальный вклад рабочей памяти, контроля торможения, скорости обработки данных, словарного запаса, невербального логического мышления и социально-экономического статуса (SES) в достижения в науке.Моделирование структурным уравнением показало, что рабочая память (10,3%), невербальные логические рассуждения (0,01%), словарный запас (4,7%) и SES (1,1%) составляли уникальную вариативность в науке в возрасте 16 лет, при этом учитывались предыдущие достижения в науке. в 11 лет.

Более того, Mayer et al. (2014) исследовали связь между научным мышлением (понимание природы науки, понимание теорий, планирование экспериментов и интерпретация данных) и пространственными способностями (умственное вращение), тормозящим контролем, навыками решения проблем, чтением и логическим рассуждением в 155 10- годовалые (четвертый класс).Множественный регрессионный анализ показал, что на пространственные способности приходилось 2,9% уникальной дисперсии, тогда как на навыки решения проблем и понимание прочитанного приходилось 6,7% дисперсии каждая.

Недавно Hodgkiss et al. (2018) исследовали, в какой степени четыре разные категории пространственных способностей (внутренняя-статическая; внутренне-динамическая; внешняя-статическая; и внешняя-динамическая; Uttal et al., 2013; Newcombe and Shipley, 2015) и словарный запас способствуют детскому ( 7–11 лет; N = 123) достижения в конкретных областях науки (т.э., физика, биология, химия). Множественный регрессионный анализ показал, что все три области науки (биология, химия, физика) поддерживались словарным запасом и пространственными способностями, но несколько разными сочетаниями пространственных способностей. Индивидуальные различия в оценках биологии объяснялись умственным складыванием (6%), внутренне-динамическим навыком и пространственным масштабированием (2%), внешне-статическим навыком. На умственные складки приходилось также 4% разброса оценок по физике. Пространственное масштабирование (2%) и встроенные фигуры (3%), неотъемлемо-статический навык, объясняют различия в химии.

В дополнение к исследованиям, проведенным с участием детей в возрасте от 7 до 16 лет, для настоящего исследования актуальны три исследования, проведенные с участием детей младшего возраста (4–6 лет).

Например, van der Graaf et al. (2016) исследовали, поддерживаются ли вариации в научных рассуждениях 100 воспитанников (4–5 лет) (оценка доказательств; эксперименты) вербальной рабочей памятью, зрительно-пространственной рабочей памятью, контролем торможения, пространственной визуализацией, словарным запасом и грамматикой. Они заметили, что оценка доказательств поддерживалась вербальной рабочей памятью, контролем торможения, словарным запасом и грамматикой, но не зрительно-пространственной рабочей памятью или пространственной визуализацией, в то время как эксперименты поддерживались только контролем торможения.

В последующем исследовании выборки из 100 детей в возрасте от 5 до 6 лет van der Graaf et al. (2018) обнаружили, что вербальная рабочая память (6,2%) и торможение (4,8%) внесли независимый вклад в рост оценки доказательств, а языковые навыки (словарный запас; грамматика) — нет. С другой стороны, словарный запас (6,8%) и грамматика (6,8%) были единственными когнитивными способностями, которые объясняли различия в росте экспериментов.

Zhang et al. (2017) протестировали выборку из 584 6-летних китайских детей по навыкам в области наук о жизни (биология), земли и физических наук (физика; химия), языка (словарный запас), пространственной обработки (пространственное восприятие, пространственная визуализация и умственное восприятие). вращение) и вербальная рабочая память.Множественный регрессионный анализ показал, что вербальная рабочая память (12,8%), пространственная обработка (умственное вращение; 3,5%) и язык (1,3%) способствовали достижениям в науках о жизни, в то время как только язык (0,5%) способствовал достижениям в области земных и физических наук. науки (физика; химия).

В целом, общая эмпирическая картина относительно когнитивных механизмов, поддерживающих навыки детей в естественных науках, далеко не ясна. Сложная эмпирическая картина объясняется рядом причин.Во-первых, исследователи сосредоточились на различных областях науки (например, биологии, химии, физике и общей науке) или различных аспектах науки (например, фактических знаниях, концептуальных рассуждениях, оценке доказательств и экспериментировании). Во-вторых, исследователи включили в свои наборы тестов несколько разные когнитивные способности или использовали разные меры для выявления одной и той же способности. В-третьих, существует большая разница в возрасте среди выборок, использованных в различных исследованиях, от 4–5 до 16 лет.Таким образом, трудно сделать какие-либо твердые выводы на основе существующих исследований. Следовательно, необходимы дополнительные исследования, чтобы определить когнитивные механизмы, поддерживающие научное обучение детей. Однако рабочая память и языковые способности, по-видимому, являются ключевыми компонентами, но их вклад варьируется в разных исследованиях от очень небольшого (0,5%) до довольно большого (12,8%). Результаты Mayer et al. (2014), Hodgkiss et al. (2018) и Zhang et al. (2017) подтверждают связь пространственной науки, ранее обнаруженную у взрослых, подчеркивая роль пространственных способностей в обучении детей естественным наукам.

Текущее исследование

Целью настоящего исследования было одновременно изучить, в какой степени логическое мышление, способность к пространственной обработке и вербальная рабочая память, задействованные в третьем классе, являются независимыми когнитивными способностями, лежащими в основе будущих физических навыков детей в шестом классе. На основе предшествующих исследований и теоретических рассуждений была выдвинута гипотеза, что все три когнитивные способности должны независимо объяснять различия в понимании физики шестиклассниками.

