郭麗婷，張曉賢，張 松，湯櫻鈴

(杭州師范大學(xué)教育學(xué)院，浙江 杭州 311121)

0 引言

數(shù)學(xué)學(xué)習困難(mathematical learning disabilities，MD)是指兒童具有正常的智力和教育機會，由于數(shù)學(xué)學(xué)習能力缺損而在數(shù)學(xué)學(xué)習上明顯落后于同齡或同年級水平的現(xiàn)象.數(shù)學(xué)學(xué)習障礙屬于學(xué)習困難(learning disabilities)的一個亞型[1-2].MD兒童容易出現(xiàn)計算錯誤、計算法則混亂、問題解決能力較差或空間組織困難等方面的顯著障礙[3].大量研究發(fā)現(xiàn)工作記憶缺陷是造成MD的主要原因[4-6].中央執(zhí)行系統(tǒng)是工作記憶的重要組成部分，而抗干擾能力缺乏是MD兒童在中央執(zhí)行系統(tǒng)中的主要缺損，這種抗干擾能力主要表現(xiàn)為注意的控制能力和抑制能力[7-8].有學(xué)者通過威斯康星卡片分類測試(Wisconsin card sorting test)任務(wù)發(fā)現(xiàn)，MD兒童所犯的持續(xù)性錯誤較多[9-10]，說明MD兒童在完成任務(wù)時難以抑制優(yōu)勢反應(yīng)和控制注意力，存在注意轉(zhuǎn)移方面的不足，而注意轉(zhuǎn)移的返回抑制(location-based inhibition of return，IOR)是衡量注意轉(zhuǎn)移能力的重要指標.IOR是指對原先注意過的物體或位置進行反應(yīng)時所表現(xiàn)出的滯后現(xiàn)象，被認為是一種抑制性注意轉(zhuǎn)移機制，能使注意順利地離開當前注意的位置并轉(zhuǎn)向新的位置[11-12].現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，MD兒童相較于典型發(fā)展兒童，其注意轉(zhuǎn)移的返回抑制效應(yīng)出現(xiàn)較晚，當在線索與目標間加入第二個線索時，MD兒童能與典型發(fā)展兒童出現(xiàn)相同的返回抑制效應(yīng)，說明MD兒童在注意轉(zhuǎn)移能力方面存在缺陷，而且這種缺陷可能是由無法將注意有效地從先前注意過的位置脫離所導(dǎo)致[13].

目前，已有研究主要從感知覺-動作統(tǒng)合訓(xùn)練、記憶策略訓(xùn)練、表征技術(shù)訓(xùn)練、元認知策略訓(xùn)練、工作記憶干預(yù)訓(xùn)練等方面來對MD兒童進行干預(yù)[14-17]，也有學(xué)者通過合作游戲、武術(shù)操、花樣踢毽等運動性游戲?qū)D兒童進行干預(yù)[18-19]，提升MD兒童的數(shù)學(xué)學(xué)習能力.但這些干預(yù)以教育干預(yù)為主，干預(yù)的領(lǐng)域不夠全面，且大多缺乏趣味性.

本研究基于MD兒童注意轉(zhuǎn)移能力的缺陷，即存在注意從先前位置脫離困難的現(xiàn)象，以杭州某普通小學(xué)兩名三年級的MD兒童為研究對象，運用單一被試研究法中的多基線跨被試實驗設(shè)計，采用趣味性極強的打地鼠游戲，希望通過外部刺激使MD兒童能有效地將注意快速地從先前的位置脫離，改善其注意轉(zhuǎn)移的返回抑制能力，以提高數(shù)學(xué)計算能力，并進一步驗證注意轉(zhuǎn)移的返回抑制能力與數(shù)學(xué)學(xué)習之間的關(guān)系.預(yù)期研究結(jié)果可以為數(shù)學(xué)學(xué)習困難生的干預(yù)提供新的視角，同時能夠補充針對數(shù)學(xué)學(xué)習困難生在注意轉(zhuǎn)移方面研究的不足.

