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了解数学学习障碍的认知学术双向性

2025年10月23日 更新者:Marcia Barnes、Vanderbilt University

这项临床试验的目的是测试创新干预措施的效果,该干预措施旨在提高有数学障碍风险的一年级学生的数学技能。 该试验旨在回答的主要问题是:

  • 与没有认知训练的相同数学干预相比,将数学应用题解决干预与工作记忆干预相结合是否能在更大程度上提高数学水平?
  • 研究结果是否为发展的双向影响提供了证据? 换句话说,工作记忆是否支持数学学习,数学学习是否支持工作记忆发展?

资格筛选将分两次测试进行。 符合资格标准的学生将被随机分配到三组之一:

  1. 一个治疗组将接受经过验证的数学应用题解决治疗以及计算机化工作记忆训练。
  2. 另一个治疗组将接受相同的经过验证的数学治疗以及计算机化阅读指导。
  3. 对照组将接受传统的学校数学课程,包括学校提供的任何额外干预措施。

两个治疗组的参与者将每周接受 3 次每次 35 分钟的辅导,为期 15 周。

被选中参加研究的儿童将在该项目干预开始前接受一次测试;干预开始后两次;干预结束后两次;在二年级快结束时,看看效果能持续多久。

研究概览

详细说明

该临床试验(CT)的重点是一种以认知学术互利共生理论为指导的创新干预措施,其中认知资源支持学术能力的发展,而学术学习反过来又锻炼和增强认知能力。 该 CT 的目标是测试创新干预措施的效果,该创新干预措施旨在以协调的方式提高认知能力和学术技能,并测试双向性作为影响发生的机械过程,从而评估认知学术互利共生的潜力,以扩大学习障碍干预科学的框架并增进对儿童数学能力发展的理解。 CT 的创新干预提供协调的认知训练+直接技能数学干预,并支持跨领域转移。 学术重点是数学:文字问题解决 (WPS) 和算术,两者都是关键的基础技能。 认知重点是复杂的工作记忆广度 (WM),因为 WM 在早期数学发展中发挥着核心作用。 参与者年龄为 6-8 岁,这是一个敏感时期,WM 的可塑性和新兴技能之间的有益影响机会丰富,而且学校对目标数学能力的教学也加强了。

参与者是 300 名刚上一年级的孩子,他们的数学成绩很差且 WM 较低。 通过两阶段筛选过程,他们被确定为符合纳入标准。 进入研究的儿童完成预测试,然后被随机分配到 3 个条件:(1)CO-Tx,标准护理数学治疗 + 计算机化 WM 培训,为跨领域转移提供连续和协调的支持(创新); (2) M-Tx,相同的护理标准数学治疗+相同量的计算机化阅读教学活动(对比护理标准条件); (3) CON,对照组(成熟和常规学校计划,包括课堂教学和学校提供的干预)。 处于情况 1 和 2 的儿童在学校接受研究人员提供的干预,为期 15 周(每周 3 次,每次 35 分钟)。 WM 和数学在预测、5 周后、另外 5 周后、后测、延迟后测和随访中进行评估。 该研究分 5 个队列进行,每年有 1/5 的样本进入研究。

总体目标是测试 CO-Tx 相对于护理标准 (SOC) 数学干预(以及相对于传统学校编程和成熟)的附加值,同时加深对 WM 和数学之间的双向影响的理解,作为 CO-Tx 效果发生的机制,并深入了解一年级开始数学迟缓的儿童的认知-学术互利共生。 目标 1 测试 CO-Tx 在后测和延迟后测中相对于 M-Tx(SOC 数学干预 + 每个课程第一个组成部分中的计算机化阅读活动,以控制 CO-Tx 的 WM 训练时间)以及相对于 CON(对照组)在 WM 和数学(算术和 WPS)上的附加值。 探讨一年的后续效果。 目标 2 评估 (a) WM 和数学之间的双向关系是否参与连接 CO-Tx 对延迟后测试数学和 WM 影响的中介途径,以及 (b) CO-Tx 中的双向关系是否比其他条件更强。 探索性目标 3(亚组效应)深入了解 CO-Tx 对男孩和女孩的影响的稳健性(作为经济劣势的函数),以及对以西班牙语为母语的英语学习者(即接受英语服务的人)与非英语学习者(即以英语为母语的人和不接受英语服务的非英语母语者)的影响,以及 ADHD 症状水平。

