数値の認知: もっとまたはより少なく
ソース: ジュディス ・ Danovitch ・ ニクラス Noles 所-ルイビル大学
現代の教育システムの目標の 1 つは子供に数学的リテラシーを教えることです。追加、減算、乗算、および除算には教えられて、この基本知識は、幾何学、代数学、微積分、物理学、統計についての学習をサポートする使用されま…
12 ヵ月の乳児を募集します。このデモの目的の 1 つだけの子がテストされます。実験を行う場合、(Feigenson、キャリー、ハウザー研究の1) のようにサンプル サイズが大きくお勧めします。
- 参加者が健康、発達障害の歴史を持たず、通常の聴覚と視覚があります。
- この年齢の幼児が協調することができますのでうるさい (例えばデモを見たり、テスト中に眠りに落ちることを拒否する)、または余分な参加者が十分なデータを得るために採用する必要があります。
1. データの収集
- 必要な材料を集める: 小さなバケツ平方グラハム クラッカー、幼児、内部を見ると 1 つの年齢に応じたおもちゃの背が高すぎる 2 つの背の高い不透明な容器でいっぱいの 1 つ 1 つ空の小さなバケツ。
- ウォーム アップ
- 約 100 cm 離れて、乳児に直面して床に座る。
- 幼児が見ている間は、空のバケツにおもちゃを配置します。
- 非口頭でバケツにクロールし、おもちゃを取得する幼児をお勧めします。幼児がすぐにバケツにクロールしない場合は、言葉による励ましを使用します。
- おもちゃとバケツを削除します。
- テスト
- 乳児にフィードバックを提供するから控えるように親に指示します。
- 同時に 2 つの大型コンテナーをご紹介します。空であることを幼児に示します。赤ちゃんの前で、35 cm 離れてコンテナー約 70 cm を配置します。この配置は、幼児が同時に両方のコンテナーを達することができないことを保証します。
- グラハム クラッカーの小さなバケツを取得します。バケツから描かれた個々 のクラッカーを保持して言う、「これを見て。」のみ、クラッカーを提示し、幼児が見ている間コンテナーに配置します。各コンテナーは、グラハム クラッカーの数は、条件によって異なります。
- 条件 2 対 1: 1 つのコンテナー 1 クラッカー、その他は 2 を含まれます。
- 2 対 3 の条件: 1 つのコンテナーに 2 クラッカーが含まれており、他 3 が含まれています。
- 4 対 3: 1 つのコンテナー 3 クラッカー、他は 4 が含まれます。
- 配置の順序を相殺し、どちら側には幼児のクラッカーの量が含まれます。
- コンテナーのすべてのクラッカーを配置した後、乳児の応答に影響を及ぼすように軽蔑します。幼児が 10 以内に接近しない場合 s、上げず言葉による励ましを提供します。
- ビデオのテープ幼児の選択。
2. 解析
- 20 内のコンテナーをアプローチは幼児の解析から除外を見下ろして実験者と 1 つのコンテナーに他のコンテナーに近づく前に見た乳児の s。
- コンテナーに近づくとそれに到達または少なくとも 8 の前に座る人の幼児のビデオをコードに届かないまま s。
- スコア選択をした児の動画を 2 つの独立したプログラマーを使用します。プログラマーは、どのコンテナー幼児のアプローチがわからないどのように多くのクラッカーは、各コンテナーを確認します。
- 偶然予測されるよりより多くの幼児、それに近づいたかどうかより多くの食料を含むコンテナーを選択する幼児の割合を分析します。
人生の非常に早い段階、つまり1歳になる前に、人間は数的認知と呼ばれる数的量の数学的理解の基礎を発達させます。
この基盤を築くために、乳児は大まかな心象徴を形成し始め、それによって数についての判断を下し、より少ないか多いかという概念を発達させます。
しかし、これらの数値認知の概念を探るのは難しい場合があります。したがって、研究者は、乳児の這うなどの反応が限られているため、おもちゃや食べ物などの魅力的なオブジェクトを使用してタスクを設計する際に創造的でなければなりません。
このビデオでは、Feigenson博士、Carey博士らが開発した方法を用いて、乳児の数的認知の設定とテストの方法、および食品の量間の判断に関するデータを分析および解釈する方法を示します。
この実験では、生後12か月の乳児が、研究者が魅力的なグラハムクラッカーを一度に1つずつ、2つの異なる不透明な容器に入れるのを見ています。それぞれに入れるクラッカーの数は、割り当てられた条件によって、1対2、2対3、3対4と異なります。
乳児は 2 つのうちの 1 つまで這うことができ、コンテナの選択が従属変数です。
乳児が数字を表すことができる場合、その容器に這って行くことにより、クラッカーが最も多いものを選択することが期待されます。ただし、年齢の関係で5つ以上を見分ける能力には制限がある場合があり、その場合はランダムに容器を選びます。
乳児が到着する前に、ビデオ機器が適切に機能していることを確認し、空の小さなバケツ1つとグラハムクラッカー、おもちゃ、および2つの背の高い不透明な容器で満たされた別のバケツを収集します。
実験を開始するには、乳児に挨拶をし、床に座らせ、100cm離れたところに座らせます。落ち着いたら、アシスタントにビデオカメラを起動してもらい、セッションを録画します。
まず、乳児が容器に向かって這うように慣れさせます:乳児が見ているときは、おもちゃを空のバケツの中に入れ、言葉を使わずに這っておもちゃを取り出すように促します。おもちゃに這いつくばったら、おもちゃとバケツを取り外し、乳児を元の位置に戻します。
テストフェーズを開始するには、2つの大きなコンテナを同時に導入し、それらが空であることを乳児に示します。コンテナを乳児の70cm前に置き、35cm離して置き、両方のコンテナに同時に届かないようにします。
グラハムクラッカーの小さなバケツを取り出します。クラッカーを1つ掲げて、?これを見て下さい。。乳児が見ているときは、クラッカーを容器に入れます。両方のコンテナが特定の条件に対して適切な数のクラッカーを持つまで、このプロセスを続けます。
すべてのクラッカーを置いた後、容器を選ぶ乳児の反応に影響を与えないように、下を向いてください。顔を上げずに、10秒後に容器を選ぶように口頭で促します。こっちに来て。
テストフェーズが完了したら、条件を知らない2人の独立したコーダーにビデオ録画を表示してもらい、各乳児の選択したコンテナをメモします。
結果を分析するには、クラッカーの数が多い容器を選択した乳児の数を数え、各条件の結果の割合をグラフ化します。
乳児は、条件 1 対 2 および 2 対 3 では、より量の多い容器を選ぶのが非常に得意でしたが、条件 3 対 4 ではほぼ偶然のレベルを実行したことに注目してください。
乳児の「少ないか多いか」という概念をテストするために使用される方法に慣れてきたところで、他の種における数値推論の出現と、数学的能力における数値的認知の重要性について見てみましょう。
非常によく似た実験設定を使用して、犬などの他の動物の数値認知を調査できます。
鳥がより多くの食物を選び、グッピーがより大きな社会集団に参加するなど、他の種間の数的能力の比較は、言語がない場合の数的能力の個体発生の理解を促進する。
数を表し、多いか少ないかを比較すると、乳児は洗練された方法で環境について推論できることがわかります。この初期のスキルは、後になっての数値推論や、足し算、引き算、さらには微積分などの数学的能力の発展に寄与する可能性があります。
