Tác động của chương trình UCMAS đến năng lực nhận thức của học sinh – Nghiên cứu khoa học từ Iran

Đây là chi tiết về nghiên cứu khoa học này: ĐỌC NGHIÊN CỨU GỐC TẠI ĐÂY

PHẦN 1: TÓM TẮT NGHIÊN CỨU

Một nghiên cứu khoa học tại Iran đã chứng minh rằng trẻ em được huấn luyện lâu dài với chương trình UCMAS có trí nhớ ngắn hạn và khả năng tư duy không gian vượt trội hơn hẳn so với các bạn chỉ mới học chương trình này trong thời gian ngắn.

1. Nội dung nghiên cứu

• Nghiên cứu thực hiện với 30 học sinh từ 9 đến 12 tuổi tại các trung tâm UCMAS ở thành phố Shiraz (Iran).
• Các em được chia làm hai nhóm:
  Nhóm “ít kinh nghiệm”: học UCMAS dưới 6 tháng.
  • Nhóm “nhiều kinh nghiệm”: học từ 36 tháng trở lên.
• Cả hai nhóm đều thực hiện 10 bài kiểm tra trên nền tảng tư duy quốc tế CBS-CP, đo các năng lực như trí nhớ, tư duy lý luận, khả năng tập trung, và xử lý thông tin.
• Ngoài ra, lưu lượng máu não tại vùng trán trước (FP1) của các em cũng được đo bằng công nghệ HEG trong khi làm bài kiểm tra – để đánh giá mức độ hoạt động của não bộ khi tư duy.

2. Kết quả chính

• Trẻ học UCMAS lâu năm vượt trội hơn hẳn ở 3 kỹ năng quan trọng:
  Digit Span (ghi nhớ chuỗi số): thể hiện trí nhớ ngắn hạn ngôn ngữ.
  1. Monkey Ladder (thang số thị giác): thể hiện trí nhớ ngắn hạn không gian.
  2. Spatial Span (ghi nhớ vị trí không gian): thể hiện khả năng ghi nhớ thị giác và định hướng.
• Các bài kiểm tra khác như tư duy lý luận, khả năng tập trung, điều hành (executive function) không cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa hai nhóm.
• Về mặt sinh lý học, nhóm học UCMAS lâu năm có lưu lượng máu não cao hơn rõ rệt ở vùng trán trước khi làm bài tư duy, cho thấy não bộ hoạt động hiệu quả và tích cực hơn.

3. Giải thích cơ chế

• Học sinh UCMAS thường sử dụng “bàn tính tưởng tượng” trong đầu để thực hiện các phép tính. Kỹ thuật này:
  • Kích hoạt trí nhớ làm việc (working memory) – nơi lưu và xử lý thông tin tạm thời.
  • Đồng thời huy động các vùng não xử lý hình ảnh, ngôn ngữ và vận động.
• Các nhà khoa học cho rằng, quá trình luyện tập đều đặn này giúp tăng độ liên kết giữa các vùng não, đặc biệt là vùng trước trán và vùng thị giác – từ đó giúp trẻ:
  • Ghi nhớ tốt hơn.
  • Xử lý thông tin nhanh hơn.
  • Phản xạ tư duy linh hoạt hơn.

4. Kết luận và ý nghĩa thực tiễn

• Trẻ em học UCMAS từ 3 năm trở lên có năng lực ghi nhớ và xử lý thông tin vượt trội hơn rõ rệt so với các bạn mới học.
• Luyện tập với bàn tính không chỉ giúp tính nhanh, mà còn rèn luyện khả năng tư duy toàn diện.
• Những kỹ năng này có thể chuyển sang các lĩnh vực học tập khác như toán học, ngôn ngữ, lập luận – đúng như giả thuyết “chuyển đổi nhận thức” (cognitive transfer).

