Учёные выяснили, почему некоторым детям сложно даётся математика

Дети, испытывающие трудности с математикой, могут иметь проблемы с адаптацией мышления после ошибок, а не только с пониманием чисел. Фото: Shutterstock

Исследователи из Стэнфордского университета под руководством Хесан Чан (Hyesang Chang) решили лучше понять, почему некоторым детям математика даётся гораздо сложнее, чем их одноклассникам. Их выводы были опубликованы в рецензируемом журнале JNeurosci, посвящённом нейронаукам и тому, как мозг поддерживает мышление и поведение.

Многие полагают, что трудности с математикой связаны лишь с непониманием чисел. Однако это исследование глубже изучило, как дети думают, учатся на ошибках и корректируют свои стратегии с течением времени.

В ходе исследования детям предлагалось выполнить серию простых заданий на сравнение. В каждом испытании им нужно было определить, какая из двух величин больше. Иногда величины показывались в виде цифр, например, 4 и 7. В других случаях они отображались в виде групп точек, что требовало от ребёнка быстро оценить, в какой группе предметов больше.

Переключаясь между числовыми символами и группами точек, учёные могли проверить как понимание символических чисел, так и более базовое распознавание количества. Вместо того чтобы фокусироваться только на правильности ответов, команда разработала математическую модель для отслеживания изменений в результатах каждого ребёнка на протяжении многих попыток. Другими словами, они изучили, насколько стабильно дети справлялись с заданиями и корректировали ли они свой подход после ошибок.

Результаты показали чёткую закономерность. Дети, испытывавшие трудности с математикой, реже меняли свою стратегию после неправильного решения задачи. Даже когда они допускали разные виды ошибок, они, казалось, не обновляли своё мышление в ответ. Эта трудность в корректировке поведения со временем стала ключевым различием между детьми с типичными математическими способностями и теми, у кого были проблемы с обучением математике.

Чтобы лучше понять, что происходит в мозге, исследователи использовали нейровизуализацию. Этот метод измеряет активность в разных областях мозга, пока человек выполняет задания. Сканирование показало, что у детей, у которых было больше проблем с математикой, наблюдалась более слабая активность в областях, отвечающих за мониторинг производительности и корректировку поведения. Эти области мозга часто связаны с когнитивным контролем — способностью оценивать ошибки, менять стратегии и адаптироваться к новой информации.

Важно, что пониженная активность в этих регионах могла предсказать, были ли у ребёнка типичные или нетипичные математические способности. Это говорит о том, что различия в функциях мозга могут помочь объяснить, почему некоторые дети стабильно испытывают трудности.

Полученные данные указывают на то, что трудности с математикой могут быть вызваны не только проблемами с пониманием чисел. Вместо этого, у некоторых детей могут быть проблемы с пересмотром мыслительных процессов по мере решения задач. Способность распознать ошибку и попробовать новый подход важна не только в математике, но и во многих других видах обучения.

Чан подчеркнула это более широкое значение, заявив:

«Эти нарушения не обязательно специфичны для числовых навыков и могут относиться к более широким когнитивным способностям, которые включают мониторинг выполнения задач и адаптацию поведения по мере обучения детей».

Исследователи планируют протестировать свою модель на более крупных и разнообразных группах детей, включая тех, у кого есть другие типы трудностей в обучении. Таким образом они надеются определить, играют ли проблемы с адаптацией стратегий более широкую роль в академических трудностях, выходящих за рамки математики.

ИИ: Это исследование важно, так как смещает фокус с простого «непонимания чисел» на более глубокие когнитивные процессы. В 2026 году такие открытия могут помочь в разработке более персонализированных методов обучения и поддержки для детей, испытывающих трудности, учитывая их индивидуальные особенности мышления и работы мозга.