Summary

数学における認知・基礎技術評価用マルチメディア電池(BM-PROMA)

Published: August 28, 2021
doi:

Summary

BM-PROMAは、数学的学習障害を持つ子供たちの完全な認知プロファイルを提供することができ、有効で信頼性の高いマルチメディア診断ツールです。

Abstract

数学を学ぶことは複雑なプロセスであり、複数のドメイン一般およびドメイン固有のスキルの開発が必要です。したがって、多くの子どもたちが学年レベルにとどまるのに苦労することは予想外ではなく、数学学習障害(MLD)の場合のように、両方の領域からいくつかの能力が損なわれると、これは特に困難になります。驚くべきことに、MLDは小学生に影響を与える最も一般的な神経発達障害の1つですが、利用可能な診断機器のほとんどは、ドメイン一般的およびドメイン固有のスキルの評価を含みはありません。さらに、コンピュータ化されているのはごくわずかです。私たちの知る限りでは、スペイン語を話す子供のためのこれらの機能を備えたツールはありません。本研究の目的は、BM-PROMAマルチメディアバッテリーを使用してスペインのMLDの子供の診断のためのプロトコルを記述することであった。BM-PROMAは両方のスキルドメインの評価を容易にし、この目的のために含まれる12のタスクは経験的証拠に基づいています。BM-PROMAの強力な内部一貫性とその多次元内部構造が実証されています。BM-PROMAは、初等教育中にMLDを持つ子供たちを診断するための適切なツールであることを証明しています。これは、診断だけでなく、個別の教育計画にも関連する子供のための広範な認知プロファイルを提供します。

Introduction

初等教育の重要な目的の一つは、数学的スキルの習得です。この知識は、私たち全員が日常生活の中で数学を使用するので、例えばスーパーマーケット1、2で与えられた変化を計算するために、非常に関連性が高いです。したがって、数学的なパフォーマンスの低下の結果は、学問を超えています。社会レベルでは、人口内の数学的パフォーマンスの低下が強く普及することは、社会へのコストを構成する。人口の貧しい数値スキルの向上は、国3のための大幅な節約につながるという証拠があります。個々のレベルでも否定的な結果があります。例えば、低レベルの数学的スキルを示す人は、貧しい専門的能力を示す人(例えば、低賃金の手作業の職業と高い失業率の高い雇用率)4、5、6、しばしば学者に対する否定的な社会感情的反応(例えば、不安、学者に対する低いモチベーション)7、8、そして平均数学的達成を持つ同業者よりも貧しく、身体的健康を提示する傾向がある。数学的学習障害 (MLD) を持つ学生は、時間の経過とともに持続する非常にパフォーマンスが低い10,11,12.したがって、特にこれらが迅速に診断されない場合は特に、上記の結果に苦しむ可能性が高くなります

MLDは、十分な知的能力と学校教育14にもかかわらず、基本的な数値スキルを学習するという点で重度の障害を特徴とする神経生物学的障害である。この定義は広く受け入れられているが、その識別のための器械および基準はまだ議論中である 15.MLD診断に関する普遍的な合意の欠如の優れた図は、報告された有病率の多様性であり、3〜10%の16、17、18、19、20、21の範囲である。診断におけるこの難しさは、数学的知識の複雑さに起因し、複数のドメイン一般とドメイン固有のスキルの組み合わせを22,23に学習する必要があります。MLDを持つ子供たちは、赤字の広い星座で非常に異なる認知プロファイルを示しています14,24,25,26, 27.この点に関して、異なる数値表現(すなわち、言語、アラビア語、類似)および算術スキル11を伴うタスクによる多次元的評価の必要性が示唆される。