PHẦN 2: TOÀN BỘ NGHIÊN CỨU

Tác giả: Ali-Mohammad Kamali, Fatemeh Shamsi, Zahra Zeraatpisheh, Mohammad-Mojtaba Kamelmanesh, Mohammad Nami

Đơn vị công tác:

1. Khoa Khoa học Thần kinh, Đại học Y Shiraz, Iran
2. Phòng thí nghiệm Thần kinh học (Não bộ, Nhận thức và Hành vi), Đại học Y Shiraz
3. Đại học Hồi giáo Azad, chi nhánh Fars, Iran
4. Viện giáo dục và khoa học Pouya-Zehn-e-Bartar, Shiraz
5. Viện Sức khỏe Não Dana, Hội Thần kinh học Iran, chi nhánh Fars
6. Học viện Sức khỏe, tổ chức Senses Cultural, Sacramento, Hoa Kỳ

Liên hệ tác giả chính:
Tiến sĩ Mohammad Nami, Khoa Khoa học Thần kinh, Đại học Y Shiraz
Email: [email protected]

Bối cảnh và Mục tiêu:
UCMAS – Hệ thống Số học Trí tuệ Thế giới – là một phiên bản hiện đại của nghệ thuật tính toán cổ xưa bằng bàn tính. Dù được cho rằng có thể giúp cải thiện năng lực trí tuệ và hiệu suất nhận thức ở người học, nhưng tác động cụ thể của chương trình này chưa được nghiên cứu đầy đủ một cách có hệ thống.

Nghiên cứu này nhằm so sánh điểm số kiểm tra khách quan giữa hai nhóm học sinh UCMAS tại Shiraz:

• Nhóm “ít kinh nghiệm” (học ≤ 6 tháng)
• Nhóm “nhiều kinh nghiệm” (học ≥ 36 tháng)

Phương pháp:
30 học sinh khỏe mạnh, độ tuổi từ 9–12, được tuyển chọn từ các trung tâm UCMAS ở Shiraz, chia làm hai nhóm nêu trên. Các em được đảm bảo đồng đều về tuổi và giới tính.

Hệ thống kiểm tra được sử dụng là Cambridge Brain Science – Cognitive Platform (CBS-CP) – một bộ kiểm tra trên máy tính đánh giá đa dạng các chức năng nhận thức. Đồng thời, mức độ tuần hoàn máu não được ghi nhận bằng kỹ thuật Hemoencephalography (HEG) khi các em thực hiện bài kiểm tra (đặc biệt là phần “kỹ năng cần cải thiện” – ANI).

Kết quả:
So với nhóm ít kinh nghiệm, nhóm học sinh UCMAS nhiều kinh nghiệm có kết quả vượt trội trong các bài kiểm tra sau:

• Spatial Span (p=0.004) – trí nhớ không gian ngắn hạn
• Digit Span (p=0.014) – trí nhớ ngắn hạn bằng lời
• Monkey Ladder (p=0.022) – ghi nhớ vị trí dãy số không gian

Ba bài kiểm tra này đều liên quan đến trí nhớ ngắn hạn và kỹ năng xử lý hình ảnh – không gian (visuo-constructive skills).

Tuy nhiên, không có sự khác biệt đáng kể giữa hai nhóm ở các bài kiểm tra thuộc các lĩnh vực nhận thức khác.

Kết luận:
Kết quả nghiên cứu góp phần bổ sung bằng chứng cho thấy: việc học UCMAS lâu dài giúp nâng cao năng lực nhận thức ở trẻ, đặc biệt là trong các lĩnh vực như:

• Trí nhớ ngắn hạn
• Kỹ năng tưởng tượng và xử lý không gian

Nghiên cứu đề xuất cần thực hiện thêm các nghiên cứu thần kinh học chuyên sâu hơn (ví dụ: đo điện não định lượng EEG hoặc kỹ thuật chụp cộng hưởng từ chức năng) để hiểu rõ hơn về cách UCMAS làm thay đổi hoạt động não bộ.

Từ khóa: UCMAS, năng lực nhận thức, học sinh tiểu học, trí nhớ ngắn hạn, kỹ năng tưởng tượng và xử lý không gian

1. Giới thiệu

Việc thực hiện các phép tính số học chính xác là một đặc trưng độc đáo của con người trưởng thành, giúp phân biệt họ với các loài động vật khác. Để tính toán, con người thường sử dụng nhiều công cụ hỗ trợ như giấy – bút, máy tính cầm tay, hoặc máy tính điện tử. Tuy nhiên, một công cụ truyền thống vẫn còn phổ biến tại nhiều quốc gia châu Á là bàn tính (abacus) – một dụng cụ cổ xưa gồm các thanh và hạt, trong đó vị trí của các hạt biểu thị giá trị số.

Bàn tính có thể được sử dụng để thực hiện nhiều phép toán khác nhau như cộng, trừ, nhân, chia, căn bậc hai… Một số người dùng bàn tính thành thạo đến mức có thể tính nhẩm bằng cách tưởng tượng bàn tính trong đầu, tức là tính nhẩm bằng bàn tính tưởng tượng (abacus-based mental calculation). Ngày nay, kỹ năng này được hệ thống hóa trong chương trình UCMAS – Universal Concept of Mental Arithmetic System.

