在一檔看過後覺得智商被秒殺的節目《最強大腦》中，湧現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，也曾經讓不少電視機前的觀衆直呼過瘾和不可思議！

在短短幾秒鐘内進行極速加減、多位數乘除，看一眼秒出答案，或者隻要聽到題目報數，或自己看到計算題型，即能将答數脫口而出，或立即寫出，這種速算的原理就是珠心算。

到底珠心算為什麼能在如此短的時間内對龐大的數字進行複雜的處理，這是許多人都想了解的問題。今天，就讓小編帶你走近，這一顆顆小算珠背後的速算江湖！

珠心算的學習過程大緻如下：學習者先學習如何操作一個實物算盤（也就是學會珠算），掌握珠算技能後，老師會要求他們嘗試将算珠的形式及算珠的變動過程描繪到腦海裡，即在腦中形成一把“活算盤”。

先學實物算盤

經過一段時間的練習後，他們可以不借助實際算盤隻依賴手指的運動（手指空撥）而對腦中想象的算盤進行操作，這個時候他們開始掌握了珠心算的技能；再經過大量的練習，他們可以完全依賴腦中的珠像（手指完全不動）以極快的速度和準确率完成複雜的數學計算。

經過訓練，孩子們能在腦海中模拟算盤演示過程

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

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

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

其中一項研究于2015年10月發表在Plos One上：珠心算組兒童在數學計算能力和視覺空間邏輯推理能力方面均顯著優于對照組；在認知轉換任務中反應速度快于對照組；珠心算訓練對數學能力和認知轉換能力之間的關系具有調節作用，主要表現在認知轉換能力對珠心算組兒童的數學能力影響更大。

除了長期訓練後孩子學業成績上顯著的提高，陳飛燕團隊更注重珠心算訓練對孩子其他方面能力的影響，這方面的變化主要表現在執行功能上，執行功能可以理解為是智力的核心成分。

一個人的執行功能相當于電腦的CPU，是人整個運行過程中非常核心的的部分。長期的珠心算訓練對兒童執行功能的影響，表現在記憶力、抗幹擾能力、自我調節能力等方面。經過長期訓練後執行功能好的孩子做事會很靈活，抗幹擾能力會更強，做相同任務效率會更高，對資源的利用率更有效。

那麼為什麼會發生這樣的變化，珠心算訓練對大腦又有怎樣的影響呢？陳飛燕團隊最近發表在Nature子刊Scientific Reports上的研究論文顯示，珠心算練習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腦區的加工效率，促進了其信息傳遞、處理加工能力。

目前，陳飛燕團隊所在的浙江大學物理系交叉學科實驗室是國内也是國際上從事珠心算研究持續時間最久，也是對珠心算研究最為系統的團隊，陳飛燕花費了十幾年的時間進行這項研究。

陳飛燕在2002年讀碩士時開始從事珠心算的相關研究，最初抱着很大多數人一樣的想法——珠心算為什麼會讓人的運算變得這麼快，大腦是如何對數字進行加工的，陳飛燕隻是将其作為短期的課題研究。

“那時的研究條件比較艱苦，珠心算隻作為興趣班在校外開展，不是必修課程。後來做出了一點成果，受到了中國珠算協會的關注，他們也希望我們能作為第三方繼續深入研究這個問題，讓更多人了解珠心算訓練的好處。” 陳飛燕說，在這十幾年中，她的導師唐孝威教授一直引導、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。我和我的團隊也在向這個方向努力。”

如今，她希望用科學的研究，為教育教學實踐提供理論依據。“珠心算研究的結果有助于在未來的教育及幹預中，設計更有針對性的措施以促進兒童數學能力的發展。”陳飛燕說，計算本身的快慢對學生意義并沒有很大，重要的是發掘珠心算訓練遷移效應，也就是珠心算訓練對學生其他能力的影響。為教育主管部門提供實驗數據、理論依據，從而制定合理方案，這是我們研究的目标，也是我們從事科學實驗的初衷。

今年暑假，陳飛燕副又開展了為期二十幾天的短期訓練實驗，她專門從黑龍江珠算協會聘請了兩個教練，對準二年級的三十多名小學生進行免費教學，并在實驗前後對各項指标進行測試，希望能發現短期珠心算訓練對數學能力、專注力、工作記憶、執行功能、數學感知各個方面的影響。

而從短期訓練來看，珠心算對孩子的直接影響也是顯而易見的。“我的孩子口算隻能算兩位數，但是算盤打，能算四五位數的加減法。經過20多天的訓練後，他的計算能力提高了，注意力、對學習的興趣也提高了。”家長甯先生說。

參考文獻

[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

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