Соробан в науке: разбор исследований Hatano, Hanakawa и Barner

Что изучали в исследованиях ментальной арифметики

Научные работы о соробане отвечают на 3 вопроса: как устроен счёт в уме у экспертов, что происходит в мозге во время такого счёта и даёт ли обучение детей пользу по сравнению с обычной математикой.

На эти вопросы отвечают разными методами, и важно понимать, что каждый метод может доказать. Исследование экспертов показывает, как считают люди, которые уже умеют, но не говорит, что их этому научил именно соробан. Томография мозга показывает, какие области работают, но не говорит, полезно ли это для учёбы. Только рандомизированное контролируемое испытание, где детей случайно распределяют по группам, отвечает на вопрос родителя: «станет ли мой ребёнок считать лучше, чем если бы занимался обычной математикой?»

Поэтому в разборе ниже для каждой работы указан дизайн: исследования ментальной арифметики очень разные по методу. Когда реклама ссылается на «исследования», первое, что стоит выяснить, — какой именно дизайн у работы, на которую ссылаются, и отвечает ли он на тот вопрос, о котором идёт речь.

Четыре ключевые работы в одной таблице

В таблице 4 работы, на которые чаще всего опираются, когда цитируют исследования ментальной арифметики. Последний столбец важен не меньше остальных.

Hatano, 1977: как считают эксперты

Работа Hatano, Miyake и Binks — это эксперименты с опытными операторами соробана, опубликованные в журнале Cognition. Они показали, что эксперты считают в уме, опираясь на образ счётов^[1].

Ключевой приём исследования — помехи. Если человек считает словами, ему сильнее всего мешает словесная задача рядом: например, отвечать на вопросы во время счёта. Если считает картинкой, сильнее мешает зрительно-двигательная помеха. У экспертов соробана словесная помеха мешала меньше, чем зрительно-двигательная. Это и есть довод в пользу того, что их счёт в уме — зрительный.

Чего работа не доказывает: что соробан делает людей умнее, или что такой же навык быстро появится у любого ребёнка. Участники были экспертами, то есть людьми с долгой практикой. Практический вывод для родителя скромный, но полезный: во время занятий мелькание перед глазами мешает сильнее, чем разговоры в комнате.

Hanakawa, 2003: что показала томография

Hanakawa с коллегами сравнили, какие области мозга работают при счёте в уме у экспертов соробана, с помощью функциональной МРТ. У экспертов сильнее были вовлечены зрительно-пространственные области^[2].

Этот результат хорошо согласуется с работой Hatano: если счёт зрительный, логично, что в нём участвуют зрительно-пространственные системы. Но из исследования не следует, что «развиваются оба полушария» или что «полушария синхронизируются» — такой вывод в работе не описан. Фраза про синхронизацию полушарий встречается в рекламе часто, а в научной статье её нет.

И ещё одно ограничение: исследование нейровизуализации показывает, что происходит у тех, кто уже умеет. Оно не отвечает на вопрос, улучшится ли от занятий успеваемость ребёнка. Для этого нужен другой дизайн.

«Учёные доказали, что ментальная арифметика синхронизирует полушария». Это миф: в работе Hanakawa с коллегами описано более сильное участие зрительно-пространственных областей у экспертов, а синхронизации полушарий там нет.

Frank и Barner, 2012: предел мысленного абакуса

Frank и Barner в серии экспериментов показали, что мысленный абакус хранит число как зрительный образ, а не как слово, и что ёмкость этого образа ограничена^[3].

Для практики это, пожалуй, самый полезный результат. Если картинка счётов в голове не безгранична, то разрядность нужно наращивать постепенно, по одной спице, а длинные числа в уме даже опытные ученики считают частями. Конкретного предела «для всех» исследование не называет, и любые цифры вида «ребёнок удержит 10 разрядов» к этой работе отношения не имеют.

Работа также объясняет, почему у детей разный темп. Зрительный образ — ресурс, и у одних детей его больше, у других меньше. Это прямо перекликается с главным рандомизированным исследованием, о котором ниже.

Barner, 2016: главное исследование ментальной арифметики

Barner, Alvarez, Sullivan и коллеги провели рандомизированное контролируемое испытание в Индии: 183 ребёнка 5–7 лет занимались 3 года, около 3 часов в неделю. Контрольная группа получала столько же обычной дополнительной математики^[4].

• Что нашли. У детей, учившихся на соробане, выросли вычислительные навыки и понимание разрядов по сравнению с контрольной группой.
• Чего не нашли. Переноса на рабочую память, способность к визуализации и общие когнитивные способности.
• Кому больше пользы. Детям, у которых на старте была сильнее пространственная рабочая память.

Почему эта работа главная? Потому что дизайн отвечает именно на родительский вопрос. Детей распределили случайно, значит, разница между группами вызвана обучением, а не тем, что в кружок пошли более способные. Сравнение шло не с «ничем», а с той же порцией обычной математики. И длилось испытание три года, а не несколько недель.

Результат честный и двусторонний. Да, счёт улучшается — это не реклама, а данные. Нет, общие способности от занятий не растут — это тоже данные. Ребёнок станет лучше считать, но не «умнее вообще».

Дальний перенос: что говорят обзоры

Дальний перенос — это когда тренировка одного навыка улучшает другой, непохожий. Обзоры по этой теме показывают, что такого переноса почти нет.

Sala и Gobet разобрали данные о шахматах, музыке и тренировке рабочей памяти и пришли к выводу, что дальнего переноса от тренировки одного навыка на другие почти нет^[5]. Метаанализ Melby-Lervåg и Hulme показал, что эффекты тренировки рабочей памяти в основном ограничены похожими заданиями и не держатся со временем. Эти обзоры не про соробан напрямую, но они задают общий фон: если реклама обещает, что счёт на счётах улучшит чтение, внимание или память, это обещание противоречит тому, что известно о переносе вообще.

