유아기에 측정 된 공간적 추론은 4 살 때 아이들이 수학을 어떻게할지 예측한다고 새로운 연구가 밝혔다.

"저희는 공간 추론과 수학 능력의 관계에 대한 가장 오래된 문서화된 증거를 제시했습니다."라고 이 연구를 수행한 에모리 대학교 심리학자 스텔라 로렌코는 말합니다. "생후 6개월이라는 어린 나이에 공간 추론이 시작되면 이 능력의 지속성과 수학적 발달을 예측할 수 있다는 것을 보여주었습니다."

연구자들은 어휘력, 작업 기억력, 단기 공간 기억력, 처리 속도 등의 측정을 포함하여 어린이의 전반적인 인지 능력에 대한 종단 연구를 실시했습니다.

"저희 연구 결과는 단순히 영아가 더 똑똑해져서 네 살배기가 된다는 문제가 아니라는 것을 보여줍니다."라고 루렌코는 말합니다. "저희는 초기 공간 추론 능력과 수학 능력에 대한 구체적인 내용을 밝혀냈다고 생각합니다."

이 연구 결과는 왜 어떤 사람들은 수학을 좋아하는 반면, 어떤 사람들은 수학에 서툴다고 느껴 수학을 기피하는지 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다. "공간 추론은 훈련을 통해 향상될 수 있는 유연한 기술입니다."라고 루렌코는 말합니다. "한 가지 가능성은 조기 수학 교육에서 공간 추론에 더 중점을 두어야 한다는 것입니다."

이전 연구에 따르면 13세 때 공간적 소양이 뛰어나면 30년 후에도 과학, 기술, 공학, 수학 분야에서 전문적이고 창의적인 성과를 거둘 수 있는 것으로 나타났습니다.

'정신 공간'에 대한 실험

공간적 적성에 대한 개인차가 더 일찍 나타나는지 알아보기 위해, 루렌코 연구실은 생후 63개월에서 13개월 사이의 영아 XNUMX명을 대상으로 정신 변환(mental transformation)이라고 불리는 시공간적 기술, 즉 "정신 공간"에서 물체를 변형하고 회전시키는 능력을 검사했습니다. 정신 변환은 공간 지능의 특징으로 간주됩니다.

연구진은 아기들에게 일련의 쌍을 이룬 비디오 스트림을 보여주었습니다. 두 스트림 모두 테트리스 타일 조각처럼 생긴 두 개의 동일한 도형을 연속으로 보여주었는데, 각 도형의 방향은 서로 달랐습니다. 한 비디오 스트림에서는 세 번째 스트림마다 두 개의 도형이 회전하여 거울상이 되었습니다. 다른 비디오 스트림에서는 도형이 거울상이 아닌 방향으로만 나타났습니다. 시선 추적 기술을 이용하여 아기들이 어떤 비디오 스트림을 얼마나 오랫동안 보는지 기록했습니다.

이러한 유형의 실험을 변화 감지 패러다임이라고 합니다. "아기들은 새로운 것을 선호하는 것으로 나타났습니다."라고 루렌코는 설명합니다. "아기들이 정신적 변화를 경험하고 조각들이 가끔 거울 위치로 회전하는 것을 감지할 수 있다면, 그 새로운 것 때문에 아기들에게 흥미로워하는 것입니다."

연구진은 시선 추적 기술을 이용하여 아기들이 어디를 얼마나 오랫동안 보는지 측정했습니다. 전체 그룹에서 아기들은 거울상 영상 스트림을 훨씬 더 오랫동안 보았지만, 영상을 보는 시간에는 개인차가 있었습니다.

원래 표본의 84%에 해당하는 XNUMX명의 아동이 XNUMX세에 종단 연구를 완료하기 위해 다시 돌아왔습니다. 참가자들은 다시 한번 정신 변환 능력과 간단한 상징적 수학 개념의 숙달도를 평가받았습니다. 그 결과, 유아 시절 거울 속 이미지들을 더 많이 본 아이들은 XNUMX세에도 이러한 높은 정신 변환 능력을 유지했으며, 수학 문제에서도 더 나은 성적을 거두었습니다.

초기 수학의 공간적 추론

고차원의 기호 수학은 인간 진화에서 비교적 늦게 등장했습니다. 이전 연구에 따르면 기호 수학은 공간 추론에 관여하는 뇌 회로를 활용하여 발전의 토대를 마련했을 가능성이 있습니다.

"이 연구는 수학의 본질에 대한 이해에 기여할 수 있습니다."라고 루렌코는 말합니다. "공간 추론이 개인차에 따른 수학 능력의 차이와 관련이 있음을 보여줌으로써, 수학에서 공간 추론의 잠재적 기여를 시사하는 기존 연구들에 새로운 지평을 열었습니다. 이제 우리는 공간 추론이 생애 초기에 어떤 인과적 역할을 할 수 있는지 검증할 수 있습니다."

이 발견은 정기적인 조기 수학 교육 개선에 도움이 될 뿐만 아니라, 수학 장애 아동을 위한 중재 방안을 설계하는 데에도 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 난산증은 간단한 산수조차 제대로 수행하지 못하는 발달 장애입니다.

"계산 장애의 유병률은 5~7%로 추정되는데, 이는 난독증과 거의 비슷합니다."라고 루렌코는 말합니다. "하지만 기술 세계에서 수학이 차지하는 중요성에도 불구하고, 계산 장애는 일반적으로 상대적으로 덜 주목받아 왔습니다."

그 발견은 저널에 나타난다. 심리 과학.

출처: 에 모리 대학

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