1 研究方法

1.1 研究對象

已有研究采取的選取被試的方法是按照一定比例選出數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績較差的學(xué)生, 然后做智力檢測, 排除智力低下的學(xué)生, 最后輔助臨床評定排除其他因素[20-21].參照上述方法，本研究按以下步驟選取被試：首先, 依照上學(xué)期期末考試語文、數(shù)學(xué)兩科成績，將學(xué)生從高分到低分排列, 取語文成績處于中等或中等以上水平、數(shù)學(xué)成績位于年級后段10%的學(xué)生為數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)不良學(xué)生；其次, 以修訂的《瑞文標準推理測驗》(Raven’s standard progressive matrices，RSPM)[22]對這些學(xué)生進行智力測查, 要求所選被試智力正常(IQ≥90)；再次，采用臨床診斷法, 由班主任和任課教師根據(jù)MD的定義對學(xué)生進行學(xué)業(yè)成績、品德操行等方面的評定, 再結(jié)合學(xué)生座談，了解他們的學(xué)習動機、情緒表現(xiàn)及家庭情況，排除因動機低下、情緒障礙或家庭原因?qū)е碌臄?shù)學(xué)學(xué)業(yè)不良.最終選取杭州市某小學(xué)兩名三年級MD學(xué)生為干預(yù)對象，經(jīng)詢問，兩名被試的個人喜好、學(xué)科傾向等基本相似.實驗開始前，告知家長全部實驗流程，并征得家長同意，填寫知情同意書.實驗過程中主試嚴格遵守保密協(xié)議.

表1 干預(yù)對象的基本情況Tab.1 Basic information of intervention objects

兩名被試的基本情況如下：被試1 (E1)，女，9歲，順產(chǎn)，無明顯神經(jīng)、行為和情緒障礙，與父母共同生活，喜歡玩游戲，且機會較多.據(jù)班主任、數(shù)學(xué)老師及其他任課教師反映，E1的數(shù)學(xué)成績較差且注意力易分散，很難從分散的對象上轉(zhuǎn)移至課堂.被試2(E2)，男，9歲，順產(chǎn)，無明顯神經(jīng)、行為和情緒障礙.E2也喜歡玩游戲，但須征得父母同意方可進行游戲.據(jù)班主任及任課教師反映，E2對游戲很癡迷，學(xué)習不專注.兩名被試的各項測試情況列于表1，數(shù)據(jù)顯示，E1、E2情況基本相似.

1.2 目標行為

1.2.1 數(shù)學(xué)計算能力

數(shù)學(xué)計算能力是數(shù)學(xué)學(xué)習的基礎(chǔ)，本研究中特指學(xué)生的口算及列式計算能力.因此，本研究確定的目標行為是1 min內(nèi)答對的口算及列式題目數(shù)(表2)，1題記為1分，累加口算及列式題分數(shù)為最后得分.

表2 目標行為Tab.2 Target behavior

1.2.2 返回抑制能力

已有研究發(fā)現(xiàn)，在Posner的經(jīng)典線索-靶子任務(wù)中，典型發(fā)展兒童在線索與目標間隔400 ms時出現(xiàn)IOR效應(yīng)，但MD兒童直至800 ms時才出現(xiàn)該效應(yīng)[13].因此本研究以400 ms時IOR效應(yīng)為目標行為(表2)，探討打地鼠游戲是否能改善MD兒童400 ms時的IOR效應(yīng).

1.3 研究設(shè)計

采用單一被試研究法中的多基線跨被試實驗設(shè)計，探索打地鼠游戲干預(yù)的有效性并佐證注意轉(zhuǎn)移的返回抑制能力與數(shù)學(xué)學(xué)習能力的因果關(guān)系.

本研究采用游戲干預(yù)，自變量是游戲干預(yù)策略——打地鼠游戲，因變量是研究對象的數(shù)學(xué)計算成績和注意轉(zhuǎn)移的返回抑制能力即IOR得分，控制變量包括研究時間(每次10 min)和研究地點(只含研究對象和干預(yù)者的安靜教室).當被試在基線期呈現(xiàn)出較為穩(wěn)定的計算能力趨勢時，進入干預(yù)期.

1.4 研究工具

1.4.1 瑞文標準推理測驗

《瑞文標準推理測驗》由英國心理學(xué)家Raven于1938年創(chuàng)制，在世界各國沿用至今，通過測驗一個人的觀察力及思維能力來反映其智力水平.本研究采用RSPM對兩名被試的智力水平進行測試，排除其智力影響數(shù)學(xué)成績的因素，增強實驗設(shè)計的嚴密性.

