Числовые навыки — это способность понимать, рассуждать и применять простые числовые концепции. [1] Благотворительная организация National Numeracy утверждает: «Численные навыки — это понимание того, как математика используется в реальном мире, и умение применять ее для принятия наилучших возможных решений... Это в равной степени касается мышления и рассуждений, как и «решения задач»». Базовые числовые навыки состоят из понимания фундаментальных арифметических операций, таких как сложение, вычитание, умножение и деление. Например, если человек может понять простые математические уравнения, такие как 2 + 2 = 4, то он будет считаться обладающим по крайней мере базовыми числовыми знаниями. Существенные аспекты числовых навыков также включают чувство числа , чувство операции, вычисление, измерение , геометрию , вероятность и статистику . [ требуется ссылка ] Числово грамотный человек может справляться и реагировать на математические требования жизни. [2] [3]
Напротив, неумение считать (отсутствие умения считать) может иметь негативное влияние. Умение считать влияет на здоровое поведение, финансовую грамотность и решения о карьере. Таким образом, неумение считать может негативно влиять на экономический выбор, финансовые результаты, результаты в отношении здоровья и удовлетворенность жизнью. [3] [4] [5] Оно также может искажать восприятие риска при принятии решений, касающихся здоровья. [6] Более высокие умения считать связаны с меньшей восприимчивостью к эффектам фрейминга , меньшим влиянием нечисловой информации, такой как состояния настроения, и большей чувствительностью к различным уровням числового риска. [7] Эллен Питерс и ее коллеги утверждают, что достижение преимуществ от умения считать, однако, может зависеть от числовой самоэффективности или уверенности в своих навыках. [8]
Люди эволюционировали, чтобы мысленно представлять числа двумя основными способами из наблюдения (не формальной математики). [9] Эти представления часто считаются врожденными [10] (см. Числовое познание ), общими для всех человеческих культур, [11] общими для многих видов, [12] и не являющимися результатом индивидуального обучения или культурной передачи. Они таковы:
Приблизительные представления числовой величины подразумевают, что можно относительно оценить и понять количество, если число велико (см. Приблизительная система счисления ). Например, в одном эксперименте детям и взрослым были показаны массивы из множества точек. [11] После краткого наблюдения за ними обе группы смогли точно оценить приблизительное количество точек. Однако различение различий между большим количеством точек оказалось более сложной задачей. [11]
Точные представления отдельных предметов показывают, что люди более точно оценивают количества и различают различия, когда числа относительно малы (см. Субитизация ). [11] Например, в одном эксперименте экспериментатор предоставил младенцу две кучки крекеров, одну с двумя крекерами, другую с тремя. Затем экспериментатор накрыл каждую кучку чашкой. Когда ему разрешили выбрать чашку, младенец всегда выбирал чашку с большим количеством крекеров, потому что он мог различить разницу. [11]
Обе системы — приблизительное представление величины и точное представление количества отдельных элементов — имеют ограниченную мощность. Например, ни одна из них не позволяет представлять дроби или отрицательные числа . Более сложные представления требуют образования. Однако достижения в школьной математике коррелируют с неизученным у человека чувством приблизительного числа . [13]
Фундаментальные (или элементарные) навыки счета включают понимание действительной числовой оси, времени, измерения и оценки. [6] Фундаментальные навыки включают базовые навыки (способность определять и понимать числа) и вычислительные навыки (способность выполнять простые арифметические операции и сравнивать числовые величины).
Более сложные навыки счета включают понимание концепций отношений (в частности, дробей, пропорций, процентов и вероятностей), а также знание того, когда и как выполнять многошаговые операции. [6] На более высоких уровнях включены две категории навыков: аналитические навыки (способность понимать числовую информацию, например, необходимую для интерпретации графиков и диаграмм) и статистические навыки (способность применять более высокие вероятностные и статистические вычисления, например, условные вероятности).
