数感是学习高级数学知识的基础,数感不良儿童在对数字的处理能力及数学成绩上与正常儿童相比存在较大的差异,并极有可能发展成为数学困难,对其学习、生活、工作可能产生较大影响。以往研究发现,数学困难儿童在基本的数量表征以及复杂算术任务中的数量操作可能存在不足,且在对数量的理解和加工上存在着特殊的缺陷(De Smedt,Reynvoet,et al.,2009)。此外,脑成像研究已证实数学困难儿童在认知加工进程上与正常同龄儿童存在着不同(Mussolin,Mejias,& Noel,2010;Ashkenazi,Mark-Zigdon,& Henik,2009)。尽管有两种不同的假说对儿童数学困难的成因进行解释,并且两种假说都获得了一定研究成果的支持(数字模块缺陷假说：Butterworth,2005,2008;Landerl,Fussenegger,Moll,& Willburger,2009; Landerl & Kolle,2009;获取意义缺陷假说：Iuculano,Tang,Hall,& Butterworth,2008; Rousselle & Noel,2007),然而并没有证据表明这两种假说是绝对对立的。相反,一些研究者认为数字模块缺陷假说并不与获取意义缺陷假说相矛盾(Mussolin,Mejia & Noel,2010)。因此,使用符号、非符号任务筛选出的数学困难儿童的表现可能不会单一地支持某一种假说,而极有可能一部分支持数字模块缺陷假说(即一部分儿童在符号、非符号任务上的表现与正常组儿童相比都存在显著差异),另一部分支持获取意义缺陷假说(另一部分儿童与正常儿童的差异只表现在符号任务上,在非符号任务上不存在差异)。同时,借助事件相关电位技术,或许能够在更早的时间进程上以及更深层的脑机制上探寻到结果,从而进一步对数学困难儿童的神经机制进行解释,为两种假说提供更有力的证据。基于此,本研究通过使用符号、非符号数量比较任务,从神经生理学的角度对不同数感水平儿童的表现进行比较,继而对数感不良儿童的数量表征、数量操作过程进行研究。本研究包括两部分：实验一以三组不同数感水平的儿童为被试(二年级儿童36人,每组各12人),采用以阿拉伯数字为刺激内容的符号数量比较任务和以圆点为内容的非符号数量比较任务,考察不同数感水平儿童在符号、非符号数量表征上脑电活动的差异；实验二选取自实验一中筛选出的数感不良提取组儿童,与数感正常组儿童进行内容相同的加法心算任务,考察数量表征本身没有缺陷的数感不良儿童在数量操作过程中的脑电活动。本研究通过对实验结果的分析讨论,得出了以下结论：(1)可能存在两类数感不良儿童。其中一类儿童的数感不良的原因是由于其先天数字模块的缺损,而另一类数感不良的儿童可能在数量表征本身上并不存在问题,其缺陷主要存在于从阿拉伯数字等符号中提取数量概念的过程中。(2)在符号数量比较任务上,两组数感不良儿童在早期的N1成分(90～160ms)上没有表现出与数感正常组儿童的脑电活动的显著差异,说明认知加工早期阶段的特征可能并不是影响儿童数学认知的最主要因素;在刺激出现后的270-370ms之间,两组数感不良儿童的脑电平均幅值与数感正常组儿童相比都存在着显著差异,说明数感不良儿童在对数字大小进行判断的时候需要更多的认知资源以维持对任务的加工。(3)在非符号数量比较任务上,数感不良提取组儿童在70～120ms时间窗内的平均波幅与数感正常组儿童相比不存在显著差异,可能说明数感不良提取组儿童本身的数量表征在早期知觉上并不存在缺陷。(4)在加法心算过程中,数感不良组儿童在90-160ms、270-350ms两个时间窗上表现出了问题大小效应,在160-260ms的时间窗上,N2成分的平均波幅与数感正常组儿童相比存在显著差异,说明数感不良儿童对数量操作的早期加工可能需要更多认知资源的投入；(5)在答案判断过程中,不同数感水平的儿童出现在300-440ms、500-700ms的算术不一致效应并没有表现出显著差异,说明数感不良儿童在算术事实检索过程中的激活扩散以及在晚期对算术问题的答案进行行为反应时的控制加工能力上与数感正常组儿童没有差别。