Зачем нам уроки математики до 18 лет: учёные — о влиянии науки на мозг и будущее детей

Статью проверил кандидат медицинских наук, доцент
Филюк Александр Яковлевич

Уроки математики россияне считают самым главным школьным предметом: ВЦИОМ говорит, что с этим согласны 72% опрошенных. При этом по данным ФГБУ «Федеральный институт оценки качества образования», около 14% взрослых в России владеют навыками математической грамотности на уровне начальной школы. Но проблема — не только в умении считать. Математика — та самая «царица наук», которая действительно может развить навыки мышления и в целом улучшить работу мозга.

Не зря в Великобритании, где уровень математической грамотности населения очень похож на наш, хотят ввести расширенные уроки математики для всех школьников — как «физиков», так и «лириков». И учёные в целом согласны: вот почему изучение математики до 18 лет может принести пользу. Однако есть и проблема: поможет математика не всем.

Выбираем минеральную воду для всей семьи: что подойдёт родителям и детям?

Как правильно выбрать минеральную воду для всей семьи: какая вода подойдет для  взрослых и детей?

Математика улучшает развитие мозга и повышает уровень ГАМК

Исследователи обнаружили, что продолжение изучения математики после 16 лет положительно влияет на развитие мозга. Исследователи из Оксфордского университета выявили, что подростки, которые углубленно изучали математические науки, имели более высокий уровень химического вещества в мозгу, важного для памяти, обучения и решения проблем.

Для участия в исследовании они набрали 87 учеников математического класса и после сканирования их мозга обнаружили, что у тех, кто продолжал заниматься математикой, был более высокий уровень гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) в области, называемой префронтальной корой.

Исследование также показало, что подростки с большим количеством ГАМК лучше решали головоломки при тестировании примерно 19 месяцев спустя.

Ученые считают, что разработка новых стратегий решения сложных математических уравнений укрепляет эту часть мозга, потенциально помогая людям лучше решать проблемы в более позднем возрасте.

Рой Коэн Кадош, старший автор исследования и профессор когнитивной нейробиологии в Оксфордском университете, сказал: «Это хороший бонус для людей, которые продолжают изучать математику, поскольку они задействуют свой мозг в деятельности, которая может принести им долгосрочную пользу».

Есть отдельная «схема мозга», улучшающая математические навыки у детей

Учёные обнаружили схему мозга, которая улучшает математические навыки у детей и даже может быть направлена ​​на улучшение обучения. Новая цепочка нейронов возникает в области около затылка, внутритеменной борозде, которая участвует в обработке цифр и связана с гиппокампом, где хранятся воспоминания.

Прежде чем дети смогут научиться складывать и вычитать, они должны усвоить, какой абстрактный символ, например «4» или «6», представляет какое количество — этот навык также известен как «чувство числа». Эксперты знают, что эта часть мозга играет роль в обработке чисел, но схемы, участвующие в обучении понимании чисел, до сих пор оставались загадкой. И теперь ясно, что уроки математики создают новую нейронную цепь.

Изучение математики повышает заработную плату

Другое исследование Ноттингемского университета показало, что продолжение изучения математики до 18 лет ведёт к более высокооплачиваемой работе. Исследователи использовали результаты британского когортного исследования 1970 года, чтобы сравнить заработную плату 34-летних, которые изучали и не изучали продвинутую математику.

Они обнаружили, что те, кто изучал предмет на более высоком уровне, зарабатывали примерно на 11 % больше.

Это перекликается с результатами аналогичного, более раннего исследования, в котором использовались результаты Национального обследования развития детей 1958 года и Национального обследования выпускников и дипломатов 1980 года, чтобы провести такое же сравнение. Выяснилось, что высшая математика приводит к надбавке к заработку от 7 до 10 % к 33 годам.

Снижает родительское влияние на навыки счёта

Навыки в математике или их отсутствие могут быть связаны не только с уроками в классе, поскольку другая научная работа выявила, что математические навыки родителей «передаются» их детям.

Исследователи из Университета Питтсбурга дали 54 детям в возрасте от пяти до восьми лет три математических теста, предназначенных для оценки их базовых математических навыков.

Их родители, все из которых получили как минимум среднее образование, также прошли тест по математике, а также опрос о важности развития математических навыков у детей. Результаты показали, что уровень успеваемости детей можно достоверно предсказать по успеваемости в арифметике их родителей. Оказывается, интуитивное понимание чисел передавалось — сознательно или неосознанно — от родителей к детям.

