数学不好？有可能系语文没学好

转载：本文来自微信公众号“造就”（ID:xingshu100），作者：造就，转载经授权发布。

数学，是无数人心中无办法言说嘅痛。

友谊会走散，爱情会变淡，困难会让你痛苦，生活会使你屈服……只有数学唔会，唔会就是唔会。

但是，你有没有想过，你之所以数学不好，是因为语文没学好？

被誉为“数学之王”、“东方第一几何学家”嘅数学家苏步青在担任复旦大学校长时曾说过：“语文是基础，是成才嘅第一要素，没有一定嘅语文素养根本学不好数理化等第啲科目。”

作为一个数学家，苏步青却将语文素养放喺‌咁重要嘅地位上，是因为人嘅文字阅读能力会直接影响佢哋理解、解决数学问题能力嘅高低。

呢排，一位来自布法罗大学嘅研究人员通过观察大脑嘅功能连接网络，从科学嘅角度再次对呢一联系进行‌佐证。

他在研究阅读困难症嘅过程中意外地发现‌相似嘅现象：大脑在进行数学运算时，其控制阅读能力嘅区域其实也在发挥作用。

大脑点样分工？

要想弄清楚语文阅读系点样影响我哋嘅数学成绩嘅，我哋先要搞清楚我哋嘅大脑系点样工作嘅。

人类嘅大脑包括由神经束连接嘅两个半球，即左脑和右脑。左脑控制身体右侧嘅运动，而右脑控制身体左侧嘅运动。

左脑最主要嘅机能在于具有语言中枢，掌管说话、理解文字、数学、写作、逻辑等功能，较偏向理性思维嘅左脑因此也被称为“科学脑”。

而右脑负担较多嘅情绪处理，掌管住音乐、绘画等能力，又被称为“艺术脑”，其具有韵律、想象、空间感、创造力等抽象思维能力。

大脑嘅两个半球专门负责不同嘅心理功能，但是大多数行为和能力都需要大脑嘅两个半球同时活动。

大脑嘅定义可以分为广义和狭义，广义嘅大脑泛指人脑嘅成个结构，而狭义嘅大脑则剩只指嘅系大脑皮质，佢分为4个脑叶：额叶、颞叶、顶叶和枕叶。

额叶控制住人嘅情绪和人格，顶叶则控制人嘅肢体运动和感觉，枕叶是后脑勺嘅部分，佢是处理视觉信息嘅中枢。

而我哋嘅阅读功能则是由靠近耳朵嘅颞叶实现嘅，位于左侧颞上回尾部嘅韦尼克区（Wernicke’s Area）同语言理解相关嘅功能有住密切嘅联系，是人优势半球中嘅听觉言语中枢。

控制言语功能嘅韦尼克区

如果该区域受到损坏，患者就会对语言理解产生障碍，无办法理解听到和睇到句子嘅含义，反映在阅读上即是读写能力低下。

何为大脑功能连接？

不同嘅大脑区域负责不同嘅功能，大脑必须将各个功能连接起来才能完成一件事。

功能连接，不同于大脑解剖学上嘅结构连接，佢系对大脑运作过程中每时每刻嘅连接状态嘅一种动态描述。

我哋唔好将佢想象成物理性嘅由神经元主导嘅大脑区域连接，试下从你每天嘅生活入手，思考呢啲功能连接系点样帮助你完成一个又一个嘅基础行为。

比如，你嘅大脑就系一台笔记本电脑。当你工作时，你用笔记本电脑制作表格、发送邮件或连接打印机打印一份文件，而到‌晚上，你将笔记本电脑带回‌家并将他连接在电视上播放一部电影。

由此可见，点样使用呢啲连接取决于你系喺工作还是放松，即功能连接会根据你家阵时面临嘅任务而变化。

大脑根据不同嘅行为选择不同嘅功能连接

想象一下，不远处嘅饭店墙上悬挂‌一张特价菜单板，此时你就企喺你企喺离佢只有几步远嘅地方浏览住菜单。

当你发生“睇菜单”呢个行为时，大脑枕叶中嘅视觉皮层开始工作。但因为你在阅读嘅同时，也在听住人哋讨论菜谱，噉样此刻你嘅视觉皮层同听觉皮层是同时工作，相互连接嘅，且互不干扰。

当你对某样菜特别感兴趣想指畀同伴睇时，你不小心将菜单从墙上撞‌下来。当你下意识地伸手去接时，大脑线路和连接就会发生改变。

你不再阅读，也听不到人哋嘅讲话，视觉皮层停止同听觉皮层嘅连接，转而同前运动皮层形成连接，同步工作，引导你嘅手去抓住下落嘅菜单。

因此，功能连接是大脑不同功能区域之间嘅连接和变化。不同嘅行为或任务，产生不同嘅连接方式。正如迈克诺根所说嘅，此时大脑内形成‌不同嘅功能性网络。

阅读vs计算：相同嘅大脑功能连接？

在人嘅固有印象度，文字阅读和数学计算之间嘅差异就如同艺术和科学嘅差别之大。

但一项来自布法罗大学嘅研究发现，现代人基本嘅三大技能：阅读、写作、计算可能以我哋从未想象过嘅方式重叠喺一齐，互相影响住彼此。

布法罗大学心理学系嘅助理教授克里斯托弗·迈克诺根博士对研究结果表示非常惊讶，他认为通过探索大脑点样在发生非阅读行为时继续使用阅读功能，能够指导人更好地处理和解决第啲各类问题，呢提升‌读写能力嘅价值和重要性。

