اختبار استشعار الأرقام التقريبي
المصدر: مختبر جوناثان فلومباوم - جامعة جونز هوبكنز
تتمثل لعبة الكرنفال الشائعة في مطالبة الناس بتخمين عدد حبات الهلام المعبأة في جرة. فرص حصول أي شخص…
p class = "jove_title" >1. المحفزات والمحاكمات
- قم ببرمجة التجربة في Psychopy أو MATLAB أو شيء مشابه (يمكن أيضا تنزيل نسخة مجانية للاستخدامات غير التجارية على www.panamath.org).
- صمم جميع التجارب في التجربة لتبدو متشابهة إلى حد ما.
- قسم الشاشة إلى نصفين. استخدم خلفية رمادية.
- يظهر جانب واحد من الشاشة مجموعة من الدوائر الزرقاء.
- يظهر الجانب الآخر مجموعة من الدوائر الصفراء.
- ارسم الدوائر بأحجام مختلفة ، كما هو موضح في نموذج التجربة (الشكل 1).
الشكل 1. تصوير تخطيطي لتجربة واحدة لاختبار استشعار العدد التقريبي. في كل تجربة ، أبلغ المشارك عما إذا كان قد رأى المزيد من النقاط الزرقاء أو الصفراء. - يتضمن التلاعب الرئيسي عدد الدوائر الصفراء والزرقاء. يجب أن يكون هناك دائما أكثر من نوع واحد من الآخر. يجب وصف الفرق من حيث النسبة: 2: 1 ، 1.75: 1 ، 1.5: 1 ، 1.35: 1 ، 1.25: 1 ، و 1.15: 1.
- توجيه البرنامج لإنتاج 20 تجربة مع كل نسبة.
- حدد اللون الأكبر بشكل عشوائي.
- حدد بشكل عشوائي العدد الأصغر من الدوائر.
- حدد الرقم الأكبر لعمل النسبة المطلوبة.
- ارسم دوائر صفراء على جانب واحد من الشاشة.
- ارسم دوائر زرقاء على الجانب الآخر.
- اختر بشكل عشوائي نصف قطر كل دائرة بين 1 درجة (من الزاوية المرئية) و 3.5 درجة.
- في كل إصدار تجريبي ، تظهر شاشة لمدة 500 مللي ثانية. بعد اختفائه ، يضغط المشارك على المفتاح "Y" إذا اعتقد أنه رأى المزيد من النقاط الصفراء ، أو المفتاح "B" إذا اعتقد أنه رأى المزيد من النقاط الزرقاء.
- قدم ملاحظات بعد كل إصدار تجريبي باستخدام شاشة تعرض إما "صحيح!" أو "غير صحيح".
تسجيل الدخول أو للوصول إلى المحتوى الكامل. تعرّف على المزيد حول وصول مؤسستك إلى محتوى JoVE هنا
اختبار إحساس العدد التقريبي هو نموذج تجريبي للتحقيق في الآليات الأساسية التي تدعم القدرة على "التخمين".
يشير التخمين إلى القدرة البديهية على التعرف على الكمية ، دون معرفة الرقم الدقيق. على سبيل المثال ، في لعبة كرنفال شائعة ، يحاول الأفراد تخمين عدد حبات الهلام المعبأة في جرة. هناك احتمالات ضئيلة في أن يختار أي شخص الرقم الدقيق.
ومع ذلك ، يمكن للجميع إنتاج تخمين في الملعب الصحيح ، حيث لن يخمن أحد 20 عندما يكون هناك أكثر من 100 بوضوح. لذلك ، يعتبر التقدير قدرة صلبة يمتلكها الأفراد دون الاعتماد على الحسابات الرياضية.
يوضح هذا الفيديو إجراء التحقيق في التقدير العددي غير اللفظي ، بما في ذلك كيفية تصميم المحفزات وإجراء التجربة وكيفية تحليل البيانات وتفسيرها.
في هذه التجربة ، يتم تقديم المحفزات التي تختلف في الحجم واللون بشكل عشوائي ولفترة وجيزة على شاشة الكمبيوتر. خلال كل تجربة ، تظهر مجموعتان: تحتوي إحداهما على مجموعة من الدوائر الزرقاء ، والأخرى تتضمن مجموعة من الدوائر الصفراء.
يطلب من المشاركين تخمين المجموعة التي تحتوي على المزيد. المتغير التابع هو النسبة المئوية للدقة ، أو عدد الاستجابات الصحيحة المسجلة كدالة للنسب عبر التجارب.
من المتوقع أن تكون دقة الأداء قريبة من الصدفة عندما تكون نسبة الدوائر متشابهة جدا بالقرب من 1: 1 وتتحسن مع زيادة الاختلافات في النسبة.
بمعنى آخر ، من الأسهل التمييز بين ثمانية وأربعة مقابل اثني عشر وثمانية. في كلتا الحالتين ، يكون الفرق الطرحي أربعة ، لكن اختلافات النسبة تختلف ، من 2: 1 إلى 1.5: 1.