Những người có khả năng thực hiện các phép tính nhẩm và tính bằng tay với bàn tính ở mức độ xuất sắc được gọi là chuyên gia bàn tính (abacus experts). Có giả thuyết cho rằng, những người này có thể “di chuyển” các hạt bàn tính trong đầu nhanh hơn cả việc thao tác thực tế với bàn tính. Trong chương trình huấn luyện UCMAS, trẻ em được đào tạo các kỹ năng tính toán tư duy như trí nhớ làm việc (working memory) – một kỹ năng rất quan trọng trong tư duy.

Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng việc luyện tập lâu dài và đều đặn có thể làm thay đổi cấu trúc và tổ chức của vỏ não ở người lớn. Về mặt nhận thức, việc giải quyết bài toán số học bằng tư duy đòi hỏi sự phối hợp của nhiều chức năng não bộ như:

• Nhận diện và thao tác với các con số trong trí nhớ làm việc
• Lưu trữ tạm thời và truy xuất thông tin
• Thực hiện quy tắc toán học cơ bản để giải quyết từng bước của bài toán

Các cơ chế thần kinh liên quan đến quá trình tính toán nhẩm bằng bàn tính đã được nghiên cứu bằng chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI) trên các chuyên gia UCMAS. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra mối liên hệ giữa trí nhớ số và khả năng tính toán tư duy, cũng như sự gia tăng vùng não tham gia xử lý thông tin không gian thị giác (visuospatial) ở người lớn được đào tạo bài bản với UCMAS.

Ngoài ra, một nghiên cứu sử dụng kỹ thuật chụp ảnh cộng hưởng từ khuếch tán (DTI) cho thấy: trẻ em được học UCMAS có chất lượng bó sợi trắng trong não tốt hơn so với trẻ không học, đặc biệt ở các vùng liên quan đến vận động và xử lý thị giác – không gian. Điều này gợi ý rằng, việc học UCMAS từ nhỏ có thể giúp:

• Tăng dung lượng trí nhớ
• Tăng tính toàn vẹn và kết nối của hệ thống thần kinh não bộ

Với những tác động rõ rệt đến kỹ năng và tốc độ xử lý, nghiên cứu của Li và cộng sự (2013) đã đo lường hoạt động não trong khi trẻ em làm bài kiểm tra trí nhớ số. Kết quả cho thấy: trẻ học UCMAS có mức hoạt động mạnh mẽ hơn ở một số vùng não như:

• Thùy đỉnh sau bên phải
• Vùng chẩm trên
• Vùng vận động phụ (supplementary motor area)

Ngoài ra, các nghiên cứu dùng điện não đồ (EEG) và phản ứng liên quan sự kiện (ERP) cũng chỉ ra rằng: quá trình xử lý số của trẻ học UCMAS trở nên nhanh và tự động hơn, nhờ vào mối liên kết chặt chẽ giữa ký hiệu số học (biểu tượng) và giá trị thực tế của con số trong não.

Ngoài các nghiên cứu hình ảnh thần kinh (neuroimaging), tác động của UCMAS đến chức năng não bộ cũng đã được đánh giá thông qua các nghiên cứu hành vi.

Một nghiên cứu của Na và cộng sự (2015) đã khảo sát ảnh hưởng của UCMAS đến trí nhớ, sự chú ý và khả năng tính toán. Kết quả cho thấy:

• Trẻ học UCMAS có khả năng tính toán tốt hơn
• Mắc ít lỗi sai hơn trong các bài kiểm tra so với nhóm không học

Thêm vào đó, việc đánh giá tác động của UCMAS đến khả năng làm toán và chức năng điều hành (executive function) sau 1 và 3 năm học cho thấy:

• Trẻ em được huấn luyện có kết quả tốt hơn đáng kể trong lĩnh vực toán học và xử lý không gian (visuospatial) so với các bạn không học.

Tổng hợp từ các nghiên cứu trước, có thể thấy rằng UCMAS có thể cải thiện chức năng nhận thức thông qua việc tăng cường cơ chế thần kinh liên quan đến khả năng chú ý theo không gian thị giác (visuospatial attention).

