珠心算教學(xué)實施對學(xué)生數(shù)學(xué)認(rèn)知能力提升的影響

徐萍萍

【摘 要】目的：通過跟蹤測試珠心算教學(xué)的實施對低年級學(xué)生數(shù)學(xué)認(rèn)知能力的影響，從而確定珠心算的教學(xué)可以提升低年級學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知能力。結(jié)果：實施珠心算教學(xué)的學(xué)生比未實施珠心算教學(xué)的學(xué)生在數(shù)字快速拷貝、心算、數(shù)字記憶、無意義圖形再認(rèn)方面提升幅度有顯著差別。結(jié)論：珠心算教學(xué)的實施能夠提升學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知能力，尤其是心算和圖形記憶能力方面。

【關(guān)鍵詞】珠心算;數(shù)學(xué)認(rèn)知能力;圖形記憶

一、珠心算對數(shù)學(xué)認(rèn)知能力提升的理論研究

基本認(rèn)知能力是人腦高級智能活動的基礎(chǔ)，對于完成學(xué)習(xí)、運算、推理、語言理解等復(fù)雜的認(rèn)知活動起重要作用。中國科學(xué)院心理研究所李德明研究員課題組研究編制的《基本認(rèn)知能力測驗2.0》，包括了數(shù)字鑒別、心算、漢字旋轉(zhuǎn)、數(shù)字記憶、雙字詞再認(rèn)、三位數(shù)再認(rèn)及無意義圖形再認(rèn)七項測驗，綜合對知覺速度、思維能力、空間表象、工作記憶和記憶等五個方面的認(rèn)知能力進行測試評分，是中國教育界同仁承認(rèn)接受的測試。這個測試中多項內(nèi)容涉及到了對數(shù)學(xué)能力的應(yīng)用。數(shù)學(xué)能力的發(fā)展一直是教育學(xué)界和心理學(xué)界共同關(guān)注的焦點之一。

數(shù)學(xué)認(rèn)知能力是兒童認(rèn)知發(fā)展過程中的一項基本能力，在兒童的認(rèn)知發(fā)展中起著重要作用。因此，在對兒童的數(shù)學(xué)認(rèn)知能力培養(yǎng)過程中，尋找到一種能夠有效促進兒童數(shù)學(xué)能力發(fā)展的方法至關(guān)重要。眾所周知，數(shù)學(xué)計算又是數(shù)學(xué)認(rèn)知的一種基本能力，當(dāng)下，我們可以借助工具、口算、心算等方式進行數(shù)學(xué)計算，所以，數(shù)學(xué)能力的發(fā)展也映射為數(shù)學(xué)計算方式的發(fā)展。

通過借助工具進行數(shù)學(xué)計算是一種普遍的方式，可以借助的工具品種樣式繁多，諸如：筆紙、計算器、手指等。珠算是運用算盤作為計數(shù)工具，繼而進行運算演算的一種數(shù)學(xué)計算方式。它可以進行加、減、乘、除、開方等基本運算。使用算盤計算時，有一個固定的操作規(guī)則及運算口訣。一般，兒童在學(xué)習(xí)珠算時往往先背熟珠算口訣，然后從加減法開始。這個過程是個循序漸進的過程，是一個需要長期練習(xí)演算的過程。

心算，是不借助任何實物，直接通過思維進行簡便運算的數(shù)學(xué)計算方法，它具有快速、簡便的特點，是學(xué)習(xí)其它復(fù)雜計算的基礎(chǔ)，是日常生活中一種廣泛應(yīng)用的思維活動和技能。心算涉及一系列大腦活動，在科學(xué)技術(shù)手段日新月異的當(dāng)下，已有多個科研工作發(fā)現(xiàn)，心算任務(wù)進行時可能會涉及到兩種策略，一種是記憶中提取，一種是算術(shù)運算。練習(xí)是有效提高直接提取策略使用頻率，同時降低運算策略使用頻率的方法。法國學(xué)者Dehaene S.等利用ERP和fMRI對心算活動過程中腦機制研究表明，心算是通過語義加工來實現(xiàn)的，主要依賴于特異性語義的加工，其計算過程更多的采用了語言功能策略。

珠心算是在珠算基礎(chǔ)上結(jié)合心算演化出來的一種計算能力。珠心算通過視覺圖像的方式來表征數(shù)字，而不是通過語言。珠心算通過在頭腦中虛擬算盤來記憶數(shù)字，計算的過程則是珠算的過程。這個過程不受語言任務(wù)的干擾。這個在大腦中模擬出來的虛擬算盤，稱之為珠像，是在大腦中的一個虛擬結(jié)構(gòu)，其表征類似于一個數(shù)字符號。珠心算訓(xùn)練可以使人在不借助任何工具的情況下進行快速、準(zhǔn)確的計算。在珠心算的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，珠算學(xué)習(xí)可以改善兒童學(xué)習(xí)數(shù)的意識，提高數(shù)學(xué)成績。

