Insight elements of mathematical problem solving in generally gifted and mathematical experts: ERP amplitudes in PO electrodes

School mathematics mainly embraces algorithmic problem solving, pays less attention to strategic reasoning, and rarely contains insightful problem solving. Based on our previous research, we hypothesize that success in solving insight problems correlates strongly with general giftedness, while mathematical expertise is essential for strategy-based problem solving. Furthermore, we employ a phenomenon of greater ERP amplitudes in PO4/8 electrodes associated with insightful problem solving. In this study, 114 high school students (aged 16-18) with varying degrees of general giftedness and mathematical expertise were asked to solve mathematical problem of three distinct type: (1) function problems, whose solutions are memory-based; (2) area problems that necessitate strategic thinking; and (3) insight problems, that necessitate insight for their resolution. The problem solving process was accompanied by ERP recording. We demonstrate that variations in accuracy of solutions and reaction time for correct responses between tasks are influenced by students' general giftedness and mathematical expertise. Our ERP analyses partly supported our hypotheses regarding the relationship between PO electrode activation, insight-based problem solving processes, and participants' levels of giftedness and mathematical expertise.

titleTranslation: Elementos de perspicacia de la resolución de problemas matemáticos en expertos matemáticos y dotados en general: Amplitudes ERP en electrodos PO abstractTranslation: Las matemáticas escolares abarcan principalmente la resolución algorítmica de problemas, prestan menos atención al razonamiento estratégico y rara vez contienen una resolución de problemas perspicaz. Sobre la base de nuestra investigación previa, planteamos la hipótesis de que el éxito en la resolución de problemas de insight se correlaciona fuertemente con la superdotación general, mientras que la experiencia matemática es esencial para la resolución de problemas basada en estrategias. Además, empleamos un fenómeno de mayores amplitudes ERP en electrodos PO4/8 asociado con la resolución perspicaz de problemas. En este estudio, se pidió a 114 estudiantes de secundaria (de 16 a 18 años) con diversos grados de superdotación general y experiencia matemática que resolvieran problemas matemáticos de tres tipos distintos: (1) problemas de función, cuyas soluciones se basan en la memoria; (2) problemas del área que requieren pensamiento estratégico; y (3) problemas de perspicacia, que requieren perspicacia para su resolución. El proceso de resolución de problemas fue acompañado por el registro del ERP. Demostramos que las variaciones en la precisión de las soluciones y el tiempo de reacción para las respuestas correctas entre tareas están influenciadas por la superdotación general y la experiencia matemática de los estudiantes. Nuestros análisis de ERP apoyaron en parte nuestras hipótesis sobre la relación entre la activación del electrodo PO, los procesos de resolución de problemas basados en la comprensión y los niveles de superdotación y experiencia matemática de los participantes.