“阅读决定一切。”而家呢句话不再系一句激励学生学习语文嘅标语，佢在科学嘅论证中已经成为一个决定性嘅结论。

为‌研究阅读时大脑嘅功能连接情况，迈克诺根开发‌一种新嘅深度学习方法，即多元模式分析（MVPA），佢可以将事物同时进行多种分类。

呢一深度学习网络尤其适合探究有条件嘅、存在非线性关系嘅变量，因此佢可以观察人阅读时大脑被激活或未被激活嘅区域。

线性关系是指一个变量嘅变化直接成比例影响另一个变量，而呢种关联在非线性关系中则好不稳定，因为一个变量嘅改变不一定会造成另一个变量按比例变化。但深度学习网络可以分析呢类非线性关系，从而轻松化解传统研究方法面临非线性时嘅挑战。

迈克诺根以两个数据集为基础，对大脑在阅读和计算时嘅运作情况分别进行‌分析。

第一个为阅读组，其中包含8-13岁嘅具有不同阅读能力水平嘅188名青少年儿童，而第二组则是计算组，由132位阅读和数学能力各异嘅8-14岁儿童组成。

两组嘅儿童都进行‌相同嘅6组阅读测试，如词汇嘅押韵判断等，数学组儿童则增加‌心算部分嘅测试。

值得关注嘅系，喺阅读组嘅众多受试者度，研究人员根据每个儿童在测试时大脑嘅功能性核磁共振扫描（fMRI）图像和其测试分数，创建‌一个子数据集，入面同时包含‌14名阅读障碍者（测试得分低于85分）和14名拥有阅读天赋嘅儿童。

9岁孩子阅读时嘅脑部活动：

擅长阅读（左）、阅读障碍者（右）

来源：Dana Foundation

同时，阅读障碍儿童通过第啲嘅语言和词汇测试排除咗由于智商低下引起阅读障碍嘅可能性。

在多元模式分析嘅帮助下，迈克诺根在第一个数据集，即阅读组度，以94%嘅正确率识别出‌阅读障碍者。他也在分析过程中获取‌子数据集中受试者嘅大脑功能关联情况。

当然，他嘅结论唔可以仅凭一组数据就确认是正确嘅。

因此，他接住使用数学组来验证他嘅大脑功能连接分析模型系咪具有普适性。他通过数学组心算乘法嘅测试，从受试者功能性核磁共振臊面（fMRI）图像中测量‌心算计算时大脑功能区嘅关联情况。

在解决数学问题时嘅四个不同阶段中嘅大脑活动

图源：卡内基梅隆大学

几次实验结果表明，虽然两组受试者参同‌语言和数学这两种不同嘅测试，但观察到嘅两组儿童嘅大脑功能连接却是相同嘅。

无论是阅读组还是数学组，他嘅多元模式分析都可以以94%嘅准确率识别出具有阅读障碍嘅儿童。这不仅证明‌其模型预测嘅准确性，更加证实‌大脑在进行数学计算时，大脑嘅阅读功能也在发挥住作用。

提高阅读能力，方能事半功倍

大脑中用于阅读嘅功能连接也同样在数学计算中被应用，呢可能不符合人嘅想象，但事实就是就算阅读和计算是两个咁嘅不同任务，大脑也使用‌相同嘅功能网络去处理佢们。

迈克诺根表示：“显然，不管是功能性核磁共振扫描（fMRI）成像还是多元模式分析得到嘅结果，都显示阅读功能嘅动态连接网络也出而家‌人遇到数学问题时。”

他表示，呢一发现佐证‌现代教育要在学生全面发展嘅基础上住重加强培养读写能力嘅原因。因为我哋通过从小训练使大脑形成嘅强大阅读能力实际上能帮助我哋更好地解决数学难题。

孩子唔会做数学题，如果经常长时间嘅训练仍然没有长进，噉样他可能唔系逻辑能力差，而是阅读能力差。若根本读不懂题目或不知道题目在问乜嘢，又何谈解题呢。

随住大脑认知领域研究嘅界线变得越来越模糊，好多领域嘅研究内容都交叉相融。迈克诺根还想知道阅读功能网络还对嗰啲功能领域发挥住作用。

他讲：“你嘅阅读技能将影响你解决第啲领域问题嘅方式，当呢一关联得到透彻分析后，我哋可以利用佢帮助嗰啲在数学或第啲方面有学习困难嘅孩子。”

和教育界好多资深专家一样，他认为比起剩只提高阅读能力，加强教育对阅读嘅重视是更重要嘅一件事。毕竟，培养阅读能力可以改变嘅不剩只系一个人对第啲学科嘅学习能力，更是塑造一个有素养、有内涵嘅人必不可少嘅途径之一。

参考：

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编译 | Daisy Zuo

版面 | 晓娜