儿童的词汇量可以预测他们的数学能力：语言短时记忆和视觉空间短时记忆的中介作用

《Journal of Experimental Child Psychology》：Children’s vocabulary predicts their math abilities: The mediating role of verbal and visuospatial short-term memory

　　• 一般词汇量可以预测语言短期记忆，但不能预测视觉空间短期记忆。• 一般词汇量对非符号性数量比较和形状命名有直接影响。• 语言短期记忆在一般词汇量与符号性数量比较以及一般词汇量与算术问题之间的关系中起完全中介作用。

引言
许多研究支持语言技能在促进儿童数学能力方面的作用（Vukovic和Lesaux, 2013; Viesel-Nordmeyer等, 2022; Trakulphadetkrai等, 2020; Zhang等, 2017），这种作用在正常发育的儿童（Zhang等, 2017）和非正常发育的儿童（Donlan等, 2007; Fyfe等, 2019）中都得到了体现。元分析的证据也支持语言与数学之间存在相关性，且这种相关性在不同年龄组中保持稳定（Peng等, 2020）。Purpura等人（2019）提出，语言与数学之间的密切联系可能源于共同的认知成分，包括通用的领域通用认知处理机制和重叠的大脑区域。此外，在学龄前阶段，语言与数学之间的相关性更强（Purpura等, 2011; Purpura和Reid, 2016）。然而，由于语言和数学技能都是多维度的，它们之间的关系非常复杂。语言能力可以划分为语音处理、词汇和语言理解（Peng等, 2020）。研究表明，语音处理能够预测儿童的算术技能（Hecht等, 2001; Matejko等, 2023）以及获取数学信息的准确性（Swanson, 2004）。语言理解是理解抽象数学概念和整合信息以构建连贯语义表征的预测因素，从而能够更有效地解决数学问题（Greisen等, 2021; Hadianto等, 2021）。尽管语言能力的不同方面与数学能力相关，但每种类型的语言能力对数学能力的影响都是有限的（Vukovic & Lesaux, 2013）。因此，识别不同语言能力和数学能力之间的关系有助于阐明语言与数学之间的联系，并从语言学角度支持儿童数学能力的发展。

先前的研究探讨了词汇与数学能力之间的关系，并区分了一般词汇和数学词汇在影响数学能力中的不同作用（Purpura & Reid, 2016）。这两种类型的词汇都与儿童的数学能力有关（Bleses等, 2023; Powell等, 2017）。然而，考虑到数学词汇在日常生活中的使用频率远低于一般词汇，并且某些数学术语（如“对称性”）的使用需要照顾者具备更高的教育水平，本研究重点关注了一般词汇与数学能力之间的关系。此外，还探讨了语言短期记忆和视觉空间短期记忆在这种关系中的作用。

越来越多的研究支持一般词汇量与数学能力之间存在正相关（Lenes等, 2022; Li等, 2025; Wang等, 2021）。纵向研究的证据表明，词汇量可以预测儿童后续的数学表现（Ramsook等, 2020）。Bleses等（2016）发现，16个月时评估的表达性词汇量可以预测10年后的数学成绩，这表明早期的语言技能对数学能力的发展有深远影响。先前的研究表明，词汇量可以预测多种数学技能，包括儿童的数字技能（Bleses等, 2023）、计算能力（Peng和Lin, 2019; Powell等, 2017）、几何能力（Harvey & Miller, 2016）以及数学应用题解决能力（Peng & Lin, 2019）。词汇量与数学能力之间关系的一个可能解释是，词汇量有助于理解数学概念和数学应用题的背景，以及与他人交流数学知识（Ferreira等, 2025; Peng等, 2020）。除了直接影响外，词汇量还可以通过语音能力（Kuzmina等, 2017）、数学语言（Ho等, 2025）和语言工作记忆（Ferreira等, 2025）对数学能力产生间接影响。

短期记忆是指在不进行重新处理的情况下被动存储和检索少量信息的能力，可分为语言短期记忆和视觉空间短期记忆（Swanson & Kim, 2007）。语言短期记忆主要负责临时存储和维持语言及听觉信息，而视觉空间短期记忆主要负责临时存储和维持非语言的视觉和空间信息（Gaye等, 2024）。这两种短期记忆与数学能力之间的关系仍有争议。Bull等（2008）发现，在7岁时，视觉空间短期记忆对数学表现的预测效果比语言短期记忆更强。Simmons等（2012）认为，视觉空间短期记忆可以预测数字书写和符号性数量判断，而语言短期记忆只能预测5至8岁儿童的阅读能力。这些研究表明，对于数学能力而言，视觉空间短期记忆可能比语言短期记忆更为重要。然而，另一项研究表明，语言短期记忆和视觉空间短期记忆都可以预测小学生的多种数学技能，包括算术计算、应用题解决、数轴估计和数量比较（Swanson & Fung, 2016）。Gaye等（2024）的研究也得出了类似结果。然而，上述研究的参与者几乎都是小学生而不是幼儿。此外，不同的数学技能在依赖语言-听觉信息和视觉空间信息方面有所不同。因此，应进一步研究这两种短期记忆与幼儿多种数学能力之间的关系。

