珠心算教學實施對學生數學認知能力提升的影響

徐萍萍

【摘 要】目的：通過跟蹤測試珠心算教學的實施對低年級學生數學認知能力的影響，從而確定珠心算的教學可以提升低年級學生的數學認知能力。結果：實施珠心算教學的學生比未實施珠心算教學的學生在數字快速拷貝、心算、數字記憶、無意義圖形再認方面提升幅度有顯著差別。結論：珠心算教學的實施能夠提升學生的數學認知能力，尤其是心算和圖形記憶能力方面。

【關鍵詞】珠心算;數學認知能力;圖形記憶

一、珠心算對數學認知能力提升的理論研究

基本認知能力是人腦高級智能活動的基礎，對于完成學習、運算、推理、語言理解等復雜的認知活動起重要作用。中國科學院心理研究所李德明研究員課題組研究編制的《基本認知能力測驗2.0》，包括了數字鑒別、心算、漢字旋轉、數字記憶、雙字詞再認、三位數再認及無意義圖形再認七項測驗，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知能力進行測試評分，是中國教育界同仁承認接受的測試。這個測試中多項內容涉及到了對數學能力的應用。數學能力的發展一直是教育學界和心理學界共同關注的焦點之一。

數學認知能力是兒童認知發展過程中的一項基本能力，在兒童的認知發展中起著重要作用。因此，在對兒童的數學認知能力培養過程中，尋找到一種能夠有效促進兒童數學能力發展的方法至關重要。眾所周知，數學計算又是數學認知的一種基本能力，當下，我們可以借助工具、口算、心算等方式進行數學計算，所以，數學能力的發展也映射為數學計算方式的發展。

通過借助工具進行數學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工具，繼而進行運算演算的一種數學計算方式。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則及運算口訣。一般，兒童在學習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學計算方法，它具有快速、簡便的特點，是學習其它復雜計算的基礎，是日常生活中一種廣泛應用的思維活動和技能。心算涉及一系列大腦活動，在科學技術手段日新月異的當下，已有多個科研工作發現，心算任務進行時可能會涉及到兩種策略，一種是記憶中提取，一種是算術運算。練習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上結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字，計算的過程則是珠算的過程。這個過程不受語言任務的干擾。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構，其表征類似于一個數字符號。珠心算訓練可以使人在不借助任何工具的情況下進行快速、準確的計算。在珠心算的教學中發現，珠算學習可以改善兒童學習數的意識，提高數學成績。

人類習得技能的過程是一個不斷發展的過程。在這個過程中，隨著對技能的反復使用，我們對其熟悉和熟練程度也會越來越高，亦就是說學習的過程等價于明確目標不斷練習的過程。珠心算就是明確以快速、準確、簡便的方式完成計算為目標的技能。它是在不斷練習習得珠算技能的基礎上結合心算特點的一項技能，也可以通過不斷的練習來習得。

珠心算的學習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。人腦對數字的表征具有空間性，珠心算對數字的記憶廣度依賴于珠像進行表征，這讓珠心算的數字表征相得益彰。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，具有準確、快速的優點。這種特異性通過長期的訓練后可以形成自然反射，讓珠心算在數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，結合《基本認知能力測試2.0》，抽取了本校參與珠心算教學教研的三年級和未參加珠心算教學教研的四年級學生，在兩年內以月為周期進行了跟蹤測試，通過對學生的基本認知能力測試，來評估珠心算教學工作的實施對學生數學認知能力和記憶能力的影響。

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

兩組學生逐月測試結果比較表（學習珠心算組以AMC表示，未學習的組以NAMC表示）：

（一）數字快速拷貝

從圖1可以看出隨著訓練時間的加長，學習珠心算的組數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字表示方式。

（二）心算

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

（三）數字記憶

從圖3可以看出，練習珠心算的過程中，數字記憶能力在逐步的提升。

（四）無意義圖形再認

從圖4可以得出結論，學習了珠心算的組在無意義圖形再認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、結束語

通過以上數據分析圖表基本上可以看出學習過珠心算的學生各項基本認知能力都高于未學習過珠心算的學生，特別是對心算效率、數字記憶廣度和圖形再認的方面尤為明顯。主要表現在感覺記憶、短時記憶和長時記憶方面對數字記憶能力的提高，這也提高了學生對數字的記憶力。對數字記憶力的提高到對圖形認知能力的提高確實可以說明珠心算練習有利于提高學生的數學認知能力。

【參考文獻】

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