在当今这个日益依赖科学与技术的世界里，数学能力是个人学术与职业发展的一块重要基石。然而，对许多人来说，数学不仅是挑战，更是一种压力和恐惧的来源，这种现象被称为数学焦虑（Math Anxiety, MA）。数学焦虑并非单一的情感体验，它包含两个核心维度：一种是认知上的，表现为关于数学任务的各种担忧和负面思绪；另一种是情感上的，体现为面对数学时的生理紧张和情绪反应。有趣的是，数学成绩不佳的学生往往报告更高的数学焦虑水平，但究竟是数学能力不足导致了焦虑，还是焦虑情绪损害了数学表现，两者之间复杂的因果关系网络长期以来一直是研究者探索的谜题。从青春期到成年早期，个体经历着认知发展和教育阶段的关键转变，数学焦虑在这一过程中的演变路径及其背后的认知机制，对于理解如何有效干预、提升数学学习体验至关重要。为了深入揭示数学表现与数学焦虑各维度之间的动态关系，并探究关键认知能力——工作记忆（Working Memory, WM）在其中扮演的角色，研究人员开展了一项横跨高中生和大学生两个连续学龄群体的研究。
研究人员主要采用了基于偏最小二乘法的结构方程模型（PLS-SEM）进行数据分析，以检验数学表现、认知数学焦虑、情感数学焦虑之间的相互中介路径，并评估了基于巴德利（Baddeley）模型的工作记忆子系统（包括语音环和视觉空间模板）对这些路径的可能调节作用。
1. 数学表现与数学焦虑维度间的相互中介路径
通过结构方程模型分析，研究揭示了一个稳定存在于高中生和大学生两组样本中的双重中介路径结构。具体而言，存在两条显著的间接效应路径：数学表现通过情感数学焦虑的中介，与认知数学焦虑相关联；同时，数学表现也通过认知数学焦虑的中介，与情感数学焦虑相关联。这一发现表明，数学表现与数学焦虑的两个维度并非简单的单向影响，而是构成了一个相互关联、彼此强化的动态系统。较差的数学表现可能先引发情感上的紧张反应，进而催生认知上的担忧；或者，也可能先导致对数学的负面想法，再引发情绪反应。这两种路径共同作用，形成了一个循环。
2. 工作记忆的调节作用存在群体差异
研究进一步探索了工作记忆的不同子系统是否会调节上述中介路径，结果发现了高中生与大学生之间的有趣差异。
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在高中生群体中，只有语音环（言语工作记忆）显示出调节作用。具体来说，语音环调节了从数学表现到情感数学焦虑的路径，但这种调节效应仅在具有中低等语音环容量的学生中显著。对于语音环容量高的高中生，数学表现对情感焦虑的预测作用不显著。
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在大学生群体中，则发现了一个双路径的调节-中介结构。数学表现通过情感焦虑影响认知焦虑的这条路径，受到视觉空间模板（负责处理图像和位置信息的工作记忆）容量的调节，且仅在中高容量的大学生中显著。而数学表现通过认知焦虑影响情感焦虑的另一条路径，则同时受到语音环和视觉空间模板容量的调节，同样只在中高容量的大学生中显著。
尽管发现了这些调节效应，但模型比较分析显示，不包括工作记忆交互作用的简单相互中介模型，在所有拟合指标上都优于包含调节作用的模型。这表明，虽然工作记忆能力可能在特定群体和路径中起作用，但数学表现与数学焦虑双维度之间的核心相互中介机制，具有更强、更稳定的解释力和预测力。
本研究的重要结论在于，从高中（青春期晚期）到大学（成年早期）的学术过渡阶段，数学焦虑的认知与情感成分之间存在稳定、双向的相互作用关系，这种关系通过数学表现相互中介的路径得以体现。工作记忆的调节作用存在发展性差异：在高中生中，言语工作记忆主要调节情感反应路径；而在认知要求更高的大学生中，涉及视觉空间和言语信息的更复杂的工作记忆能力开始参与调节。然而，这些调节效应并未超越核心中介路径本身的解释强度。这些发现强调了，在理解和干预数学焦虑时，应重点关注数学表现与焦虑各维度之间内在的、相互强化的循环机制，这一机制在从青春期到成年早期的关键发展阶段表现出显著的稳定性。研究结果支持将数学焦虑作为一个多维度构念来理解和处理，并为针对不同教育阶段学生设计差异化的认知干预策略提供了理论基础。该研究论文发表于《Scientific Reports》期刊。
