Das räumliche Denken eines Babys sagt Mathe-Fähigkeit später vorausDas im Säuglingsalter gemessene räumliche Denken sagt voraus, wie sich Kinder im Alter von 4 Jahren in Mathematik verhalten, so eine neue Studie.

"Wir haben die frühesten dokumentierten Beweise für eine Beziehung zwischen räumlichem Denken und mathematischen Fähigkeiten geliefert", sagt die Psychologin Stella Lourenco von der Emory University, deren Labor die Forschung durchführte. "Wir haben gezeigt, dass räumliche Überlegungen, die früh im Leben beginnen und erst sechs Monate alt sind, sowohl die Kontinuität dieser Fähigkeit als auch die mathematische Entwicklung vorhersagen."

Die Forscher kontrollierten die Längsschnittstudie auf allgemeine kognitive Fähigkeiten der Kinder, einschließlich Maßnahmen wie Vokabular, Arbeitsgedächtnis, räumliches Kurzzeitgedächtnis und Verarbeitungsgeschwindigkeit.

"Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass es nicht nur darum geht, dass intelligentere Säuglinge intelligentere Vierjährige werden", sagt Lourenco. "Stattdessen glauben wir, dass wir etwas Spezifisches über frühes räumliches Denken und mathematische Fähigkeiten gelernt haben."

Die Ergebnisse könnten erklären, warum manche Menschen Mathematik bevorzugen, während andere sich schlecht darin fühlen und es meiden. „Wir wissen, dass räumliches Denken eine formbare Fähigkeit ist, die durch Training verbessert werden kann“, sagt Lourenco. "Eine Möglichkeit besteht darin, dass in der frühen Mathematikausbildung mehr Augenmerk auf räumliches Denken gelegt werden sollte."

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Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass eine überlegene räumliche Eignung im Alter von 13 mehr als 30 Jahre später professionelle und kreative Leistungen in den Bereichen Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik voraussagt.

Experimente zum 'mentalen Raum'

Um zu untersuchen, ob individuelle Unterschiede in der räumlichen Eignung früher vorliegen, testeten Lourencos Labor 63-Kinder im Alter von sechs Monaten bis zu 13-Monaten auf eine visuell-räumliche Fähigkeit, die als mentale Transformation bezeichnet wird, oder auf die Fähigkeit, Objekte im „mentalen Raum“ zu transformieren und zu drehen. Mentale Transformation gilt als Kennzeichen räumlicher Intelligenz.

Die Forscher zeigten den Babys eine Reihe gepaarter Videostreams. Beide Streams präsentierten eine Reihe von zwei passenden Formen, ähnlich den Tetris-Fliesenstücken, die in jeder Präsentation die Ausrichtung änderten. In einem der Videostreams wurden die beiden Formen in jeder dritten Präsentation gedreht, um Spiegelbilder zu werden. Im anderen Videostream wurden die Formen nur in spiegelfreien Ausrichtungen angezeigt. Die Eye-Tracking-Technologie zeichnete auf, welchen Videostream die Kinder wie lange angesehen haben.

Diese Art von Experiment wird als Paradigma der Änderungserkennung bezeichnet. „Es hat sich gezeigt, dass Babys Neuheiten bevorzugen“, erklärt Lourenco. "Wenn sie sich auf eine mentale Transformation einlassen und feststellen können, dass sich die Teile gelegentlich in eine Spiegelposition drehen, ist dies aufgrund der Neuheit für sie interessant."

Mit der Eye-Tracking-Technologie konnten die Forscher messen, wo und wie lange die Babys ausgesehen haben. Als Gruppe sahen die Säuglinge den Videostream mit Spiegelbildern deutlich länger an, es gab jedoch individuelle Unterschiede in der Zeit, in der sie ihn betrachteten.

Dreiundfünfzig der Kinder oder 84 Prozent der ursprünglichen Stichprobe kehrten im Alter von vier Jahren zurück, um die Längsschnittstudie abzuschließen. Die Teilnehmer wurden erneut auf mentale Transformationsfähigkeit und Beherrschung einfacher symbolischer mathematischer Konzepte getestet. Die Ergebnisse zeigten, dass die Kinder, die als Säuglinge mehr Zeit damit verbrachten, den Spiegelstrom von Bildern zu betrachten, diese höheren mentalen Transformationsfähigkeiten im Alter von vier Jahren beibehielten und auch bei mathematischen Problemen bessere Ergebnisse erzielten.

Räumliches Denken in der frühen Mathematik

Hochrangige symbolische Mathematik kam relativ spät in der menschlichen Evolution. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass symbolische Mathematik möglicherweise Schaltkreise des Gehirns ausgewählt hat, die an räumlichen Überlegungen beteiligt sind, um darauf aufzubauen.

"Unsere Arbeit kann zu unserem Verständnis der Natur der Mathematik beitragen", sagt Lourenco. „Indem wir zeigen, dass räumliches Denken mit individuellen Unterschieden in den mathematischen Fähigkeiten zusammenhängt, haben wir einer wachsenden Literatur hinzugefügt, die einen möglichen Beitrag für räumliches Denken in der Mathematik vorschlägt. Wir können jetzt die kausale Rolle testen, die räumliches Denken in jungen Jahren spielen kann. “

Neben der Verbesserung der regelmäßigen mathematischen Früherziehung könnte die Erkenntnis bei der Gestaltung von Interventionen für Kinder mit mathematischen Behinderungen hilfreich sein. Dyskalkulie zum Beispiel ist eine Entwicklungsstörung, die selbst beim einfachen Rechnen stört.

"Dyskalkulie hat eine geschätzte Prävalenz von fünf bis sieben Prozent, was in etwa der Legasthenie entspricht", sagt Lourenco. "Dyskalkulie hat im Allgemeinen weniger Beachtung gefunden, obwohl Mathematik für unsere technologische Welt von Bedeutung ist."

Die Ergebnisse erscheinen im Journal Psychological Science.

Quelle: Emory University

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