数学解释偏差矫正干预对大学生数学焦虑影响的初步证据:基于认知矫正范式的随机实验研究

《Annals of the New York Academy of Sciences》:Initial Evidence of Mathematics Interpretation Bias Intervention Effects on College Students’ Mathematics Anxiety

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月25日 来源:Annals of the New York Academy of Sciences 4.5

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  认知偏差矫正—解释偏差范式(Cognitive Bias Modification of Interpretation Bias, CBM-I)可显著降低个体对焦虑诱发刺激和情境的负性偏向加工,然而该范式尚未在数学情境中得到检验。本研究旨在检验一种简短的数学情

  
认知偏差矫正—解释偏差范式(Cognitive Bias Modification of Interpretation Bias, CBM-I)可显著降低个体对焦虑诱发刺激和情境的负性偏向加工,然而该范式尚未在数学情境中得到检验。本研究旨在检验一种简短的数学情境解释偏差认知矫正干预(Cognitive Bias Modification—Mathematics Interpretations, CBM-MI)对威胁相关数学解释偏差的直接效应,以及通过负性数学解释偏差对数学焦虑和数学表现所产生的直接效应与间接效应。在网络研究情境中,181名大学生被随机分配至CBM-MI条件组(以积极方式化解模棱两可的数学相关情境)或主动控制条件组(回答中性非数学情境)。结果表明,CBM-MI产生了较强的干预效应,负性数学解释偏差从前测到后测发生了显著变化。CBM-MI对数学焦虑的增加仅具有极小的直接缓冲效应,对数学流畅性未产生任何直接影响。负性数学解释偏差中介了CBM-MI与数学焦虑之间的关系,但未中介其与数学流畅性之间的关系。上述发现为CBM-MI在降低威胁相关数学解释偏差方面具有中等程度的近迁移效应,以及偏差在CBM-MI与数学焦虑关联中起中介作用提供了支持证据。未来研究应继续考察CBM-MI,以优化其对数学焦虑的干预效果。
**一、研究背景与问题提出**

数学焦虑(mathematics anxiety)是个体在从事数学相关活动时产生的紧张、忧虑或恐惧等负性情绪体验,与数学学业成就呈稳定的负相关,并可能削弱学生对数学相关领域(STEM)的职业发展意愿。临床上焦虑障碍的认知理论指出,个体在信息加工过程中形成的负性解释偏差(negative interpretation bias),即系统性地将模糊情境解读为威胁性情境的倾向,是焦虑产生与维持的重要机制之一。既往研究在多个领域(如社交情境、健康情境)中证实了负性解释偏差与焦虑水平的密切关联,近年来也有研究者在数学教育领域发现,数学特定情境中的负性解释偏差同样与数学焦虑显著相关。认知偏差矫正—解释偏差范式(CBM-I)是临床心理学中一种基于基本联想学习原理的干预方法,通过训练个体以积极或良性方式化解模糊情境,从而降低负性解释偏差并缓解焦虑症状。然而,已有研究虽从理论上推断CBM-I可推广至数学领域以降低负性数学解释偏差并进而缓解数学焦虑,此前尚没有研究开发或检验数学特定情境的CBM-I干预。因此,本研究旨在检验CBM-I原理能否成功泛化到数学情境中,开发一种新型数学情境CBM-I干预(CBM-MI),并考察其对负性数学解释偏差、数学焦虑以及数学成就(以数学流畅性为指标)的直接和间接效应。

**二、研究内容与主要结论**

研究人员采用两阶段(前测—后测)随机实验设计,将181名大学生随机分配至实验条件组(完成积极数学解释偏差矫正任务,CBM-MI)或主动控制条件组(完成中性非数学情境任务),并利用多组线性回归模型、重复测量协方差分析(ANCOVA)和中介效应分析等统计方法对研究假设进行了检验。结果发现:CBM-MI显著降低了后测负性数学解释偏差并产生了显著的前测—后测变化(中等效应量),验证了CBM-MI的近迁移效应;CBM-MI对数学焦虑的直接影响效应非常小,但它缓冲了控制组中观察到的数学焦虑在前测到后测期间的显著上升;CBM-MI对数学流畅性没有直接效应;负性数学解释偏差完全中介了干预条件对数学焦虑的效应,但并未中介干预条件对数学流畅性的效应。该研究首次为CBM-I原理在数学情境中的可推广性提供了初步实证证据,证明CBM-MI可以改变大学生对数学情境的威胁性解释倾向,并可能作为未来数学焦虑干预工具的新选择。