В отличие от предыдущего исследования, которое в основном было сосредоточено на молодых людях, это исследование было сосредоточено на физических навыках детей в возрасте от 12 до 13 лет, измеренных с помощью теста на основе широкой учебной программы. В дополнение к измерениям логического мышления, пространственных способностей и вербальной рабочей памяти в исследование были включены меры базовой арифметики и понимания прочитанного.

Математика и физика — это две дисциплины STEM (наука, технология, инженерия и математика), и поэтому они могут разделять определенные основные когнитивные процессы.В соответствии с этим множество исследований демонстрирует связь между математикой и научными знаниями (например, Ma and Ma, 2005; Maerten-Rivera et al., 2010; Barnard-Brak et al., 2017). Фактически, при проведении научных экспериментов математические инструменты используются для сбора (т. Е. Измерения), организации и анализа данных (Batista and Matthews, 2002).

Ряд исследований также демонстрирует связь между чтением и знанием естественных наук (O’Reilly and McNamara, 2007; Maerten-Rivera et al., 2010; Mayer et al., 2014; Barnard-Brak et al., 2017). Эта связь теоретически обоснована, поскольку почти все занятия в классе проводятся в устной форме или через текст , чтение и понимание языка должны играть роль в обучении детей естествознанию. Более того, графики и диаграммы, используемые для описания и объяснения абстрактных научных концепций, обычно также включают текстовую информацию, которую ребенок должен расшифровать и понять (Cromley et al., 2013; Bergey et al., 2015). С учетом существующих исследований и теоретизирования была выдвинута гипотеза, что арифметические способности и понимание прочитанного должны учитывать уникальные вариации в понимании физики шестиклассниками.

Материалы и методы

Участников

В исследовании приняли участие 81 шведский ребенок (37 девочек). В классе раздавалось письмо-согласие, которое дети приносили домой родителям. В исследование были включены все дети с письменного информированного согласия родителей. В 3 классе средний возраст составлял 9,62 года (SD = 0,30, min = 9,03, max = 10,33). В 6 классе средний возраст составлял 12,88 года (SD = 0,25, min = 12,34, max = 13,32). Родным языком для всех 81 ребенка был шведский, без потери слуха и с нормальной или скорректированной остротой зрения.В исследование не были включены дети с нейропсихологическим диагнозом (например, СДВГ).

Это исследование было одобрено региональным комитетом по этике в Линчёпинге, Швеция (номер протокола 33–09).

Общие положения и методика испытаний

В 3-м классе 292 ребенка выполняли тест по чтению, прогрессивные матрицы Рэйвена, арифметический тест и тест умственного вращения в групповых занятиях с участием 3–5 детей. Тест рабочей памяти проводился во время индивидуального сеанса. Все дети проходили тестирование в знакомых комнатах своих школ.Инструкции по тестированию были представлены устно, и все дети проходили тесты в одном и том же порядке. В течение весеннего семестра в 6 классе 81 ученик выполнил тест по физике на занятиях в классе. Тест проводился классными учителями, поскольку он был частью национальной оценки учебной программы, проводимой и контролируемой Шведским национальным агентством образования. Большой отток объясняется тем, что тесты по естественным наукам (биология, химия, физика) и общественным наукам (история, религия, география, обществознание) являются необязательными для школ, а тесты по математике, английскому языку (первый иностранный язык), и шведский (родной язык) являются обязательными.139 (48%) из 292 детей сдали тесты по биологии (38), химии (20) или физике (81).

Вербальная рабочая память

Этот тест был разработан первым автором и использовался в ряде исследований с участием детей в возрасте 6–15 лет (например, Träff et al., 2017a, b, c). Ребенку предлагали последовательности слов, прочитанных экспериментатором, от минимум двух до максимум семи слов. Для каждого слова в последовательности ребенку было предложено решить, является ли слово животным или нет (устно ответив «ДА» или «НЕТ»), прежде чем перейти к следующему слову в последовательности.Сорок три процента слов были животными. После представления всех слов в пределах диапазона ребенка попросили устно вспомнить слова в правильном последовательном порядке. Два таких испытания проводились для каждого диапазона, и ребенок переходил к следующему диапазону (например, от диапазона из двух до трех слов), если хотя бы одно испытание было успешно отозвано. Тестирование завершалось, когда ребенок не мог правильно вспомнить оба испытания в заданном промежутке времени. Оценка, используемая в качестве показателя вербальной рабочей памяти, была представлена ​​самой длинной последовательностью правильно запомненных слов.Дополнительные 0,5 балла присуждались, если ребенок правильно запомнил слова, использованные в обоих испытаниях, в его / его наибольшем размере размаха. Возможный диапазон баллов — 0–7,5.

Пространственная способность

Измерение пространственных способностей было получено с помощью задания на умственное вращение на основе букв алфавита (Rüsseler et al., 2005). Всего в 16 испытаниях с одной буквой на испытание слева была указана целевая буква, а справа — четыре соседних буквы сравнения.Четыре буквы сравнения были повернуты на один из шести углов поворота (45, 90, 135, 225, 270 и 315 °) в картинной плоскости, где две буквы сравнения были визуально отражены (т. Е. «Неправильные») экземпляры целевое письмо. Ребенка просили идентифицировать две незеркальные (то есть «правильные») буквы, соответствующие цели, мысленно вращая стимулы сравнения и отмечая правильные ответы ручкой. Максимальный балл 16 присваивался, если в каждом испытании были отмечены обе правильные буквы сравнения.В качестве зависимой меры использовалось количество правильно решенных испытаний, выполненных за 120 с. Возможный диапазон оценок — 0–16.