Для оценки арифметических способностей и арифметических способностей здоровья были разработаны различные тесты. [6] [7] [14] [15] [16] [17] [18] Для оценки арифметических способностей здоровья были разработаны различные тесты. Два из этих тестов, которые были признаны «надежными и валидными», — это GHNT-21 и GHNT-6. [19]
Первые пару лет детства считаются важной частью жизни для развития навыков счета и грамотности. [20] Существует много компонентов, которые играют ключевую роль в развитии навыков счета в раннем возрасте, такие как социально-экономический статус (СЭС), воспитание детей, домашняя среда обучения (ДОУ) и возраст. [20]
Дети, воспитывающиеся в семьях с высоким СЭС, как правило, больше вовлечены в развивающие занятия. [20] У таких детей больше шансов развить необходимые способности к обучению и стать более мотивированными к обучению. [20] В частности, считается, что уровень образования матери влияет на способность ребенка к достижению успехов в математике. То есть, у матерей с высоким уровнем образования, как правило, рождаются дети, которые преуспевают в математике. [20]
Более того, ряд исследований доказали, что уровень образования матери тесно связан со средним возрастом вступления в брак. Точнее, женщины, которые вступили в брак позже, как правило, имеют большую независимость , шансы на премию за навыки и уровень образования (например, математические способности). Следовательно, они с большей вероятностью делились этим опытом с детьми. [21]
Родителям рекомендуется сотрудничать с ребенком в простых обучающих упражнениях, таких как чтение книги, рисование, рисование и игра с числами. На более выразительной ноте [ необходимо разъяснение ] , родителям рекомендуется использовать сложный язык, быть более отзывчивыми по отношению к ребенку и устанавливать теплые взаимодействия с подтверждением положительных результатов в области счета. [20] При обсуждении полезного поведения родителей формируется цикл обратной связи, поскольку довольные родители более охотно взаимодействуют со своим ребенком, что по сути способствует лучшему развитию ребенка. [20]
Наряду с воспитанием и СЭС, сильная домашняя образовательная среда увеличивает вероятность того, что ребенок будет подготовлен к пониманию сложной математической школьной программы. [22] Например, если ребенок находится под влиянием многих видов обучающей деятельности в семье, таких как головоломки, раскраски, лабиринты или книги с картинками-загадками, то он будет более подготовлен к школьным занятиям. [22]
Возраст учитывается при обсуждении развития навыков счета у детей. [22] Дети в возрасте до 5 лет имеют наилучшие возможности для усвоения базовых навыков счета. [22] После семи лет достижение базовых навыков счета становится менее важным. [22] Например, было проведено исследование для сравнения способностей к чтению и математике у детей в возрасте от пяти до семи лет, каждая из которых была отнесена к трем различным группам умственных способностей (неуспевающие, средние и усердные). Различия в объеме сохраненных знаний были больше между тремя различными группами в возрасте пяти лет, чем между группами в возрасте семи лет. Это показывает, что у детей младшего возраста есть возможность сохранить больше информации, например, навыков счета. По словам Гельмана и Галлистела в книге «Понимание числа ребенком», «дети в возрасте от 2 лет могут точно судить о числе при условии, что оно не больше двух или трех». Было обнаружено, что дети в возрасте от трех лет понимают элементарные математические концепции. [23] Килпатрик и его коллеги утверждают, что «большинство дошкольников показывают, что они могут понимать и выполнять простое сложение и вычитание по крайней мере к 3 годам». [24] Наконец, было замечено, что дошкольники получают пользу от своего базового понимания «счета, чтения и написания чисел, понимания простого сложения и вычитания, числового рассуждения, классификации объектов и форм, оценки, измерения [и] воспроизведения числовых моделей». [25]
Кажется, существует связь между грамотностью и счетом, [26] [27] , которую можно увидеть у маленьких детей. В зависимости от уровня грамотности или счета в раннем возрасте можно предсказать рост навыков грамотности и/или счета в будущем развитии. [28] Есть некоторые доказательства того, что у людей может быть врожденное чувство числа. Например, в одном исследовании пятимесячным младенцам показывали двух кукол, которые затем прятали за экраном. Младенцы видели, как экспериментатор вытаскивал одну куклу из-за экрана. Без ведома ребенка второй экспериментатор мог убрать или добавить кукол, невидимых за экраном. Когда экран убирали, младенцы проявляли больше удивления при неожиданном числе (например, если там все еще было две куклы). Некоторые исследователи пришли к выводу, что младенцы умели считать, хотя другие сомневаются в этом и утверждают, что младенцы замечали площадь поверхности, а не число. [29]
Числовые навыки оказывают огромное влияние на занятость. [30] В рабочей среде числовые навыки могут быть контролирующим фактором, влияющим на карьерные достижения и неудачи. [30] Многие профессии требуют от людей хорошо развитых числовых навыков: например, математик , физик , бухгалтер , актуарий , аналитик рисков , финансовый аналитик , инженер и архитектор . Вот почему одной из основных задач Цели устойчивого развития 4 является существенное увеличение числа молодых людей, обладающих соответствующими навыками для достойной работы и трудоустройства [31] , поскольку даже за пределами этих специализированных областей отсутствие числовых навыков может сократить возможности трудоустройства и продвижения по службе, что приводит к неквалифицированной ручной работе, низкооплачиваемой работе и даже безработице. [32] Например, плотники и дизайнеры интерьеров должны уметь измерять, использовать дроби и управлять бюджетами. [33] Другой пример влияния числовых навыков на занятость был продемонстрирован в Институте Пойнтера . Институт Пойнтера недавно включил арифметику в число навыков, необходимых компетентным журналистам . Макс Франкель , бывший исполнительный редактор The New York Times , утверждает, что «умело использовать числа так же важно для общения, как и использовать глаголы ». К сожалению, очевидно, что журналисты часто демонстрируют плохие навыки арифметики. В исследовании Общества профессиональных журналистов 58% кандидатов на работу, опрошенных директорами новостных вещательных агентств, не имели адекватного понимания статистических материалов. [34]
