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Developmental Psychology

Cognition numérique : plus ou moins

Numerical Cognition: More or Less

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Numerical Cognition: More or Less

4.3: The Rouge Test: Searching for a Sense of Self

4.7: Metacognitive Development: How Children Estimate Their Memory

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05:59 min

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April 30, 2023

Overview

Source : Laboratoires de Nicholaus mimine et Judith Danovitch — Université de Louisville

Un des objectifs du système éducatif moderne consiste à enseigner aux enfants culture mathématique. Ils apprennent à ajouter, soustraire, multiplier et diviser, et cette base de connaissances sert à appuyer l’apprentissage de la géométrie, algèbre, calcul, physique et les statistiques. Enfants d’âge scolaire généralement acquièrent ces compétences dans des cadres éducatifs formels, mais le fondement de la compréhension mathématique est développé beaucoup plus tôt dans la vie.

Comme les enfants, les humains commencent à se former des représentations rugueuses qui leur permettent de porter des jugements sur le nombre, et peut-être le premier concept numérique qui développent les êtres humains est l’idée de moins par rapport à plus. Cependant, ces concepts de sondage peut être difficile, parce que même si les bébés ont une idée du nombre, ils ont très peu de moyens de montrer ce qu’ils savent. Ce qu’ils peuvent faire, c’est ramper, manger, pleurer et dormir. Ainsi, les chercheurs ont développé une tâche à l’aide de cet ensemble limité de réponses pour étudier si les bébés peuvent représenter mentalement nombre.

Cette expérience montre comment les chercheurs utiliser créativement alimentaire afin d’étudier les concepts de la cognition numérique chez les nourrissons à l’aide de la méthode de Feigenson, Carey et Hauser. ¹

Procedure

Recruter des nourrissons âgés de 12 mois. Aux fins de cette démonstration, qu’un seul enfant est testé. Grandes tailles d’échantillon (comme dans le Feigenson, Carey et Hauser étude¹) sont recommandés lorsqu’il procède à toutes les expériences.

Les participants devraient être en bonne santé, ont pas d’antécédents de troubles du développement et ont la vision et une audition normale.
Parce que les enfants de cet âge peuvent être peu coopératifs ou tatillon (par exemple, refuser de regarder une démonstration ou s’endormir pendant les essais), des participants supplémentaires peuvent doivent être recrutés afin d’obtenir des données suffisantes.

1. collecte des données

Rassembler le matériel nécessaire : un petit seau vide, un petit seau rempli de carrés biscuits graham, deux récipients opaques hautes trop grands pour un enfant de voir l’intérieur et un jouet adapté à l’âge.
Warm-up
1. Assis sur le sol face à l’enfant, environ 100 cm de distance.
2. Alors que l’enfant regarde, placer le jouet dans le seau vide.
3. Non verbale encourager le bébé à ramper dans le seau et récupérer le jouet. Utiliser l’encouragement verbal si le nourrisson n’analyse pas immédiatement dans le seau.
4. Retirer le jouet et le seau.
Test
1. Demandez aux parents de s’abstenir d’apporter des commentaires pour le nourrisson.
2. Mettre en place simultanément les deux grands conteneurs. Montrer à l’enfant qu’ils sont vides. Placez le conteneurs environ 70 cm devant le bébé et 35 cm de distance. Ce placement s’assure que l’enfant ne peut pas atteindre les deux récipients en même temps.
3. Récupérer le petit seau de biscuits graham. Hold-up de craquelins individuels tirés le seau et dire : « Regardez ceci. » Seulement présentent les biscuits et les déposer dans les conteneurs alors que l’enfant regarde. Le nombre de biscuits graham placés dans chaque conteneur varie selon la condition.
  1. 1 vs 2 condition : un récipient contient 1 pirate et l’autre 2.
  2. 2 vs 3 condition : un récipient contient 2 craquelins et l’autre 3.
  3. 3 vs 4 condition : un récipient contient 3 craquelins et l’autre 4.
4. Contrebalancer l’ordre de placement et de quel côté contient quelle quantité de biscuits sur les nourrissons.
5. Après avoir placé tous les craquelins dans les conteneurs, regarder vers le bas pour éviter d’influencer la réponse de l’enfant. Si l’enfant ne s’approche pas moins de 10 s, fournir encouragement verbal sans regarder vers le haut.
6. Choix de l’enfant de bandes vidéo.