Способность невербального логического рассуждения

Укороченная версия стандартных прогрессивных матриц Raven (Raven, 1976; наборы схем B, C и D; исключая наборы схем A и E) использовалась для оценки невербальной логической способности рассуждать. Каждый набор дизайнов состоит из 12 дизайнов визуальных паттернов с одной недостающей частью и массива из шести-восьми деталей, которые необходимо сравнить с визуальным паттерном.Задача ребенка заключалась в том, чтобы выбрать одну из шести-восьми частей, которые соответствующим образом завершали визуальный замысел, на что указывалось путем отметки выбранного варианта на отдельном листе для ответов. Каждый ребенок получил тестовый буклет, включающий два практических испытания и 36 тестовых заданий, где максимальный балл 36 был достигнут за счет правильного определения недостающего элемента для каждого испытания. После завершения двух практических испытаний дети выполнили 36 испытаний в своем собственном темпе. Возможный диапазон оценок — 0–36.

Понимание прочитанного

Этот шведский тест на понимание прочитанного был разработан Мальмквистом (1977) и использовался в большом количестве исследований с участием детей в возрасте 8–10 лет (например, Träff and Passolunghi, 2015; Träff et al., 2017b). Ребенку было предложено прочитать рассказ в форме сказки. По всему тексту 20 равномерно разбросанных экземпляров отдельных слов были заменены пробелом, за которым следовала скобка, содержащая четыре слова. Задача заключалась в том, чтобы определить и подчеркнуть одно из четырех слов, которые имели наибольший смысл с точки зрения связности рассказа и предложения.Зависимой мерой было количество правильно подчеркнутых слов за время чтения 4 мин. Возможный диапазон оценок — 0–20.

Арифметика

Этот тест был разработан первым автором и использовался в ряде исследований с участием детей в возрасте 8–12 лет (например, Träff et al., 2017a, в печати). Ребенку было предложено решить шесть задач на сложение и шесть задач на вычитание (например, 57 + 42; 545 + 96; 4 203 + 825; 78 — 43; 824–488; 11 305–5786) за 8 минут с помощью бумаги и карандаша.Проблемы были представлены горизонтально. Дети ответили письменно. Восемь из 12 проблем требовали проведения или заимствования. В качестве зависимой меры использовалось количество правильно решенных задач за 8 мин. Возможный диапазон оценок — 0–12.

Физика 6 класс

Этот тест на основе широкой учебной программы – был разработан Шведским национальным агентством образования. Он охватывал многие области физики, такие как электричество (3 проблемы), гравитация (2 проблемы), оптика (2 проблемы), астрофизика (2 проблемы), механика (1 проблема), кинематика (1 проблема), плотность (1 проблема). , акустика (1 проблема), термодинамика (1 проблема) и магнетизм (1 проблема).Тест состоял из 15 задач; некоторые из них включали подзадачи, набравшие максимум 38 баллов. Проблемы были либо с фиксированными вариантами ответа, либо с открытыми ответами. На некоторые задачи дети должны были ответить, нарисовав иллюстрацию решения (например, изображение лампочки и батареи: «Нарисуйте шнуры, чтобы было соединение, чтобы лампа была включена»). Иллюстрированная информация использовалась в 12 из 15 задач. На решение всех 15 задач детям было предоставлено 60 минут. Возможный диапазон оценок — 0–38.

Результаты

Описательная статистика (средние, стандартные отклонения, надежность, корреляции) для шести показателей представлена ​​в таблице 1. Все пять предикторов достоверно коррелировали с физическими навыками.

Таблица 1 . Описательная статистика, коэффициент надежности и корреляции между задачами, использованными в исследовании.

Множественный регрессионный анализ

Модель регрессии, F (5, 80) = 4,68, p = 0.001, R ² = 0,238, предсказал 24% дисперсии в физике. Вербальная рабочая память, пространственная обработка (мысленное вращение) и прогрессивные матрицы Рэйвена оказались важными предикторами. На их долю приходилось 4,5, 4,6 и 5,7% уникальной дисперсии, соответственно, на что указывают их частичные корреляции в квадрате, изображенные в правой части таблицы 2. Задания по чтению и математике не учитывали какой-либо уникальной дисперсии ( p ‘s> 0,05). Более подробная информация о результатах множественного регрессионного анализа представлена ​​в таблице 2.

Таблица 2 . Регрессионный анализ физических навыков: вклад логического мышления, вербальной рабочей памяти, пространственных способностей, арифметических вычислений и понимания прочитанного.

Обсуждение

В настоящем исследовании изучалось, в какой степени способности третьего класса, касающиеся пространственной обработки, вербальной рабочей памяти и логического мышления, являются долгосрочными когнитивными предикторами физических навыков детей в шестом классе.

Как и предполагалось, все три когнитивные способности объясняли различия в физических навыках шестиклассников.Более того, логические рассуждения, пространственная обработка и вербальная рабочая память, по-видимому, являются не менее важными способностями, поскольку на них приходится одинаковое количество уникальной дисперсии, 5,7, 4,6 и 4,5% соответственно. Эти суммы учтенной уникальной дисперсии довольно типичны по сравнению с предыдущими исследованиями (Mayer et al., 2014; Zhang et al., 2017; Hodgkiss et al., 2018; van der Graaf et al., 2018; Donati et al., 2019). Более того, как и в предыдущих исследованиях, еще предстоит объяснить большую вариативность, поскольку на модель множественной регрессии приходилось только 24% вариаций в достижениях физики.