Для оценки кандидатов на работу профессиональными психологами , которые занимаются изучением арифметики, были созданы психометрические тесты на числовое мышление . Эти тесты используются для оценки способности понимать и применять числа. Иногда они проводятся с ограничением по времени, так что тестируемый должен думать быстро и кратко. Исследования показали, что эти тесты очень полезны для оценки потенциальных кандидатов, поскольку они не позволяют кандидатам подготовиться к тесту, в отличие от вопросов на собеседовании. Это говорит о том, что результаты кандидата надежны и точны [ необходима цитата ]
Эти тесты впервые стали широко распространены в 1980-х годах после новаторских работ психологов, таких как П. Клайн, опубликовавший в 1986 году книгу под названием « Справочник по построению тестов: Введение в психометрическое проектирование» , в которой объяснялось, что психометрическое тестирование может дать надежные и объективные результаты, которые можно использовать для оценки числовых способностей кандидата.
Термин «неумение считать» — это неологизм , придуманный по аналогии с «неграмотностью» . «Неумение считать» относится к отсутствию способности рассуждать о числах. Термин был придуман когнитивистом Дугласом Хофштадтером ; однако он был популяризирован в 1989 году математиком Джоном Алленом Паулосом в его книге «Неумение считать: математическая неграмотность и ее последствия» .
Дискалькулия , связанная с развитием, относится к стойкому и специфическому нарушению обучения базовым числовым и арифметическим навыкам в контексте нормального интеллекта.
Причины неумения считать различаются. Неумение считать наблюдается у тех, кто страдает от плохого образования и лишения навыков считать в детстве. [35] Неумение считать проявляется у детей во время перехода от числовых навыков, полученных до школы, к новым навыкам, которым учат в отделах образования, из-за их способности памяти понимать материал. [35] Модели неумения считать также наблюдались в зависимости от возраста, пола и расы. [36] Пожилые люди связаны с более низкими навыками считать, чем молодые взрослые. [36] Было выявлено, что мужчины обладают более высокими навыками считать, чем женщины. [30] Некоторые исследования, по-видимому, указывают на то, что молодые люди африканского происхождения, как правило, имеют более низкие навыки считать. [36] Исследование тенденций в области международной математики и естественных наук (TIMSS), в котором дети четвертого класса (в среднем 10-11 лет) и восьмого класса (в среднем 14-15 лет) из 49 стран были протестированы на понимание математики. Оценка включала тесты по числам, алгебре (также называемой закономерностями и отношениями в четвертом классе), измерениям, геометрии и данным. Последнее исследование, проведенное в 2003 году, показало, что дети из Сингапура на обоих уровнях обучения показали самые высокие результаты. Такие страны, как Гонконг, Япония и Тайвань, также разделяют высокие уровни арифметических способностей. Самые низкие баллы были получены в таких странах, как [ необходимо разъяснение ] Южная Африка, Гана и Саудовская Аравия. Другое открытие показало заметную разницу между мальчиками и девочками, за некоторыми исключениями. Например, девочки показали значительно лучшие результаты в Сингапуре, а мальчики показали значительно лучшие результаты в Соединенных Штатах. [11]
Существует теория, что неумение считать встречается чаще, чем неграмотность, если разделить когнитивные способности на две отдельные категории. Дэвид К. Гири, известный когнитивный психолог развития и эволюции из Университета Миссури , создал термины «биологические первичные способности» и «биологические вторичные способности». [35] Биологические первичные способности развиваются со временем и необходимы для выживания. Такие способности включают знание общего языка или знание простой математики. [35] Биологические вторичные способности достигаются через личный опыт и культурные обычаи, такие как чтение или математика высокого уровня, изученная в школе. [35] Грамотность и умение считать похожи в том смысле, что оба являются важными навыками, используемыми в жизни. Однако они различаются по видам умственных требований, которые каждый из них предъявляет. Грамотность состоит из приобретения словарного запаса и грамматической сложности, которые, по-видимому, более тесно связаны с запоминанием, тогда как умение считать включает в себя манипулирование концепциями, такими как исчисление или геометрия , и строится на основе базовых навыков счета. [35] Это может быть потенциальным объяснением сложности навыков счета. [35]
Медицинская нумерология определяется как «степень, в которой люди обладают способностью получать доступ, обрабатывать, интерпретировать, сообщать и действовать на основе числовой, количественной, графической, биостатистической и вероятностной информации о здоровье, необходимой для принятия эффективных решений в отношении здоровья». [37] Концепция медицинской нумерологии является компонентом концепции медицинской грамотности . Медицинская нумерология и медицинская грамотность могут рассматриваться как сочетание навыков, необходимых для понимания риска и принятия правильных решений в поведении, связанном со здоровьем.