1.4.2 數(shù)學(xué)計算能力材料

圖1 數(shù)學(xué)計算能力測試列式計算題示例Fig.1 Examples of formula calculation problem in mathematical calculation ability test

圖2 數(shù)學(xué)計算能力測試口算題示例Fig.2 Examples of oral calculation in mathematical calculation ability test

從《人教版小學(xué)數(shù)學(xué)口算速算》和《人教版豎式計算卡》中摘取題目組成數(shù)學(xué)計算能力測試題，共18套，每套包括24道口算和15道列式計算題.前期預(yù)實驗表明，即使成績優(yōu)異的學(xué)生也不能在1 min內(nèi)答完24道口算和15道列式計算題.經(jīng)學(xué)校的數(shù)學(xué)教師評判，確定每套測試題的難度相當，且具有可測性.數(shù)學(xué)計算能力以口算及列式題的成績表示，其性質(zhì)屬于考試，會給被試帶來逆反心理.為排除練習效應(yīng)，經(jīng)4次干預(yù)后，隨機抽取一套測試題進行測驗，測試題示例見圖1和圖2.

1.4.3 IOR檢測程序

根據(jù)IOR的理論基礎(chǔ)，采用Ponser的經(jīng)典線索-靶子任務(wù)，測量兩名被試的返回抑制量.使用48.26 cm的CRT顯示器呈現(xiàn)刺激，屏幕分辨率為1 024×768，刷新率為65 Hz.使用腳本控制實驗刺激的呈現(xiàn)并收集被試的反應(yīng)數(shù)據(jù).每個試次都從漂移校準開始，當被試注視著屏幕中央的注視點時主試按空格鍵開始校準，校準通過時被試將會聽到一聲提示音.隨后，注視點及兩個方框?qū)尸F(xiàn)在屏幕上.線索與靶子呈現(xiàn)的間隔時間(CTOA)為100、200、400、800 ms，要求被試在靶子呈現(xiàn)時快速準確地按下鍵盤的空格鍵進行反應(yīng).為了避免被試的預(yù)判性反應(yīng)，25%的試次中靶子不會出現(xiàn)，另75%的試次分為兩種水平：一種為目標刺激與線索刺激位置一致(水平1)，另一種為目標刺激與線索刺激位置不一致，即目標刺激出現(xiàn)在線索刺激位置的另一側(cè)(水平2).每名被試需完成3組測試，每組包括48個試次.每組測試完成后留有1～2 min休息時間以防止被試因疲勞而影響表現(xiàn).實驗指導(dǎo)語要求被試在單個試次中始終注視著屏幕中央的十字注視點，同時將利手的食指放在鍵盤的空格鍵上，當目標刺激出現(xiàn)時快速做出按鍵反應(yīng).如果被試在連續(xù)兩個試次中都無法很好地保持注視，主試會提醒被試[23].單個試次的流程見圖3.

圖3 Ponser的經(jīng)典線索-靶子任務(wù)Fig.3 Ponser’s classic clue-target task

IOR的效應(yīng)值以水平1和水平2反應(yīng)時的差值表示.IOR測試程序完成時間較長，一次約20 min，需要被試高度集中注意力，且操作枯燥，會降低干預(yù)過程的趣味性，給被試帶來厭煩情緒，因此，每5次干預(yù)后進行1次注意轉(zhuǎn)移的返回抑制能力測試.

1.4.4 游戲干預(yù)工具

已有研究發(fā)現(xiàn)，MD學(xué)生在CTOA為400 ms時注意返回抑制能力較差，即很難從前一個目標中脫離，若此時增加一個刺激，就容易脫離原線索，回到中心注意位置，以便更好地注意到靶子的出現(xiàn)[13].基于此，本實驗使用通關(guān)式打地鼠機進行打地鼠游戲.該游戲分為7關(guān)，游戲速度逐級加快、難度提升，能夠幫助MD兒童的注意快速脫離上一個線索，轉(zhuǎn)向新的靶子；游戲中伴有語音式鼓勵，對研究對象有很強的吸引力.

1.5 研究過程

1.5.1 基線期

采用多基線跨被試實驗設(shè)計，E1、E2同時進入基線期觀察.該階段不進行任何干預(yù)，連續(xù)5 d對被試的IOR及數(shù)學(xué)計算得分進行觀察記錄.由于IOR施測程序繁瑣枯燥，為避免被試排斥干預(yù)過程，IOR每隔一天測一次；數(shù)學(xué)成績每天測一次.由于E1先達到基線期穩(wěn)定水平，因此先進入干預(yù)期，共測得3次IOR得分、5次數(shù)學(xué)計算能力得分；E2在E1進入干預(yù)期后的第3天結(jié)束基線期，共測得4次IOR得分、8次數(shù)學(xué)計算能力得分.

