The emergence of proto-arithmetic abilities with empty and non-empty sets
Abstract EN
The ability to deal with numbers is fundamental in our modern society. From managing money to everyday calculations and estimations (e.g. the rest, discounts, etc.), numerical skills are continuously needed in everyday life. Previous evidence indicates that our arithmetic capacities are supported by an evolutionary relevant mechanism that is shared among human and non-human animals and that is present without exhaustive training. However, being good at math is not straightforward. Students around the world struggle with it more than with any other subject, such that around 32% do not reach the minimum knowledge required for their age. Relevant to the present proposal is the largely reported difficulty young children (and apparently not animals) experience in conceptualizing the number zero. We tackle this problem from its origins, by combining educational and experimental approaches in children and animal models with the overarching goal of capitalizing upon primitive capacities to understand and promote its learning. Specifically, we propose a series of experiments in 4 years-old children, chicks, and fish to explore -in parallel- how these species operate with zero and other numbers in proto-arithmetic operations that progressively require more abstract and symbolic representations. The final aim would be to inform educational strategies from an evidence-based approach. Therefore, the team also plans to develop ad-hoc digital educational tools using machine learning algorithms to effectively teach the properties of zero in preschool years.
Abstract IT
La capacità di gestire i numeri è fondamentale nella nostra società moderna. Dalla gestione del denaro ai calcoli e alle stime di tutti i giorni (ad esempio, il resto, gli sconti, ecc.), le abilità numeriche sono continuamente necessarie nella vita quotidiana. Precedenti prove indicano che le nostre capacità aritmetiche sono sostenute da un meccanismo evolutivamente rilevante, condiviso tra animali umani e non umani e presente anche senza un addestramento esaustivo. Tuttavia, essere bravi in matematica non è semplice. Gli studenti di tutto il mondo hanno più difficoltà di qualsiasi altra materia, tanto che circa il 32% non raggiunge le conoscenze minime richieste per la propria età. La presente proposta riguarda la difficoltà, ampiamente segnalata, che i bambini piccoli (e apparentemente non gli animali) incontrano nel concettualizzare il numero zero. Affrontiamo questo problema dalle sue origini, combinando approcci educativi e sperimentali nei bambini e nei modelli animali con l'obiettivo generale di capitalizzare le capacità primitive per comprendere e promuovere il suo apprendimento. Nello specifico, proponiamo una serie di esperimenti su bambini di 4 anni, pulcini e pesci per esplorare - in parallelo - come queste specie operano con lo zero e con altri numeri in operazioni proto-aritmetiche che richiedono progressivamente rappresentazioni più astratte e simboliche. L'obiettivo finale sarebbe quello di informare le strategie educative con un approccio basato sull'evidenza. Pertanto, il team prevede anche di sviluppare strumenti educativi digitali ad hoc utilizzando algoritmi di apprendimento automatico.
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