tDCS技术帮助学生提高数学成绩

问大家一个问题，决定孩子数学成绩的是什么？天赋、努力、家庭缓解、老师水平......这些都重要，但不是决定因素。

马克思-普朗克研究所伦敦分校（Max Planck Univ Coll London）的Hauser, Tobias U.教授，在他的研究中指出：数学问题解决过程，依赖于两种能力，一是复杂问题解决能力（如四则混合运算、乘方、开方、三角函数运算等复杂计算任务），二是对知识的检索和存储能力（例如小学生必须熟练掌握的乘法口诀）。

tips：马克思-普朗克研究所——诺奖拿到手软

马克思-普朗克研究所是德国的一所基础研究机构，成立于1948年，在世界各地有多个分支机构。至今已培养了18位诺贝尔奖获得者。2021年，来自该机构的克劳斯·哈塞尔曼（Klaus Hasselmann）摘得诺贝尔奖物理学奖，本杰明·李斯特 (Benjamin List) 摘得诺贝尔化学奖。

孩子数学成绩不理想的根本原因

Hauser, Tobias U.教授指出，约有20%的学龄儿童，存在数学学习障碍，严重影响这些孩子的课堂表现和数学成绩，并且没有通过正确的方式改善症状。

数学学习障碍也称发育性计算障碍（Developmental dyscalculia，简称DD）我国学龄段儿童患者约5000-6000万，主要表现为：

1、数字理解困难：不能理解和运用数字、数位、单位、数学符号和数量关系；

2、计算能力差：简单心算困难，借用掰手指做计算，不能准确回忆数字事实；加、减、乘、除等基本运算困难；

3、数学推理能力差：如日期推算、单位换算有困难。

tDCS技术提高学生数学能力的实验

【实验对象】

从伦敦各学校选取的48名学生（实际完成测试的40名学生）

【实验目的】

验证tDCS技术在学生学习时，知识的检索和存储能力、复杂问题解决能力的干预效果。

【实验方案】

将40名学生分为实验组和对照组，每组各20人，所有参加实验的学生，均不知道自己所在组别。

实验组方案：每次30分钟，电流强度为1毫安；

对照组方案：使用同样设备，但仅在开始时30秒内给予电流刺激。

【效果验证】

采用功能性磁共振成像（fMRI）技术，检测学生在tDCS技术干预下，解决复杂问题解决（通过复杂减法问题验证）和进行知识检索时，相应脑区的变化情况。

如上图所示，功能性磁共振成像（fMRI）技术发现，实验组的双侧角回（角回是视觉和语言言中枢，对于阅读速度、短时记忆等功能有显著影响）内外侧前额叶皮质（也称前额叶皮质，是大脑的“司令部”，负责知识的检索、做出决策等较高层次思考）连接和活跃程度明显增强。

【实验结论】

通过tDCS技术干预，学生在解决数学问题时，相应脑区的链接和活性得到明显加强。

tDSC技术多久可以见效

在一项针对被诊断为发展性计算障碍的学生的实验中，学生在进行数学练习时，同步使用tDCS进行干预（干预方案为2毫安、每次30分钟、每周3次），2周后，参与实验的学生，成绩均有显著提升。

训练方案说明

1、左侧正常数学练习，包括计数训练（计时+计数训练）、简单及复杂加减法训练等；

2、右侧为在进行数学练习时，同时通过tDCS技术进行干预的方案。

意见建议

tDCS技术可以提高学生在解决数学问题时，相应脑区的链接和活性，在进行日常学习时使用，效果更佳。

参考文献

《Neurocognitive effects of transcranial direct current stimulation in arithmetic learning and performance_ a simultaneous tDCS-fMRI study》

《Transcranial Direct Current Stimulation__in Child and Adolescent Psychiatry》

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