1.5.2 干預(yù)期

干預(yù)開始時，先給E1提供一個安靜的環(huán)境，并告知E1實驗要求：進行打地鼠通關(guān)游戲，在10 min內(nèi)盡力打到每一個地鼠，有2次失誤的機會，取單次闖關(guān)最高分作為最后成績；每10個地鼠可以換1顆星作為代幣，集齊80顆星可以得到1份禮物.E2隨后進入干預(yù)期，干預(yù)流程和干預(yù)材料與E1一致.

干預(yù)過程持續(xù)20 d.為減少被試時間及精力的付出，保證被試對干預(yù)的積極性，同時避免兩個測試之間的相互影響，將數(shù)學(xué)測試與IOR測試分開進行：每4次干預(yù)后測驗數(shù)學(xué)成績，共計5次得分；每5次干預(yù)后進行IOR測試，記錄400 ms時的IOR效應(yīng)值，共4次得分.

1.5.3 追蹤期

撤銷干預(yù)的20 d后，對被試進行持續(xù)5 d的追蹤.每天測一次數(shù)學(xué)成績，共5次；每隔一天測一次IOR得分，共3次.統(tǒng)計數(shù)據(jù)后分析其注意轉(zhuǎn)移的返回抑制能力及數(shù)學(xué)成績的維持效果.

2 結(jié)果分析

采用SPSS 18.0對被試400 ms時的IOR效應(yīng)值、1 min內(nèi)口算及列式題得分(表3)進行統(tǒng)計分析，以驗證干預(yù)的有效性.

表3 被試400 ms時的IOR效應(yīng)值和數(shù)學(xué)計算能力Tab.3 IOR effect at 400 ms CTOA and mathematical calculation ability

2.1 400 ms時的IOR效應(yīng)值

如圖 4 所示，從基線期到干預(yù)期，被試400 ms時的IOR值呈上升趨勢，干預(yù)期顯著大于基線期(p<0.05)；干預(yù)期到追蹤期IOR值稍有回落，但仍保持較高水平.干預(yù)前后存在顯著差異(p<0.05) ，且從兩名被試IOR效應(yīng)值的平均數(shù)來看，干預(yù)期與追蹤期均為正值，說明在游戲干預(yù)后被試表現(xiàn)出了明顯的注意返回抑制能力.

圖4 被試 400 ms時IOR效應(yīng)值的折線統(tǒng)計圖Fig.4 The line graph of IOR effect at 400 ms CTOA

2.2 數(shù)學(xué)計算能力

如圖 5 所示，從基線期到干預(yù)期，被試的數(shù)學(xué)計算能力呈上升趨勢，干預(yù)期得分顯著高于基線期(p<0.05)，且有較大幅度的提升；追蹤期得分與干預(yù)期最高得分相比稍有回落，但仍保持較高水平.干預(yù)前后存在顯著差異(p<0.05)，說明在游戲干預(yù)后被試的數(shù)學(xué)計算能力顯著提高.

圖5 被試數(shù)學(xué)計算能力的折線統(tǒng)計圖Fig.5 The line graph of mathematics calculation ability

3 討論

有關(guān)數(shù)學(xué)學(xué)習困難兒童干預(yù)的研究大多集中于學(xué)習策略的訓(xùn)練[24]及對計算過程的強化[25]，很少有研究從其基本的認知加工能力入手進行干預(yù).但眾多的研究已經(jīng)表明，與典型發(fā)展兒童相比，MD兒童存在注意缺陷[13,26],本文基于此展開研究，并對研究結(jié)果進行討論.