Вывод совпадает с испытанием в Индии. Занятия улучшают то, что тренируют: счёт и понимание разрядов. Ждать от них большего не стоит, но и этого немало, если цель — уверенный счёт.

Как читать рекламные заявления

Чтобы проверить рекламное обещание, достаточно 3 вопросов: на какую работу ссылаются, какой у неё дизайн и что именно в ней измеряли. Таблица ниже сопоставляет типичные фразы с данными.

Отдельный тревожный признак — цифры без источника: «у 90% учеников улучшились оценки». Если неизвестно, сколько было детей, с кем их сравнивали и кто проводил опрос, такую цифру нельзя проверить. Добросовестная школа скорее скажет: «ребёнок будет лучше считать», чем пообещает рост интеллекта. Как выбирать занятия с учётом этого, описано в статье о курсах ментальной арифметики.

«Раз есть научные статьи о соробане, значит, все обещания доказаны». Это не так: статьи подтверждают пользу для счёта и описывают зрительный характер навыка, но не доказывают рост интеллекта, памяти или успеваемости по другим предметам.

Когда ссылка на науку не работает

Научные работы отвечают на общие вопросы, но не на все частные. В четырёх ситуациях ориентироваться приходится на наблюдение за своим ребёнком.

• Ребёнку 4 года или 10 лет. В испытании участвовали дети 5–7 лет, и переносить выводы на другой возраст напрямую нельзя.
• Занятия 1 раз в неделю по 45 минут. В испытании было около 3 часов в неделю в течение 3 лет; при меньшем объёме эффект может быть другим.
• У ребёнка дискалькулия или СДВГ. Прямых данных по этим группам в разобранных 4 работах нет.
• Нужно выбрать конкретную школу. Работы оценивали методику, а не качество отдельных педагогов: здесь пригодятся чек-лист из 12 пунктов из статьи о курсах и раздел для родителей.

Чего делать нельзя

Нельзя приписывать научным работам то, чего в них нет: это вводит в заблуждение и родителей, и детей. Шесть правил честного чтения.

• Нельзя делать выводы о детях по работам с экспертами. Взрослые с многолетней практикой — другая группа.
• Не следует путать «области мозга работают» с «ребёнок умнеет». Томография показывает процесс, а не пользу.
• Не стоит доверять цифрам без источника и без описания того, с кем сравнивали.
• Нельзя ждать от занятий роста оценок по чтению или английскому. Дальний перенос не подтверждается.
• Не допускается обещать ребёнку, что он станет «гением». Ожидания, которые не сбудутся, бьют по мотивации.
• Не стоит отказываться от занятий из-за отсутствия переноса, если цель — счёт: здесь польза подтверждена.

Источники

[1] Hatano G., Miyake Y., Binks M. G. Performance of expert abacus operators // Cognition. 1977. Vol. 5, № 1. P. 47–55.

[2] Hanakawa T., Honda M., Okada T. et al. Neural correlates underlying mental calculation in abacus experts: a functional magnetic resonance imaging study // NeuroImage. 2003. Vol. 19, № 2. P. 296–307.

[3] Frank M. C., Barner D. Representing exact number visually using mental abacus // Journal of Experimental Psychology: General. 2012. Vol. 141, № 1. P. 134–149.

[4] Barner D., Alvarez G., Sullivan J. et al. Learning mathematics in a visuospatial format: A randomized, controlled trial of mental abacus instruction // Child Development. 2016. Vol. 87, № 4. P. 1146–1158.

[5] Sala G., Gobet F. Does far transfer exist? Negative evidence from chess, music, and working memory training // Current Directions in Psychological Science. 2017. Vol. 26, № 6. P. 515–520.

[6] Melby-Lervåg M., Hulme C. Is working memory training effective? A meta-analytic review // Developmental Psychology. 2013. Vol. 49, № 2. P. 270–291.

Вопросы и ответы

Есть ли российские работы на эту тему?

В этом разборе мы опираемся на опубликованные международные работы с описанным дизайном. Для методики важны и отечественные теории обучения — например, поэтапное формирование умственных действий Гальперина, на котором строится переход от счётов к счёту в уме.

Почему в испытании сравнивали с обычной математикой, а не с отсутствием занятий?

Чтобы отделить эффект метода от эффекта дополнительного времени. Если бы контрольная группа ничем не занималась, любой рост можно было бы объяснить просто лишними часами математики, а не соробаном.

Значит, ментальная арифметика бесполезна для памяти?

Улучшения памяти и внимания как общих способностей в разобранных работах не нашли. Но улучшается то, что тренируют: счёт и понимание разрядов. Если цель — именно счёт, данные на стороне занятий.

Кому занятия дают больше пользы?

По данным рандомизированного испытания — детям с более сильной пространственной рабочей памятью на старте. Это не значит, что остальным заниматься бесполезно: просто прогресс у них может быть медленнее, и сравнивать детей между собой не стоит.

Как проверить, правду ли говорит реклама кружка?

Попросите назвать конкретную работу и сверьте обещание с таблицей выше. Если обещают рост IQ, синхронизацию полушарий или фотографическую память — это не следует ни из одной разобранной работы.

Есть ли у занятий доказанные минусы?

Прямого вреда в разобранных работах не описано, но есть реальные риски: давление, экранное время, конфликт со школьной записью. Подробно — в статье о вреде ментальной арифметики.