Настоящие результаты важны и новы, поскольку ни одно предшествующее исследование не рассматривало одновременно и не наблюдало, что логическое мышление, пространственная обработка и вербальная рабочая память являются уникальными долгосрочными предикторами навыков детей в физике. Таким образом, они поддерживают представление о том, что физика является многомерной академической дисциплиной, опирающейся на многочисленные когнитивные ресурсы (Byrnes, Miller, 2007; Klahr et al., 2011; Ozel et al., 2013; van der Graaf et al., 2016; Vilia et al., 2017; Zhang et al., 2017).

Хотя текущие общие результаты не полностью соответствуют каким-либо предыдущим исследованиям, некоторые результаты представляют интерес по сравнению с предыдущими исследованиями. Например, участие способности логического мышления (прогрессивные матрицы Рэйвена) в работе детей от 12 до 13 лет по физике согласуется с доказательствами, показывающими, что логическое рассуждение является ключевым компонентом, позволяющим детям и взрослым узнавать абстрактные научные факты. , концепции, теории и применение сложных научных методов (например,г., ван дер Грааф и др., 2015; Вилия и др., 2017; Берковиц и Стерн, 2018; Донати и др., 2019). С другой стороны, следует отметить, что Mayer et al. (2014) не обнаружили, что научные рассуждения 10-летних однозначно подтверждаются логическими рассуждениями.

Вывод о том, что пространственная обработка (умственное вращение) стала долгосрочным предиктором физических навыков у детей от 12 до 13 лет, согласуется с предыдущими доказательствами связи пространственной обработки и физики у взрослых (Hegarty and Sims, 1994; Isaak and Just, 1995; Shea et al., 2001; Кожевников и др., 2007; Webb et al., 2007; Wai et al., 2009; Kell et al., 2013).

Более того, он основан на исследованиях Mayer et al. (2014) и Hodgkiss et al. (2018), которые обнаружили, что пространственная обработка (мысленное вращение; мысленное сворачивание) способствует научным рассуждениям у 10-летних и физика в возрасте от 7 до 11 лет соответственно. Настоящие результаты показывают, что пространственная обработка также является ключевым компонентом физических навыков детей в возрасте от 12 до 13 лет. В частности, настоящее исследование и Hodgkiss et al.(2018) и Mayer et al. (2014) показывают, что внутренние динамические пространственные способности (например, умственное вращение, складывание мыслей) лежат в основе физических навыков детей в возрасте от 7 до 13 лет. Таким образом, он подчеркивает способность мысленно вращать визуально-пространственные образы при концептуализации физических явлений и решении физических задач (Isaak, Just, 1995; Кожевников и др., 2002; Miller, Halpern, 2013). Во время решения физических задач процессы мысленного вращения теоретически могут служить объединению различных источников визуально-пространственной информации в пространственно-схематическое изображение, что, как было показано, имеет решающее значение для успеха в физике (Кожевников и др., 2002). Однако следует отметить, что Zhang et al. (2017) не обнаружили никакой связи между пространственной обработкой и физическими и химическими навыками у 6-летних детей.

Настоящий результат является дополнительным подтверждением предположения, что решение физических задач опирается на гибкое и эффективное умственное рабочее пространство, называемое рабочей памятью (см., Хегарти и Симс, 1994; Исаак и Джаст, 1995; Кожевников и др., 2007; Хегарти). , 2014). Подобно предыдущим исследованиям детей в возрасте 11–16 лет и детей в возрасте 4–6 лет с акцентом на общие научные достижения, вербальная рабочая память третьего класса учитывала индивидуальные различия в успеваемости по физике в шестом классе (c.ф., Джарвис и Гатеркол, 2003; Gathercole et al., 2004; Сент-Клер-Томпсон и Гатеркол, 2006 г .; ван дер Грааф и др., 2016, 2018; Донати и др., 2019). Настоящий результат в сочетании с предыдущими исследованиями предполагает, что вербальная рабочая память является ключевым компонентом на разных этапах развития научного обучения, от раннего дошкольного до среднего школьного.

Наблюдаемая вербальная связь между рабочей памятью и физикой теоретически обоснована, поскольку физика — сложная академическая дисциплина, включающая сложное взаимодействие процессов.Таким образом, когнитивная система, способная контролировать, координировать и выполнять несколько процессов, необходима для успешного управления физикой в ​​шестом классе. Например, физические проблемы обычно включают в себя как лингвистическую (текстовую), так и визуально-пространственную информацию (графики; диаграммы), которые необходимо связать и / или объединить для решения проблемы (Cromley et al., 2013; Bergey et al., 2015). Система рабочей памяти должна быть задействована в этом процессе связывания и комбинирования различных источников информации.

Вопреки гипотезам и предшествующим исследованиям (например, Maerten-Rivera et al., 2010; Mayer et al., 2014; Barnard-Brak et al., 2017) понимание прочитанного и арифметические вычисления не стали уникальными долгосрочными предикторы физических навыков у детей от 12 до 13 лет. Это не означает, что понимание прочитанного не имеет отношения к обучению и развитию физики детей и что две дисциплины STEM, математика и физика, не имеют общих когнитивных процессов в целом.Фактически, и навыки чтения, и навыки арифметики коррелировали с физикой, указывая на то, что они вносят свой вклад в физику через общую дисперсию. Отсутствие уникальной ассоциации чтения и физики, вероятно, связано с дизайном теста по физике, который был призван предъявлять как можно меньше лингвистических требований. Отсутствие однозначной ассоциации арифметики и физики может указывать на то, что базовые вычисления не сильно связаны с фундаментальной физикой. Однако более продвинутая математика (например, геометрия, тригонометрия, алгебра) и физика вполне могут иметь общие когнитивные процессы.

