徐萍萍

【摘 要】目的：通過(guò)跟蹤測(cè)試珠心算教學(xué)的實(shí)施對(duì)低年級(jí)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(jí)學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知能力。結(jié)果：實(shí)施珠心算教學(xué)的學(xué)生比未實(shí)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(wú)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(shí)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(duì)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(jí)智能活動(dòng)的基礎(chǔ)，對(duì)于完成學(xué)習(xí)、運(yùn)算、推理、語(yǔ)言理解等復(fù)雜的認(rèn)知活動(dòng)起重要作用。中國(guó)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(cè)驗(yàn)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(wú)意義圖形再認(rèn)七項(xiàng)測(cè)驗(yàn)，綜合對(duì)知覺(jué)速度、思維能力、空間表象、工作記憶和記憶等五個(gè)方面的認(rèn)知能力進(jìn)行測(cè)試評(píng)分，是中國(guó)教育界同仁承認(rèn)接受的測(cè)試。這個(gè)測(cè)試中多項(xiàng)內(nèi)容涉及到了對(duì)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(diǎn)之一。

數(shù)學(xué)認(rèn)知能力是兒童認(rèn)知發(fā)展過(guò)程中的一項(xiàng)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(duì)兒童的數(shù)學(xué)認(rèn)知能力培養(yǎng)過(guò)程中，尋找到一種能夠有效促進(jìn)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(jì)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(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，所以，數(shù)學(xué)能力的發(fā)展也映射為數(shù)學(xué)計(jì)算方式的發(fā)展。

通過(guò)借助工具進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)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(jì)算器、手指等。珠算是運(yùn)用算盤作為計(jì)數(shù)工具，繼而進(jìn)行運(yùn)算演算的一種數(shù)學(xué)計(jì)算方式。它可以進(jìn)行加、減、乘、除、開(kāi)方等基本運(yùn)算。使用算盤計(jì)算時(shí)，有一個(gè)固定的操作規(guī)則及運(yùn)算口訣。一般，兒童在學(xué)習(xí)珠算時(shí)往往先背熟珠算口訣，然后從加減法開(kāi)始。這個(gè)過(guò)程是個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，是一個(gè)需要長(zhǎng)期練習(xí)演算的過(guò)程。

心算，是不借助任何實(shí)物，直接通過(guò)思維進(jìn)行簡(jiǎn)便運(yùn)算的數(shù)學(xué)計(jì)算方法，它具有快速、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，是學(xué)習(xí)其它復(fù)雜計(jì)算的基礎(chǔ)，是日常生活中一種廣泛應(yīng)用的思維活動(dòng)和技能。心算涉及一系列大腦活動(dòng)，在科學(xué)技術(shù)手段日新月異的當(dāng)下，已有多個(gè)科研工作發(fā)現(xiàn)，心算任務(wù)進(jìn)行時(shí)可能會(huì)涉及到兩種策略，一種是記憶中提取，一種是算術(shù)運(yùn)算。練習(xí)是有效提高直接提取策略使用頻率，同時(shí)降低運(yùn)算策略使用頻率的方法。法國(guó)學(xué)者Dehaene S.等利用ERP和fMRI對(duì)心算活動(dòng)過(guò)程中腦機(jī)制研究表明，心算是通過(guò)語(yǔ)義加工來(lái)實(shí)現(xiàn)的，主要依賴于特異性語(yǔ)義的加工，其計(jì)算過(guò)程更多的采用了語(yǔ)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(lái)的一種計(jì)算能力。珠心算通過(guò)視覺(jué)圖像的方式來(lái)表征數(shù)字，而不是通過(guò)語(yǔ)言。珠心算通過(guò)在頭腦中虛擬算盤來(lái)記憶數(shù)字，計(jì)算的過(guò)程則是珠算的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程不受語(yǔ)言任務(wù)的干擾。這個(gè)在大腦中模擬出來(lái)的虛擬算盤，稱之為珠像，是在大腦中的一個(gè)虛擬結(jié)構(gòu)，其表征類似于一個(gè)數(shù)字符號(hào)。珠心算訓(xùn)練可以使人在不借助任何工具的情況下進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的計(jì)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(shí)，提高數(shù)學(xué)成績(jī)。