小学校では、MLDの症状は多様です。ドメイン固有のスキルの点では、多くのMLD学生が、アラビア数字28、29、30、マグニチュード31、32、または数字行33、34の数値を比較するなど、基本的な数値スキルに困難を示していることが一貫して分かります小学生はまた、場所値35、算術知識36、または順序付きシーケンス37を通じて測定された順序などの概念的知識を理解するのが難しい。ドメイン一般的なスキルに関しては、MLDの有無にかかわらず子供の数学的スキルの開発において、ワーキングメモリ38、39、言語40の役割に特に焦点が置かれています。ワーキングメモリに関連して、結果は、MLDを持つ学生が、特に数値情報41,42を操作する必要がある場合に、中央幹部に赤字を示すことを示唆している。MLD43,44の小児においても、視空間短期記憶の赤字が頻繁に報告されている。言語スキルは、数字のスキルを学ぶための前提条件であることが判明しています, 特に高い言語処理需要を伴うもの7.例えば、音韻処理技術(例えば、音韻認識と迅速自動命名(RAN)は、数値処理や算術計算39、45、46、47などの小学校で学んだ基本的なスキルと密接に関連している。ここで、音韻認識とRANの変動は、言語コード42、48を管理することを含む数字スキルの個人差に関連することが実証されている。MLDを持つ子供の複雑なプロファイルに照らして、診断ツールは、これらの子供たちに欠乏することがより頻繁であると報告されるドメイン一般的スキルとドメイン固有のスキルの両方を評価するタスクを理想的に含める必要があります。

近年、MLD用の紙と鉛筆のスクリーニングツールがいくつか開発されています。スペインの小学生と最も一般的に使用されているものは、a)エヴァマット・バテリア・パラ・ラ・エヴァルアシオン・デ・ラ・コンピテンシア・マテマティカ(数学的能力の評価のためのバッテリー)49;b) テディ数学: 数学障害の診断評価のためのテスト (スペインの適応)50;c)テスト・デ・アテルアシオン・マテマティカ・テンプラナ・デ・ユトレヒト(TEMT-U)51,52,スペイン語版ユトレヒト初期数字テスト53;そしてd)初期の数学能力のテスト(TEMA-3)54.これらの計測器は、上記のドメイン固有のスキルの多くを測定します。ただし、ドメイン一般的なスキルを評価する人はいません。これらの機器のもう一つの制限は、一般的に紙と鉛筆のツールの – 彼らは各アイテムが処理される精度とオートマリティに関する情報を提供することができないということです。これは、コンピュータ化されたバッテリーでのみ可能です。しかし、ディスカルキュリア診断用に開発されたアプリケーションはほとんどありません。MLDを持つ子供(6歳から14歳)を識別するために設計された最初のコンピュータ化されたツールは、ディスカルキュリアスクリーナー55でした。数年後、ウェブベースのDyscalculiUm56は同じ目的で開発されましたが、ポスト16教育の成人と学習者に焦点を当てました。まだ限られているが、近年57、58、59、60でMLDの診断のためのコンピュータ化されたツールの設計への関心が高まっています。言及されたツールはいずれもスペインの子供たちのために標準化されておらず、そのうちの1つだけ( MathPro Test57)にはドメイン一般的なスキル評価が含まれています。数学的成果の低い子供、特にMLDを持つ子供を特定することの重要性を考えると、スペインの人口のためのコンピュータ化された機器がない場合、我々はドメイン一般的およびドメイン固有のスキルの両方を含むマルチメディア評価プロトコルを提示する。

Protocol

このプロトコルは、 コミテ・デ・エティカ・デ・ラ・インベスティガシオン・イ・ビエンスター動物 (CEIBA研究倫理・動物福祉委員会)、ラ・ラグーナ大学が提供するガイドラインに従って行われました。 注:バテリアマルチメディアパララ・アバルアシオン・デ・ハビリダデス・コグニティヴァス・イ・バシカス・エン・マテマス[数学における認知および基…

Representative Results

この診断ツールの有用性と有効性をテストするために、その心理測定特性を大規模サンプルで分析した。合計933人のスペインの小学生(男の子=508、女の子=425;M年齢=10歳、SD=1.36)グレード2からグレード6(グレード2、N=169[89男の子];グレード3、N=170[89男の子];グレード4、N=187[106男の子];グレード5、N=203[113男の子];グレード6、N=204[110]男子) 子供?…

Discussion

MLDを持つ子供たちは、学業の失敗だけでなく、心理的感情的および健康障害の危険にさらされている8、9、そして後に、雇用剥奪4、5。したがって、これらの子どもたちが必要とする教育支援を提供するためには、速やかにMLDを診断することが重要です。しかし、MLDの診断は、障害22、23<…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