На модель множественной регрессии приходилось 24% вариаций в физических достижениях. Примерно 15% из 24% однозначно приходятся на пространственную обработку, вербальную рабочую память и логические рассуждения; таким образом, 9% — это общая дисперсия. Эта общая дисперсия указывает на то, что ряд ключевых процессов, задействованных в физике, задействован всеми пятью измерениями. Основываясь на результатах предыдущих исследований, вероятными кандидатами на такие ключевые процессы могут быть контроль внимания и торможения, а также другие исполнительные функции (Rhodes et al., 2014; Zhang et al., 2017; van der Graaf et al., 2018).

Выводы, ограничения и дальнейшие исследования

Настоящие результаты следует интерпретировать с некоторой осторожностью, поскольку размер выборки был довольно небольшим по сравнению с большинством предыдущих исследований, рассмотренных во введении (средний размер выборки = 112). Таким образом, будущие исследования должны повторить настоящее исследование с большей выборкой. Более крупная выборка также должна позволить включить большее количество когнитивных переменных. Например, теоретически было бы интересно включить задачи как вербальной, так и зрительно-пространственной рабочей памяти, а также измерения пространственной визуализации, пространственного восприятия, а также умственного вращения.Тогда можно будет изучить уникальное относительное участие различных ресурсов рабочей памяти и различных способностей пространственной обработки в физических навыках детей и взрослых. Тем не менее, в этом исследовании представлены новые и теоретически важные результаты, показывающие, что физика является многомерной дисциплиной, опирающейся на многочисленные когнитивные ресурсы. Логическое мышление, вербальная рабочая память и пространственная обработка, по-видимому, играют не менее важную роль в физических навыках детей 12–13 лет.

Практическое значение для обучения

Настоящее исследование предполагает, что для облегчения обучения детей физике регулярное преподавание естественных наук следует дополнить тренировкой общих когнитивных способностей. В соответствии с предыдущими исследованиями вмешательства, сфокусированными на комплексе STEM, умственное вращение — это способность пространственной обработки, на которую следует обратить внимание при таком вмешательстве (Uttal et al., 2013; Stieff and Uttal, 2015). Хотя влияние тренировки рабочей памяти на научные достижения еще не изучено, полученные данные позволяют предположить, что такая тренировка может быть способом улучшения физических навыков детей.Тот факт, что тренировка рабочей памяти продемонстрировала положительное влияние на изучение математики, еще одной области STEM, подтверждает это предположение (Holmes et al., 2009; Loosli et al., 2012; Kuhn and Holling, 2014). Логические рассуждения также являются важной способностью упражняться для улучшения физических навыков. Эта способность традиционно считалась неподатливой, но недавние исследования показывают, что это может быть не так (Buschkuehl and Jaeggi, 2010; Au et al., 2015). Учитывая настоящие результаты и предшествующие исследования, наиболее эффективным подходом к расширению обучения детей естественным наукам, помимо обычного обучения естественным наукам, могло бы стать внедрение комбинированной программы обучения, нацеленной на все три способности: логическое мышление, рабочую память и пространственную обработку.

Доступность данных

Наборы данных, созданные для этого исследования, доступны по запросу соответствующему автору.

Заявление об этике

Этот исследовательский проект (Можем ли мы предсказать будущие математические навыки шестилетних детей? Продольное исследование математических трудностей) был одобрен региональным комитетом по этике в Линчёпинге, Швеция (протокол № 33-09). Дети были завербованы посредством письма-согласия, которое они принесли родителям из школы.Были включены все дети с письменного согласия родителей.

Авторские взносы

UT внес свой вклад в разработку исследования, сбор данных, выполнение анализа данных и написание черновика рукописи. LO внесла свой вклад в сбор данных и написание черновика рукописи. К.С. и М.С. внесли свой вклад, разработав исследование и написав черновик рукописи. RÖ внес свой вклад путем сбора данных, проведения анализа данных и написания черновика рукописи.

Финансирование

Это исследование было поддержано грантом Шведского совета по трудовой жизни и социальным исследованиям (2008-0238), предоставленным UT.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Ау, Дж., Шихан, Э., Цай, Н., Дункан, Дж. Дж., Бушкуль, М., и Джегги, С. М. (2015). Повышение гибкости интеллекта с помощью тренировки рабочей памяти: метаанализ. Психон. Бык. Ред. 22, 366–377. DOI: 10.3758 / s13423-014-0699-x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Баддели, А.Д. (1997). Человеческая память: теория и практика (ред.) . Хоув, Великобритания: Psychology Press.