2. analyse

Exclure de l’analyse, les nourrissons qui ne s’approchent pas un contenant moins de 20 s de l’expérimentateur, regardant vers le bas et les nourrissons ayant regardé dans un récipient avant de s’approcher de l’autre récipient.
Code les vidéos des bébés qui approchent d’un conteneur et atteint dedans ou s’asseoir en face d’elle pendant au moins 8 s sans parvenir à.
Deux codeurs indépendantes permet de marquer des vidéos des bébés qui fait un choix. Les codeurs déterminent quel conteneur les approches infantiles, mais ils ne savent pas combien de craquelins sont dans chaque récipient.
Analyser la proportion de nourrissons en sélectionnant le conteneur contenant plus de nourriture afin de déterminer si les nourrissons plus approché que pourrait être prévu par hasard.

Très tôt dans la vie — avant l’âge de 1 — les humains développent une Fondation dans la compréhension mathématique des quantités numériques, appelé la cognition numérique.

Pour créer cette Fondation, les bébés commencent à représentations mentales bruts de forme qui leur permettent de porter des jugements sur le nombre et de développer le concept de moins par rapport à plus.

Toutefois, il peut être difficile de sonder ces concepts de la cognition numérique. Ainsi, les chercheurs doivent être créatifs dans la conception de tâches à l’aide de séduisants objets tels que des jouets ou de la nourriture, en raison de l’ensemble limité de réponses — comme ramper — chez les nourrissons.

À l’aide de la méthode développée par les Drs Feigenson, Carey et ses collègues, cette vidéo montre comment installer et tester cognition numérique chez les nourrissons, mais aussi comment analyser et interpréter les données concernant les arrêts entre les quantités de produits alimentaires.

Dans cette expérience, les nourrissons âgés de 12 mois a regarder les chercheur lieu attrayant graham crackers, un à la fois, dans deux différents récipients opaques. Le nombre de biscuits placés dans chacun d’entre eux varie selon la condition attribuée : 1 / 2, 2 vs 3 et 3 vs 4.

Les nourrissons sont autorisés à ramper à l’un des deux, et le choix du conteneur est la variable dépendante.

Si les enfants sont capables de représenter le nombre, ils sont censés choisir celui avec le plus de craquelins en rampant pour ce conteneur. Toutefois, en raison de leur âge, il peut y avoir une limite à leur capacité d’exercer une discrimination de plus de cinq ans, auquel cas ils choisiraient un conteneur au hasard.

Avant l’arrivée de l’enfant, assurer le bon fonctionnement de l’équipement vidéo et recueillir un vide petit seau et l’autre remplis de biscuits graham, un jouet et deux grands conteneurs opaques.

Pour commencer l’expérience, saluer le nourrisson et demandez-leur de s’asseoir par terre pendant que vous êtes assis 100 cm loin face à eux. Une fois installés, ont un assistant démarrer la caméra vidéo pour enregistrer la session.

Tout d’abord s’habituer le bébé à ramper vers un conteneur : lorsque l’enfant est à la recherche, placer le jouet à l’intérieur de la benne vide et non verbale, les inciter à ramper et récupérer le jouet. Après qu’ils rampent sur le jouet, enlever et le seau et placer l’enfant sur la position de départ.

Pour lancer la phase de test, en même temps introduire les deux grands conteneurs et montrer à l’enfant qu’ils sont vides. Placez les contenants 70 cm devant l’enfant et à 35 cm de distance, assurant qu’ils ne peuvent pas atteindre les deux récipients en même temps.

Récupérer le petit seau de biscuits graham. Tenir un biscuit et dire « Regardez ceci. » Lorsque l’enfant est à la recherche, placez le biscuit dans un récipient. Continuez ce processus jusqu’à ce que les deux conteneurs ont le nombre approprié de craquelins pour la condition donnée.

