在一檔看過后覺得智商被秒殺的節(jié)目《最強大腦》中，涌現(xiàn)出了一大批速算男神女神和天才少年。而中日選手之間的對決，也曾經(jīng)讓不少電視機前的觀眾直呼過癮和不可思議！

在短短幾秒鐘內(nèi)進(jìn)行極速加減、多位數(shù)乘除，看一眼秒出答案，或者只要聽到題目報數(shù)，或自己看到計算題型，即能將答數(shù)脫口而出，或立即寫出，這種速算的原理就是珠心算。

到底珠心算為什么能在如此短的時間內(nèi)對龐大的數(shù)字進(jìn)行復(fù)雜的處理，這是許多人都想了解的問題。今天，就讓小編帶你走近，這一顆顆小算珠背后的速算江湖！

珠心算為什么這么快？

珠心算的學(xué)習(xí)過程大致如下：學(xué)習(xí)者先學(xué)習(xí)如何操作一個實物算盤（也就是學(xué)會珠算），掌握珠算技能后，老師會要求他們嘗試將算珠的形式及算珠的變動過程描繪到腦海里，即在腦中形成一把“活算盤”。

先學(xué)實物算盤

經(jīng)過一段時間的練習(xí)后，他們可以不借助實際算盤只依賴手指的運動（手指空撥）而對腦中想象的算盤進(jìn)行操作，這個時候他們開始掌握了珠心算的技能；再經(jīng)過大量的練習(xí)，他們可以完全依賴腦中的珠像（手指完全不動）以極快的速度和準(zhǔn)確率完成復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算。

經(jīng)過訓(xùn)練，孩子們能在腦海中模擬算盤演示過程

珠心算的操作過程要求虛擬的算珠圖像中處于不同檔位的多個靜止的算珠進(jìn)行瞬間的快速變換，這極大地考驗了大腦的記憶能力以及大腦靈活處理動態(tài)珠像的能力。長期的珠心算訓(xùn)練有可能通過不斷的對心理表象操作，對認(rèn)知加工過程的強化，提高兒童認(rèn)知能力的發(fā)展。

除了算得快，孩子的執(zhí)行能力也提高了

2017年，世界著名腦成像雜志刊Human Brain Mapping刊登了浙江大學(xué)物理系副教授陳飛燕團(tuán)隊的最新研究成果：珠心算訓(xùn)練可以有效改善中國兒童的執(zhí)行功能，并提高發(fā)育過程中前額葉區(qū)域的神經(jīng)效率。

陳飛燕等人用了五年的時間在黑龍江進(jìn)行了珠心算訓(xùn)練的長期實驗。在齊齊哈爾市，他們對來自三個學(xué)校的兩百多個學(xué)生進(jìn)行了從一年級到五年級長期跟蹤，五年里每年都去做一個月的實驗。

其中一項研究于2015年10月發(fā)表在Plos One上：珠心算組兒童在數(shù)學(xué)計算能力和視覺空間邏輯推理能力方面均顯著優(yōu)于對照組；在認(rèn)知轉(zhuǎn)換任務(wù)中反應(yīng)速度快于對照組；珠心算訓(xùn)練對數(shù)學(xué)能力和認(rèn)知轉(zhuǎn)換能力之間的關(guān)系具有調(diào)節(jié)作用，主要表現(xiàn)在認(rèn)知轉(zhuǎn)換能力對珠心算組兒童的數(shù)學(xué)能力影響更大。

除了長期訓(xùn)練后孩子學(xué)業(yè)成績上顯著的提高，陳飛燕團(tuán)隊更注重珠心算訓(xùn)練對孩子其他方面能力的影響，這方面的變化主要表現(xiàn)在執(zhí)行功能上，執(zhí)行功能可以理解為是智力的核心成分。

一個人的執(zhí)行功能相當(dāng)于電腦的CPU，是人整個運行過程中非常核心的的部分。長期的珠心算訓(xùn)練對兒童執(zhí)行功能的影響，表現(xiàn)在記憶力、抗干擾能力、自我調(diào)節(jié)能力等方面。經(jīng)過長期訓(xùn)練后執(zhí)行功能好的孩子做事會很靈活，抗干擾能力會更強，做相同任務(wù)效率會更高，對資源的利用率更有效。

