着眼数困生问题研究，助力教育心理领域的健康发展
在国内教育行业，有这样一位杰出教授：他针对儿童青少年的认知发展，学习与教育心理等问题，在国内外专业期刊发表过大量学术论文，有着丰富的研究成果，同时也作为第一承担人主持了多个相关的课题研究；他因杰出的学术研究能力和教学能力，连续获得多个省部级人才称号，2022年度新近获批上海高校“东方学者”特聘教授称号；他也同时也获得朱智贤心理学奖、上海市心理学会先进工作者、上海市心理卫生学会先进工作者、上海师范大学优秀教师等荣誉称号——他就是教育心理学领域学者蔡丹教授。
作为上海师范大学教授、博士生导师、儿童发展与家庭研究中心的执行主任，蔡丹教授在心理学基础教育界中研究与应用颇有建树，尤其是在基于心理学、特殊教育等学科，努力开展儿童青少年数学学习困难的相关研究工作。据统计，中小学生群体中存在数学学习困难的人约占整个群体的6%-10%，数量不可谓少，而学习困难有可能成为影响儿童、青少年全面发展的关键转折点，因此关于“学习困难”的研究项目始终是国内外各大教育专家、学者关注的焦点，也是基础教育不可回避的内容。在国际上，教育心理学学者们对于学生数学学习成绩低下的原因众说纷纭，包括：缺乏积极的数学学习兴趣、缺乏良好的数学学习习惯、数学学习方法运用不当等等，也有部分涉及到了认知发展性障碍等因素。但与其他学者不同，蔡丹教授结合自己对儿童、青少年心理研究与教育的多年实践经验，运用自己在心理学领域的专业知识，从研究学生的认知加工特征入手，分析其对于数学困难学生学习数学的关系和作用，厘清了学生在数学学习过程中导致成绩低下的心理因素。而在判别了确切的原因之后，蔡丹教授更一步从“提高认知加工效率”、“增强数学学习积极情绪”两方面入手，帮助学生克服“数学难”普遍心理，开拓数学的认知与思维，培养多种数学能力，为提高中小学数学困难学生的数学能力提出了切实有效的方案。
在研究数学困难学生的认知过程加工特点时，蔡丹教授和其研究团队选取了注意控制能力和抑制能力作为中央执行系统的测查指标对数学学习困难的学生进行研究，以此考察在数学学习中核心认知过程的缺损机制。蔡丹教授及其团队筛选了上海111名初中生，通过比较数学困难学生（55名）与数学优秀学生（56名）的中央执行系统的表现差异，了解他们在抑制能力以及注意控制能力的特点。结果发现，数学困难学生组抑制和注意控制能力低于数学学习优秀组，同时在增加注意控制的负荷（cognitive loading）情况下，被试的表现能更好预测未来数学成绩的发展；中央执行系统能力在初中总体具有上升发展趋势，数学困难学生组的发展具有波动性。因此，蔡丹教授得出的结论是数学困难学生在中央执行系统中缺损的主要是对抗干扰的能力，而非简单的加工速度。
另外，在更进一步剖析初中生学习数学困难的具体原因时，国内外很多学者都把注意力聚焦到数学困难学生的“记忆广度”的研究上。“记忆广度”包括短时记忆广度和工作记忆广度。国外学者认为，数学困难学生存在与数字记忆和计算有关的特殊困难；而国内学者则认为，工作记忆容量低、而非加工效率，是造成数学学习困难的主要原因。尽管研究支持数学困难学生在记忆广度中存在缺陷，但核心认知缺陷没有得到统一的认识。因此，蔡丹教授另辟蹊径，希望通过考察数学学习困难初中生在简单记忆和复杂记忆容量中的发展特点，以期获得数学学习困难的核心认知缺损机制。蔡丹教授和其研究团队筛选了103名初中生，比较数学困难学生（49名）与数学优秀学生（54名）的记忆广度差异，通过“词语系列任务”、“阅读广度任务”以及“倒背数字任务”分别测查他们的短时记忆、言语工作记忆以及数字工作记忆。