人類習(xí)得技能的過程是一個不斷發(fā)展的過程。在這個過程中，隨著對技能的反復(fù)使用，我們對其熟悉和熟練程度也會越來越高，亦就是說學(xué)習(xí)的過程等價于明確目標(biāo)不斷練習(xí)的過程。珠心算就是明確以快速、準(zhǔn)確、簡便的方式完成計算為目標(biāo)的技能。它是在不斷練習(xí)習(xí)得珠算技能的基礎(chǔ)上結(jié)合心算特點的一項技能，也可以通過不斷的練習(xí)來習(xí)得。

珠心算的學(xué)習(xí)雖然是在言語教授下進行的，它的計算卻是通過視覺機制來完成的。人腦對數(shù)字的表征具有空間性，珠心算對數(shù)字的記憶廣度依賴于珠像進行表征，這讓珠心算的數(shù)字表征相得益彰。加上珠心算計算的過程實際上就是對珠像進行自動加工的過程，具有準(zhǔn)確、快速的優(yōu)點。這種特異性通過長期的訓(xùn)練后可以形成自然反射，讓珠心算在數(shù)字記憶方面的記憶廣度顯著高于普通人。

二、實施研究

基于以上理論研究，結(jié)合《基本認(rèn)知能力測試2.0》，抽取了本校參與珠心算教學(xué)教研的三年級和未參加珠心算教學(xué)教研的四年級學(xué)生，在兩年內(nèi)以月為周期進行了跟蹤測試，通過對學(xué)生的基本認(rèn)知能力測試，來評估珠心算教學(xué)工作的實施對學(xué)生數(shù)學(xué)認(rèn)知能力和記憶能力的影響。

比較結(jié)果：參加了珠心算學(xué)習(xí)的三年級學(xué)生在數(shù)字快速拷貝、心算效率、工作記憶廣度、無意義圖形再認(rèn)方面提升幅度明顯比未參加珠心算學(xué)習(xí)的四年級學(xué)生，在第二年后三個月三年級學(xué)生在這些方面的測試成績超過了四年級學(xué)生的測試成績。在漢字旋轉(zhuǎn)效率、漢字比較反應(yīng)時、漢字詞再認(rèn)這些方面，三年級學(xué)生比四年級學(xué)生稍微有些差距，這是由于兩個年級詞匯量的差距，且未涉及數(shù)學(xué)認(rèn)知方面的能力，對此次研究結(jié)果影響可忽略。

兩組學(xué)生逐月測試結(jié)果比較表（學(xué)習(xí)珠心算組以AMC表示，未學(xué)習(xí)的組以NAMC表示）：

（一）數(shù)字快速拷貝

從圖1可以看出隨著訓(xùn)練時間的加長，學(xué)習(xí)珠心算的組數(shù)字快速拷貝能力有明顯的增強，這得益于珠心算中珠像的數(shù)字表示方式。

（二）心算

從圖2可以看出，在隨著學(xué)習(xí)程度和學(xué)生年級增長同趨勢下，心算能力在學(xué)習(xí)了珠心算的情況下，依然會有明顯的提升，這是珠心算作為一種特殊的心算數(shù)學(xué)計算方式的該有的成效。

（三）數(shù)字記憶

從圖3可以看出，練習(xí)珠心算的過程中，數(shù)字記憶能力在逐步的提升。

（四）無意義圖形再認(rèn)

從圖4可以得出結(jié)論，學(xué)習(xí)了珠心算的組在無意義圖形再認(rèn)能力上也是有所加強的，這得益于珠心算的視覺圖像表示的特性，在練習(xí)珠心算的過程中，一定程度上也是對圖形記憶和加工能力的加強。

三、結(jié)束語

通過以上數(shù)據(jù)分析圖表基本上可以看出學(xué)習(xí)過珠心算的學(xué)生各項基本認(rèn)知能力都高于未學(xué)習(xí)過珠心算的學(xué)生，特別是對心算效率、數(shù)字記憶廣度和圖形再認(rèn)的方面尤為明顯。主要表現(xiàn)在感覺記憶、短時記憶和長時記憶方面對數(shù)字記憶能力的提高，這也提高了學(xué)生對數(shù)字的記憶力。對數(shù)字記憶力的提高到對圖形認(rèn)知能力的提高確實可以說明珠心算練習(xí)有利于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知能力。

【參考文獻】

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