计算障碍是一种以数字感知与计算技能缺陷为主要特征的特定学习障碍,影响约5%–7%的人口,并可能持续至成年。巴塞罗那大学与维克大学—加泰罗尼亚中央大学(UVic-UCC)的研究团队开发并验证了一款数字游戏,旨在缓解小学早中期计算障碍儿童的数学困难。
相关研究发表在《应用神经心理学:儿童》期刊。研究人员表示,该程序可显著提升儿童的数学表现,并称这是首个以西班牙语和加泰罗尼亚语开发、且有科学证据支持有效性的计算障碍及数学困难干预方法。
该研究在Recercaixa项目支持下开展,由巴塞罗那大学临床心理学与心理生物学系教授、巴塞罗那大学神经科学研究所(UBneuro)研究员Josep Maria Serra-Grabulosa牵头,并与UVic-UCC理学院研究员Sergi Grau共同完成。两位研究者也是Neurekalab的核心推动者。Neurekalab为两所大学的衍生企业,业务聚焦于开发与商业化数字工具,以改善学习并预防学业失败。
面向评估、识别与干预的数字程序
研究团队开发的程序名为NeurekaNUM,用于评估与识别存在计算障碍风险的学生,并对相关困难进行干预。为验证有效性,研究人员将该游戏应用于19名小学一至三年级、确诊为发展性计算障碍的儿童。研究指出,该障碍除数学困难外,还可能伴随注意力、空间工作记忆与处理速度等相关认知缺陷。Serra-Grabulosa表示,发展性计算障碍是一种复杂的特定学习障碍,涉及多种认知功能与能力。

在设计上,NeurekaNUM覆盖多个数字处理领域,围绕三项目标设置活动:促进数字表征自动化;支持心理数字线的发展与访问;训练算术运算与推理。研究人员称,该设计覆盖语言、视觉空间、执行功能与数量感等广泛的数字处理相关能力。
各项目标通过一系列活动实现,活动使用符号、非符号或混合刺激,并根据每日表现逐步提高难度。Serra-Grabulosa介绍,在研究干预阶段,每名儿童的日常活动会依据任务准确性与速度进行人工选择;而目前该严肃游戏路径可通过多种机器学习算法,依据游戏结果自动调整。
四个月干预后多项能力显著提升
研究显示,经过为期四个月的干预——每周五次、每次15至20分钟——计算障碍儿童在除“听写数字转录”外的所有领域均出现显著提升。对照组(无障碍且未接受干预)在同一期间未见明显进步。研究人员据此认为,数学表现随时间总体保持稳定,计算障碍组的改善更可能与干预有关,而非时间推移或自然成熟。
Serra-Grabulosa表示,结果支持基于严肃游戏的早期且密集干预,有助于改善发展性计算障碍儿童的基础数字缺陷。研究作者同时指出,严肃游戏在干预中的优势在于能够整合激励参与、自适应反馈机制与情境化学习体验,这些要素与计算障碍儿童的认知与行为特征相关。

推出学校、家庭与专业人士版本
研究团队表示,目前正通过Neurekalab与加泰罗尼亚及西班牙其他地区的学校合作,并借鉴芬兰模式,强调为教育机构提供早期检测与干预工具。在此框架下,团队开发了可适配课堂常见设备(笔记本电脑、平板电脑与计算机)的版本,使儿童能够按自身节奏进行训练。
研究人员强调,该工具并不替代学校的数学教学方法,而是为学校提供筛查工具以获得认知档案,并提供用于提升表现的专门工具。
此外,团队还开发了家庭版,便于儿童在家独立使用,并推出专业人士版以协助计算障碍诊断。Serra-Grabulosa指出,计算障碍属于神经发育障碍,有时可能被注意力缺陷多动障碍(ADHD)或阅读障碍等其他诊断所掩盖。
研究人员还表示,针对阅读困难的筛查与干预工具也已开发完成;结合注意力与工作记忆评估,Neurekalab可为整个小学阶段提供认知评估工具。