Теперь учёные считают, что математические способности ребёнка могут быть комбинацией наследственности и влияния окружающей среды.

Почему активное изучение математики работает не для всех?

Данные исследований убедительно показывают, что заниматься математикой — отличная идея для настоящего и будущего ребёнка. Она развивает мозг, способствует выделению нужного нейромодулятора ГАМК, повышает шансы на достойную зарплату. Вот только работает это не у всех. С чем это связано?

На эту тему тоже есть научные исследования.

Числовые навыки связаны с генами

Если наша способность решать уравнения продиктована врождённой генетической структурой, то дополнительные уроки математики для всех не могут значительно улучшить математическую грамотность у взрослых.

Многочисленные исследования связывают наши вычислительные способности с ДНК, в том числе исследование, проведённое Институтом когнитивных исследований человека и мозга им. Макса Планка в Германии. В 2020 году исследователи проанализировали геномы 178 детей в возрасте от трёх до шести лет, которые ещё не прошли никакой математической подготовки.

Для каждого ребенка они сравнили эти данные с измерениями объёма серого вещества по всему мозгу, полученными с помощью магнитно-резонансной томографии.

Затем они использовали тест по математике, который проводился, когда каждый ребёнок 7-9 лет был во втором классе, чтобы оценить, какие гены и области мозга могут быть связаны с улучшенными вычислительными способностями. Учёные специально рассмотрели десять генов, в том числе ROBO1, который в предыдущих исследованиях был связан с математическим потенциалом.

Исследователи обнаружили, что варианты ROBO1 — гена, который регулирует рост внешнего слоя нервной ткани мозга — влияют на размер правой теменной коры. А значит, способность к точным наукам передаётся генетически. Ген также коррелирует с пространственным восприятием, которое имеет среднюю наследуемость около 50 %.

Правша или левша

Числовые способности также связаны с леворукостью, когда у человека более развито правое полушарие мозга. Считается, что это развивается еще в утробе матери и может определять способность к точным наукам. Команда обнаружила, что изменения в гене ROBO1 в значительной степени связаны с увеличением размера правой теменной коры.

Кроме того, было обнаружено, что дети с большим объёмом серого вещества в правой теменной коре в возрасте от 3 до 6 лет лучше справлялись с математическим тестом в возрасте от 7 до 9 лет.

Другое исследование связало математические способности с леворукостью, поскольку оно указывает на то, что у человека более развито правое полушарие мозга. Психологи из Ливерпульского и Миланского университетов провели исследование с участием 2300 детей и подростков в возрасте от 6 до 17 лет. Они попросили выполнить ряд математических тестов, включая простую арифметику и решение задач.

Затем исследователи проанализировали результаты в зависимости от того, в какой степени дети были правшами или левшами. Это исследование показало, что существует умеренная, но значительная корреляция между ловкостью рук и математическими способностями.

Факт!

У левшей более развито правое полушарие, связанное с пространственными навыками. Это может быть признаком определённых мозговых паттернов, влияющих на познание, которые, в свою очередь, влияют на математические способности, говорят учёные.

Числовые навыки связаны с пространственным восприятием

Исследование Университета Эмори в Джорджии связывает математические способности с пространственным восприятием у детей в возрасте 6 месяцев. Исследователи проверили 63 младенца в возрасте от шести до 13 месяцев на зрительно-пространственный навык, известный как ментальная трансформация — способность трансформировать и вращать объекты в уме.

Детям показали серию парных видеороликов, серию из двух совпадающих фигур, похожих на фрагменты конструктора. В одном из роликов две фигуры в каждом третьем кадре поворачивались, чтобы стать зеркальными изображениями.

Технология отслеживания взгляда записывала, на какой видеопоток смотрели младенцы и как долго, поскольку более длительное наблюдение за потоком зеркального изображения ассоциировалось с продвинутой способностью к умственной трансформации. Затем дети снова были протестированы в возрасте 4 лет на ту же способность, а также на владение простыми символическими математическими действиями.

Результаты показали, что дети, которые проводили больше времени, глядя на зеркальные изображения в младенчестве, сохраняли эти более высокие способности к умственной трансформации в 4 года, а также лучше справлялись с арифметикой.

