珠心算教学实施对学生数学认知能力提升的影响

徐萍萍

【摘 要】目的：通過跟踪测试珠心算教学的实施对低年级学生数学认知能力的影响，从而确定珠心算的教学可以提升低年级学生的数学认知能力。结果：实施珠心算教学的学生比未实施珠心算教学的学生在数字快速拷贝、心算、数字记忆、无意义图形再认方面提升幅度有显著差别。结论：珠心算教学的实施能够提升学生的数学认知能力，尤其是心算和图形记忆能力方面。

【关键词】珠心算;数学认知能力;图形记忆

一、珠心算对数学认知能力提升的理论研究

基本认知能力是人脑高级智能活动的基础，对于完成学习、运算、推理、语言理解等复杂的认知活动起重要作用。中国科学院心理研究所李德明研究员课题组研究编制的《基本认知能力测验2.0》，包括了数字鉴别、心算、汉字旋转、数字记忆、双字词再认、三位数再认及无意义图形再认七项测验，综合对知觉速度、思维能力、空间表象、工作记忆和记忆等五个方面的认知能力进行测试评分，是中国教育界同仁承认接受的测试。这个测试中多项内容涉及到了对数学能力的应用。数学能力的发展一直是教育学界和心理学界共同关注的焦点之一。

数学认知能力是儿童认知发展过程中的一项基本能力，在儿童的认知发展中起着重要作用。因此，在对儿童的数学认知能力培养过程中，寻找到一种能够有效促进儿童数学能力发展的方法至关重要。众所周知，数学计算又是数学认知的一种基本能力，当下，我们可以借助工具、口算、心算等方式进行数学计算，所以，数学能力的发展也映射为数学计算方式的发展。

通过借助工具进行数学计算是一种普遍的方式，可以借助的工具品种样式繁多，诸如：笔纸、计算器、手指等。珠算是运用算盘作为计数工具，继而进行运算演算的一种数学计算方式。它可以进行加、减、乘、除、开方等基本运算。使用算盘计算时，有一个固定的操作规则及运算口诀。一般，儿童在学习珠算时往往先背熟珠算口诀，然后从加减法开始。这个过程是个循序渐进的过程，是一个需要长期练习演算的过程。

心算，是不借助任何实物，直接通过思维进行简便运算的数学计算方法，它具有快速、简便的特点，是学习其它复杂计算的基础，是日常生活中一种广泛应用的思维活动和技能。心算涉及一系列大脑活动，在科学技术手段日新月异的当下，已有多个科研工作发现，心算任务进行时可能会涉及到两种策略，一种是记忆中提取，一种是算术运算。练习是有效提高直接提取策略使用频率，同时降低运算策略使用频率的方法。法国学者Dehaene S.等利用ERP和fMRI对心算活动过程中脑机制研究表明，心算是通过语义加工来实现的，主要依赖于特异性语义的加工，其计算过程更多的采用了语言功能策略。

珠心算是在珠算基础上结合心算演化出来的一种计算能力。珠心算通过视觉图像的方式来表征数字，而不是通过语言。珠心算通过在头脑中虚拟算盘来记忆数字，计算的过程则是珠算的过程。这个过程不受语言任务的干扰。这个在大脑中模拟出来的虚拟算盘，称之为珠像，是在大脑中的一个虚拟结构，其表征类似于一个数字符号。珠心算训练可以使人在不借助任何工具的情况下进行快速、准确的计算。在珠心算的教学中发现，珠算学习可以改善儿童学习数的意识，提高数学成绩。

人类习得技能的过程是一个不断发展的过程。在这个过程中，随着对技能的反复使用，我们对其熟悉和熟练程度也会越来越高，亦就是说学习的过程等价于明确目标不断练习的过程。珠心算就是明确以快速、准确、简便的方式完成计算为目标的技能。它是在不断练习习得珠算技能的基础上结合心算特点的一项技能，也可以通过不断的练习来习得。

珠心算的学习虽然是在言语教授下进行的，它的计算却是通过视觉机制来完成的。人脑对数字的表征具有空间性，珠心算对数字的记忆广度依赖于珠像进行表征，这让珠心算的数字表征相得益彰。加上珠心算计算的过程实际上就是对珠像进行自动加工的过程，具有准确、快速的优点。这种特异性通过长期的训练后可以形成自然反射，让珠心算在数字记忆方面的记忆广度显著高于普通人。

二、实施研究

基于以上理论研究，结合《基本认知能力测试2.0》，抽取了本校参与珠心算教学教研的三年级和未参加珠心算教学教研的四年级学生，在两年内以月为周期进行了跟踪测试，通过对学生的基本认知能力测试，来评估珠心算教学工作的实施对学生数学认知能力和记忆能力的影响。

比较结果：参加了珠心算学习的三年级学生在数字快速拷贝、心算效率、工作记忆广度、无意义图形再认方面提升幅度明显比未参加珠心算学习的四年级学生，在第二年后三个月三年级学生在这些方面的测试成绩超过了四年级学生的测试成绩。在汉字旋转效率、汉字比较反应时、汉字词再认这些方面，三年级学生比四年级学生稍微有些差距，这是由于两个年级词汇量的差距，且未涉及数学认知方面的能力，对此次研究结果影响可忽略。

两组学生逐月测试结果比较表（学习珠心算组以AMC表示，未学习的组以NAMC表示）：

（一）数字快速拷贝

从图1可以看出随着训练时间的加长，学习珠心算的组数字快速拷贝能力有明显的增强，这得益于珠心算中珠像的数字表示方式。

（二）心算

从图2可以看出，在随着学习程度和学生年级增长同趋势下，心算能力在学习了珠心算的情况下，依然会有明显的提升，这是珠心算作为一种特殊的心算数学计算方式的该有的成效。

（三）数字记忆

从图3可以看出，练习珠心算的过程中，数字记忆能力在逐步的提升。

（四）无意义图形再认

从图4可以得出结论，学习了珠心算的组在无意义图形再认能力上也是有所加强的，这得益于珠心算的视觉图像表示的特性，在练习珠心算的过程中，一定程度上也是对图形记忆和加工能力的加强。

三、结束语

通过以上数据分析图表基本上可以看出学习过珠心算的学生各项基本认知能力都高于未学习过珠心算的学生，特别是对心算效率、数字记忆广度和图形再认的方面尤为明显。主要表现在感觉记忆、短时记忆和长时记忆方面对数字记忆能力的提高，这也提高了学生对数字的记忆力。对数字记忆力的提高到对图形认知能力的提高确实可以说明珠心算练习有利于提高学生的数学认知能力。

【参考文献】

[1]李德明主编.“基本认知能力测验”的编制及标准化工作[J].心理学报，2001，33（5）：453-460

[2]杜锋磊.珠心算的数字表征机制及珠心算练习对儿童数量加工的影响[D].浙江大学，2012

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