结果发现，数学困难学生组与优秀组的学生在“词语系列任务”中没有显著差异，但在“阅读广度任务”中具有显著差异，在“倒背数字任务”中具有极其显著差异。研究表明，数学学习困难学生的认知缺损主要是对抗干扰的能力不足，而非简单的短时记忆广度。数学困难学生与数学优秀学生在高工作记忆负荷中存在较大差异，而短时记忆不表现出认知差异；当数字工作记忆负荷越来越大，数学困难学生的缺陷就表现得越来越明显。
在研究初中生数学学习困难的问题上，蔡丹教授收集了大量的资料，做了多项研究，并与同行业学者进行了多次深入交流和探讨，其得出的研究成果对于中国传统的数学教学有着极大的改进和完善作用，其提出的一系列解决数学学习困难的方法对于中小学校的教学也具有极高的启发和借鉴意义。蔡丹教授关于工作记忆训练及对数学能力的迁移作用的研究表明，工作记忆训练可以改善数感、视觉空间能力、推理能力等数学一般技能；也会通过改善语音工作记忆以及空间能力促进数学计算能力，或者通过改善中央执行系统，提升数学问题表征、模式识别、解题迁移、策略选择等复杂的过程，从而促进数学问题解决能力。因此，区分不同数学任务的认知过程，可以获得工作记忆训练对数学能力迁移效果的进一步证据。未来，神经影像学的发展或许将成为工作记忆训练可以提高数学能力的又一强大佐证。此外，蔡丹教授研究推荐的数学训练方案，不仅结合了自己多年的研究成果，还总结了大量前人的研究理论。在近期，蔡丹教授基于执行功能和工作记忆的认知干预技术，持续对数学困难学生进行认知干预，并跟踪了他们的发展变化。这项研究成果于2022年以蔡丹教授作为第一作者发表于特殊教育领域顶级期刊《Journal of Learning Disability》，结果论证了促进对数学困难学生的认知与数学的学习效果有效方案。除此之外，蔡丹教授还找到了数学学习所需技能背后的认知加工基础，针对这一“底层能力”进行训练，已研发出一套相当完备的矫治方案，包括：模式转换；学习数轴；数一数；模仿、画路径和估算；数字记忆广度等五个训练模块。通过大约五十多个活动任务实现一般认知加工的促进，通过基础能力的提升、迁移至数学学习课程，从而提高数学成绩。这个训练方案可以帮助学龄前儿童家庭及小学中低年级学生针对自身认知薄弱处进行训练，提高认知能力，从而改善数学学习能力、及早发现问题并解决问题，可以大大降低学生在学习数学的挫折感。
蔡丹教授以上这些关于数学困难学生的研究成果，对于当下中国的一线数学教育者、家长们具有极其重要的意义和价值，相关成果已经应用于上海几十所中小学，并在长三角地区、广州、湖北等地区加以实践与应用。截至目前，受益家庭近万户。这些学生、家庭在大量题海战术、补课辅导效果不佳后，最终选择相信学生发展与教育的规律与科学，找准数学困难的根本认知症结，通过个性化干预，帮助数学困难学生不断突破自己、相信自己、完善自己；而所有争相邀请蔡丹教授授课、分享研究结论的中小学校，无论是校长还是一线教师，无不在了解蔡丹教授的追踪实验、数据结论之后，反思传统数学教学方法的得与失，思考现行教育体制对于学生不科学、不合理的评价方式。可以说，蔡丹教授作为一名资深心理学教育专家，不仅拥有丰富的专业理论知识和学术研究经验，更是中国当下教育现状的长期调查者、完善中国教育体制的推动者、科学可行方案的提出者、学生发展规律的科普人，他的持续努力对于心理学领域攻坚克难、提升中国心理学专业发展水平乃至国际影响力，有着不可或缺的作用和意义。（文/艾佳）