Vì vậy, nghiên cứu hiện tại được thiết kế nhằm so sánh điểm số kiểm tra khách quan giữa hai nhóm học sinh UCMAS tại Shiraz:

• Nhóm học ≤ 6 tháng (ít kinh nghiệm)
• Nhóm học ≥ 36 tháng (nhiều kinh nghiệm)

Hệ thống đánh giá sử dụng là nền tảng máy tính Cambridge Brain Sciences (CBS-CP).

2. Phương pháp nghiên cứu

2.1. Đối tượng nghiên cứu

• 30 học sinh từ 9 đến 12 tuổi được tuyển chọn từ các trung tâm UCMAS tại Shiraz.
• Các em được chia thành 2 nhóm dựa trên thời gian học:
  • Nhóm nhiều kinh nghiệm: đã học UCMAS ít nhất 36 tháng
  • Nhóm ít kinh nghiệm: đã học dưới 6 tháng

Trước khi tiến hành bài kiểm tra, nhóm nghiên cứu đã giải thích rõ quy trình cho cả học sinh và phụ huynh, đồng thời lấy phiếu đồng ý bằng văn bản. Nghiên cứu được ủy ban đạo đức của Đại học Y Shiraz phê duyệt và tuân theo Tuyên bố Helsinki.

Tất cả các em đều là trẻ phát triển bình thường, không có vấn đề về thần kinh, tâm lý hay hành vi.

2.2. Công cụ đánh giá

• Hệ thống Cambridge Brain Science – Computerized Platform (CBS-CP) được sử dụng để đánh giá các năng lực nhận thức khác nhau, gồm:
  • Trí nhớ
  • Giải quyết vấn đề
  • Tư duy lý luận
  • Khả năng ngôn ngữ
• Bộ kiểm tra gồm 12 bài kiểm tra nhỏ, chia thành 3 nhóm năng lực: tư duy lý luận, trí nhớ và ngôn ngữ.
• Trong nghiên cứu này, 2 bài kiểm tra ngôn ngữ bị loại bỏ do các em không quen với tiếng Anh.

Quy trình kiểm tra:

• Trước mỗi bài kiểm tra, người hướng dẫn giải thích chi tiết để học sinh hiểu rõ.
• Sau đó, học sinh sẽ làm thử 1 lần dưới sự quan sát của người hướng dẫn.
• Nếu không có hiểu nhầm, học sinh sẽ tiến hành làm bài chính thức.
• Tất cả các bài kiểm tra được thực hiện trong phòng yên tĩnh và đủ ánh sáng.
• Sau mỗi bài kiểm tra, hiệu suất làm bài được phân tích, từ đó xác định vùng kỹ năng cần cải thiện (ANI) cho từng học sinh.

Khi xác định được vùng kỹ năng cần cải thiện (ANI), học sinh sẽ được yêu cầu thực hiện lại bài kiểm tra tương ứng. Trong lần thực hiện này, lưu lượng máu não tại vùng trán trước (FP1) của các em được đo bằng thiết bị chuyên dụng.

Các bài kiểm tra được sử dụng để đánh giá các chức năng nhận thức của não bộ bao gồm:

• Odd One Out và Rotation: đánh giá khả năng tư duy lý luận.
• Polygon và Feature Match: đánh giá khả năng tập trung chú ý.
• Spatial Planning: đánh giá kỹ năng lập kế hoạch.
• Các bài như Spatial Span, Paired Associations, Digit Span, Token Search và Monkey Ladder: chủ yếu đánh giá trí nhớ làm việc (working memory)【12】.

Giới thiệu một số bài kiểm tra tiêu biểu:

1. Spatial Span
   Bài kiểm tra này chủ yếu đánh giá trí nhớ ngắn hạn, đặc biệt là trí nhớ làm việc không gian. Một chuỗi các ô vuông nhấp nháy lần lượt xuất hiện trên màn hình. Học sinh phải ghi nhớ thứ tự xuất hiện và bấm lại đúng theo thứ tự đó. Nếu trả lời đúng, bài tiếp theo sẽ có thêm 1 ô.
   → Yêu cầu độ chính xác, không đặt nặng tốc độ.
2. Monkey Ladder
   Tập trung vào trí nhớ ngắn hạn thị giác – không gian. Nhiều ô chứa số xuất hiện ngẫu nhiên trên màn hình. Sau vài giây, các con số biến mất, học sinh phải nhớ vị trí các con số và bấm theo thứ tự tăng dần từ số 1.
   → Cần ghi nhớ cả số và vị trí của chúng.
3. Digit Span
   Kiểm tra trí nhớ ngắn hạn bằng lời và khả năng ngôn ngữ. Một dãy số hiện ra lần lượt, học sinh phải nhớ và bấm lại đúng theo thứ tự xuất hiện sau khi số cuối cùng biến mất.
   → Cần tập trung và ghi nhớ trình tự.
4. Odd One Out
   Mỗi lượt, màn hình hiển thị một bảng 3×3 gồm các hình có màu sắc và số lượng khác nhau. Nhiệm vụ của học sinh là chọn hình nào “khác biệt” so với phần còn lại, theo quy tắc nhất định (màu, hình dạng, số lượng…). Quy tắc bắt đầu đơn giản và tăng dần độ khó.
   → Học sinh phải tự phát hiện quy luật và đôi khi cần chú ý nhiều yếu tố cùng lúc.
5. Token Search
   Đánh giá trí nhớ làm việc và khả năng tìm kiếm thị giác. Một loạt các hộp xuất hiện trên màn hình, chỉ một số hộp có chứa “thẻ” ẩn. Học sinh phải tìm đúng hộp chứa thẻ, nhớ vị trí đã tìm, và không tìm lại ở hộp cũ.
   → Cần ghi nhớ vị trí và chiến lược tìm kiếm hiệu quả.
6. Paired Association
   Các hộp lần lượt mở ra để hiển thị một vật thể bên trong. Sau khi tất cả đã hiển thị, các vật thể sẽ xuất hiện ở giữa màn hình theo thứ tự ngẫu nhiên, và học sinh phải chọn đúng hộp từng chứa vật thể đó.
   → Mỗi lần làm đúng, bài sau sẽ tăng thêm 1 cặp hộp – vật thể, giúp kiểm tra sức chứa trí nhớ ngắn hạn.

Sau mỗi lần hoàn thành đúng bài kiểm tra “Paired Association”, bài tiếp theo sẽ tăng thêm 1 cặp hộp – vật thể để tăng dần độ khó【13】.
→ Yêu cầu cao về độ chính xác, nhưng không yêu cầu tốc độ. Trí nhớ ngắn hạn đóng vai trò lớn trong các bài kiểm tra trên nền tảng CBS-CP.

Feature Match là bài kiểm tra yêu cầu học sinh so sánh hai tập hợp hình trừu tượng hiển thị cạnh nhau trên màn hình và xác định xem hai tập này có giống hệt nhau không. Nếu trả lời đúng, bài tiếp theo sẽ tăng mức độ phức tạp.
→ Bài này yêu cầu cả độ chính xác và tốc độ, đòi hỏi học sinh tập trung cao độ và chú ý đến chi tiết hình ảnh phức tạp.

Spatial Planning là bài kiểm tra chức năng điều hành (executive function), dựa trên mô hình “Tower of London”. Một số hạt màu được đặt trên khung cây (tree-shaped frame), học sinh phải di chuyển hạt để tạo thành chuỗi từ trái sang phải và từ trên xuống dưới theo thứ tự số tăng dần【13】.
→ Cần tối ưu số bước di chuyển và hoàn thành càng nhanh càng tốt.

Rotation là bài kiểm tra đánh giá khả năng xoay chuyển hình trong tư duy không gian. Màn hình hiển thị 2 ô vuông có chứa hình vuông màu đỏ và xanh lá. Học sinh cần đánh giá nếu xoay một hình thì nó có khớp với hình kia không.
→ Đo năng lực xoay hình tưởng tượng và tư duy logic hình học.

Polygons là bài kiểm tra đánh giá khả năng lý luận (reasoning). Màn hình hiển thị hai khung: một khung có hai hình chồng lên nhau, khung còn lại chỉ có một hình. Học sinh phải xác định hình đơn lẻ kia có trùng với một trong hai hình chồng lên hay không.

2.3. Đo tuần hoàn não – Hemoencephalography

Hemoencephalography (HEG) là kỹ thuật đo hoạt động chuyển hóa não bộ. Nghiên cứu này sử dụng thiết bị Peanut nIR HEG kit để đo lưu lượng máu tại vùng trán trước (prefrontal cortex).

Dữ liệu HEG được ghi nhận ở cả hai nhóm (ít và nhiều kinh nghiệm học UCMAS), khi các em thực hiện lại bài kiểm tra kỹ năng cần cải thiện (ANI) trên nền tảng CBS-CP.