Медицинская арифметика требует базовых навыков арифметики, а также более продвинутых аналитических и статистических навыков. Например, медицинская арифметика также требует способности понимать вероятности или относительные частоты в различных числовых и графических форматах и заниматься байесовским выводом , избегая ошибок, иногда связанных с байесовскими рассуждениями (см. Ошибка базовой ставки , Консерватизм (байесовский) ). Медицинская арифметика также требует понимания терминов с определениями, которые являются специфическими для медицинского контекста. Например, хотя «выживание» и «смертность» являются взаимодополняющими в общепринятом использовании, эти термины не являются взаимодополняющими в медицине (см. Пятилетний коэффициент выживаемости ). [38] [39] Неумение арифметики также является очень распространенной проблемой при работе с восприятием риска в поведении, связанном со здоровьем; это связано с пациентами, врачами, журналистами и политиками. [36] [39] Те, у кого отсутствуют или ограничены навыки медицинской арифметики, рискуют принимать плохие решения, связанные со здоровьем, из-за неточного восприятия информации. [20] [40] Например, если у пациентки диагностирован рак груди, неумение считать может помешать ей понять рекомендации врача или даже серьезность проблемы со здоровьем или даже вероятность пользы от лечения. [41] Одно исследование показало, что люди склонны переоценивать свои шансы на выживание или даже выбирать больницы более низкого качества. [30] Неумение считать также затрудняет или делает невозможным для некоторых пациентов правильное чтение медицинских графиков. [42] Некоторые авторы различают грамотность в графах и умение считать. [43] Действительно, многие врачи проявляют неумение считать, пытаясь объяснить график или статистику пациенту. Непонимание между врачом и пациентом из-за того, что врач, пациент или оба неспособны эффективно понимать числа, может привести к серьезному вреду для здоровья.
Различные форматы представления числовой информации, например, массивы значков естественной частоты, были оценены как полезные как для людей с низкими, так и с высокими математическими способностями. [36] [44] [45] [46] [47] Другие форматы данных оказывают большую помощь людям с низкими математическими способностями. [3] [48] [49]
В области экономической истории арифметика часто используется для оценки человеческого капитала в те времена, когда не было данных об образовании или других образовательных мерах. Используя метод, называемый age-heaping , исследователи, такие как профессор Йорг Батен, изучают развитие и неравенство арифметики с течением времени и по регионам. Например, Батен [50] и Хиппе обнаруживают разрыв в арифметике между регионами Западной и Центральной Европы и остальной Европой в период 1790–1880 годов. В то же время их анализ данных показывает, что эти различия, а также неравенство внутри страны со временем уменьшались. Используя аналогичный подход, Батен и Фури [51] обнаруживают общий высокий уровень арифметики у людей в Капской колонии (конец 17-го — начало 19-го века).
В отличие от этих исследований, сравнивающих числовые способности по странам или регионам, также возможно анализировать числовые способности внутри стран. Например, Батен, Крейен и Вот [52] рассматривают влияние войны на числовые способности в Англии , а Батен и Привитцер [53] обнаруживают «военный уклон» в том, что сегодня является западной Венгрией : люди, выбирающие военную карьеру, имели — в среднем — лучшие показатели числовых способностей (1 г. до н. э. — 3 г. н. э. ).