Google Scholar

Барнард-Брак, Л., Стивенс, Т., и Риттер, В. (2017). Чтение и математика одинаково важны для научных достижений: результаты на основе репрезентативных данных на национальном уровне. ЖЖ. Индивидуальный. Отличаются. 58, 1–9. DOI: 10.1016 / j.lindif.2017.07.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Батиста, Б., и Мэтьюз, С. (2002). Комплексные программы повышения квалификации по естествознанию и математике. Sch. Sci. Математика. 102, 359–370. DOI: 10.1111 / j.1949-8594.2002.tb18219.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Берджи Б. В., Кромли Дж. Г. и Ньюкомб Н. С. (2015). Обучение студентов-биологов средней школе согласованию текста и диаграмм: отношения с переносом, усилием и пространственными навыками. Внутр. J. Sci. Educ. 37, 2476–2502. DOI: 10.1080 / 09500693.2015.1082672

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Берковиц М., Стерн Э.(2018). Какие когнитивные способности имеют значение? Прогнозирование академических достижений в продвинутых исследованиях STEM. J. Intelligence 6, 48. doi: 10.3390 / jintelligence6040048

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бирнс, Дж. П., и Миллер, Д. К. (2007). Относительная важность предикторов математических и естественных достижений: анализ возможностей – склонностей. Contemp. Educ. Psychol. 32, 599–629. DOI: 10.1016 / j.cedpsych.2006.09.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чирино П. Т., Толар Т. Д., Фукс Л. С. и Хьюстон-Уоррен Э. (2016). Когнитивные и числительные предикторы математических навыков в средней школе. J. Exp. Детская психол. 145, 95–119. DOI: 10.1016 / j.jecp.2015.12.010

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Коуэн Р. и Пауэлл Д. (2014). Вклад общих и числовых факторов в арифметические навыки в третьем классе и неспособность к математическому обучению. J. Educ. Psychol. 106, 214–229. DOI: 10.1037 / a0034097

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кромли, Дж. Г., Берджи, Б. В., Фитцхью, С., Ньюкомб, Н. С., Уиллс, Т. В., Шипли, Т. Ф. и др. (2013). Влияние трех методов обучения диаграмм на передачу навыков понимания диаграмм: критическая роль вывода во время обучения. ЖЖ. Instr. 26, 214–229. DOI: 10.1016 / j.learninstruc.2013.01.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Данили, Э., и Рид, Н. (2004). Некоторые стратегии повышения успеваемости по школьной химии, основанные на двух когнитивных факторах. Res. Sci. Technol. Educ. 22, 203–226. DOI: 10.1080 / 02635140420002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Донати Г., Миберн Э. Л. и Дюмонтейл И. (2019). Специфика ассоциаций между познанием и успеваемостью в английском, математике и естественных науках в подростковом возрасте. ЖЖ. Индивидуальный. Отличаются. 69, 84–93. DOI: 10.1016 / j.lindif.2018.11.012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Энгл Р. В., Кантор Дж. И Карулло Дж. Дж. (1992). Индивидуальные различия в рабочей памяти и понимании: проверка четырех гипотез. J. Exp. Psychol. Учить. Mem. Cogn. 18, 972–992. DOI: 10.1037 / 0278-7393.18.5.972

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фукс, Л. С., Гири, Д. К., Комптон, Д. Л., Фукс, Д., Гамлет, К. Л., и Брайант, Дж. Д. (2010a). Вклад численности и общих предметных способностей в готовность к школе. Child Dev. 81, 1520–1533. DOI: 10.1111 / j.1467-8624.2010.01489.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Fuchs, L. S., Geary, D. C., Compton, D. L., Fuchs, D., Hamlett, C. L., Seethaler, P. M., et al. (2010b). Зависят ли разные типы развития школьной математики от разного сочетания числовых и общих когнитивных способностей? Dev. Psychol. 46, 1731–1746. DOI: 10.1037 / a0020662

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Gathercole, S.Э., Пикеринг, С. Дж., Эмбридж, Б., Уеринг, Х. (2004). Структура рабочей памяти от 4 до 15 лет. Dev. Psychol. 40, 177–190. DOI: 10.1037 / 0012-1649.40.2.177

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гундерсон, Э. А., Рамирес, Г., Бейлок, С. Л., и Левин, С. К. (2012). Связь между пространственным навыком и ранним знанием чисел: роль линейной числовой линии. Dev. Psychol. 48, 1229–1241. DOI: 10.1037 / a0027433

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хегарти, М.(2014). Пространственное мышление в бакалавриате естественнонаучного образования. Spat. Cogn. Comput. 14, 142–167. DOI: 10.1080 / 13875868.2014.889696

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ходжкисс, А., Гиллиган, К. А., Толми, А. К., Томас, М. С. С., и Фарран, Е. К. (2018). Пространственное познание и научные достижения: вклад внутренних и внешних пространственных навыков от 7 до 11 лет. Br. J. Educ. Psychol. 88, 675–697. DOI: 10.1111 / bjep.12211

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Холмс, Дж., Гатеркол, С. Э., и Даннинг, Д. Л. (2009). Адаптивное обучение приводит к устойчивому улучшению плохой рабочей памяти у детей. Dev. Sci. 12, F9 – F15. DOI: 10.1111 / j.1467-7687.2009.00848.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Исаак М. И. и Джаст М. А. (1995). Ограничения на обработку качения: иллюзия кратковременной циклоиды. J. Exp. Psychol. Гм. Восприятие. Выполнять. 21, 1391–1408. DOI: 10.1037 / 0096-1523.21.6,1391

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джарвис, Х. Л., и Гатеркол, С. Е. (2003). Вербальная и невербальная рабочая память и результаты тестов по национальной учебной программе в 11 и 14 лет. Educ. Детская психол. 20, 123–140.