3.1 游戲干預(yù)改善數(shù)學(xué)學(xué)習困難兒童的注意返回抑制能力

已有研究發(fā)現(xiàn)，MD兒童在CTOA為400 ms時注意轉(zhuǎn)移的返回抑制能力較差，若此時增加一個刺激，就容易脫離原線索，回到中心注意位置[13].本研究選取數(shù)學(xué)學(xué)習困難且存在注意轉(zhuǎn)移缺陷(即在CTOA為400 ms時沒有出現(xiàn)返回抑制)的學(xué)生為被試，采用打地鼠游戲，幫助MD兒童快速地轉(zhuǎn)移注意力，改善其注意轉(zhuǎn)移的返回抑制能力.由于打地鼠游戲具有極強的趣味性，被試不排斥干預(yù)過程，且在干預(yù)過程中，研究者通過適當?shù)膹娀镞M行獎勵，以達到更好的干預(yù)效果.結(jié)果顯示，被試經(jīng)打地鼠游戲干預(yù)后，在400 ms時逐漸可以顯現(xiàn)IOR效應(yīng)，表明注意轉(zhuǎn)移的返回抑制能力有所提升.這個結(jié)果有力地證明了注意轉(zhuǎn)移的返回抑制能力不足是由于不能有效地從先前注意過的線索位置脫離導(dǎo)致的[27]，同時也證明采用外部線索(打地鼠游戲)可以有效地幫助MD兒童將注意從先前的線索位置脫離，從而改善其注意返回抑制能力.

3.2 游戲干預(yù)提高數(shù)學(xué)學(xué)習困難兒童的數(shù)學(xué)計算能力

在干預(yù)過程中，對被試的數(shù)學(xué)計算能力進行測試，發(fā)現(xiàn)其數(shù)學(xué)計算能力有顯著提高，證明了打地鼠游戲的有效性.通過干預(yù)，MD兒童的注意轉(zhuǎn)移返回抑制能力有了明顯的改善，隨之數(shù)學(xué)成績也有顯著提高，證明了MD兒童注意轉(zhuǎn)移的返回抑制能力較弱是導(dǎo)致數(shù)學(xué)成績不佳的重要原因.這個結(jié)果與早期的研究結(jié)論相符，即無法有效抑制無關(guān)信息會導(dǎo)致學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習困難[28-29].同時也表明，從基本認知能力入手進行干預(yù)的確能有效改善數(shù)學(xué)學(xué)習困難兒童的計算能力，這為數(shù)學(xué)學(xué)習困難兒童的干預(yù)與訓(xùn)練提供了新的途徑.

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，打地鼠游戲干預(yù)方法可以有效地改善數(shù)學(xué)學(xué)習困難兒童的注意轉(zhuǎn)移返回抑制能力，從而提高數(shù)學(xué)成績，并佐證了注意轉(zhuǎn)移的返回抑制能力缺陷是導(dǎo)致數(shù)學(xué)成績不佳的重要原因之一.

通過本次研究，筆者認為在普通學(xué)校中對數(shù)學(xué)學(xué)習困難學(xué)生進行干預(yù)需要注意以下幾點：1)選取數(shù)學(xué)學(xué)習困難學(xué)生不是為了貼標簽，而是為了改善其數(shù)學(xué)計算能力，因此，應(yīng)注意在實驗過程中遵循保密原則.2)團隊配合，共同合作，在自然情境中對數(shù)學(xué)學(xué)習困難學(xué)生進行干預(yù).3)運用代幣制時，應(yīng)選取學(xué)生喜愛的強化物，以便于學(xué)生更認真地對待干預(yù)過程.4)在實驗中，應(yīng)爭取家長及老師的配合，以保障實驗順利進行且有較好的干預(yù)效果.

此外，在后續(xù)的研究過程中，建議針對以下幾方面進行改進：1)根據(jù)注意轉(zhuǎn)移返回抑制的原理，設(shè)計多樣的游戲方式，形成完整的游戲干預(yù)系統(tǒng)，增強干預(yù)過程的趣味性；同時可以對學(xué)生進行持續(xù)的干預(yù)，更好地提高其計算能力及注意水平.2)本研究所選取的被試均為對游戲較感興趣的學(xué)生，可以在本研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計播放視頻或者講述故事的方法對被試進行干預(yù)，擴大可選取被試的范圍.3)可以對數(shù)學(xué)學(xué)習的其他方面，如解決問題或規(guī)律探索題等目標行為進行干預(yù)，比較其效果.4)本研究的目標行為是數(shù)學(xué)計算能力及注意轉(zhuǎn)移返回抑制能力，為避免所采用的測試出現(xiàn)練習效應(yīng)，因此測試次數(shù)較少，但總體趨勢仍然可以表明實驗結(jié)果的有效性.在今后的實驗中，可以通過其他指標(如打地鼠的個數(shù)等)更好地分析目標行為的發(fā)生.