珠心算對兒童認(rèn)知發(fā)展及腦可塑性的影響

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1、胡玉正huyuzheng@gmail.com浙江大學(xué)物理系交叉學(xué)科實驗室.2010年1月珠心算練習(xí)對兒童認(rèn)知發(fā)展及腦可塑性的影響提綱珠算、心算和珠心算珠心算相關(guān)研究珠心算練習(xí)對兒童認(rèn)知能力的影響(本實驗室工作）珠心算練習(xí)對兒童腦結(jié)構(gòu)的影響（本實驗室工作）提綱珠算、心算和珠心算珠心算相關(guān)研究珠心算練習(xí)對兒童認(rèn)知能力的影響珠心算練習(xí)對兒童腦結(jié)構(gòu)的影響一、珠算、心算和珠心算1.1籌算算籌http://www.mmit.stc.sh.cn/telecenter/CnHisScience/suanchou.htm十進(jìn)制

2、│─│─（1111）祖沖之（公元429～500年），借助算籌作為計算工具，成功地將圓周率π值計算到小數(shù)點后的第7位，即在3.1415926至3.1415927之間，成為當(dāng)時世界上最精確的π值，比西方國家數(shù)學(xué)家的相同成就要早1100多年。1.2珠算算盤http://www.czssx.com/index/zhuanti/2005/02-shuxue/shudeshijie/manbushuxue/zhu1.htmhttp://www.mmit.stc.sh.cn/telecenter/CnHisScience/s

3、uanchou.htm1.3普通心算和珠心算普通心算主要基于語言策略數(shù)字使用語言表征珠心算視覺、空間策略數(shù)字使用珠像表征385三百八十五385提綱珠算、心算和珠心算珠心算相關(guān)研究珠心算練習(xí)對兒童認(rèn)知能力的影響珠心算練習(xí)對兒童腦結(jié)構(gòu)的影響二、珠心算相關(guān)研究行為表現(xiàn)數(shù)字記憶加工方式訓(xùn)練效應(yīng)2.1珠心算者在計算任務(wù)的行為表現(xiàn)哈塔諾等人(Hatanoetal.,1977,Cognition,)考察了珠算專家的計算技能10個珠算專家，完成3-5個十位數(shù)字相加結(jié)果：珠算專家可以不借助實際的算盤完成這項任務(wù)；珠算技能中等

4、的人在完成任務(wù)的過程中手指要運(yùn)動，好像在操作一個實際的算盤一樣；在完成任務(wù)的同時能夠回答數(shù)學(xué)無關(guān)的問題，但是很難回答數(shù)學(xué)相關(guān)的問題他們的實驗表明：珠算專家頭腦中有一個虛擬算盤；他們對想象的算盤進(jìn)行操作；珠心算技能與數(shù)學(xué)認(rèn)知系統(tǒng)相關(guān)2.2a數(shù)字工作記憶的行為學(xué)研究哈塔諾和奧薩瓦（Hatano&Osawa,1983,Cognition）在1983年對珠算專家的數(shù)字記憶廣度進(jìn)行了研究發(fā)現(xiàn)珠算專家在數(shù)字記憶廣度方面顯著優(yōu)于普通人，但是在其他方面和普通人一樣。而且珠算專家在完成數(shù)字記憶任務(wù)時容易受到視空間任務(wù)的干擾，而語

5、言任務(wù)對他們影響比較小。珠算專家的數(shù)字記憶廣度依賴于珠像表征，具有特異性。語言任務(wù)的影響視空間任務(wù)的影響珠算等級:1)新手2)中等偏下3)中等4)中等偏上5)專家頭腦中用來做計算的算盤轉(zhuǎn)化成數(shù)字記憶的工具塔納卡（Tanakaetal.,2002,NeuroReport）用事件相關(guān)的功能磁共振成像實驗對珠算專家的工作記憶進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)：普通人依賴語言工作記憶神經(jīng)結(jié)構(gòu)為布洛卡區(qū)珠算專家依賴視空間工作記憶神經(jīng)結(jié)構(gòu)涉及雙側(cè)額上回和頂上小葉.2.2b數(shù)字工作記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)2.3珠心算加工的神經(jīng)機(jī)制哈塔和艾克達(dá)（Hatta

6、andIkeda，1988，Neuropsychologia）1973年用行為學(xué)實驗的方式發(fā)現(xiàn)：珠心算專家主要使用右腦進(jìn)行計算普通人主要使用左腦進(jìn)行計算哈納卡瓦（Hanakawaetal.,2003，Neuroimage）2003年利用功能核磁共振成像實驗發(fā)現(xiàn)：珠心算主要依賴二維視空間信息處理相關(guān)的神經(jīng)資源，如前運(yùn)動區(qū)和頂葉后部臺灣學(xué)者陳等2006年用功能核磁共振實驗得到了與哈納卡瓦類似的結(jié)果Chenetal.,2006,NuclearInstrumentsandMethodsinPhysicsResearch

7、.fMRIstudy臺灣學(xué)者吳等2009年用正電子發(fā)射斷層掃描也得到了和上述兩個實驗相吻合的結(jié)果Wuetal.,2009EurJNuclMedMolImaging,PETstudy2.4珠心算的訓(xùn)練效應(yīng)提高計算能力--更快、更準(zhǔn)、操作位數(shù)更多[斯蒂格勒(Stigler)1984，哈塔諾(Hatano),1977]提高數(shù)字工作記憶容量[哈塔諾和奧薩瓦(Hatano&Osawa)1983,哈塔諾等(Hatanoetal.)1987,塔納卡等(Tanakaetal.)2002]提高兒童的推理能力[艾爾文等(Irwin

8、getal.)2008]艾爾文等人2008年所做的工作研究了珠心算訓(xùn)練對兒童推理能力的影響[Irwingetal.(2008)PersonalityandIndividualDifferences]蘇丹被試量很大：3185，年齡在7到11歲，訓(xùn)練34周，每周訓(xùn)練2小時完成時間得分對珠心算研究的一些結(jié)論珠心算練習(xí)者的算術(shù)計算能力比一般人強(qiáng)珠心算練習(xí)者的數(shù)字記憶廣度比普通人高珠心算使用視空