על הקשר בין עיבוד חזותי למתמטיקה

  

אני ממשיכה לחפש מידע על קשרים בין היכולות הקוגניטיביות לבין ביצועים במתמטיקה.  ככל שנדע על כך יותר, נוכל לקשר בין סוגים ספציפיים של קשיים במתמטיקה לבין הנמכות ביכולות קוגניטיביות שעשויות לעמוד בבסיס אותם קשיים ספציפיים. 

הנה כמה דברים שידועים לנו  על הקשר בין עיבוד חזותי מרחבי לבין מתמטיקה: 

·         עיבוד חזותי קשור באופן מובהק ועקבי עם חשבון אצל ילדים בגילאים "גדולים"  (כנראה חטיבת ביניים ומעלה)  (Flanagan et al, 2006).

·         דיוק במיקום מספרים על ציר מספרים מנבא הישגים מתמטים עתידיים.  יש הרואים ביכולת זו מדד לחוש המספר   (Geary et al, 2012).

·         פגיעה בכישורים ויזומרחביים קשורה לדיסקלקוליה   (Furlong et al, 2014)

·          עיבוד חזותי כפי שנמדד במבחנים הקוגניטיבים של מערכת וודקוק ג'ונסון אינו מנבא הישגים במתמטיקה כפי שנמדדים במבחני ההישגים של מערכת וודקוק ג'ונסון. (McGrew& Wendling,  2010)..

הנה מחקר נוסף שבדק קשר זה.   

Tibber, M. S., Manasseh, G. S., Clarke, R. C., Gagin, G., Swanbeck, S. N., Butterworth, B. & Dakin, S. C. (2013). Sensitivity to numerosity is not a unique visuospatial psychophysical predictor of mathematical ability. Vision research, 89, 1-9.‏

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0042698913001491

מעל 300 אנשים בני 6-71 גויסו במוזיאון המדע בלונדון להשתתף בניסוי בהתנדבות.  המשתתפים מילאו שאלון פרטים אישיים על גיל, מין, השכלה כללית ומתמטית, עברו מבחן במתמטיקה, וכן ביצעו סדרה של משימות התאמה חזותית – מרחבית.

היכולת המתמטית הוערכה באמצעות מבחן ממוחשב רב ברירה שהתבסס על מבחן החישובים המתמטיים שהוא אחד ממבחני ההישגים של מבחן וודקוק ג'ונסון 3.  המשתתפים התבקשו לפתור תרגילים בדרגת קושי הולכת ועולה החל מחיבור וחיסור פשוטים ועד כפל וחילוק של שברים ומספרים שליליים.  המשתתפים קיבלו 30 שניות כדי לפתור כל תרגיל.  היה קריטריון למספר שגיאות שאחריו הופסק המבחן.   

העיבוד החזותי-מרחבי הוערך על ידי מבחן התאמה בין מקבצים חזותיים.  המשתתפים ראו סטים של שני מקבצים של קווקווים קצרים (כפי שמוצג בציור למטה), והשתמשו בתנועות כלפי מעלה או מטה של העכבר כדי לשנות את המקבץ הימני כך שיראה בדיוק כמו המקבץ השמאלי.  המשתתפים התאימו בין שני המקבצים לפי כיוון (הם סובבו באמצעות העכבר את המקבץ עד שהקווקווים הקצרים בשני המקבצים פנו לאותו כיוון), או לפי גודל, או לפי כמות או לפי צפיפות.   משימה זו אינה תואמת, למיטב הבנתי, את ההגדרה של אף יכולת צרה של עיבוד חזותי מרחבי על פי ההמשגה של תאורית CHC.  זו בעצם משימת השוואה בין שני אובייקטים חזותיים. 

במחקר נמצא, שהביצוע בכל המשימות, הן החזותיות והן המבחן במתמטיקה, משתפר באופן מובהק  ככל שעולים בגיל.  ממצא זה הוא מפתיע בעיני מכיוון שהייתי מצפה שלאחר גילאי 20-30 תהיה ירידה בביצועים במבחנים אלה.

כמו כן נמצא, שבכל המשימות גברים ביצעו טוב יותר מנשים באופן מובהק. 

לא נמצא מתאם בין היכולת להתאים בין צפיפויות ובין גדלים לבין ההישגים במבחן במתמטיקה.   

אצל משתתפים מבוגרים (מעל גיל 18) נמצא מתאם מובהק בין היכולת להתאים בין כיוונים ובין כמויות לבין ההישגים במבחן במתמטיקה.   היתה מגמה כזו גם אצל ילדים אך היא לא היתה מובהקת.  החוקרים חושבים שהסיבה לכך היא שגודל המדגם של הילדים היה נמוך מדי מכדי למצוא אפקט.

המתאם שנמצא בין היכולת להתאים בין כמויות לבין ההישגים במבחן המתמטיקה אינו מפתיע כלל לדעתי, מכיוון שהיכולת להתאים בין כמויות היא בעצם תפקוד מתמטי (שמשקף את חוש המספר) שרק מבוצע באופנות החזותית. גודל המתאם שנמצא במחקר זה ובמחקרים אחרים בין היכולת להתאים בין כמויות לבין הישגים במתמטיקה הוא דומה:  בין 0.2 ל – 0.4.  כלומר הרגישות לכמות, או חוש המספר, הוא מנבא משמעותי ומהימן של ציונים במתמטיקה.

איך ניתן להסביר את המתאם בין היכולת להתאים בין כיוונים לבין ההישגים במבחן במתמטיקה? החוקרים שואלים שאלה זו אך לא נותנים לה תשובה משכנעת, חוץ מלומר שייתכן שיש מערכת מוחית משותפת שעומדת בבסיס משימות מתמטיות ומשימות ויזומרחביות, ושאנשים שמערכת זו רגישה יותר (טובה יותר) אצלם יטו יותר ללמוד מתמטיקה ברמה גבוהה.