Google Scholar

Келл, Х. Дж., Любински, Д., Бенбоу, К. П., и Стейгер, Дж. Х. (2013). Творчество и технические инновации: уникальная роль пространственных способностей. Psychol. Sci. 24, 1831–1836.DOI: 10.1177 / 0956797613478615

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кожевников М., Хегарти М., Майер Р. Э. (2002). Пересмотр измерения визуализатор-вербализатор: свидетельство в пользу двух типов визуализаторов. Cogn. Instr. 20, 47–78. DOI: 10.1207 / S1532690XCI2001_3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кун, Д. (2011). «Что такое научное мышление и как оно развивается?» в Справочник по когнитивному развитию детей. 2-е изд. изд. У. Госвами (Оксфорд, Великобритания: Wiley), 497–523.

Google Scholar

Кун, Дж.-Т., и Холлинг, Х. (2014). Чувство чисел или рабочая память? Влияние двух компьютерных тренингов на математические навыки в начальной школе. Adv. Cogn. Psychol. 10, 59–67. DOI: 10.5709 / acp-0157-2

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лоосли, С. В., Бушкуль, М., Перриг, В. Дж., И Джегги, С. М. (2012). Тренировка рабочей памяти улучшает процессы у типично развивающихся детей. Child Neuropsychol. 18, 62–78. DOI: 10.1080 / 09297049.2011.575772

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ма, Л., и Ма, X. (2005). Оценка коррелятов роста между математическими и научными достижениями с помощью многомерного многоуровневого дизайна со скрытыми переменными. Шпилька. Educ. Eval. 31, 79–98. DOI: 10.1016 / j.stueduc.2005.02.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мартен-Ривера, Дж., Майерс, Н., Ли, О.и Пенфилд Р. (2010). Прогнозирующие факторы студенческой и школьной оценки высоких ставок в науке. Sci. Educ. 94, 937–962. DOI: 10.1002 / sce.20408

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мальмквист, Э. (1977). Проблемы с чтением и письмом у детей: анализ и лечение . Лунд, Швеция: Gleerups.

Google Scholar

Майер Д., Содиан Б., Кербер С. и Швипперт К. (2014). Научное мышление у детей младшего школьного возраста: оценка и связь с познавательными способностями. ЖЖ. Instr. 29, 43–55. DOI: 10.1016 / j.learninstruc.2013.07.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миллер Д. И., Халперн Д. Ф. (2013). Может ли пространственное обучение улучшить долгосрочные результаты одаренных студентов STEM? ЖЖ. Индивидуальный. Отличаются. 26, 141–152. DOI: 10.1016 / j.lindif.2012.03.012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Mix, K. S., Levine, S. C., Cheng, Y.-L., Young, C. J., Hambrick, D. Z., and Konstantopoulos, S.(2017). Скрытая структура пространственных навыков и математики: воспроизведение двухфакторной модели. J. Cogn. Dev. 18, 465–492. DOI: 10.1080 / 15248372.2017.1346658

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ньюкомб, Н. С. (2016). Пространственное мышление в классе естественных наук. Curr. Opin. Behav. Sci. 10, 1–6. DOI: 10.1016 / j.cobeha.2016.04.010

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ньюкомб, Н. С., Шипли, Т. Ф. (2015).«Размышление о пространственном мышлении: новая типология, новые оценки» в Изучение визуального и пространственного мышления для дизайнерского творчества . изд. Дж. С. Геро (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer), 179–192.

Google Scholar

О’Рейли, Т., и Макнамара, Д.С. (2007). Влияние научных знаний, навыков чтения и знаний стратегии чтения на более традиционные «высокоуровневые» показатели научных достижений учащихся старших классов. Am. Educ. Res. J. 44, 161–196. DOI: 10.3102/0002831206298171

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Озель, М., Чаглак, С., и Эрдоган, М. (2013). Являются ли аффективные факторы хорошим показателем научных достижений? Изучение роли аффективных факторов на основе PISA 2006. Learn. Индивидуальный. Отличаются. 24, 73–82. DOI: 10.1016 / j.lindif.2012.09.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рэйвен, Дж. К. (1976). Матрицы стандартные прогрессивные . Оксфорд: Oxford Psychologies Press.

Google Scholar

Родс, С. М., Бут, Дж. Н., Кэмпбелл, Л. Е., Блайт, Р. А., Уит, Н. Дж., И Делибегович, М. (2014). Доказательства роли управляющих функций в изучении биологии. Infant Child Dev. 23, 67–83. DOI: 10.1002 / icd.1823

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Родс, С. М., Бут, Дж. Н., Палмер, Л. Е., Блайт, Р. А., Делибегович, М., и Уит, Н. Дж. (2016). Управляющие функции предсказывают концептуальное познание науки. Br. J. Dev. Psychol. 34, 261–275. DOI: 10.1111 / bjdp.12129

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рот Б., Беккер Н., Ромейк С., Шефер С., Домник Ф. и Спинат Ф. М. (2015). Интеллект и школьные оценки: метаанализ. Интеллект 53, 118–137. DOI: 10.1016 / j.intell.2015.09.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рюсселер, Дж., Шольц, Дж., Джордан, К., и Квазье-Поль, К. (2005). Мысленное вращение букв, картинок и трехмерных объектов у немецких детей с дислексией. Child Neuropsychol. 11, 497–512. DOI: 10.1080 / 092970404168

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шах П. и Мияке А. (1996). Разделимость ресурсов рабочей памяти для пространственного мышления и языковой обработки: индивидуальный подход к различиям. J. Exp. Psychol. Gen. 125, 4–27. DOI: 10.1037 / 0096-3445.125.1.4

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ши Д. Л., Любински Д. и Бенбоу К.П. (2001). Важность оценки пространственных способностей у интеллектуально одаренных молодых подростков: 20-летнее лонгитюдное исследование. J. Educ. Psychol. 93, 604–614. DOI: 10.1037 / 0022-0663.93.3.604

