Gli umani hanno una capacità di base per comprendere le frazioni?

Sappiamo che esistono differenze individuali nella capacità di matematica, anche in giovane età, ma quali strumenti cognitivi di base gettano le basi per stabilire se siamo bravi con i numeri? E in particolare, quali capacità di base influenzano la nostra capacità di fare frazioni? Le frazioni sono pensate da molti in matematica per essere un collo di bottiglia centrale con cui molti studenti hanno problemi, così tante ricerche sono state indirizzate alla comprensione delle capacità di base essenziali per la comprensione delle frazioni.

Ora una serie di studi di ricerca di Percival Matthews presso l'Università del Wisconsin di Madison e collaboratori potrebbero far luce sul motivo per cui alcune persone potrebbero essere migliori di altre a fare frazioni. Considera i seguenti due pannelli:

Fonte: Percival Matthews, usato con permesso

La maggior parte di noi pensa alle frazioni interamente in termini di panel b, ciò che è noto come "elaborazione simbolica". Ma Matthews e Dana Chesney hanno esplorato l'importanza del "trattamento non simbolico" delle frazioni, ciò che si vede nel pannello a, in uno studio condotto lo scorso anno pubblicato in Cognitive Psychology. Ad esempio, alle persone è stato chiesto di confrontare i rapporti delle aree del cerchio (a sinistra) con i rapporti degli array di punti (a destra) per decidere quale fosse maggiore. I ricercatori hanno scoperto che i partecipanti hanno completato i compiti non simbolici del pannello più velocemente dei confronti numerici (da 5/6 a 2/3) del pannello b. Questo era vero anche se i rapporti non simbolici venivano confrontati in due formati diversi. Hanno concluso che i confronti astratti "non-simbolici sono fatti senza convertire i rapporti in forma simbolica". Essenzialmente, l'elaborazione non simbolica può essere una capacità fondamentale più fondamentale degli esseri umani.

In uno studio più recente pubblicato su Psychological Science, Matthews, Mark Lewis ed Edward Hubbard hanno fatto un ulteriore passo avanti verso questo flusso di ricerca, esaminando se una varietà di compiti di confronto del rapporto non simbolico fosse effettivamente legata alla conoscenza della frazione del mondo reale e alla performance algebrica in un campione di universitari universitari. L'idea era di esaminare se gli esseri umani hanno un sistema di elaborazione del rapporto non simbolico di base (RPS). In ciascuna delle varie attività di confronto del rapporto (pannelli da a a sotto) ai partecipanti è stato chiesto di valutare il rapporto tra punti bianchi e punti neri o linee bianche su linee nere e determinare se gli stimoli di sinistra o destra all'interno di ciascun pannello fossero maggiori. Le attività di controllo (pannelli e ed f) hanno semplicemente chiesto ai partecipanti di confrontare il numero di punti neri e le lunghezze delle singole linee.

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Fonte: Percival Matthews, usato con permesso

Ciò che i ricercatori hanno scoperto è che RPS predice la reale performance algebrica e la conoscenza delle frazioni, suggerendo un legame tra le RPS e le abilità matematiche simboliche, e forse anche il pensiero più avanzato come l'algebra.

Matthews ha osservato in un'intervista che questo RPS sembra essere "una capacità primitiva in grado di aiutare i concetti di frazione frazionaria e che al momento non tentiamo di sfruttarlo." Questo nuovo sistema di elaborazione del rapporto di base potrebbe essere qualcosa che tutti abbiamo, solo per diversi gradi e potrebbe essere parte integrante della nostra capacità di apprendere frazioni e quindi matematica di livello superiore. "Ci mancano i contributi che potrebbe dare. Le differenze individuali potrebbero moderare l'effetto dei tentativi di sfruttarlo, ma potrebbe essere che anche le persone di fascia bassa potrebbero trarne un beneficio. "Naturalmente, avverte anche che" abbiamo ancora molta strada da fare prima di sapere quanto sono praticamente utili questi risultati. "

Matthews sostiene anche che potremmo anche mancare a un certo numero di studenti di talento che hanno incredibili capacità di elaborazione del rapporto, ma mancano di identificazione e quindi sviluppo di tale talento. Dato che essere in grado di eseguire le frazioni appare fondamentale non solo per l'educazione matematica ma anche per le prestazioni in molte aree STEM, forse la scoperta di questo nuovo sistema potrebbe portare a una migliore comprensione di come possiamo sviluppare interventi per aiutare tutti gli studenti a migliorare i loro calcoli matematici abilità.

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