«Мы показали, что пространственное мышление, возникающее в раннем возрасте, уже в 6 месяцев, предсказывает как уровень этой способности в дальнейшем, так и математическое развитие», — сказала автор исследования доктор Стелла Лоуренко.

Предыдущие исследования показали, что превосходные пространственные способности в 13 лет предсказывают профессиональные и творческие достижения в области науки, техники, инженерии и математики более чем 30 лет спустя.

По данным исследователей из Королевского колледжа Лондона, средняя наследуемость пространственных способностей во взрослом возрасте составляет около 50%. Они также говорят, что это генетическое влияние специфично для пространственного мышления и не связано с другими способностями, такими как чтение.

Математическая тревожность

Есть и ещё одна проблема, о которой недавно начали говорить эксперты: математическая тревожность. Это негативная эмоциональная реакция на математику, приводящая к разной степени беспомощности, панике и психической дезорганизации, возникающая у некоторых людей при столкновении с математической задачей.

Исследование, проведенное Чикагским университетом в 2012 году, показало, что тревожность по поводу математики может вызывать физическую боль. Это связано с тем, что состояние активизирует области мозга, связанные с висцеральным обнаружением угрозы и часто с самим ощущением боли. 20% взрослых в Великобритании испытывали тревогу, когда сталкивались с математической задачей.

Исследователи говорят, что математическая тревожность, специфическое состояние, может объяснить, почему дети и взрослые с высоким уровнем беспокойства по поводу математики, как правило, бросают математику и избегают карьеры, связанной с точными науками.

Математика, тем не менее, считается полезной и крайне нужной наукой, а с тревожностью любого характера можно и нужно бороться. Лайфхаки, которые помогут при беспокойстве, вы узнаете из статьи «Как победить тревожность, если вы сильно нервничаете?».

Использованы фотоматериалы Unsplash

Читайте далее

Гаджеты для лица: каким должно быть ваше первое устройство

Один из трендов — домашние гаджеты для лица, которые позволят вам устроить салон красоты дома. Каким должен быть ваш первый аппарат?

Как ухаживать за зубами, чтобы реже обращаться к стоматологу?

Ошибки в уходе за кожей шеи и декольте, и какая косметика поможет их исправить

Ваши шея и декольте выглядят не так хорошо, как лицо? Узнайте, какая косметика исправит ошибки в уходе за ними.

Выбираем минеральную воду для всей семьи: что подойдёт родителям и детям?

Как правильно выбрать минеральную воду для всей семьи: какая вода подойдет для  взрослых и детей?
Опубликовано 10.05.2023 22:32
Рейтинг статьи:
4,5

Использованные источники

Reassessing the economic value of advanced level mathematics / Michael Adkins, Andrew Noyes // BERJ 2016
Rotation is visualisation, 3D is 2D: using a novel measure to investigate the genetics of spatial ability / Shakeshaft NG, Rimfeld K, Schofield KL, et al. // Sci Rep. 2016
Genetic and environmental influences on impulsivity: a meta-analysis of twin, family and adoption studies / Bezdjian S, Baker LA, Tuvblad C. // Clin Psychol Rev. 2011
Neurobiological origins of individual differences in mathematical ability / Skeide MA, Wehrmann K, Emami Z, et al. // PLoS Biol. 2020
Reassessing the economic value of advanced level mathematics / Michael Adkins, Andy Noyes // British Educational Research Journal 2016
Национальный центр проведения исследования PIAAC в РФ ФГБУ «Федеральный институт оценки качества образования» // PIAAC 2019

Читайте также

Метод тренировки сна Фербера: что нужно знать родителям
Не просто «дать проплакаться»: что на самом деле советует доктор Фербер и подходит ли вам его метод?
Как начать лучше учиться?
Хотите начать учиться лучше? Используйте поощрение, проявляйте интерес к предметам и не забывайте про чёткий график.
Развивающие игры: пазлы для детей онлайн
Стоит ли играть в пазлы онлайн? Полезна ли такая игра? Как выбирать игры для детей разного возраста, на что обратить внимание?
Как лучше изучать иностранный язык?
Хотите самостоятельно выучить иностранный язык или научить языку ребёнка без курсов и репетитора? Мы подскажем, как это сделать.
Ребёнок ломает игрушки: как поступить родителям?
Ваш ребёнок ломает игрушки? Стоит узнать, почему так происходит, попробовать исправить ситуацию. Мы подскажем, как это сделать.