Le système approximatif du nombre
Source : Laboratoire de Jonathan Flombaum, Johns Hopkins University
Un jeu commun de Carnaval est de demander aux gens de deviner le nombre de bonbons…
1. les stimuli et essais
- Le programme de l’expérience en Psychopy, MATLAB ou quelque chose de similaire (une version gratuite peut également être téléchargée à des fins non commerciales à www.panamath.org).
- Conception de tous les essais dans l’expérience de regarder plus ou moins les mêmes.
- Diviser l’écran en deux. Utiliser un fond gris.
- Un côté de l’écran montre une collection des cercles bleus.
- Le revers montre une collection des cercles jaunes.
- Dessiner des cercles de différentes tailles, comme le montre l’essai de l’échantillon (Figure 1).
Figure 1. Représentation schématique d’un seul essai de la test approximatif de sens numéro De chaque essai, le participant rapporte qu’il a vu plusieurs points bleus ou jaunes. - La manipulation de clé implique le nombre de cercles jaunes ou bleues. Il faut toujours plus d’un genre que l’autre. La différence devrait être décrite en termes d’un ratio : 2:1, 1.75:1, 1.5 : 1, 1.35:1, 1.25:1 et 1.15:1.
- Indiquer au programme pour produire 20 essais avec chaque rapport.
- Choisir au hasard la couleur plus grande.
- Choisir au hasard le plus petit nombre de cercles.
- Sélectionnez le nombre plus grand de faire le ratio désiré.
- Dessiner des cercles jaunes sur un côté de l’écran.
- Dessiner des cercles bleus sur l’autre côté.
- Choisir au hasard le rayon du cercle entre 1° (d’angle visuel) et de 3,5 °.
- Pour chaque tirage, un écran apparaît pour 500 m après sa disparition, le participant appuie sur la touche « Y » s’ils pensent qu’ils ont vu des points plus jaunes, ou sur la touche « B » s’ils pensent qu’ils ont vu plus de points bleus.
- Fournir une rétroaction après chaque essai avec un écran qui affiche « Correct ! » ou « Incorrect ».
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Le test de sens approximatif des nombres est un paradigme expérimental permettant d’étudier les mécanismes sous-jacents qui soutiennent la capacité de « deviner ».
L’estimation fait référence à une capacité intuitive à reconnaître une quantité, sans connaître le nombre exact. Par exemple, dans un jeu de carnaval courant, les individus essaient de deviner le nombre de bonbons emballés dans un bocal. Il y a peu de chances que quelqu’un choisisse le nombre exact.
Pourtant, tout le monde peut faire une supposition dans la bonne fourchette, car personne ne devinerait 20 alors qu’il y en a clairement plus de 100. Par conséquent, l’estimation est considérée comme une capacité câblée que les individus possèdent sans s’appuyer sur des calculs mathématiques.
Cette vidéo montre la procédure d’étude de l’estimation numérique non verbale, y compris la conception des stimuli, la réalisation de l’expérience et l’analyse et l’interprétation des données.
Dans cette expérience, des stimuli de taille et de couleur variables sont présentés de manière aléatoire et brève sur un écran d’ordinateur. Au cours de chaque essai, deux ensembles sont visibles : l’un contient une collection de cercles bleus et l’autre comprend un ensemble de cercles jaunes.
Les participants sont invités à deviner quel ensemble contient le plus. La variable dépendante est le pourcentage de précision, ou le nombre de réponses correctes enregistrées en fonction des ratios entre les essais.
On s’attend à ce que la précision des performances soit proche du hasard lorsque le rapport des cercles est très similaire, proche de 1:1, et qu’elle s’améliore à mesure que les différences de rapport augmentent.
En d’autres termes, il est plus facile de distinguer huit et quatre de douze et huit. Dans les deux cas, la différence soustractive est de quatre, mais les différences de rapport varient, de 2:1 à 1,5:1.
Pour créer les stimuli, générez des cercles de différentes tailles en ensembles bleus et jaunes. Pour chaque série, assurez-vous que les nombres de cercles bleus et jaunes sont toujours différents et représentent les six ratios.
Pour chaque essai, codez le programme pour diviser l’affichage afin d’afficher un ensemble de chaque groupe de couleurs sur un fond gris pendant 500 ms. Notez que la couleur et la taille du cercle pour la plus grande quantité doivent être sélectionnées au hasard, et que 20 essais avec chaque rapport doivent être produits.
Pour commencer l’expérience, saluez le participant dans le laboratoire et expliquez-lui les instructions pour la tâche. Une fois que le participant comprend les règles de la tâche, chargez le programme.
Lorsque les cercles disparaissent à chaque essai, le participant a-t-il appuyé sur le ? Y? clé s’ils pensent avoir vu plus de points jaunes, ou le ? B? clé s’ils pensent avoir vu plus de points bleus.
Après chaque essai, fournissez une rétroaction immédiate via un ton pour indiquer si la réponse du participant était correcte ou incorrecte.
Pour analyser les données, faites la moyenne du nombre de réponses correctes en fonction du ratio de chaque essai. Graphique du pourcentage de précision moyen sur les différences de ratio. Notez que les participants ? Les performances se sont améliorées à mesure que les différences de rapport augmentaient.
Le sens approximatif des nombres est positivement corrélé avec les capacités arithmétiques mesurées par des tests standardisés, même si l’arithmétique ne consiste pas à estimer.
De plus, même les jeunes enfants peuvent utiliser le sens des nombres pour identifier quand quelque chose manque dans un groupe d’objets familiers.
Vous venez de regarder l’introduction de JoVE au test de détection des nombres approximatifs. Vous devez maintenant avoir une bonne compréhension de la conception et de la réalisation de l’expérience, ainsi que de l’analyse des résultats et de l’application du phénomène de l’estimation des nombres.
Merci d’avoir regardé !?
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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.