明敏 發自 凹非寺
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你知道嗎？其實你可能天生就會算除法。
最近賓夕法尼亞大學的學者們發現，即使兒童在並沒正式學習算術前，就本能地具有這方面能力。
在一項對89名兒童的測試中，孩子們在73%-77%的情況下都能選擇正確的答案，成人的正確率則在90%以上。
目前，這項研究被髮表在《人類神經科學前沿》上。
全靠近似數量系統（ANS）在介紹實驗前需要説明的是，兒童天生會算除法，並非是我們平常看到的公式模樣，而是説具備這方面能力。
這項實驗基於的理論基礎是近似數量系統（approximate number system，ANS）。
人類或動物天生對於數量的估算能力，就是基於這一認知系統。
比如假設你是一隻要吃果子的鳥兒，一棵有100個果子的大樹和一棵有200個果子的大樹，你並不會去挨個數每棵樹上有多少果子，而是估計一下哪棵樹上果子更多，就去哪棵樹上採食。
此前研究表明，ANS對數學能力的影響起着至關重要的作用，比如精確數字和簡單算術。
這次實驗同樣應用了這一理論。
研究人員並不是直接給兒童們看一大堆公式，而是模擬了一個蜜蜂採蜜的場景。
實驗假設有一隻蜜蜂正在採蜜，當它落在花朵上時，一些蜂蜜會被它採走，還有一些則會掉在花瓣上。
研究人員假定蜜蜂每次落在花朵上的蜂蜜都是平均分佈的。
如下圖所示，橙色圓點表示蜂蜜，如果一共有48個“蜂蜜”掉在花朵上，那麼每片花瓣上有6個。
此時，實驗中會出現另一花瓣（右側），上面也有一定數量的蜂蜜。
受試的孩子們需要判斷這兩片花瓣上，哪邊的蜂蜜數量更多。
經過這樣幾次訓練後，孩子們已經熟悉了規則。
現在到了實驗的重點。
研究人員通過遮擋的方法，讓孩子們無法直觀看到蜜蜂採蜜後有多少蜂蜜落在花瓣上。然後再讓他們判斷，與右側花瓣對比，哪片花瓣上蜂蜜的數量更多。
其實到這裏，孩子們想要作出正確的判斷，心裏就需要進行一次除法的估算。
在進行這種非符號（不顯示數字）實驗後，研究人員將圖中蜂蜜換成具體數字後，又進行了一輪測試。
這時，兒童腦子中必須注意到三個數字，蜂蜜數量、花瓣數量、每片花瓣上蜂蜜數量。
換言之，也就是除數、被除數、商——此時已經初具除法模樣了。
最後，研究人員還找來了87位大學生進行試驗，作為對照。
結果顯示，在非符號（不顯示數字）測試中，兒童能在73%-77%的情況下作出正確選擇。
在符號（顯示數字）測試中，兒童能在67%-72%的情況下選對答案。
成人組的準確率整體更高，正確率在88%以上。不過情況和兒童組不同的是，成人在符號測試中的正確率優於非符號測試。
One More ThingANS被認為可以進行所有大於4的非符號表示。
它的精確度會隨着人成長髮育不斷提高，最終達到約15%的準確度。也就是説，成人可以在不進行計算的情況下，區分數量為100和115集羣。
腦科學研究表明，腦區雙側的頂內溝處大致為ANS系統所處的位置，目前這方面研究成果被廣泛應用到兒童教育教學中。
還有研究證明，兒童時期ANS的準確度可以預測其之後的數學成績。
論文鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnhum.2022.752190/full
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