基本认知加工如何影响儿童数学问题解决表现：基于语言与视空间系统的中介机制探索

本研究通过扩展Geary认知能力框架，揭示学龄前儿童语言处理（语音意识、接受性词汇）和视空间处理（视觉感知、心理旋转）系统通过领域特异性概念性知识和程序性知识的中介作用，间接影响文字问题解决能力的认知路径。研究发现语音意识通过程序性知识（及概念→程序链式路径）、视空间技能通过概念→程序链式路径产生显著间接效应，为数学学习困难（MLD）儿童的早期筛查和干预提供了关键理论依据。

　　

^Highlight

基本认知加工如何影响儿童的文字问题解决表现？

早期文字问题解决能力对高阶数学教育成就和未来职业发展具有关键影响（Lein等，2020）。文字问题通常以言语形式呈现数量信息（例如“Alice有两颗糖果，爸爸又给了她两颗，她现在有多少糖果？”），要求儿童同时处理语言和数量信息。解决此类问题涉及一系列认知阶段——翻译、整合、计划和执行（Boonen等，2016；Daroczy等，2015；Kintsch & Greeno，1985）。根据Geary（2004）提出的数学发展综合框架，领域一般性认知能力（如语言和视空间处理）和领域特异性数学知识（如概念性和程序性知识）共同支撑数学能力的发展。

^参与者

在中国教育体系中，幼儿园通常招收3-6岁儿童，分为小班（3-4岁）、中班（4-5岁）和大班（5-6岁）。本研究从安徽省合肥市某幼儿园招募了101名K1至K3阶段的儿童。所有参与者均为正常发育儿童。其中6名儿童因转学中途退出，最终样本包含95名中国幼儿园儿童（年龄范围3.39-6.55岁，平均年龄5.58岁，标准差0.91），其中男孩48名，女孩47名。

^{初步描述性分析}

所有变量的平均值、标准差、范围、偏度和峰度见表1（此处以原始分数呈现）。所有变量的偏度和峰度均小于2，表明基本符合正态分布。变量间的标准化相关系数见表2。相关分析显示文字问题解决能力与除性别外的所有变量均显著相关（0.25≤r≤0.84，p≤0.006）。

^主要分析

通过中介分析检验概念性知识和程序性知识在基础认知处理系统与文字问题解决之间的中介作用。对于语言系统，语音意识通过程序性知识（β=0.24，95%CI[0.07,0.46]）以及概念性→程序性知识的链式路径（β=0.05，95%CI[0.01,0.13]）间接影响文字问题解决；接受性词汇未发现显著间接效应。在视空间系统中，视觉感知和心理旋转均通过概念性→程序性知识的链式路径产生显著间接影响（视觉感知：β=0.03，95%CI[0.01,0.08]；心理旋转：β=0.04，95%CI[0.01,0.10]）。

^讨论

本研究以中国学龄前儿童为对象，发现语言和视空间系统通过领域特异性概念性知识和程序性知识的中介作用影响文字问题解决能力。具体而言：语音意识通过程序性知识单独路径及概念→程序链式路径产生间接效应；视空间系统成分则通过概念→程序链式路径发挥作用。该结果拓展了Geary框架在早期文字问题解决领域的适用性，为数学学习困难（MLD）儿童的早期识别和干预提供了关键理论依据。