Après plaçant tous les biscuits, regardez vers le bas pour éviter d’influencer la réponse de l’enfant de choisir un récipient. Sans regarder vers le haut, verbalement les inciter à choisir un conteneur après 10 secondes : « Fait ce chemin. »

Une fois terminée la phase de test, ont deux programmeurs indépendants qui sont aveugles aux conditions voir les enregistrements vidéo et prenez note du conteneur choisi pour chaque enfant.

Pour analyser les résultats, compter le nombre de nourrissons qui ont choisi le récipient avec le plus grand nombre de craquelins et graphique des pourcentages qui en résulte pour chaque condition.

Notez que les nourrissons ont été très bons à ramasser le conteneur avec la plus grande quantité pour des conditions 1 vs 2 et 2 vs 3, mais effectué à proximité du niveau de la chance en état 3 vs 4, suggérant qu’il y a une limite supérieure pour une représentation numérique à cet âge de 12 mois.

Maintenant que vous êtes familier avec les méthodes utilisées pour tester le concept de moins vs plus chez le nourrisson, nous allons étudier l’émergence du raisonnement numérique chez d’autres espèces et l’importance de la cognition numérique capacité mathématique.

Un montage expérimental très similaire peut être utilisé pour explorer la cognition numérique chez d’autres animaux, comme les chiens.

Comparaisons à des capacités numériques chez entre autres espèces — comme oiseaux choisir plus de nourriture et de guppys se joindre à des groupes sociaux plus importants — ajouter à la compréhension de l’ontogenèse pour compétence numérique en l’absence de langage.

Représentant le nombre et faire des comparaisons de plus ou moins montrent que les nourrissons peuvent raisonner sur leur environnement de façon sophistiquée. Cette compétence précoce peut contribuer à l’émergence plus tard dans le développement du raisonnement numérique et capacité mathématique comme des additions, soustractions et même calcul.

Vous avez juste regardé introduction de Jupiter à la cognition numérique. Maintenant vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de concevoir et d’exécuter une expérience étudie comment les enfants représentent nombre et quantité, ainsi que comment analyser et évaluer les résultats.

Merci de regarder !

Results

Afin de voir des résultats significatifs, les chercheurs devront tester au moins 16 enfants dans chaque condition, sans compter les enfants a chuté pour avoir omis de remplir la tâche. Les nourrissons présentées généralement 1 vs 2 craquelins et 2 vs 3 craquelins sélectionné du conteneur renfermant plus de craquelins (Figure 1). Cependant, les enfants ne montrent généralement aucune préférence marquée pour le conteneur renfermant plus de craquelins quand présenté avec 3 vs 4 craquelins.

Nourrissons a toujours choisissent le récipient contenant le plus grand nombre de craquelins quand présenté avec des comparaisons de 1 vs 2 et 2 vs 3. Toutefois, les nourrissons ne représentent les différences entre un plus grand nombre d’éléments. Critique, ce résultat ne dépend pas uniquement des proportions, car les enfants ne pas non plus d’établir une distinction entre 3 et 6, qui est la même proportion que 1 vs 2.

Figure 1 : Proportion de nourrissons en sélectionnant le récipient avec le plus grand nombre de craquelins.

Applications and Summary

Bien que les nourrissons sont limitées dans le nombre d’objets qu’ils peuvent représenter à un moment donné, le fait qu’ils peuvent représenter 2 vs 3, ou jusqu’à cinq éléments, à la fois est cité comme preuve que même les très jeunes nourrissons peuvent représenter le nombre et faire des comparaisons entre des valeurs différentes. La méthode décrite ici peut également être appliquée à la mesure comment les autres espèces, comme les chiens et les chimpanzés, raison sur nombre.