这项 CT 通过加深对基于认知学术互利共生理论的创新治疗潜力的理解来影响科学,以增强对传统 SOC 数学干预的学习;通过提供对认知学术互利共生的见解作为扩展 LD 干预科学的框架;更广泛地说,是通过增进对发展科学中认知学术互利共生的理解。 结果可能会通过提供关于推进 LD 干预科学的创新方法的概念验证证据来影响临床实践。 这项 CT 具有重要意义和相关性,因为数学障碍与较差的学校、就业、日常生活和心理健康结果相关,并且迫切需要扩大治疗 LD 的框架。

研究类型

介入性

注册 (估计的)

300

阶段

  • 不适用

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息,以及有关进行该研究的地点的信息。

学习联系方式

研究联系人备份

学习地点

    • Tennessee
      • Nashville、Tennessee、美国、372032417
        • 招聘中
        • Vanderbilt University

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人,称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

  • 孩子

接受健康志愿者

不

描述

纳入标准:

  • 就读大都会-纳什维尔公立学校的参与学校
  • 是一年级班级的成员,其老师同意让他/她的学生参加
  • 有可用的学校时间表可以参加
  • 研究筛选数学测试的分数低于 30%
  • 研究工作记忆测试的分数低于第 50 个百分位
  • 研究的两项认知表现指标中至少一项的得分达到或高于第 7 个百分位数

排除标准:

  • 未就读于大都会-纳什维尔公立学校的参与学校
  • 不是老师同意让他/她的学生参加的一年级班级的成员
  • 没有可用的学校时间表来参加
  • 研究筛选数学测试的分数达到或高于 30%
  • 在研究筛选工作测试中得分达到或高于 50%
  • 该研究的两项认知表现指标的得分均低于第 7 个百分位数

学习计划

本节提供研究计划的详细信息,包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的?

设计细节

  • 主要用途:治疗
  • 分配:随机化
  • 介入模型:并行分配
  • 屏蔽:单身的

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
实验性的:协调治疗
协调治疗组接受标准护理数学治疗+计算机化工作记忆训练,并为跨领域转移提供连续和协调的支持。
协调治疗提供 15 周(每周 3 次,每次 35 分钟)的干预。 每节课由同一位导师连续授课的 2 个部分组成:15 分钟的工作记忆训练,紧接着是 20 分钟的数学(算术和单词问题解决)干预。明确的转移指令被编织到这两个组件中。
有源比较器:数学处理
数学治疗组接受标准数学治疗+计算机化阅读教学活动。
数学治疗提供 15 周(每周 3 次 35 分钟的课程)的干预。 每节课由同一位导师连续授课的 2 个部分组成:15 分钟的计算机化阅读指导,紧接着是 20 分钟的数学(算术和单词问题解决)干预。
无干预:控制
对照组仅接受传统的学校计划,包括课堂教学和学校提供的干预。

研究衡量的是什么?