我々は、 その計画ナシオナルI +D+i(R+D+i 国家研究計画、スペイン経済競争力省)を通じてスペイン政府の支援を感謝し、プロジェクトref:PET2008_0225、第二著者を主任研究者として。そしてCONICYT-チリ[FONDECYTレギュラーNº 1191589]、最初の著者を主任研究者として。また、ビデオ制作に参加してくれた ユニダッド・デ・オーディオビジュアルULL チームに感謝します。

Materials

Multimedia Battery for Assessment of Cognitive and Basic Skills in Maths Universidad de La Laguna Pending assignment BM-PROMA

Referenzen

  1. Henik, A., Gliksman, Y., Kallai, A., Leibovich, T. Size Perception and the Foundation of Numerical Processing. Current Directions in Psychological Science. 26 (1), 45-51 (2017).
  2. Henik, A., Rubinsten, O., Ashkenazi, S. The “where” and “what” in developmental dyscalculia. Clinical Neuropsychologist. 25 (6), 989-1008 (2011).
  3. Ghisi, M., Bottesi, G., Re, A. M., Cerea, S., Mammarella, I. C. Socioemotional features and resilience in Italian university students with and without dyslexia. Frontiers in Psychology. 7, 1-9 (2016).
  4. Parsons, S., Bynner, J. Numeracy and employment. Education + Training. 39 (2), 43-51 (1997).
  5. Sideridis, G. D. International Approaches to Learning Disabilities: More Alike or More Different. Learning Disabilities Research & Practice. 22 (3), 210-215 (2007).
  6. Duncan, G. J., et al. School Readiness and Later Achievement. Developmental Psychology. 43 (6), 1428-1446 (2007).
  7. Wu, S. S., Barth, M., Amin, H., Malcarne, V., Menon, V. Math Anxiety in Second and Third Graders and Its Relation to Mathematics Achievement. Frontiers in Psychology. 3, 162 (2012).
  8. Reyna, V. F., Brainerd, C. J. The importance of mathematics in health and human judgment: Numeracy, risk communication, and medical decision making. Learning and Individual Differences. 17 (2), 147-159 (2007).
  9. Geary, D. C., Hoard, M. K., Nugent, L., Bailey, D. H. Mathematical cognition deficits in children with learning disabilities and persistent low achievement: A five-year prospective study. Journal of Educational Psychology. 104 (1), 206-223 (2012).
  10. Kaufmann, L., et al. Dyscalculia from a developmental and differential perspective. Frontiers in Psychology. 4, 516 (2013).
  11. Wong, T. T. Y., Chan, W. W. L. Identifying children with persistent low math achievement: The role of number-magnitude mapping and symbolic numerical processing. Learning and Instruction. 60, 29-40 (2019).
  12. Haberstroh, S., Schulte-Körne, G. Diagnostik und Behandlung der Rechenstörung. Deutsches Arzteblatt International. 116 (7), 107-114 (2019).
  13. Kaufmann, L., von Aster, M. The diagnosis and management of dyscalculia. Deutsches Ärzteblatt international. 109 (45), 767-777 (2012).
  14. Murphy, M. M., Mazzocco, M. M., Hanich, L. B., Early, M. C. Children With Mathematics Learning Disability (MLD) Vary as a Function of the Cutoff Criterion Used to Define MLD. Journal of learning disabilities. 40 (5), 458-478 (2007).
  15. Ramaa, S., Gowramma, I. P. A systematic procedure for identifying and classifying children with dyscalculia among primary school children in India. Dyslexia. 8 (2), 67-85 (2002).
  16. Dirks, E., Spyer, G., Van Lieshout, E. C. D. M., De Sonneville, L. Prevalence of combined reading and arithmetic disabilities. Journal of Learning Disabilities. 41 (5), 460-473 (2008).
  17. Mazzocco, M. M. M., Myers, G. F. Complexities in Identifying and Defining Mathematics Learning Disability in the Primary School-Age Years. Annals of dyslexia. (Md). 53, 218-253 (2003).
  18. Barahmand, U. Arithmetic Disabilities: Training in Attention and Memory Enhances Artihmetic Ability. Research Journal of Biological Sciences. 3 (11), 1305-1312 (2008).
  19. Reigosa-Crespo, V., et al. Basic numerical capacities and prevalence of developmental dyscalculia: The Havana survey. Developmental Psychology. 48 (1), 123-135 (2012).
  20. Hein, J., Bzufka, M. W., Neumärker, K. J. The specific disorder of arithmetic skills. Prevalence studies in a rural and an urban population sample and their clinico-neuropsychological validation. European Child and Adolescent Psychiatry. 9, (2000).