2.4. Phân tích thống kê

Phần mềm SPSS phiên bản 22.0.0 (IBM, 2015) được sử dụng để xử lý dữ liệu.

• Dữ liệu được kiểm tra phân phối chuẩn bằng Shapiro-Wilk test.
• Nếu dữ liệu phân phối chuẩn: sử dụng kiểm định t độc lập (Independent sample t-test) để so sánh giữa hai nhóm.
• Nếu không phân phối chuẩn: sử dụng kiểm định phi tham số (nonparametric tests).

3. Kết quả

Sự khác biệt có ý nghĩa thống kê đã được quan sát giữa nhóm ít kinh nghiệm và nhóm học lâu năm trong các bài kiểm tra sau:

• Spatial Span (p = 0.004)
• Digit Span (p = 0.014)
• Monkey Ladder (p = 0.022)

→ Cả ba bài kiểm tra này đều liên quan mạnh đến trí nhớ ngắn hạn.

Hình 1.

Biểu đồ phân tán (scatter plots) thể hiện hiệu suất thực hiện các bài kiểm tra CBS-CP giữa hai nhóm học sinh UCMAS ít kinh nghiệm và nhiều kinh nghiệm.

• Biểu đồ a: cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa hai nhóm trong bài kiểm tra Digit Span (nhiệm vụ bằng lời) (p < 0.05).
  Biểu đồ b: thể hiện sự khác biệt đáng kể trong trí nhớ làm việc không gian thị giác (bài Monkey Ladder) (p < 0.05).
• Biểu đồ c: ghi nhận sự khác biệt rõ rệt trong bài kiểm tra trí nhớ ngắn hạn Spatial Span giữa hai nhóm (p < 0.05).

Trong khi đó:

• Biểu đồ d: không thấy sự khác biệt đáng kể trong bài kiểm tra tư duy lý luận Odd One Out (p > 0.05).
• Biểu đồ e: không có khác biệt đáng kể trong bài kiểm tra Feature Match (p > 0.05).
• Biểu đồ f: không có sự khác biệt trong bài kiểm tra trí nhớ Paired Association (p > 0.05).
• Biểu đồ g: không có khác biệt rõ ràng trong bài kiểm tra Token Search (p > 0.05).
• Biểu đồ h: không thấy khác biệt trong bài kiểm tra tư duy không gian Rotation (p > 0.05).
• Biểu đồ i: không có sự khác biệt trong chức năng điều hành (executive function) qua bài Spatial Planning (p > 0.05).
• Biểu đồ j: không có khác biệt trong bài kiểm tra lý luận Polygons (p > 0.05).

Lưu ý: Tất cả các phân tích thống kê sử dụng kiểm định t cho mẫu ghép (paired sample t-test) với mức ý nghĩa p = 0.05.
Chú thích: n.s. = không có ý nghĩa thống kê (non-significant).

Không có sự khác biệt đáng kể giữa hai nhóm trong các bài kiểm tra đánh giá khả năng tư duy lý luận, bao gồm:

• Odd One Out (P = 0.601)
• Polygons (P = 0.151)
• Rotation (P = 0.67)

Chức năng điều hành (executive function) được đo bằng bài Spatial Planning cũng không có sự khác biệt giữa hai nhóm (P = 0.976).

Tương tự, không ghi nhận sự khác biệt đáng kể giữa hai nhóm trong các bài kiểm tra sau:

• Feature Match – đánh giá khả năng tập trung chú ý (P = 0.39)
• Token Search – kiểm tra trí nhớ làm việc kết hợp tìm kiếm hình ảnh (P = 0.425)
• Paired Association – đánh giá trí nhớ ngắn hạn liên kết (P = 0.296)

(Kết quả chi tiết ở Hình 1.)

Để đánh giá tác động của huấn luyện UCMAS đến lưu lượng máu não, nhóm nghiên cứu đã sử dụng kiểm định t cho mẫu ghép (paired-sample t-test) để so sánh sự thay đổi mật độ quang học (Δ optical density) tại vùng FP1 giữa hai nhóm khi thực hiện bài kiểm tra ANI trên nền tảng CBS-CP.

Kết quả cho thấy: nhóm học sinh có nhiều kinh nghiệm UCMAS ghi nhận sự gia tăng lưu lượng máu rõ rệt tại vùng trán trước khi thực hiện bài kiểm tra ANI so với nhóm ít kinh nghiệm (p < 0.05).
(Xem chi tiết ở Hình 2.)