Les nourrissons sont impressionnant capables de représenter nombre et faire des comparaisons de plus ou moins à un très jeune âge. Les résultats présentés ici montrent que les nourrissons peuvent raisonner sur leur environnement de façon sophistiquée, et cette compétence précoce peut contribuer à l’émergence de raisonnement numérique et mathématique capacité plus tard dans le développement. Cependant, il y a un débat en cours sur savoir si ces compétences representational révèlent vraie compréhension mathématique, ou si elles sont considérées comme plus approprié en termes de représentations visuelles.

References

Feigenson, L., Carey, S., & Hauser, M. The representations underlying infants’ choice of more: Object files versus analog magnitudes. Psychological Science., 13, 150-156 (2002).

Transcript

Very early in life—before the age of 1—humans develop a foundation in the mathematical understanding of numerical quantities, called numerical cognition.

To build this foundation, infants begin to form rough mental representations that allow them to make judgments about number and develop the concept of less versus more.

However, probing these concepts of numerical cognition can be difficult. Thus, researchers must be creative in designing tasks by using alluring objects, such as toys or food, due to the limited set of responses—like crawling—in infants.

Using the method developed by Drs. Feigenson, Carey, and colleagues, this video demonstrates how to setup and test numerical cognition in infants, as well as how to analyze and interpret the data regarding judgments between quantities of food items.

In this experiment, 12-month-old infants watch the researcher place appealing graham crackers, one at a time, into two different opaque containers. The number of crackers placed into each one varies, depending on the assigned condition: 1 vs. 2, 2 vs. 3, and 3 vs. 4.

The infants are allowed to crawl to one of the two, and the choice of container is the dependent variable.

If infants are able to represent number, they are expected to choose the one with the most crackers by crawling to that container. However, due to their age, there may be a limit in their capacity to discriminate more than five, in which case they would choose a container at random.

Before the arrival of the infant, ensure the proper functioning of the video equipment and collect one empty small bucket and another filled with graham crackers, a toy, and two tall opaque containers.

To begin the experiment, greet the infant and have them sit on the floor while you sit 100 cm away facing them. Once settled, have an assistant start the video camera to record the session.

First acclimate the infant to crawling towards a container: when the infant is looking, place the toy inside the empty bucket and non-verbally encourage them to crawl and retrieve the toy. After they crawl to the toy, remove it and the bucket and place the infant back to the starting position.

To initiate the test phase, simultaneously introduce the two large containers and show the infant that they are empty. Place the containers 70 cm in front of the infant and 35 cm apart, ensuring that they cannot reach both containers at the same time.

Retrieve the small bucket of graham crackers. Hold up one cracker and say “Look at this.” When the infant is looking, place the cracker into a container. Continue this process until both containers have the appropriate number of crackers for the given condition.

After placing all crackers, look down to avoid influencing the infant’s response of choosing a container. Without looking up, verbally encourage them to pick a container after 10 seconds: “Come this way.”

Once the test phase is completed, have two independent coders who are blind to the conditions view the video recordings and make note of the chosen container for each infant.

To analyze the results, count the number of infants that chose the container with the greater number of crackers and graph the resulting percentages for each condition.

Notice that infants were very good at picking the container with the greater quantity for conditions 1 vs. 2 and 2 vs. 3, but performed near chance level in condition 3 vs. 4, suggesting that there is an upper limit to numerical representation at this age of 12 months.

Now that you are familiar with the methods used to test the concept of less vs. more in infants, let’s look at the emergence of numerical reasoning in other species and the importance of numerical cognition in mathematical ability.

A very similar experimental setup can be used to explore numerical cognition in other animals, such as dogs.

Comparisons in numerical abilities between other species—like birds choosing more food and guppies joining larger social groups—add to the understanding of the ontogeny for numerical competence in the absence of language.

Representing number and making comparisons of more versus less show that infants can reason about their environment in sophisticated ways. This early skill may contribute to the emergence later in development of numerical reasoning and mathematical ability such as addition, subtraction, and even calculus.

You’ve just watched JoVE’s introduction to numerical cognition. Now you should have a good understanding of how to design and run an experiment investigating how infants represent number and quantity, as well as how to analyze and assess the results.

Thanks for watching!

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