  21. Geary, D. C., Nicholas, A., Li, Y., Sun, J. Developmental change in the influence of domain-general abilities and domain-specific knowledge on mathematics achievement: An eight-year longitudinal study. Journal of Educational Psychology. 109 (5), 680-693 (2017).
  22. Cowan, R., Powell, D. The contributions of domain-general and numerical factors to third-grade arithmetic skills and mathematical learning disability. Journal of Educational Psychology. 106 (1), 214-229 (2014).
  23. Rubinsten, O., Henik, A. Developmental Dyscalculia: heterogeneity might not mean different mechanisms. Trends in Cognitive Sciences. 13 (2), 92-99 (2009).
  24. Peake, C., Jiménez, J. E., Rodríguez, C. Data-driven heterogeneity in mathematical learning disabilities based on the triple code model. Research in Developmental Disabilities. 71, (2017).
  25. Chan, W. W. L., Wong, T. T. Y. Subtypes of mathematical difficulties and their stability. Journal of Educational Psychology. 112 (3), 649-666 (2020).
  26. Bartelet, D., Ansari, D., Vaessen, A., Blomert, L. Cognitive subtypes of mathematics learning difficulties in primary education. Research in Developmental Disabilities. 35 (3), 657-670 (2014).
  27. Geary, D. C., Hamson, C. O., Hoard, M. K. Numerical and arithmetical cognition: a longitudinal study of process and concept deficits in children with learning disability. Journal of experimental child psychology. 77 (3), 236-263 (2000).
  28. Landerl, K., Bevan, A., Butterworth, B. Developmental dyscalculia and basic numerical capacities: a study of 8-9-year-old students. Cognition. 93 (2), 99-125 (2004).
  29. Moura, R., et al. Journal of Experimental Child Transcoding abilities in typical and atypical mathematics achievers : The role of working memory and procedural and lexical competencies. Journal of Experimental Child Psychology. 116 (3), 707-727 (2013).
  30. De Smedt, B., Gilmore, C. K. Defective number module or impaired access? Numerical magnitude processing in first graders with mathematical difficulties. Journal of Experimental Child Psychology. 108 (2), 278-292 (2011).
  31. Andersson, U., Östergren, R. Number magnitude processing and basic cognitive functions in children with mathematical learning disabilities. Learning and Individual Differences. 22 (6), 701-714 (2012).
  32. Geary, D. C., Hoard, M. K., Nugent, L., Byrd-Craven, J. Development of Number Line Representations in Children With Mathematical Learning Disability. Developmental neuropsychology. , (2008).
  33. van’t Noordende, J. E., van Hoogmoed, A. H., Schot, W. D., Kroesbergen, E. H. Number line estimation strategies in children with mathematical learning difficulties measured by eye tracking. Psychological Research. 80 (3), 368-378 (2016).
  34. Chan, B. M., Ho, C. S. The cognitive profile of Chinese children with mathematics difficulties. Journal of Experimental Child Psychology. 107 (3), 260-279 (2010).
  35. Geary, D. C., Hoard, M. K., Bailey, D. H. Fact Retrieval Deficits in Low Achieving Children and Children With Mathematical Learning Disability. Journal of Learning Disabilities. 45 (4), 291-307 (2012).
  36. Clarke, B., Shinn, M., Shinn, M. R. A Preliminary Investigation Into the Identification and Development of Early Mathematics Curriculum-Based Measurement. Psychology Review. 33 (2), 234-248 (2004).
  37. David, C. V. Working memory deficits in Math learning difficulties: A meta-analysis. British Journal of Developmental Disabilities. 58 (2), 67-84 (2012).
  38. Peng, P., Fuchs, D. A Meta-Analysis of Working Memory Deficits in Children With Learning Difficulties: Is There a Difference Between Verbal Domain and Numerical Domain. Journal of Learning Disabilities. 49 (1), 3-20 (2016).
