Visuo-spatial abilities are key for children’s verbal number skills

Poster (2017, February 22)

Verbal number skills (i.e. counting and number naming) are milestones in numerical development. The aim of the present study was to clarify the role of different verbal abilities (VA) and visuo-spatial ... [more ▼]

Verbal number skills (i.e. counting and number naming) are milestones in numerical development. The aim of the present study was to clarify the role of different verbal abilities (VA) and visuo-spatial abilities (VSA) in the development of these verbal number skills in kindergarten. We recruited 152 children (mean age: 5.8 years) and administered different measures of VA (e.g. phonological awareness, pseudoword recall) and of VSA (e.g. spatial perception, copying) to assess their contribution to verbal number skills. Firstly, we computed two independent regression models, a “VA only” model explaining 23% of variance, and a “VSA only” model explaining 38% of variance. Adding verbal measures to the “VSA only” model does not lead to a significant increase in R2. Our results show that VSA, rather than VA, contribute to a larger extent to children’s verbal number skills. Intriguingly, the development of verbal number skills builds on VA, but more importantly on VSA. These results are potentially informative for the conception early mathematics interventions. [less ▲]

LEARN Newsletter - Editioun 2017: Méisproochegkeet

Book published by LEARN (2017)

How Do Different Aspects of Spatial Skills Relate to Early Arithmetic and Number Line Estimation?

in Journal of Numerical Cognition (2017), 3(2),

The present study investigated the predictive role of spatial skills for arithmetic and number line estimation in kindergarten children (N = 125). Spatial skills are known to be related to mathematical ... [more ▼]

The present study investigated the predictive role of spatial skills for arithmetic and number line estimation in kindergarten children (N = 125). Spatial skills are known to be related to mathematical development, but due to the construct’s non-unitary nature, different aspects of spatial skills need to be differentiated. In the present study, a spatial orientation task, a spatial visualization task and visuo-motor integration task were administered to assess three different aspects of spatial skills. Furthermore, we assessed counting abilities, knowledge of Arabic numerals, quantitative knowledge, as well as verbal working memory and verbal intelligence in kindergarten. Four months later, the same children performed an arithmetic and a number line estimation task to evaluate how the abilities measured at time 1 predicted early mathematics outcomes. Hierarchical regression analysis revealed that children’s performance in arithmetic was predicted by their performance in the spatial orientation and visuo-motor integration task, as well as their knowledge of the Arabic numerals. Performance in number line estimation was significantly predicted by the children’s spatial orientation performance. Our findings emphasize the role of spatial skills, notably spatial orientation, in mathematical development. The relation between spatial orientation and arithmetic was partially mediated by the number line estimation task. Our results further show that some aspects of spatial skills might be more predictive of mathematical development than others, underlining the importance to differentiate within the construct of spatial skills when it comes to understanding numerical development. [less ▲]

Développement d’un instrument de dépistage des précurseurs cognitifs pour l’apprentissage scolaire dans un contexte multilingue

Poster (2016, June)

Nombreuses études ont pu constater que les aptitudes et les apprentissages précoces influencent les apprentissages académiques ultérieurs. La valeur prédictive de différentes fonctions cognitives à l’âge ... [more ▼]

Nombreuses études ont pu constater que les aptitudes et les apprentissages précoces influencent les apprentissages académiques ultérieurs. La valeur prédictive de différentes fonctions cognitives à l’âge préscolaire est un sujet toujours vivement discuté. L'apprentissage des mathématiques, de la lecture et de l'écrit sont soutenues par des fonctions cognitives telles que les capacités pré-numériques, le langage, les fonctions visuo-spatiales, les fonctions exécutives dont la mémoire de travail, la vitesse de traitement et la raisonnement logique. Néanmoins, seulement peu de données scientifiques sont actuellement disponibles sur l’apport de ces différentes fonctions cognitives aux apprentissages scolaires dans un contexte multilingue comme celui du Luxembourg. Au Luxembourg environ 35 % des élèves scolarisés à l'école maternelle parlent Luxembourgeois à la maison. La plupart des enfants parlent d'autres langues voire plusieurs langues au sein de leur famille. A l'école maternelle les enfants apprennent le Luxembourgeois pendant 2-3 ans. Ensuite en 1ère année de l'enseignement fondamental primaire public, tous les enfants sont alphabétisés en Allemand. Et ce n'est qu'un an plus tard que le Français s'ajoute aux apprentissages scolaires. L'apprentissage des langues est un projet ambitieux au Luxembourg et les résultats nationaux ont montré que 42 % des élèves en 3e année primaire (CE2) n'ont malheureusement pas obtenu le niveau minimal à atteindre visé par le plan d'étude en 2013 (Hornung, Hoffmann, Lorphelin, Gamo, Ugen, Fischbach, & Martin, 2015). Le but est de développer un instrument qui s'adapte au contexte scolaire multilingue et qui permet de mesurer ces précurseurs cognitifs d’une manière valide. Ce projet vise à mieux comprendre comment différentes capacités cognitives précoces influencent les différents apprentissages scolaires dans un contexte scolaire multilingue chez l’enfant de 4 à 7 ans et les résultats de ce projet pourront servir comme base pour pouvoir développer des outils d’intervention visant à stimuler le développement de ces précurseurs dans un contexte multilingue. La présente batterie de tests inclut plusieurs épreuves brèves individuelles pour évaluer les performances numériques et visuo-spatiales, la capacité d'inhibition verbale et d'inhibition motrice, l'empan de la mémoire de travail verbale et visuo-spatiale, la flexibilité verbale, la vitesse de traitement, la conscience phonologique, la discrimination visuelle et le vocabulaire expressif chez l’enfant de 4 à 7 ans. Ces petites épreuves visent à évaluer ces différents précurseurs cognitifs de l’apprentissage scolaire et elles ont été développées et adaptées spécifiquement pour le contexte préscolaire suite à un pilotage avec la population cible. Dans une première phase, les relations entre ces différentes épreuves seront étudiées pour pouvoir concrétiser notre compréhension sur l’interrelation de ces différents précurseurs cognitifs. Afin de pouvoir évaluer la valeur prédictive de ces différentes fonctions cognitives, une approche longitudinale est visée. Nous avons prévu de mettre en relation les résultats obtenus au préscolaire (Phase I) avec les résultats de ces mêmes enfants obtenus lors des «épreuves standardisées» du monitoring scolaire au Luxembourg, réalisées en première année de l’école primaire (CP en France) (Phase II). [less ▲]