词汇与工作记忆之间的双向关系仍然存在争议。大量研究支持短期记忆可以预测儿童的词汇学习这一观点（Leclercq和Majerus, 2010; Stokes等, 2017; Viesel-Nordmeyer等, 2022）。Stokes等（2017）对25岁的儿童进行了横断面研究，发现视觉空间短期记忆和语言短期记忆都能预测表达性和接受性词汇量得分。纵向研究的证据也表明，早期短期记忆可以积极预测后续的词汇发展（Leclercq和Majerus, 2010; Viesel-Nordmeyer等, 2022）。然而，一些研究表明词汇量可以预测短期记忆。Jarrold等（2004）发现，词汇量习得的速度可以预测6岁儿童的短期记忆表现。一种解释是，丰富的词汇量有助于个体修改和重组接收到的语言信息，从而促进其保留（Jarrold等, 2004）。换句话说，对短期记忆任务中使用的语言材料的熟悉程度可能有助于词汇量与短期记忆之间的预测关系。

据我们所知，很少有研究探讨词汇量、短期记忆和数学能力之间的关系。本研究调查了词汇量是否通过语言短期记忆和视觉空间短期记忆影响学龄前儿童的数学能力。基于文献回顾，我们假设词汇量会对数学能力有显著的直接影响，并通过语言短期记忆产生间接影响，但不会通过视觉空间短期记忆产生影响。尽管许多先前的研究表明短期记忆是词汇量的重要预测因素（Leclercq和Majerus, 2010; Stokes等, 2017; Viesel-Nordmeyer等, 2022），但如果个体积累了与短期记忆任务相关的词汇量，他们的词汇量可以帮助他们重建这些信息，从而提高短期记忆表现（Jarrold等, 2004）。语言短期记忆主要负责临时存储和维持语言及听觉信息，而视觉空间短期记忆主要处理视觉和空间信息（Gaye等, 2024）。因此，词汇量更有可能促进语言短期记忆中的信息处理。同时，语言短期记忆可以预测数学能力（Gaye等, 2024; Swanson和Fung, 2016）。因此，语言短期记忆可能介于词汇量与数学技能之间的关系。

为了计算最小样本量，我们对平行中介模型进行了蒙特卡洛功效分析（Schoemann等, 2017）。假设变量之间的相关性为中等（r = 0.50），功效为80%，进行20,000次模拟，5,000次复制，置信水平为95%（Tindle等, 2022），分析得出的最小样本量为125名参与者。本研究共纳入了131名年龄在53至79个月之间的中国学龄前儿童（平均年龄=67.28个月，标准差=6.96个月）。

初步分析
所有变量的均值和标准差见表1。然后，我们检查了所有变量之间的关系。相关性分析显示，除了性别之外，所有相关性都显著，性别仅与正向计数、算术问题和形状命名显著相关（见表1）。

短期记忆的中介作用
为了进一步研究短期记忆在词汇量与数学技能关系中的中介作用，进行了平行中介分析（模型4）。

讨论
本研究重点关注幼儿的一般词汇量与数学能力之间的关系，并探讨了语言短期记忆和视觉空间短期记忆在这种关系中的中介作用。我们的研究结果表明，语言短期记忆完全中介了词汇量与符号性数量比较以及词汇量与算术问题之间的关系。然而，未发现视觉空间短期记忆在词汇量与数学能力之间的关系中起到中介作用。

局限性和启示
首先，本研究的样本量较小。未来的研究可以考虑增加样本量，并在人口统计特征（如年龄组和地理区域）方面多样化样本结构，以提高研究结果的普遍性。其次，由于本研究采用了横断面数据，因此无法揭示词汇量、短期记忆和数学能力之间的因果关系。特别是，似乎存在双向预测关系。

伦理批准
本研究符合《赫尔辛基宣言》的规定，并获得了重庆师范大学教育科学学院的伦理审查委员会的批准（批准编号CNU-PSY-202505–013）。

资助
本研究得到了重庆市教育委员会科技项目（KJQN202300553）、Sunglory教育研究所（SEI-QXZ-2020–19）以及重庆市教育科学“十四五”规划2023年重点研究项目（K23YB2050009）的支持。

利益冲突声明
作者声明没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文的报告内容。

致谢
我们衷心感谢所有参与研究的儿童以及协助我们进行数据收集的教师。

Fang Xie | Han Zhong | Qin Tang | Yuhang Liang | Lili Chen