  39. Peng, P., et al. Examining the mutual relations between language and mathematics: A meta-analysis. Psychological Bulletin. 146 (7), 595-634 (2020).
  40. Andersson, U., Lyxell, B. Working memory deficit in children with mathematical difficulties: A general or specific deficit. Journal of Experimental Child Psychology. 96 (3), 197-228 (2007).
  41. Guzmán, B., Rodríguez, C., Sepúlveda, F., Ferreira, R. A. Number Sense Abilities , Working Memory and RAN: A Longitudinal. Revista de Psicodidáctica. 24, 62-70 (2019).
  42. Passolunghi, M. C., Cornoldi, C. Working memory failures in children with arithmetical difficulties. Child Neuropsychology. 14 (5), 387-400 (2008).
  43. vander Sluis, S., vander Leij, A., de Jong, P. F. Working Memory in Dutch Children with Reading- and Arithmetic-Related LD. Journal of Learning Disabilities. 38 (3), 207-221 (2005).
  44. Lefevre, J. A., et al. Pathways to Mathematics: Longitudinal Predictors of Performance. Child Development. 81 (6), 1753-1767 (2010).
  45. Simmons, F. R., Singleton, C. Do weak phonological representations impact on arithmetic development? A review of research into arithmetic and dyslexia. Dyslexia. 14 (2), 77-94 (2008).
  46. Kleemans, T., Segers, E., Verhoeven, L. Role of linguistic skills in fifth-grade mathematics. Journal of Experimental Child Psychology. 167, 404-413 (2018).
  47. Hecht, S. A., Torgesen, J. K., Wagner, R. K., Rashotte, C. A. The relations between phonological processing abilities and emerging individual differences in mathematical computation skills: A longitudinal study from second to fifth grades. Journal of Experimental Child Psychology. 79 (2), 192-227 (2001).
  48. García-Vidal, J., González-Manjón, D., García-Ortiz, B., Jiménez-Fernández, A. . Evamat: batería para la evaluación de la competencia matemática. , (2010).
  49. Gregoire, J., Nöel, M. P., Van Nieuwenhoven, C. . TEDI-MATH. , (2005).
  50. Navarro, J. I., et al. Estimación del aprendizaje matemático mediante la versión española del Test de Evaluación Matemática Temprana de Utrecht. European Journal of Education and Psychology. 2 (2), 131 (2009).
  51. Cerda Etchepare, G., et al. Adaptación de la versión española del Test de Evaluación Matemática Temprana de Utrecht en Chile . Estudios pedagógicos. 38, 235-253 (2012).
  52. Van De Rijt, B. A. M., Van Luit, J. E. H., Pennings, A. H. The construction of the Utrecht early mathematical competence scales. Educational and Psychological Measurement. 59 (2), 289-309 (1999).
  53. Ginsburg, H., Baroody, A. . Test of early math ability. , (2007).
  54. Butterworth, B. . Dyscalculia Screener. , (2003).
  55. Beacham, N., Trott, C. Screening for Dyscalculia within HE. MSOR Connections. 5 (1), 1-4 (2005).
  56. Karagiannakis, G., Noël, M. -. P. Mathematical Profile Test: A Preliminary Evaluation of an Online Assessment for Mathematics Skills of Children in Grades 1-6. Behavioral Sciences. 10 (8), 126 (2020).
  57. Lee, E. K., et al. Development of the Computerized Mathematics Test in Korean Children and Adolescents. Journal of the Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry. 28 (3), 174-182 (2017).
  58. Cangöz, B., Altun, A., Olkun, S., Kaçar, F. Computer based screening dyscalculia: Cognitive and neuropsychological correlates. Turkish Online Journal of Educational Technology. 12 (3), 33-38 (2013).
  59. Zygouris, N. C., et al. Screening for disorders of mathematics via a web application. IEEE Global Engineering Education Conference, EDUCON. , 502-507 (2017).
  60. Jiménez, J. E., Rodríguez, C. . Batería multimedia para la evaluación de habilidades cognitivas y básicas en matemáticas (BM-PROMA). , (2020).
  61. Nuerk, H. -. C., Weger, U., Willmes, K. On the Perceptual Generality of the Unit-DecadeCompatibility Effect. Experimental Psychology (formerly “Zeitschrift für Experimentelle Psychologie”. 51 (1), 72-79 (2004).