JoVEの数値認知の紹介をご覧になりましたね。これで、乳児が数と量をどのように表すかを調査する実験を設計および実行する方法と、結果を分析および評価する方法について十分に理解できたはずです。
ご覧いただきありがとうございます!
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Q1: What is numerical cognition and when do infants develop it?
Numerical cognition is the mathematical understanding of numerical quantities that develops before age one. Infants form rough mental representations allowing them to make judgments about number and develop the concept of less versus more. This foundation emerges through early cognitive processes that enable basic quantity discrimination without formal instruction.
Q2: Why do researchers use food items like graham crackers in infant numerical cognition studies?
Infants have limited response options—primarily crawling, eating, crying, and sleeping. Researchers use appealing food items to motivate infants to demonstrate their numerical understanding through container choice. This creative approach leverages the infant's natural motivation and available behavioral responses to probe their mental representations of quantity.
Q3: How does the container choice test measure an infant's ability to represent number?
Infants watch researchers place varying quantities of crackers into two opaque containers in conditions like 1 vs. 2, 2 vs. 3, and 3 vs. 4. The infant then crawls to one container, and their choice indicates whether they can mentally represent and compare quantities. Selecting the container with more items suggests numerical discrimination ability.
Q4: What does the performance pattern in different numerical conditions reveal about infant cognition?
Twelve-month-old infants performed well on 1 vs. 2 and 2 vs. 3 comparisons but performed near chance level on 3 vs. 4, suggesting an upper limit to numerical representation at this developmental stage. This pattern indicates infants can discriminate smaller quantities but struggle with larger numerical comparisons, revealing capacity constraints in early numerical cognition.
Q5: How do researchers ensure objectivity when analyzing infant container choices?
Two independent coders who are blind to the experimental conditions review video recordings and note which container each infant chose. This blinded coding approach prevents researcher bias from influencing data interpretation. Results are then graphed as percentages of infants choosing the larger quantity for each condition.
Q6: How does early numerical cognition relate to later mathematical development?
Early numerical skills like representing number and comparing quantities show infants reason about their environment sophisticatedly. This foundational ability may contribute to the emergence of numerical reasoning and mathematical competencies later in development, including addition, subtraction, and advanced topics like calculus.
Q7: Can numerical cognition be studied in non-human animals using similar methods?
Yes, similar experimental setups can investigate numerical cognition in other species like dogs, birds, and guppies. Comparisons across species—such as birds choosing more food or guppies joining larger social groups—enhance understanding of numerical competence evolution without language dependence, revealing the ontogeny of this cognitive ability.