主要结果指标

结果测量
措施说明
大体时间
算术组合(Fuchs 等人,2003)
大体时间:治疗开始前、治疗开始后5周、治疗开始后10周、治疗开始后15周、治疗开始后20周、治疗开始后1年+20周
孩子们有 1 分钟时间写出 25 个加法项目(总和 5-12)的答案;减法项目同样 1 分钟(被减数 5-12);同样 1 分钟完成 25 个加法项目(总和 5-18); 25 个减法项目(被减数 5-18)同样需要 1 分钟。
治疗开始前、治疗开始后5周、治疗开始后10周、治疗开始后15周、治疗开始后20周、治疗开始后1年+20周
便士故事问题(Jordan & Hanich,2000)(Jordan & Hanich,2000)
大体时间:治疗开始前预测试、治疗开始后5周、治疗开始后10周、治疗开始后15周
该测试包括 14 道组合、比较和更改应用题,每道都涉及便士场景,要求总和和被减数达到 12。项目根据正确的数学进行评分。
治疗开始前预测试、治疗开始后5周、治疗开始后10周、治疗开始后15周
应用题测试(Fuchs 等人,2021)
大体时间:治疗开始前、治疗开始后5周、治疗开始后10周、治疗开始后15周、治疗开始后20周、治疗开始后1年+20周
该测试包括 12 个组合、比较和更改应用题,其中一些具有不相关的信息和/或转移特征(例如图表和表格中的相关数字、隐含的变化动词(例如 丢失的)。 对正确算术和正确标签的项目进行评分,以反映对文字问题叙述的理解(即,如果故事与转换与卡车数量有关的定量信息有关,则孩子在答案中包括“卡车”标签)和准确解决问题所需的数学。
治疗开始前、治疗开始后5周、治疗开始后10周、治疗开始后15周、治疗开始后20周、治疗开始后1年+20周
工作记忆评估-奇数一出(Allowy,2012)
大体时间:治疗开始前、治疗开始后5周、治疗开始后10周、治疗开始后15周、治疗开始后20周、治疗开始后1年+20周
孩子们看到 3 个形状,每个形状都在一个连续显示的盒子里,并找出奇数;在对一系列行做出奇数确定后,他们通过点击方框来按顺序回忆每个奇数形状的位置。
治疗开始前、治疗开始后5周、治疗开始后10周、治疗开始后15周、治疗开始后20周、治疗开始后1年+20周
工作记忆测试电池 - 儿童 - 听力回忆(Pickering & Gathercole,2001)
大体时间:治疗开始前、治疗开始后5周、治疗开始后10周、治疗开始后15周、治疗开始后20周、治疗开始后1年+20周
孩子们决定一个句子是否正确;在对一系列句子做出正确/错误判断后,他们按顺序回忆每个句子的最后一个单词。
治疗开始前、治疗开始后5周、治疗开始后10周、治疗开始后15周、治疗开始后20周、治疗开始后1年+20周
工作记忆测试电池 - 儿童 - 计数回忆(Pickering & Gathercole,2001)
大体时间:治疗开始前、治疗开始后5周、治疗开始后10周、治疗开始后15周、治疗开始后20周、治疗开始后1年+20周
孩子们数卡片上的一组 4、5、6 或 7 个点;数完一系列卡片后,他们按顺序回忆计数。
治疗开始前、治疗开始后5周、治疗开始后10周、治疗开始后15周、治疗开始后20周、治疗开始后1年+20周
广泛的成绩测试-5-数学
大体时间:治疗开始前、治疗开始后 15 周、治疗开始后 1 年 + 20 周进行预测试
测试包括关于早期数字能力(例如计数)的口语部分和关于计算的 10 分钟书面部分。
治疗开始前、治疗开始后 15 周、治疗开始后 1 年 + 20 周进行预测试
GMADE-问题解决和程序
大体时间:治疗开始后 15 周、治疗开始后 1 年 + 20 周
测试通过 28 个项目评估文字问题解决和数学应用。
治疗开始后 15 周、治疗开始后 1 年 + 20 周

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查,以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (实际的)

2025年8月1日

初级完成 (估计的)

2030年4月30日

研究完成 (估计的)

2030年4月30日

研究注册日期

首次提交

2025年10月21日

首先提交符合 QC 标准的

2025年10月23日

首次发布 (估计的)

2025年10月24日

研究记录更新

最后更新发布 (估计的)

2025年10月24日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2025年10月23日

最后验证

2025年10月1日

更多信息

与本研究相关的术语

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)?

是的

IPD 计划说明

研究人员将根据数据共享协议以电子方式向外部用户提供去识别化的数据集,该协议规定用户承诺将数据用于用户请求中所述的研究目的;确保不会出于任何目的识别任何研究参与者;对保护数据的承诺;承诺在分析完成后不将数据传输给其他用户并销毁数据; & 保证出版物被记入资助/机构并输入 PubMed。 一旦用户签署并返回协议表,就会提供包含感兴趣的变量和密码本的数据库,工作人员会提供相关的、去识别化的数据和带有变量名称/值的密码本片段、澄清评分/数据缩减方法的注释,以及描述样本、研究和程序的技术报告。

IPD 共享时间框架

去识别(剥离)的主要结果数据集将在最终数据集的主要研究结果被接受发布之前提供,并在本次拨款结束后的 3 年内保持可访问性。 数据可访问性的时间框架将在拟议项目完成时进行审查,并根据需要进行修订。

如果所有调查员均离开或缺席,最后留下的调查员将负责确定范德比尔特大学教员来承担这些职责。

IPD 共享访问标准

用户提交描述感兴趣的变量、研究目标和定量方法的请求,并签署用户协议表(参见计划描述)。

IPD 共享支持信息类型

  • 研究方案
  • 树液

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

不

研究美国 FDA 监管的设备产品

不

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