لإنشاء المحفزات ، قم بإنشاء دوائر بأحجام مختلفة باللونين الأزرق والأصفر. لكل مجموعة ، تأكد من أن أرقام الدوائر الزرقاء والصفراء مختلفة دائما وتمثل النسب الست.
لكل نسخة تجريبية ، قم بترميز البرنامج لتقسيم الشاشة لإظهار مجموعة واحدة من كل مجموعة ألوان على خلفية رمادية لمدة 500 مللي ثانية. لاحظ أنه يجب اختيار اللون وحجم الدائرة للكمية الأكبر بشكل عشوائي ، ويجب إنتاج 20 تجربة مع كل نسبة.
لبدء التجربة ، قم بتحية المشارك في المختبر واشرح التعليمات الخاصة بالمهمة. بمجرد أن يفهم المشارك قواعد المهمة ، قم بتحميل البرنامج.
عندما تختفي الدوائر في كل تجربة ، اطلب من المشارك الضغط على ؟ Y? المفتاح إذا اعتقدوا أنهم رأوا المزيد من النقاط الصفراء ، أو ؟ B? المفتاح إذا اعتقدوا أنهم رأوا المزيد من النقاط الزرقاء.
بعد كل تجربة ، قدم ملاحظات فورية عبر نغمة للإشارة إلى ما إذا كانت استجابة المشارك صحيحة أم غير صحيحة.
لتحليل البيانات ، قم بحساب متوسط عدد الردود الصحيحة كدالة للنسبة في كل تجربة. رسم بياني لمتوسط النسبة المئوية للدقة عبر فروق النسب. لاحظ أن المشاركين؟ تحسن الأداء مع زيادة الفروق النسبية.
يرتبط الإحساس بالعدد التقريبي ارتباطا إيجابيا بالقدرات الحسابية كما تم قياسها بواسطة الاختبارات الموحدة ، على الرغم من أن الحساب لا يتعلق بالتقدير.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن حتى للأطفال الصغار تطبيق حاسة الأرقام لتحديد ما إذا كان هناك شيء مفقود من مجموعة من الأشياء المألوفة.
لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE لاختبار استشعار الأرقام التقريبية. الآن يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تصميم التجربة وتنفيذها ، وكذلك تحليل النتائج وتطبيق ظاهرة تقدير الأرقام.
شكرا للمشاهدة!؟
View the full transcript and gain access to JoVE Science Education videos
Q1: What is approximate number sense and how does it differ from counting?
Approximate number sense is a hardwired mental ability to estimate quantities without exact calculation or verbal counting. Unlike learned counting skills, it allows people to intuitively recognize quantity and make reasonable guesses. For example, someone can estimate that a jar contains more than 100 jellybeans without counting each one, demonstrating this innate guesstimating ability.
Q2: How does ratio affect performance accuracy in the approximate number sense test?
Performance accuracy improves as ratio differences between compared sets increase. When ratios are similar, like 1:1, accuracy approaches chance level. As ratios diverge—such as 2:1 versus 1.5:1—participants correctly identify the larger set more often. This demonstrates that the visual system relies on proportional differences rather than absolute numerical differences.
Q3: What stimuli are used in the approximate number sense test procedure?
The test uses blue and yellow circles of varying sizes, randomly presented on a computer screen for 500 milliseconds per trial. Each trial displays two sets with different quantities representing six different ratios. Color and circle size for the larger amount are randomized, with 20 trials conducted for each ratio to ensure reliable data collection.
Q4: How do participants respond during the approximate number sense test?
Participants press the 'Y' key if they believe they saw more yellow circles or the 'B' key for more blue circles. After each response, immediate feedback is provided through a tone indicating correctness. This real-time feedback helps participants understand task performance and maintains engagement throughout the experimental session.
Q5: What does data analysis reveal about approximate number sense performance?
Researchers average correct responses as a function of ratio and graph mean accuracy percentages across ratio differences. Results consistently show that performance improves as ratio differences increase, confirming that approximate number sense operates on proportional rather than absolute differences. This pattern validates the underlying mechanisms supporting nonverbal numerical estimation.
Q6: How does approximate number sense relate to mathematical abilities?
Approximate number sense positively correlates with arithmetic abilities measured by standardized tests, despite arithmetic involving precise calculation rather than estimation. Young children also apply number sense to identify missing objects from familiar groups. This suggests that the foundational estimation ability supports broader numerical competence and mathematical development.
Q7: Why is the approximate number sense test considered an important experimental paradigm?
The test investigates underlying mechanisms supporting guesstimation through controlled stimuli and measurable dependent variables like percent accuracy. By systematically varying ratios and analyzing performance patterns, researchers uncover the computational and neural processes enabling nonverbal numerical estimation. This paradigm bridges cognitive psychology with neuroscience to understand fundamental quantitative abilities.