Hình 2. Biểu đồ phân tán cho thấy hiệu suất thực hiện bài kiểm tra CBS-CP được ghi lại qua HEG (Hemoencephalography) của hai nhóm học sinh UCMAS – nhóm ít kinh nghiệm và nhóm nhiều kinh nghiệm.

Biểu đồ a chỉ ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về tỷ lệ thay đổi mật độ quang học (ΔOD) trong phản ứng HEG giữa nhóm học sinh nhiều kinh nghiệm và nhóm ít kinh nghiệm (p < 0.05).

Kiểm định t cho mẫu ghép (paired sample t-test) được sử dụng với mức ý nghĩa p = 0.05.
Chú thích: n.s. = không có ý nghĩa thống kê.

4. Thảo luận

Mục tiêu của nghiên cứu này là so sánh năng lực nhận thức giữa trẻ em học UCMAS ít tháng và trẻ đã học lâu năm.
Việc huấn luyện toán học trong chương trình UCMAS dựa trên mô hình bàn tính ảo (mental abacus – MA), nơi học viên tưởng tượng bàn tính trong đầu để thực hiện các phép toán.

Các bài kiểm tra CBS được sử dụng trong nghiên cứu này cho thấy rằng: những trẻ đã học UCMAS ít nhất 3 năm đạt kết quả tốt hơn nhóm đối chứng (tức nhóm học dưới 6 tháng) ở các bài:

• Monkey Ladder
• Spatial Span
• Digit Span

→ Đây là những bài đánh giá năng lực trí nhớ làm việc (working memory).

• Monkey Ladder liên quan mạnh mẽ đến trí nhớ làm việc thị giác – không gian (visuospatial working memory)【15】.
• Spatial Span cũng đánh giá trí nhớ ngắn hạn, đặc biệt là trí nhớ không gian của học sinh.
• Digit Span (nằm trong nhóm bài kiểm tra ngôn ngữ) đánh giá trí nhớ ngắn hạn bằng lời【16】.

Khi thực hiện các bài kiểm tra này, các vùng não được huy động gồm:

• Vùng xử lý trí nhớ không gian
• Vùng điều khiển vận động
• Vùng xử lý ngôn ngữ
• Vùng xử lý trí nhớ làm việc

→ Nhờ vậy, quá trình huấn luyện bàn tính ảo (MA) có thể giúp tăng cường năng lực tính toán ở học viên thông qua việc kích hoạt mạnh mẽ các vùng não bộ liên quan đến trí nhớ làm việc không gian, đặc biệt là liên kết giữa hồi hải mã (hippocampus) và thùy trán trước (prefrontal cortex)【17】.

Dưới đây là bản dịch sát nghĩa và rõ ràng của phần cuối – Discussion & Concluding Remark trong nghiên cứu:

Hai giả thuyết được đưa ra để giải thích sự tiến bộ về năng lực toán học thông qua việc huấn luyện bàn tính ảo (MA) gồm:

1. Chuyển giao nhận thức (cognitive transfer):
   → Việc luyện tập thao tác hình dung bàn tính giúp tăng cường trí nhớ làm việc không gian, từ đó dẫn đến kỹ năng thành thạo MA.
2. Điều tiết nhận thức (cognitive moderation):
   → Dựa trên nền tảng các năng lực nhận thức sẵn có, đặc biệt là trí nhớ ngắn hạn, như một yếu tố điều phối quá trình học hiệu quả (Baron & Kenny, 1986).

Kết quả nghiên cứu củng cố cả hai giả thuyết này:

• Huấn luyện UCMAS giúp cải thiện rõ rệt trí nhớ làm việc thị giác – không gian và trí nhớ bằng lời.
• Dữ liệu từ HEG cho thấy việc huấn luyện này làm tăng mật độ quang học (optical density) tại vùng trán trước FP1, có thể do tương tác giữa thùy trán và thùy chẩm khi xử lý thị giác.
• Vùng trán trước giữa – bụng (ventro-medial prefrontal cortex) và kết nối của nó với vùng thị giác có thể là cơ chế trung gian của các quá trình tìm kiếm và phân biệt thị giác【18】.