那么為什么會發(fā)生這樣的變化，珠心算訓(xùn)練對大腦又有怎樣的影響呢？陳飛燕團(tuán)隊最近發(fā)表在Nature子刊Scientific Reports上的研究論文顯示，珠心算練習(xí)中運用視覺想象和視覺運動想象，這種加工過程可能提升視覺空間相關(guān)腦區(qū)的加工效率，促進(jìn)了其信息傳遞、處理加工能力。

一項長達(dá)十五年的實驗，至今仍未停止

目前，陳飛燕團(tuán)隊所在的浙江大學(xué)物理系交叉學(xué)科實驗室是國內(nèi)也是國際上從事珠心算研究持續(xù)時間最久，也是對珠心算研究最為系統(tǒng)的團(tuán)隊，陳飛燕花費了十幾年的時間進(jìn)行這項研究。

陳飛燕在2002年讀碩士時開始從事珠心算的相關(guān)研究，最初抱著很大多數(shù)人一樣的想法——珠心算為什么會讓人的運算變得這么快，大腦是如何對數(shù)字進(jìn)行加工的，陳飛燕只是將其作為短期的課題研究。

“那時的研究條件比較艱苦，珠心算只作為興趣班在校外開展，不是必修課程。后來做出了一點成果，受到了中國珠算協(xié)會的關(guān)注，他們也希望我們能作為第三方繼續(xù)深入研究這個問題，讓更多人了解珠心算訓(xùn)練的好處?！?陳飛燕說，在這十幾年中，她的導(dǎo)師唐孝威教授一直引導(dǎo)、鼓勵和支持她，“他鼓勵我要把珠心算的研究做到全世界最好。我和我的團(tuán)隊也在向這個方向努力?！?/p>

如今，她希望用科學(xué)的研究，為教育教學(xué)實踐提供理論依據(jù)。“珠心算研究的結(jié)果有助于在未來的教育及干預(yù)中，設(shè)計更有針對性的措施以促進(jìn)兒童數(shù)學(xué)能力的發(fā)展?！标愶w燕說，計算本身的快慢對學(xué)生意義并沒有很大，重要的是發(fā)掘珠心算訓(xùn)練遷移效應(yīng)，也就是珠心算訓(xùn)練對學(xué)生其他能力的影響。為教育主管部門提供實驗數(shù)據(jù)、理論依據(jù)，從而制定合理方案，這是我們研究的目標(biāo)，也是我們從事科學(xué)實驗的初衷。

今年暑假，陳飛燕副又開展了為期二十幾天的短期訓(xùn)練實驗，她專門從黑龍江珠算協(xié)會聘請了兩個教練，對準(zhǔn)二年級的三十多名小學(xué)生進(jìn)行免費教學(xué)，并在實驗前后對各項指標(biāo)進(jìn)行測試，希望能發(fā)現(xiàn)短期珠心算訓(xùn)練對數(shù)學(xué)能力、專注力、工作記憶、執(zhí)行功能、數(shù)學(xué)感知各個方面的影響。

而從短期訓(xùn)練來看，珠心算對孩子的直接影響也是顯而易見的。“我的孩子口算只能算兩位數(shù)，但是算盤打，能算四五位數(shù)的加減法。經(jīng)過20多天的訓(xùn)練后，他的計算能力提高了，注意力、對學(xué)習(xí)的興趣也提高了。”家長寧先生說。

參考文獻(xiàn)

[1] Chunjie Wang, Jian Weng, Yuan Yao, Shanshan Dong, Yuqiu Liu,Feiyan Chen*. Impact of long-term abacus training on executive function development and underlying neural correlates in Chinese children. Human Brain Mapping. 00:00–00, 2017.

DOI 10.1002/hbm.23728

[2] Jian Weng, Ye Xie, Chunjie Wang &Feiyan Chen*. The Effects of Long-term Abacus Training on Topological Properties of Brain Functional Networks.Scientific Reports.7: 8862, 2017

DOI:10.1038/s41598-017-08955-2

[3] Chunjie Wang, Fengji Geng,Yuan Yao,Jian Weng,Yuzheng Hu, Feiyan Chen* Abacus Training Affects Math and Task Switching Abilities and Modulates Their Relationships in Chinese Children.PLoS ONE. 10(10): e0139930,2015.

文字作者：尤澤珺、周亦穎

攝影：周亦穎

本文編輯：呂心怡