Improving mathematical abilities by training numerical representations in children : the relation between learning mathematics and numerical cognition

Abstract

Improving mathematical abilities is important for educational systems and for society overall. We present two training regimes based on numerical representations. In Study 1, we show that a three-week computer-based quantity discrimination training, focused on enhancing the accuracy of the Approximate Number System (ANS), improved mathematics performance in low-performing 7-to-8-year-old children. In Study 2, we show that a novel numerical estimation training enhancing mappings between Arabic digits and quantities, improved overall mathematical competence in all children, going beyond the improvements obtained by training ANS. In Study 3, we show that performance in both trainings correlate, in different extend, with school math marks, but we especially found a consistent and extended relation between the ability of mapping digits to quantities and the school math marks in pupils from 8 to 13 years of age. Thus, training the precision of the digit-quantity relation may improve mathematical competence, particularly in the first crucial years of exposure to formal mathematics.

La millora de les habilitats matemàtiques es un objectiu important pels sistemes educatius i per la societat en general. Aquí presentem dos entrenaments basats en representacions numèriques. A l’estudi 1, mostrem com entrenant la discriminació de quantitats durant tres setmanes amb la intenció de fer més precís el Sistema d’Aproximació Numèric (ANS), millora el rendiment matemàtic del nens de 7-8 anys de baix perfil acadèmic A l’estudi 2, mostrem com un inèdit entrenament d’estimació numèrica dissenyat per incrementar la precisió en relacionar els dígits Aràbics amb les quantitats que representen, provoca una millora generalitzada de la competència matemàtica en tots els perfils acadèmics en nens de 7 a 8 anys. A l’estudi 3, mostrem com el rendiment en els dos entrenaments correlaciona amb les notes de matemàtiques a l’escola encara que en diferent mesura, essent l’habilitat de relacionar els dígits amb les quantitats, la que correlaciona amb les notes en més cursos escolars, des dels 8 anys fins als 13. Així, entrenar la precisió en relacionar els dígits amb quantitats provoca una millora de la competència matemàtica, sobretot en els primers anys crucials d'exposició a les matemàtiques formals.