5. Kết luận

Dựa trên kết quả ghi nhận từ sự gia tăng mật độ quang học liên quan đến chú ý thị giác ở nhóm học viên nhiều kinh nghiệm, nghiên cứu khẳng định:

• Trí nhớ làm việc (working memory) có liên hệ mật thiết với khả năng tập trung chú ý, điều này ủng hộ giả thuyết chuyển giao nhận thức (cognitive transfer).
• Việc thành thạo bàn tính ảo (MA) có thể phụ thuộc vào các kỹ năng nhận thức như:
  • Hình dung các hạt bàn tính trong đầu,
  • Ghi nhớ và xử lý thông tin (working memory),
  • Khả năng chú ý cao độ.

→ Những yếu tố này là cốt lõi trong quá trình luyện tập và làm chủ MA, giúp tăng hiệu quả rõ rệt khi trẻ được huấn luyện bài bản và lặp lại liên tục.

6. Tài liệu tham khảo

1. Đại diện số lượng chính xác bằng hình ảnh bàn tính ảo (Mental Abacus). 2012.
2. Tanaka S, Seki K, Hanakawa T, Harada M, Sugawara SK, Sadato N, và cộng sự.
   Bàn tính trong não bộ: Nghiên cứu chụp cộng hưởng từ (fMRI) theo thời gian về người dùng bàn tính có kỹ năng cao với thiên lệch bán cầu phải. Frontiers in Psychology. 2012;3:315.
3. Tanaka S, Michimata C, Kaminaga T, Honda M, Sadato N.
   Trí nhớ siêu việt ở chuyên gia bàn tính: nghiên cứu fMRI. Neuroreport. 2002;13(17):2187-91.
4. Huy Y, Geng F, Tao L, Hu N, Du F, Fu K, và cộng sự.
   Đào tạo bàn tính cải thiện cấu trúc chất trắng trong não bộ trẻ em. Human Brain Mapping. 2011;32(1):10–21.
5. Chen F, Hu Z, Zhao X, Wang R, Yang Z, Wang X, và cộng sự.
   Các vùng não liên quan đến tính toán bàn tính trong não trẻ em: nghiên cứu fMRI chức năng. Neuroscience Letters. 2006;403(1–2):46–51.
6. Irwing P, Hamza A, Khaleefa O, Lynn R.
   Tác động của đào tạo bàn tính đến trí thông minh của trẻ em Sudan. Personality and Individual Differences. 2008;45(7):694–6.
7. Wu TH, Chen CL, Hung YH, Liu RS, Hsieh JC, Lee JH.
   Ảnh hưởng của luyện tập lâu dài đến hoạt động não khi thực hiện các bài toán dùng bàn tính: nghiên cứu PET. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2009;36(3):436–45.
8. Li Y, Hu Y, Zhao M, Wang Y, Huang J, Chen F.
   Đường dẫn thần kinh liên quan đến trí nhớ làm việc trong luyện tập bàn tính và kết nối chức năng não bộ. Brain Research. 2015;1539:24–33.
9. Yao Y, Du F, Wang C, Liu Y, Weng J, Chen F.
   Hiệu quả xử lý số học cải thiện ở trẻ em dùng bàn tính: bằng chứng ERP từ bài kiểm tra số học. Frontiers in Human Neuroscience. 2015;9:245.
10. Na KS, Lee SI, Park JH, Jung HY, Ryu JH.
    Liên hệ giữa đào tạo bàn tính và kiểm soát ức chế phản ứng: nghiên cứu trường hợp lâm sàng. Clinical Psychopharmacology and Neuroscience. 2015;13(2):163–7.
11. Wang C, Geng F, Yao Y, Weng J, Hu Y, Chen F.
    Đào tạo bàn tính ảnh hưởng đến khả năng toán học và chuyển đổi nhiệm vụ, điều chỉnh hành vi nhận thức ở trẻ Trung Quốc. PLoS One. 2015;10(10):e0139930.
12. Edwards MK, Loprinzi PD.
    Tác động của lối sống ít vận động đến chức năng nhận thức. American Journal of Health Promotion. 2018;32(3):595–605.
13. Brenkel M, Shulman K, Hazan E, Herrmann N, Owen AM.
    Đánh giá khả năng nhận thức ở người cao tuổi bằng công cụ điện toán mới MoCA. Dementia and Geriatric Cognitive Disorders Extra. 2017;7(2):249–56.
14. Spellman T, Rigotti M, Ahmari SE, Fusi S, Gogos JA, Gordon JA.
    Kết nối giữa hồi hải mã và vỏ não trước trán hỗ trợ khả năng ghi nhớ không gian. Nature. 2015;522(7556):309.