人類習(xí)得技能的過(guò)程是一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，隨著對(duì)技能的反復(fù)使用，我們對(duì)其熟悉和熟練程度也會(huì)越來(lái)越高，亦就是說(shuō)學(xué)習(xí)的過(guò)程等價(jià)于明確目標(biāo)不斷練習(xí)的過(guò)程。珠心算就是明確以快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便的方式完成計(jì)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(diǎn)的一項(xiàng)技能，也可以通過(guò)不斷的練習(xí)來(lái)習(xí)得。

珠心算的學(xué)習(xí)雖然是在言語(yǔ)教授下進(jìn)行的，它的計(jì)算卻是通過(guò)視覺(jué)機(jī)制來(lái)完成的。人腦對(duì)數(shù)字的表征具有空間性，珠心算對(duì)數(shù)字的記憶廣度依賴于珠像進(jìn)行表征，這讓珠心算的數(shù)字表征相得益彰。加上珠心算計(jì)算的過(guò)程實(shí)際上就是對(duì)珠像進(jìn)行自動(dòng)加工的過(guò)程，具有準(zhǔn)確、快速的優(yōu)點(diǎn)。這種特異性通過(guò)長(zhǎng)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(shí)施研究

基于以上理論研究，結(jié)合《基本認(rèn)知能力測(cè)試2.0》，抽取了本校參與珠心算教學(xué)教研的三年級(jí)和未參加珠心算教學(xué)教研的四年級(jí)學(xué)生，在兩年內(nèi)以月為周期進(jìn)行了跟蹤測(cè)試，通過(guò)對(duì)學(xué)生的基本認(rèn)知能力測(cè)試，來(lái)評(píng)估珠心算教學(xué)工作的實(shí)施對(duì)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(jí)學(xué)生在數(shù)字快速拷貝、心算效率、工作記憶廣度、無(wú)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(jí)學(xué)生，在第二年后三個(gè)月三年級(jí)學(xué)生在這些方面的測(cè)試成績(jī)超過(guò)了四年級(jí)學(xué)生的測(cè)試成績(jī)。在漢字旋轉(zhuǎn)效率、漢字比較反應(yīng)時(shí)、漢字詞再認(rèn)這些方面，三年級(jí)學(xué)生比四年級(jí)學(xué)生稍微有些差距，這是由于兩個(gè)年級(jí)詞匯量的差距，且未涉及數(shù)學(xué)認(rèn)知方面的能力，對(duì)此次研究結(jié)果影響可忽略。

兩組學(xué)生逐月測(cè)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(shí)間的加長(zhǎng)，學(xué)習(xí)珠心算的組數(shù)字快速拷貝能力有明顯的增強(qiáng)，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(jí)增長(zhǎng)同趨勢(shì)下，心算能力在學(xué)習(xí)了珠心算的情況下，依然會(huì)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(jì)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(guò)程中，數(shù)字記憶能力在逐步的提升。

（四）無(wú)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(wú)意義圖形再認(rèn)能力上也是有所加強(qiáng)的，這得益于珠心算的視覺(jué)圖像表示的特性，在練習(xí)珠心算的過(guò)程中，一定程度上也是對(duì)圖形記憶和加工能力的加強(qiáng)。

三、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上數(shù)據(jù)分析圖表基本上可以看出學(xué)習(xí)過(guò)珠心算的學(xué)生各項(xiàng)基本認(rèn)知能力都高于未學(xué)習(xí)過(guò)珠心算的學(xué)生，特別是對(duì)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(jué)記憶、短時(shí)記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶方面對(duì)數(shù)字記憶能力的提高，這也提高了學(xué)生對(duì)數(shù)字的記憶力。對(duì)數(shù)字記憶力的提高到對(duì)圖形認(rèn)知能力的提高確實(shí)可以說(shuō)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。

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