En ny undersøgelse fra University of Kansas udforsker rollen som arbejdshukommelse i ordproblemløsning for studerende med og uden matematikproblemer. Forskere fandt, at brug af interventioner til forbedring af arbejdshukommelsen potentielt kan gavne studerende, der kæmper med matematik.
Arbejdshukommelse er en begrænset mængde information, som mennesker kan gemme, mens de behandler andre oplysninger og udfører andre opgaver. Det spiller en central rolle, når eleverne forsøger at løse problemer med matematiske ord. Til undersøgelsen arbejdede forskere sammen med 207 studerende i tredje klasse med og uden matematikproblemer for at se, hvordan arbejdshukommelsen påvirkede deres evner til at løse ordproblemer.
“I problemløsning fungerer arbejdshukommelsen som det mentale tavle, hvor vi midlertidigt har og manipulerer de oplysninger, der er nødvendige for at finde en løsning,” sagde Michael Orosco, lektor i uddannelsespsykologi i KU’s School of Education & Human Sciences og en af undersøgelsens forfattere.
“Vi undersøger, om arbejdshukommelsen fungerer som mægler og moderator i matematiske problemløsningsresultater, der kan sammenlignes med dens rolle i andre kognitive processer.”
Studerende i prøven blev tilfældigt tildelt fire behandlingsbetingelser, hvor de brugte forskellige tilgange til at løse ordproblemer:
- En verbal vægtstrategi, der lærte studerende at understrege spørgsmål, cirkelnumre eller krydse irrelevante oplysninger;
- En visuel vægtstrategi, der lærte de studerende at bruge diagrammer, der repræsenterer del-whole-forhold og mængdersammenligninger;
- En verbal og visuel strategi, der kombinerede elementer af de to første;
- En materialestrategi, der brugte de samme materialer, men uden åbenlyse motoriske aktiviteter, såsom understregning eller diagrammer.
Studerende deltog i en otte ugers intervention ved hjælp af de tildelte betingelser og blev testet før og efter deres arbejdshukommelse og ordproblemløsningsevne. Resultaterne viste, at arbejdshukommelsen forudsagde problemløsningsevne efter test, og at strategierne reducerede belastningen på arbejdshukommelsen, da de fik erfaring.
“Vi fandt, at du ved at bruge disse forhold kunne forbedre elevernes ordproblemløsning ved at forbedre arbejdshukommelsen,” sagde Orosco. “De hjalp med at reducere kognitiv belastning eller dybest set frigøre plads i arbejdshukommelsen for at lære mere information, mens de arbejder for at løse problemer.”
Undersøgelsen, co-skrevet med H. Lee Swanson fra University of California-Riverside og Deborah Reed fra University of Tennessee, blev offentliggjort i tidsskriftet Børneneuropsykologi.
Resultater fra posttests bekræftede også vigtigheden af arbejdshukommelse. Studerende med højere arbejdshukommelse havde konsekvent også højere score i ordproblemløsning. Strategier, der omfattede åbenlyse signaler som understregning af nøgleoplysninger eller krydsning af irrelevante sætninger nedsatte kravene til arbejdshukommelse og dem, der gradvist øgede kompleksiteten af problemer, forbedrede arbejdshukommelsen hos studerende med matematikproblemer. På trods af fordelene ved interventioner overgik studerende uden matematikbesvær konsekvent med dem med matematiske vanskeligheder.
Fremtidig forskning kunne yderligere udforske udøvende funktioner såsom arbejdshukommelse i ordproblemløsning og den rolle kunstige intelligens kunne spille i forståelsen af funktionerne såvel som udvikling af interventioner, sagde Orosco, der leder et kandidatcertifikatprogram i tankerne, hjerne og uddannelse på KU.
Orosco sagde, at undersøgelsen begge tilføjer til litteraturen om vigtigheden af arbejdshukommelse og bygger på den voksende viden om videnskabens videnskab. I begge tilfælde kan forskningen hjælpe med at forbedre undervisningen for både studerende, der gør og ikke kæmper med matematik. Der vil altid være studerende, der ikke reagerer på generel undervisning, og at give lærere bedre værktøjer til at hjælpe dem viser at have fordele for alle studerende, tilføjede han.
“Hvis der er et område, som vores lærere ofte ikke oprindeligt ikke får, er det uddannelsesmæssig neurovidenskab, fordi de bare ikke får træning i det,” sagde Orosco.
“Dette er vanskelige eksperimentelle undersøgelser at gøre, men vi finder ud af, at når du tager dig tid til at tale med lærere, får de det og forstår fordelene. At forstå arbejdshukommelsen som en udøvende funktion og reducere kognitiv belastning for studerende, der ofte kæmper med matematik, hjælper med at fremme videnskaben om matematik for vores lærere.”