האם אפשר ללמד כל אחד מתמטיקה ברמה גבוהה עם מספיק תרגול ומאמץ, או שהכול טמון בגנים שלנו?

זמן קצר לאחר כניסתו של שר החינוך נפתלי בנט לתפקידו, הוא הכריז על התכנית הלאומית לקידום המתמטיקה, שמטרתה להגדיל את מספר התלמידים שניגשים לבחינת בגרות במתמטיקה בהיקף של 5 יחידות לימוד. המניע העיקרי לתכנית הוא התפיסה שמיעוט יחסי של בוגרי תיכון ברמה גבוהה במתמטיקה הוא איום חמור על מדינת ישראל.

מחקרים אחדים, בהם מחקרם של פרופ' אייל קמחי ואריק הורוביץ ממכון טאוב, מצביעים על קשר מובהק בין רמת לימודי המתמטיקה בתיכון ובין ההצלחה בלימודים אקדמיים ובשוק התעסוקה. במדגם של ילידי שנת 1979 נמצא ששני שלישים מבוגרי 5 יח"ל הם כיום בעלי תואר אקדמי מאוניברסיטאות (להבדיל ממכללות), לעומת 40 אחוזים מבוגרי 4 יח"ל ו-17 אחוזים מבוגרי 3 יח"ל. נוסף על כך, לבוגרי 5 יח"ל נציגות גדולה יותר במקצועות "יוקרתיים" כמו רפואה, הנדסה ומחשבים, ומשכורתם בענפים השונים גבוהה יותר.

בבסיס החובה לכלל תלמידי ישראל לגשת לבחינת בגרות במתמטיקה, והקריאה להגדיל את שיעור הנבחנים ברמה הגבוהה, עומדת ההנחה שכל אחד מסוגל לכך אם רק ישקיע את הזמן ואת המאמץ. ידוע לנו גם שיש תכונות וכישורים שהגנום שלנו מכתיב אותם במידה זו או אחרת. האם ייתכן שקיים "גֵן מתמטי" שאחראי לנטייתו של אדם לעסוק במתמטיקה ולהצליח בכך? האם יש השפעה לסביבה ולחינוך על יכולתנו ללמוד לפתור משוואות מתמטיות סבוכות?

מתמטיקה ברמת הגֵן

מדענים מתחומים שונים מחפשים אחר תשובות לשאלות אלה. ובינתיים, הדעות בסוגיית "הגֵן המתמטי" נחלקות לשתי אסכולות. תומכי האסכולה החברתית-חינוכית מאמינים שאפשר להקנות יכולת מתמטית ולשפרה באמצעות חינוך וטיפוח כבר מגיל צעיר. לטענתם, כל בני האדם ניחנים מלידה ביכולת מתמטית, ואותן תכונות במוח המאפשרות שימוש בשפה מאפשרות לנו "לעשות מתמטיקה". כפי שכמעט כולם מצליחים לדבר ולשפר את יכולת הדיבור עם חלוף הזמן, כך כולם מסוגלים להצליח בתחום המתמטיקה. לעומתם, תומכי האסכולה הגנטית טוענים שיכולת מתמטית היא תכונה העוברת במשפחה מדור לדור. בנוסף, הם טוענים שככל הנראה יש במוח מסלולי תפיסה שונים להבנה מתמטית ולהבנה מילולית-שפתית.

במחקר שפורסם בתחילת 2016, ביקשו חוקרים מארצות הברית ליישב את המחלוקת בסוגיית הקשר בין חשיבה מתמטית לחשיבה שפתית. במסגרת המחקר נעשה שימוש בבדיקת דימות תהודה מגנטית תפקודית (fMRI), שיטה לא פולשנית לדימות פעילות במוח, המאפשרת למפות אילו אזורים פעילים בעת ביצוע פעולה מסוימת.


מה חזק יותר - הגנטיקה של היכולת להבין מתמטיקה או הסביבה הלימודית? צילום: shutterstock

במחקר השתתפו 15 מתמטיקאים מומחים ו-15 נבדקים בעלי השכלה גבוהה שאינם מתמטיקאים. החוקרים הציגו למשתתפי הניסוי סדרה של טיעונים במגוון נושאים (לא רק במתמטיקה), והנבדקים התבקשו למיין אותם ל"אמיתי", "שקרי" או "חסר משמעות".

כשהנבדקים הגיבו על טיעונים שאינם מתמטיים, נצפתה פעילות באזורי המוח הקשורים לעיבוד שפה. לעומת זאת, כשהוצגו להם טיעונים מתמטיים מורכבים, נצפתה פעילות באזורים במוח שאינם קשורים לחשיבה שפתית כלל. כלומר, ממצאי המחקר העלו שעיבוד מידע מתמטי נעשה באופן שונה מעיבוד מידע מילולי. מכאן שיכולות מתמטיות ויכולות שפתיות כנראה אינן קשורות זו לזו.

מבחן התאומים

מדענים מאוניברסיטת אוקספורד וקינגס קולג' ביקשו גם הם לבחון את הקשר בין יכולת מתמטית לשפתית, ואת מידת ההשפעה הגנטית על יכולות אלה. החוקרים ביקשו מילדים בני 12 לבצע משימות מתמטיות ומילוליות, ולאחר מכן השוו את ביצועיהם של תאומים זהים ותאומים לא זהים.

שיעור התוצאות הדומות בתאומים זהים היה כפול משיעור התוצאות הדומות בתאומים שאינם זהים. החוקרים הסיקו מכך שכמחצית היכולת המתמטית ויכולת הקריאה של הילדים נובעת מהמבנה הגנטי שלהם. ממצאי המחקר גם הצביעו על כך שאין גֵן אחד האחראי ליכולת מתמטית או ליכולת קריאה, אלא קבוצת גֵנים המשפיעה על שתי היכולות גם יחד (מתמטית וקריאה).  

מה משמעות הממצאים? מכיוון שיכולת מתמטית אינה מושפעת אך ורק מהגֵנום שלנו, הרי שיש חשיבות לחינוך ולסביבה בטיפוח יכולת זו. מצד אחר, הממצאים מצביעים על הבדל בין ילדים מבחינת הקלות שבה הם מצליחים להתמודד עם קריאה ומתמטיקה, ושההבדל הזה תורשתי בחלקו. צריך להכיר את ההבדלים האלה ולהתחשב בהם.

פרופ' רוברט פלומין (Plomin), מעורכי מחקר התאומים, מסכם את הדברים היטב: "גם אם קיימת השפעה גנטית על יכולת מתמטית, זה לא אומר שאי אפשר לעזור לילד שמתקשה בלמידה. העובדה שיכולת מסוימת מועברת בתורשה משמעה שיש צורך ביותר מאמץ מצד ההורים, בתי הספר והמורים כדי לקדם את הילד".