  62. Nuerk, H. -. C., Weger, U., Willmes, K. Decade breaks in the mental number line? Putting the tens and units back in different bins. Cognition. 82 (1), 25-33 (2001).
  63. Booth, J. L., Siegler, R. S. Developmental and individual differences in pure numerical estimation. Developmental Psychology. 42 (1), 189-201 (2006).
  64. Case, R., Kurland, D. M., Goldberg, J. Operational efficiency and the growth of short-term memory span. Journal of Experimental Child Psychology. 33 (3), 386-404 (1982).
  65. Denckla, M. B., Rudel, R. Rapid “Automatized” Naming of Pictured Objects, Colors, Letters and Numbers by Normal Children. Cortex. 10 (2), 186-202 (1974).
  66. Milner, B. Interhemispheric differences in the localization of psychological processes in man. British Medical Bulletin. 27, 272-277 (1971).
  67. Rosseel, Y. lavaan: An R package for structural equation modeling. Journal of Statistical Software. 48 (2), 1-36 (2012).
  68. Knops, A., Nuerk, H. -. C., Göbel, S. M. Domain-general factors influencing numerical and arithmetic processing. Journal of Numerical Cognition. 3 (2), 112-132 (2017).
  69. Torresi, S. Review Interaction between domain-specific and domain-general abilities in math’s competence. Journal of Applied Cognitive Neuroscience. 1 (1), 43-51 (2020).
  70. Arsalidou, M., Pawliw-Levac, M., Sadeghi, M., Pascual-Leone, J. Brain areas associated with numbers and calculations in children: Meta-analyses of fMRI studies. Developmental Cognitive Neuroscience. 30, 239-250 (2018).
  71. Dehaene, S. Varieties of numerical abilities. Cognition. 44 (1-2), 1-42 (1992).
  72. Streiner, D. L. Starting at the beginning: An introduction to coefficient alpha and internal consistency. Statistical Developments and Applications. 80 (1), 99-103 (2003).
  73. Zainudin, A. Validating the measurement model CFA. A handbook on structural equation modeling. , 54-73 (2014).
  74. Brown, T. A. . Confirmatory factor analysis for applied reaearch. (9), (2015).
  75. Kline, R. B. . Principles and practice of structural equation modeling. , (2011).
  76. Putnick, D. L., Bornstein, M. H. Measurement invariance conventions and reporting: The state of the art and future directions for psychological research. Developmental Review. 41, 71-90 (2016).
  77. Artiles, C., Jiménez, J. E. Prueba de Cáculo Artimético. Normativización de instrumentos para la detección e identificación de las necesidades educativas del alumnado con trastorno por déficit de atención con o sin hiperactividad (TDAH) o alumnado con dificultades específicas de aprendizaje (DEA). , 13-26 (2011).
  78. Hosmer, D., Lemeshow, S., Rod, X. Sturdivant. Applied Logistic Regression. , (2013).
  79. Smolkowski, K., Cummings, K. D. Evaluation of Diagnostic Systems: The Selection of Students at Risk of Academic Difficulties. Assessment for Effective Intervention. 41 (1), 41-54 (2015).
  80. Piazza, M., et al. Developmental trajectory of number acuity reveals a severe impairment in developmental dyscalculia. Cognition. 116 (1), 33-41 (2010).
  81. Van Hoof, J., Verschaffel, L., Ghesquière, P., Van Dooren, W. The natural number bias and its role in rational number understanding in children with dyscalculia. Delay or deficit. Research in Developmental Disabilities. 71, 181-190 (2017).
  82. Swanson, H. L., Jerman, O., Zheng, X. Growth in Working Memory and Mathematical Problem Solving in Children at Risk and Not at Risk for Serious Math Difficulties. Journal of Educational Psychology. 100 (2), 343-379 (2008).
  83. Kroesbergen, E., Van Luit, J. E. H., Van De Rijt, B. A. M. Young children at risk for math disabilities: Counting skills and executive functions. Journal of Psychoeducational Assessment. , (2009).

Play Video

Diesen Artikel zitieren
Rodríguez, C., Jiménez, J. E., de León, S. C., Marco, I. Multimedia Battery for Assessment of Cognitive and Basic Skills in Mathematics (BM-PROMA). J. Vis. Exp. (174), e62288, doi:10.3791/62288 (2021).

View Video