工作记忆是一种对信息进行暂时加工和贮存的容量有限的记忆系统(Baddeley,1992),它对个体的数学、言语理解与阅读、问题解决等高级认知功能都有重要的作用(陈英和,王明怡,2005)。大量的研究表明,工作记忆可以在一定程度上解释早期数学学习的个体差异,也可以预测后来的数学水平(Prebler AL,2013;Frisovan den Bos,Kroesbergen,&van Luit,2015)。幼儿期是工作记忆的高速发展期,因此对幼儿工作记忆的发展特点及训练提升进行研究具有很高的科学价值和重要的实践意义。虽然有国外研究者考察了学前幼儿工作记忆各成分的发展,然而国内对于幼儿工作记忆发展系统研究还很少;另一方面,工作记忆影响数学能力的发展,多数证据来自于相关研究(De Smedt et al.,2009),而且这众多的相关研究结果并不一致,有的研究者认为工作记忆与数学能力有密切关系(Bull,Johnston,&Roy,1999;McLean&Hitch,1999),而有的研究认为数学能力可能并不与工作记忆相关(Reuhkala,2001);此外,工作记忆不同子成分对数学能力的影响随年龄而变化(Henry&MacLean,2003;Holmes&Adams,2006;McKenzie,Bull,&Gray,2003),但是由于大多研究都是横断研究,缺乏使用相同儿童样本的纵向研究或者干预研究(De Smedt et al.,2009),不能很好地解释工作记忆和数学能力之间的关系。因此,本研究深入探讨两个问题:(1)系统考察4-5岁幼儿工作记忆(包括语音环路/视空间模板/中央执行等子成分)的发展水平和特点,以及探究幼儿工作记忆(语音环路/视空间模板/中央执行)与数学能力(包括数概念/数运算/推理/空间等亚能力)之间的关系;(2)设计幼儿工作记忆的提升训练,考察工作记忆训练对数学能力发展的影响,试图进一步探索工作记忆与数学能力的关系。研究一考察了4-5岁幼儿工作记忆的发展水平与特点及其与数学能力之间的关系,分为三部分进行。首先,为了探究4-5岁幼儿工作记忆的发展水平与特点,选取某幼儿园4-5岁幼儿103名(其中4岁组幼儿25名,4.5岁组53人,5岁组25人),采用Gathercole(2004)等人的数字顺背测验、数字倒背测验和韦氏幼儿智力量表的动物家园测验分别对幼儿工作记忆的三个子成分(语音环路/中央执行/视空间模板)进行考察。结果发现:(1)总体而言,随着年龄的增长,幼儿总体工作记忆快速发展,然而各子成分发展速度不一;(2)对于幼儿工作记忆的语音环路,4.5岁组幼儿得分与4岁组幼儿得分无显著差异,而5岁组幼儿得分显著高于4.5岁组得分,5岁可能是幼儿语音环路的高速发展期;对于幼儿的中央执行系统,5岁组得分显著高于4岁组得分,而5岁组得分与4.5岁组得分的差异边缘显著,4.5岁组幼儿与4岁组幼儿得分无显著差异,4-5岁幼儿的中央执行快速发展;对于幼儿的视空间模板,三组幼儿的得分均不存在显著差异,4-5岁幼儿的视空间模板发展速度比较平缓。其次,为考察幼儿工作记忆各子成分与数学能力之间的关系,本研究综合北师大和《早期儿童数学能力测试2》(Test of Early Mathematics Ability,简称TEMA-2)测验,选取数序与序数任务、符号计算任务、模式构建任务以及心理旋转任务分别对同一批幼儿数学的四种亚能力(数概念/数运算/数学推理/空间)进行测量,进而考察工作记忆各子成分与数学能力的关系。结果发现:(1)相关分析表明,4-5岁幼儿工作记忆的不同子成分与数学能力的不同亚能力之间存在着不同程度的相关。具体而言,幼儿的数概念与工作记忆的语音环路及中央执行均成显著正相关;幼儿的数学推理能力与工作记忆的中央执行成显著的正相关;幼儿的数运算和数学空间能力与工作记忆的三个子成分呈现显著的正相关。(2)以工作记忆的三个子成分作为预测变量,数学的某项能力(数概念/数运算/空间能力)作为结果变量做回归分析,结果发现:中央执行系统能够预测数概念;语音环路能够预测数运算;视空间模板能够显著预测空间能力。最后,为探究工作记忆对数学能力的影响随年龄的变化,本研究将幼儿分成三个年龄组后再次对工作记忆和数学能力的相关进行分析。结果表明:(1)在控制年龄后,工作记忆各子成分与数学各项能力之间的相关发生较大变化。其中,数学推理能力在控制年龄后,仅与中央执行存在显著相关;数学的数运算能力与工作记忆的语音环路和视空间模板存在相关;数学的空间能力与中央执行和视空间模板仍存在着相关,但幼儿的数概念与各项工作记忆成分均不存在相关。这些结果说明,工作记忆(语音环路/中央执行/视空间模板)对数学能力(数概念/数运算/推理/空间)的影响会随年龄发生变化。研究二采用工作记忆训练提升幼儿的工作记忆能力,并试图进一步考察工作记忆与数学能力提升的关系。本研究选取了49名4-5岁幼儿,随机分为训练组和控制组(其中,训练组24人,控制组25人)。训练组训练课程包含12个课时,每次25到30分钟的小组游戏(每次2-3人),前后测采用同质的测量工具,前后测间隔2个月左右;控制组不进行任何训练,进行常规的幼儿园教学活动。结果表明:(1)对于视空间模板的得分,前测中训练组和控制组得分无显著差异,而后测中训练组得分显著高于控制组,这说明训练有效地提升了视空间模板水平。(2)对于中央执行的得分,前测中训练组和控制组得分无显著差异,而后测中训练组得分显著高于控制组,这说明训练有效地提升了中央执行的水平。(3)对于语音环路的得分,前测中训练组和控制组得分无显著差异,后测中训练组和控制组得分也无显著差异,这说明,训练对语音环路没有明显地提升作用。(4)数学的四种亚能力中,对于空间能力,前测中训练组和控制组得分无显著差异,而后测中训练组得分显著高于控制组,这说明工作记忆训练有效地提高了空间能力。而数运算、数概念、数学推理没有显著变化。综上所述,本研究发现:(1)随着年龄的增长,4-5岁幼儿的工作记忆显著提高;(2)幼儿工作记忆的各成分随年龄变化的发展特点有所不同:幼儿工作记忆的语音环路在5岁时快速发展,而中央执行在4-5岁时有着快速发展;(3)幼儿工作记忆子成分和数学能力亚能力的发展存在着相关,工作记忆的中央执行系统能够预测数概念,工作记忆的语音环路能够预测数运算,工作记忆的视空间模板能够显著预测空间能力;工作记忆和数学能力之间的相关会随着年龄而改变。(4)本研究设计的工作记忆训练方案能够有效提升幼儿工作记忆能力,同时对数学亚能力空间能力也有促进作用。总之,本研究系统考察4-5岁幼儿工作记忆各子成分的发展水平与特点,丰富了对幼儿工作记忆发展的认识;其次,研究深入分析了工作记忆各子成分和数学能力四种亚能力之间的相关关系,为将来进一步探究幼儿工作记忆对数学能力的影响机制提供了一定的研究基础;最后,本研究设计的幼儿工作记忆训练方案对于幼儿工作记忆的提升也具有重要的实践意义。