Allgemeine Befunde zum luxemburgischen Schulwesen

in Martin, Romain; Ugen, Sonja; Fischbach, Antoine (Eds.) Épreuves Standardisées: Bildungsmonitoring für Luxemburg. Nationaler Bericht 2011 bis 2013 (2015)

Predicting first-grade mathematics achievement: the contributions of domain-general cognitive abilities, nonverbal number sense, and early number competence

in Frontiers in Psychology (2014), 5

Early number competence, grounded in number-specific and domain-general abilities, is supposed to lay the foundation for later math achievement. Few longitudinal studies tested a comprehensive model for ... [more ▼]

Early number competence, grounded in number-specific and domain-general abilities, is supposed to lay the foundation for later math achievement. Few longitudinal studies tested a comprehensive model for early math development. Using structural equation modeling and mediation analyses, we studied the influence of kindergarteners’ basic cognitive abilities (i.e., nonverbal number sense, working memory, fluid intelligence, and receptive vocabulary) and their early number competence (i.e., symbolic number skills) on first grade math achievement (arithmetic, shape and space, and number line estimation) assessed one year later. Latent regression models revealed that nonverbal number sense and working memory are central building blocks for developing early number competence in kindergarten and that early number competence is key for first grade math achievement. Fluid intelligence significantly predicted arithmetic and number line estimation while receptive vocabulary significantly predicted shape and space after controlling for early number competence. In sum we suggest that early math achievement draws on different constellations of number-specific and domain-general mechanisms. [less ▲]

Developing a mathematics large-scale assessment at the beginning of first grade in Luxembourg

Poster (2014, April)

Qualitätssicherung der Itementwicklung zur Überprüfung der luxemburgischen Bildungsstandards

Presentation (2014, January)

Developing number–space associations: SNARC effects using a color discrimination task in 5-year-olds

in Journal of Experimental Child Psychology (2013), 116

Human adults’ numerical representation is spatially oriented; consequently, participants are faster to respond to small/large numerals with their left/right hand, respectively, when doing a binary ... [more ▼]

Human adults’ numerical representation is spatially oriented; consequently, participants are faster to respond to small/large numerals with their left/right hand, respectively, when doing a binary classification judgment on numbers, known as the SNARC (spatial– numerical association of response codes) effect. Studies on the emergence and development of the SNARC effect remain scarce. The current study introduces an innovative new paradigm based on a simple color judgment of Arabic digits. Using this task, we found a SNARC effect in children as young as 5.5 years. In contrast, when preschool children needed to perform a magnitude judgment task necessitating exact number knowledge, the SNARC effect started to emerge only at 5.8 years. Moreover, the emergence of a magnitude SNARC but not a color SNARC was linked to proficiency with Arabic digits. Our results suggest that access to a spatially oriented approximate magnitude representation from symbolic digits emerges early in ontogenetic development. Exact magnitude judgments, on the other hand, rely on experience with Arabic digits and, thus, necessitate formal or informal schooling to give access to a spatially oriented numerical representation. [less ▲]

Zusammenfassung der Ergebnisse von PISA 2012 / Synthèse des résultats de PISA 2012

in SCRIPT; EMACS (Eds.) PISA 2012. Nationaler Bericht Luxemburg (2013)