**三、主要关键技术与方法**

本研究使用了一项简短的数学特定解释偏差矫正任务CBM-MI,参与者需以积极方式化解六个系列共40个模糊数学学习情境题目;控制条件则以中性方式化解非数学日常情境。研究样本来自美国中南部一所大型高校的181名大学生,通过大学邮件列表招募。测量工具包括:改编自词汇—句子联想范式的数学情境版本数学解释偏差测量任务(WSAP-MI,包含48个试次,负性数学解释偏差得分为负性词对平均得分减去正性词对平均得分)、简版数学焦虑量表(AMAS,9题)和计时单分钟乘法流畅性测验。

**四、研究结果**

*4.1 研究问题1:CBM-MI的近迁移效应*

*——负性数学解释偏差。* 多组线性回归模型发现,实验条件组学生的后测负性数学解释偏差显著低于控制组(β = ?0.18, p < 0.001)。重复测量ANCOVA分析发现显著的时间×条件交互作用(partial η2 = 0.12):实验组学生的负性数学解释偏差得分从前测(EMM = ?0.54)到后测(EMM = ?1.14)显著下降,而控制组前后测无显著差异;两组前测得分无显著差异,后测得分差异显著(p = 0.002)。此外,男性参与者的负性数学偏差总体得分低于女性。

*4.2 研究问题2:CBM-MI的远迁移效应*

*——数学焦虑。* 回归分析显示,实验组后测数学焦虑显著低于控制组,但效应量极小(β = ?0.08, p = 0.016)。重复测量ANCOVA发现显著的交互效应(partial η2 = 0.03):控制组参与者的数学焦虑从前测(EMM = 2.56)到后测(EMM = 2.66)显著上升,而实验组前后测差异不显著。性别是协变量中的显著预测因子,男性整体数学焦虑低于女性。

*——数学成就。* 回归模型中仅前测数学流畅性显著预测后测数学流畅性(β = 0.85, p < 0.001);重复测量ANCOVA未发现显著的时间×条件交互效应。男性参与者在数学流畅性上整体得分高于女性。因准确率指标存在严重的天花板效应且变异受限,该变量被排除在统计分析之外。

*4.3 研究问题3:负性数学解释偏差的中介作用*

*——以数学焦虑为结果变量的中介模型。* 路径b显示后测负性数学解释偏差显著正向预测数学焦虑(β = 0.22, p < 0.001)。在纳入解释偏差后,干预条件对数学焦虑的直接效应不再显著;间接效应显著(a × b = ?0.06, 95% CI [?0.09, ?0.03]),表明负性解释偏差起到完全中介作用。

*——以数学流畅性为结果变量的中介模型。* 后测负性数学解释偏差未显著预测数学流畅性,干预条件的间接效应亦不显著(a × b = 0.10, 95% CI [?0.05, 0.29]),未支持中介假设。

**五、讨论总结与研究结论**

讨论部分指出,研究结果为CBM-I原理向数学情境的可推广性提供了初步证据:训练学生以积极方式化解模糊数学情境较之中性非数学情境任务,可以显著降低其对数学情境的威胁性解释倾向,这一近迁移效应与既往CBM-I文献一致。对数学焦虑而言,干预组后测负性数学解释偏差的降低缓冲了数学焦虑水平的上升,且这一效应完全通过负性数学解释偏差的中介作用实现,与控制组相比,数学焦虑缓冲效应量极小。对数学表现而言,未发现CBM-MI对数学流畅性的任何直接或间接影响,研究人员指出,本研究的数学流畅性任务(一位数乘法测验)可能对大学生样本过于简单,未能有效调动工作记忆资源,且准确率指标存在天花板效应,未来应选用更复杂的数学任务以进一步考察负性数学解释偏差对数学表现的干扰机制。

研究结论:本研究拓展了数学情境中解释偏差的有限研究,支持了数学焦虑与数学解释偏差之间的密切关联,并首次证明简短的CBM-MI干预可产生降低负性数学解释偏差的近迁移效应,同时为CBM-MI在数学焦虑特定维度上产生远迁移效应提供了初步证据。本研究发现为CBM-MI作为减轻大学生数学焦虑的新型干预手段提供了有前景的初始支持,未来工作应继续优化并考察其在教育实践中的效果与长期影响。
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