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Скагерлунд, К., Трафф, У. (2016). Обработка пространства, времени и чисел способствует развитию математических способностей, выходящих за рамки общих когнитивных способностей. J. Exp. Детская психол. 143, 85–101. DOI: 10.1016 / j.jecp.2015.10.016

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сорби, С. (2009). Образовательные исследования в развитии трехмерных пространственных навыков для студентов инженерных специальностей. Внутр. J. Sci. Educ. 31, 459–480. DOI: 10.1080 / 095006595839

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сент-Клер-Томпсон, Х. Л. и Гатеркол, С. Э. (2006). Управляющие функции и достижения в школе: переключение, обновление, торможение и рабочая память. В.J. Exp. Psychol. 59, 745–759. DOI: 10.1080 / 17470210500162854

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стифф М. и Утталь Д. (2015). Насколько пространственное обучение может улучшить достижения в STEM? Educ. Psychol. Ред. 27, 607–615. DOI: 10.1007 / s10648-015-9304-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Träff, U., Desoete, A., и Passolunghi, M.C. (2017a). Обработка символьных и несимволических чисел у детей с дислексией развития. ЖЖ. Индивидуальный. Отличаются. 56, 105–111. DOI: 10.1016 / j.lindif.2016.10.010

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Träff, U., Olsson, L., Östergren, R., and Skagerlund, K. (2017b). Неоднородность дискалькулии развития: случаи с разными профилями дефицита. Фронт. Psychol. 7: 2000. DOI: 10.3389 / fpsyg.2016.02000

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Träff, U., Olsson, L., Skagerlund, K., and Östergren, R. (в печати).Детский сад предметно-специфических и предметно-общих когнитивных предшественников иерархического математического развития: лонгитюдное исследование. J. Educ. Psychol. DOI: 10.1037 / edu0000369

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Träff, U., и Passolunghi, M. C. (2015). Математические навыки у детей с дислексией. ЖЖ. Индивидуальный. Отличаются. 40, 108–114. DOI: 10.1016 / j.lindif.2015.03.024

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Träff, U., Скагерлунд, К., Олссон, Л., и Эстергрен, Р. (2017c). Пути к извлечению арифметических фактов и расчету процентов у подростков. Br. J. Educ. Psychol. 87, 647–663. DOI: 10.1111 / bjep.12170

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Титлер Р. (2014). «Отношение, идентичность и стремление к науке» в Справочник по исследованиям в естественно-научном образовании . ред. Н. Г. Ледерман и С. К. Абелл (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Рутледж), 82–103.

Google Scholar

Утталь, Д.Х., Медоу, Н. Г., Типтон, Э., Хэнд, Л. Л., Олден, А. Р., Уоррен, К. и др. (2013). Податливость пространственных навыков: метаанализ учебных исследований. Psychol. Бык. 139, 352–402. DOI: 10.1037 / a0028446

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

ван дер Грааф, Дж., Сегерс, Э., и Верховен, Л. (2015). Способности к научному мышлению в детском саду: динамическая оценка стратегии управления переменными. Instr. Sci. 43, 381–400.DOI: 10.1007 / s11251-015-9344-y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

ван дер Грааф, Дж., Сегерс, Э., и Верховен, Л. (2016). Научное мышление в детском саду: когнитивные факторы в экспериментировании и оценке доказательств. ЖЖ. Индивидуальный. Отличаются. 49, 190–200. DOI: 10.1016 / j.lindif.2016.06.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

ван дер Грааф, Дж., Сегерс, Э., и Верховен, Л. (2018). Индивидуальные особенности развития научного мышления в детском саду. ЖЖ. Instr. 56, 1–9. DOI: 10.1016 / j.learninstruc.2018.03.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вердин Б., Голинкофф Р. М., Хирш-Пасек К. и Ньюкомб Н. С. (2017). I. Пространственные навыки, их развитие и их связь с математикой. Monogr. Soc. Res. Child Dev. 82, 7–30. DOI: 10.1111 / моно.12280

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вилия, П. Н., Кандейас, А. А., Нето, А. С., Франко, М.С., Мело М. (2017). Академическая успеваемость по физико-химии: прогнозирующий эффект установок и способностей к рассуждению. Фронт. Psychol. 8: 1064. DOI: 10.3389 / fpsyg.2017.01064

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вай Дж., Любински Д. и Бенбоу К. П. (2009). Пространственные возможности для областей STEM: согласование более чем 50-летних накопленных психологических знаний укрепляет его важность. J. Educ. Psychol. 101, 817–835. DOI: 10.1037 / a0016127

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уэбб Р. М., Любински Д. и Бенбоу К. П. (2007). Пространственные способности: пренебрегаемое измерение в поисках талантов для интеллектуально не по годам развитой молодежи. J. Educ. Psychol. 99, 397–420. DOI: 10.1037 / 0022-0663.99.2.397

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Юн, С. Ю., Манн, Э. Л. (2017). Изучение пространственных способностей студентов бакалавриата: связь с полом, специализациями STEM и одаренным участием в программе. Подарок. Ребенок Q. 61, 313–327. DOI: 10.1177 / 0016986217722614

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжан, X., Ху, Б. Ю., Рен, Л., и Фань, X. (2017). Пути к чтению, математике и естествознанию: изучение общих коррелятов предметной области у маленьких китайских детей. Contemp. Educ. Psychol. 51, 366–377. DOI: 10.1016 / j.cedpsych.2017.09.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar