原题目:《关于珠心算教育具有开发儿童智力潜能作用的对比实验和脑机制研究取得了丰硕成果》
同志们:
大家好,这次珠心算教师培训班,是中珠协主办的第四次培训班。第一、二次是对珠心算教练师进行培训,第三次是珠心算高级教练师培训班,是通过学术交流研讨进行培训的。我今天来不是讲课,因为我未从事过珠心算教学,所以我不会讲课。大家都是来自基层,对珠心算教育研究取得的长足进展情况了解不多,当前珠心算教育还处于比较困难的时期,在这种情况下,我给同志们比较系统的介绍珠心算教育研究取得的丰硕成果,对鼓舞士气,增强发展珠心算教育的信心,推动珠心算教育事业的发展是有益处的。下面我给同志们介绍这方面的情况。
关于珠心算教育具有开发儿童智力潜能问题,曾于2003年11月3日向财政部和教育部写过一个报告,并请求当面汇报。11月18日上午,教育部赵清平副部长、陈小娅部长助理(后任副部长)及有关司局领导同志和财政部教科文司赵路副司长,听取了中珠协会长迟海滨、副会长王朝才等同志的汇报,汇报最后,迟海滨同志强调,发现珠心算教育具有开发儿童智力潜能的作用,这个苗头值得重视。如果经过进一步对比实验测试研究求证,证实它确实有开发儿童智力潜能的作用,可能具有深远的意义。为此提出两项请求,一是请允许在全国选择30所小学和幼儿园,各设一个实验班和对照班,进行珠心算教育三年对比实验测试和十年跟踪调查研究;二是开展珠心算教育开发儿童智力潜能的脑机制研究。听完汇报后,赵、陈两位领导同志作了重要指示,摘引如下:“珠算是我们的中华特色”。“珠心算教育使学生动手、动脑、用心,非常好,支持对教育有宜的事情是我们义不容辞的。”“珠心算教学做为全国统一的必修课程很难放进去,但各地都有一些选修课,可以进选修课。是否开珠心算课,由各地各校自定。珠心算教育所具有的科学性,可以与脑科学结合起来,作为一个课题进行研究。建议依托一个教育研究单位或者大学(比如中央教科所、北师大等)进行实验测试研究,它们都有自己的合作学校。珠协也可以自己选择,立上项,这样就不是国家行为,否则会很复杂。” “考察国外的中小学,教育采取任其自然发展的方式,确实存在问题。教育不能太单一,各种方法都要探讨,包括珠心算教育,实验需要系统、规范、科学、长期的做,认真选择基地、科研专家,并长期跟踪。需要经费支持,这是很重要的。要很好的组织实施。还可以选一些有外国儿童参加的实验,要有一定的面和数量。”“等成果出来后,证明确实有效,我们可以帮助推广。你们举办的活动、开会等我们都可以参加。”“珠协可以用招标方式做这项工作。”财政部教科文司赵路副司长发言表示:“部里同意珠算协会搞实验,珠心算教育的启智功能很值得探讨研究,需要经过实证和科学测试,使我们对此由感性认识上升为理性认识。
汇报会之后,中珠协秘书处认真组织学习讨论了教育部两位领导同志的重要指示。同志们一致认为。这些指示有针对性,非常重要。商定按两位领导指示的精神,组织落实两项课题的实验测试研究工作。因为要选择高素质的研究机构承担研究课题,可选择的合作单位有限,只能采取邀请招标方式选择研究单位。关于珠心算教育三年对比实验测试和十年跟踪调查研究课题,我们同中央教育科学研究所联系,按照我们提供的招标文书规定的要求,先后协商4次,达成合作协议,由该所田慧生副所长主持课题研究。关于珠心算教育开智作用的脑机制研究课题,先是同北京师范大学董奇副校长联系,他派了两位博士研究生同我们商谈。先后商谈了3次,他们不提出研究方案。随后同中国科技大学和浙江大学联系,他们有积极性,两校愿意合作,组成联合实验组,经过3次协商,按招标文书的要求,达成了合作协议,由中科院唐孝威院士主持课题研究。此课题,中珠协同山东省财政厅合作,在潍坊医学院也立项了一个研究项目。该院李秀艳教授是研究治疗老年痴呆症的专家,她原来对珠心算计算速度之快和启智作用有怀疑。为了探究虚实,她主动服务参与当地小学珠心算教育对比实验测试研究工作,用脑医学专家特有的测试方法和手段进行研究,发现珠心算教育确实有开发儿童智力潜能的作用。因此,她计划进一步研究珠心算教育的启智功能和脑机制问题,做了课题研究计划,上报有关单位申请立项。我们了解此情况,同该院联系,商谈了4次,按招标文书的要求达成合作协议。两个课题,三个单位的研究工作。先后从2004年秋季或2005年春季开学后启动。根据当时的情况,中珠协秘书处经过慎重研究,商定从2004年起,按教育部领导同志指示的精神,集中主要力量抓两项课题研究工作。这项工作得到各省(区市)财政厅(局)和各有关省(区市)教育厅(局)的支持。经过4年多的工作,取得了丰硕的实验研究成果。珠心算教育具有显著开发儿童智力潜能的作用,已被逐步深化的多层次的对比实验测试研究成果所充分证实。下面分5个层次介绍。
第一个层次,是被大量群众性的对比实验测试研究成果所证实。中珠协同各省(区市)珠协,通过实地调查和在全国范围内开展“珠心算教育对比实验测试研究优秀成果评选活动”,共收到333篇研究报告和经验总结,秘书处聘请专家严格评选,共评选出34份优秀的对比实验测试研究成果报告,于2006年8月编辑出版了《珠心算教育与少儿智力开发》一书。这些研究报告有以下3个特点。1、样本量大。参与对比实验测试研究的学校有34所,共有实验班94个,学生4133人;有对照班83个,学生3562人。样本量大可以淡化个体差异的影响,研究成果科学价值高。2、测试项目多,测试数据详实。能用量化的测试数据从多方面反映珠心算教育对儿童智力潜能发展的影响。3、不同的实验单位,同一测试项目,测试方法可能有不同,测试数据可能有差别,但测试数据的指向是相同的,体现了实验的可重复性,证实开发智力潜能的客观实在性。这些对比实验测试研究成果,证实珠心算教育对开发儿童智力潜能的显著作用,表现在以下9个方面。
1、注意力增强。在34份实验研究报告中测试注意力的有5份。他们用“注意力培养作用强”、“有益注意时间加长”、“注意集中度有优势”和“注意力高于对照班”等表述珠心算教育增强了儿童学习的注意力。
2、记忆能力提高。测试记忆能力的有14份实验报告。测试的具体项目多种多样,如测试背诵课文、识记动植物图片、默记无序排列的阿拉伯数码、英文字母和汉字,以及瞬时记忆、短时记忆、长时记忆等,测试数据显示实验班儿童记忆能力显著或非常显著高于对照班。
3、增强了思维能力。测试思维能力的有4份实验报告。测试的具体项目也是多种多样的,有的测试思维的流畅性、敏感性、灵活性、精确性、变通性、正向思维与逆向思维、扩散思维与集中思维7项,有的测试其中的一项或两项。测试的数据显示实验班儿童显著或非常显著好于对照班。
4、发展了独创性。测试独创性的只有1份实验报告。他们用学生自编数学应用题和一题多解的方法,测试学生的独创性。测试数据显示实验班学生的独创性显著好于对照班。
5、显著提高了阅读速度。测试阅读速度的有1份实验报告。实验班学生1秒钟阅读13.93个汉字,比对照班阅读7.88字的速度快77.4%。由于阅读速度快,理解率比对照班低1点1个百分点,阅读效率比对照班高76.3%。
6、文理科学习成绩好。有25份报告测试学业成绩。有测数学单科的,有测语数双科的,也有测语数英三科的,由于前述5项智力因素提高了,学业成绩普遍高于对照班。
7、智商提高。有6篇研究报告涉及智商变化情况。学前测试两班学生的智商是相似的。学后测试实验班学生的智商增加值或智商均高于对照班。
8、学习珠心算提升的脑力能长期保持,发展有后劲。从两个群体的后期发展看,珠心算实验班学生好于对照班的学生。内蒙古宁城县五间房小学对1992-1996年三届珠心算教育实验班学生的后期发展做了跟踪调查。第一届学生高中升学率为78.3%,全县平均为12.5%;大学升学率为43.3%,全县平均为10.1%。第二届学生高中升学率为87.1%,全县平均为14.2%;大学升学率为43.5%,全县平均为14.1%。第三届学生高中升学率为66.7%,全县平均为17.5%;大学升学率为31.2%,全县为22.6%.
9、开发儿童智力潜能的普及性强。内蒙古教育学会的实验报告数据充分说明了这个问题。实验班、对照班各三十多个班,学生各1500多人,一至五年级的数学考试成绩分别是:一年级实验班数学成绩领先对照班6分(96分-90分),及格率实验班领先14个百分点(100%-86%);二年级实验班数学成绩领先10分(94分-84分),及格率领先14个百分点(100%-86%);三年级数学成绩领先13.8分(84.6分-70.8分),及格率领先16个百分点(100%-84%);四年级数学成绩领先16.4分(86.6分-70.2分),及格率领先24个百分点(100%-76%);五年级数学成绩领先20.8分(90.6分-69.8分),及格率领先28个百分点(100%-72%)。再从思维灵活性和思维品质独创性对比测试看,一年级测试情况没有明显差别;二年级至五年级测试数据显示,实验班显著或非常显著好于对照班。这两项测试情况,充分表明珠心算教育开发儿童智力潜能的作用,可以达到较高的普及程度,不是只惠及少数尖子生,而是可以惠及全体参加学习的学生。它的普及性远高于现行的数学教学方法。
以上9项,都有对比实验测试数据,受篇幅限制不便展开说明。如若了解详细数据,可查阅《珠心算教育与少儿智力开发》一书。这些研究成果,使人们对珠心算教育具有开发儿童智力潜能作用的认识前进了一大步。
第二个层次,是被中央教育科学研究所的课题研究成果所证实。为了验证群众性研究成果的真实性和进一步求证珠心算教育的开智作用,经教育部、财政部批准立项的《珠心算教育具有开发儿童智力潜能作用研究》课题,由教育部推荐的中央教育科学研究所承担。经过4年多的工作,在11个省市的13所小学和3所幼儿园开展实验研究,共有16个实验班590名学生和16个对照班595名学生参与了实验测试。学前测试一次,学后每年测试一次,小学生学习3年共测试4次;幼儿园儿童学习2年共测试3次。测试人员是从全国15所高校选配的150名硕士或博士研究生,4年共投入4900多个工作日进行测试研究。于2009年初完成了结题报告,并召开了实验研究成果鉴定会。鉴定专家组由全国著名教育专家柳斌、邵宗杰、王定华、吕达、曹志祥五人组成,柳斌同志为组长。研究课题结题报告的结论是:“1、珠心算教育对促进小学生智商的提高、记忆力的提高、注意力的提高、思维能力的提高、表象能力的提高等整体智力发展具有非常显著或显著的作用;2、珠心算教育对促进小学各学年学生的智力发展具有显著或非常显著的作用;3、珠心算教育对提高小学1—3年级语文、数学、英语学业成绩的作用显著;4、珠心算教育对促进幼儿园儿童注意力的提高、智商的提高、思维能力的提高、表象能力的提高等整体智力的提高作用非常显著;5、珠心算教育对促进各学年幼儿园儿童智力的发展具有逐渐提高的作用,但较明显的作用是体现在第二学年的儿童身上”。“实验结果还表明,珠心算有别于其他教育项目的最大特点就是强调培养儿童在脑中形成清晰的算珠表象,并通过看算和听算的两种主要方式来进行培养相应的脑算能力,即培养脑中形成清晰的算珠表象及其表象操作能力,反映出珠心算教育干预能促进儿童智力发展的核心价值,在于其特有的清晰的算珠表象和表象操作能力的培养要求及相关的教学方法、内容”。以上研究结论是根据16个实验班和16个对照班的综合数据分析得出的,“但从各个实验点(实验班和对照班)的具体情况来看,相互之间是有差别的。分析其原因,主要是由于各实验点在珠心算课程设计方面没有取得共识,而呈现出各自探索的发展趋势:第一,是周课时数不统一。按每学年8个月的有效教学时间匡算,各个实验点中最少的为每周一节课,每学年合计32节课,三年合计96节课;最多的每周5节课,每学年160节课,三年合计480节课。课时数的显著差异直接导致各实验点研究的结果出现差异。第二,是每节珠心算课时内知识教学时间与有效的珠心算技能训练时间比例不同。各实验点两者的比例介于4:1至 1:10之间,教学过程的显著差异直接导致各实验点的研究结果出现差异。”基于研究成果,课题组提出以下建议:“珠心算应设置为地方课、支持当地幼儿园开展以开发儿童智力为目标的珠心算教育实验,重视并推动珠心算师资培养、成立珠心算教育研究专门机构开展持续研究”。鉴定专家组经过讨论认为:“课题研究设计规范,实验科学,方法严谨,体现了认真、中立的研究态度。而且,研究实事求是,对于幼儿园一年级实验不明显的研究结论,没有遮掩,体现了科学求实的态度和精神。研究结论与研究实验匹配,数据统计分析和图例加强了说明的效果,是一个较为优秀的实证研究报告”。“专家组一致同意课题组得出的研究结论,建议通过鉴定,并希望进一步加强珠心算研究和开发,将祖国优秀文化技艺发扬光大”。
第三个层次,是被珠心算教育的脑机制研究成果所证实。《珠心算教育具有开发儿童智力潜能作用的脑机制研究》课题,经教育部、财政部批准立项,委托浙江大学与中国科技大学联合实验组和山东潍坊医学院两个单位,以核磁共振脑成像等现代技术进行研究。经过4年多的研究,浙江大学、科技大学联合实验组共在4个省的6所小学测试600余人次,做了35个实验,其中22个认知行为实验、5个脑电实验和8个FMRI实验,参加实验的儿童主要由小学二、四、五年级学生组成,实验班有1-4年的珠心算学习经历,每周珠心算学习训练2-4小时。于2009年12月底完成了课题研究结题报告,并召开了专家鉴定会。通过一系列实验,得到以下主要实验结果:
一、珠心算的神经机制与普通的心算有差别,珠心算加工过程中更多依赖与视觉空间加工相关的脑区。“普通儿童采用了语言相关的策略。本研究可能为因语言区受损而导致的计算(能力)缺失的病人提示了康复治疗的途径。
二、珠心算儿童与普通儿童在大脑的白质一致性(white matter integrity)上存在一定的差异。“珠心算儿童在短时数字记忆广度上显著高于普通儿童,个体的短时数字记忆广度与其脑结构存在相关关系,我们发现珠心算儿童在与视空信息处理相关的脑区,如前运动区的神经通路、枕-颞联合区及胼胝体前部和中前部显示出较高各向异性分数,这个结果表明珠心算练习可能提高儿童的工作记忆容量,同时能加强视空信息处理相关的神经通路的发展。神经结构方面的发现为理解珠心算的神经机制提供了重要线索,也为训练在脑发育过程中产生影响,提供新的证据。”
三、珠心算儿童比普通儿童在精算和估算的神经机制、数量的自动加工和空间表征方面存在一定的优势。
四、珠心算儿童比普通儿童在注意、工作记忆、表象操作等认知功能方面存在不同程度的优势。但在执行注意、简单注意任务等方面两组儿童不存在显著差异。
五、“珠心算儿童在短时数字记忆广度上显著高于普通儿童。珠心算练习者在字母记忆广度方面也显著高于普通儿童”。出现这种情况,“我们推测珠心算(练习)可能扩大了个体的工作记忆容量,因此对数字以外的对象也有较高的记忆广度。如果这一推断成立,那么珠心算练习就对个体的发展具有积极而深刻的影响,因为工作记忆容量对个体的认知能力以及注意能力等都有非常重要的作用。”
(注:以上5项实验结果,由于该论文对总结实验成果部分文字要求限制在250个字之内,无法充分概括研究成果,文字太简短抽象。一、二、五段引号内的文字,是从该论文内相关研究成果部分中引入的,以便适当的反映其研究成果。)
对本课题研究成果,由全国著名专家周永迪、刘一军、贺永、蒋志峰、周新林五人组成的鉴定专家组给予充分肯定和高度评价。形成了如下鉴定意见。
1. 珠心算是中国文化所特有的一种心算方式,是传统的珠算和心算结合的产物。该课题研究在方法上利用心理学行为测量、脑电和磁共振等现代脑成像技术,并发挥多学科交叉优势,从心理学、认知神经科学、物理学等不同层面来共同探究珠心算练习对儿童认知功能的影响及其神经机制,在方法学上具有创新性;该课题采用了较大样本进行研究,积累了特定人群的多方面的资料,为后续的研究提供了新的思路及基础性资料。
2. 该课题通过三年多的科学实验研究表明,珠心算训练引出的算珠心理表象及其所代表的抽象数字概念的加工过程,更多地依赖与视觉空间加工及数字运算相关的脑区;长期的珠心算练习能影响儿童数量意识和形象思维能力的发展;此外,珠心算练习还对大脑功能和脑白质结构有显著影响。
3. 该课题的研究工作对于儿童发展(如注意、工作记忆、数学能力等)和教育中所关注的形象思维能力的培养及迁移作用,有着潜在的促进作用。该研究的进一步深化,将对教育教学具有重要的指导和借鉴意义。
综上所述,专家鉴定组认为该课题研究完成了原定的研究任务,基本实现了预期目标,研究成果内容比较丰富,有一定创新性,并为课题承担单位积累了经验,培养了队伍。专家组一致同意通过鉴定,准予结题。同时建议课题组成员在已经取得的研究成果基础上,加强对珠心算教育特征的控制,深入进行多重感觉模式引起的脑可塑性以及基于脑功能成像的实时反馈调节作用的研究,争取在珠心算及相关脑科学领域取得更多的研究成果。
潍坊医学院承担的珠心算脑机制研究课题,于2008年12月完成结题报告,山东省教育厅主持召开了课题研究成果鉴定会,聘请7位专家对研究成果进行评审鉴定。经过4年多的研究,结论是:“珠心算训练能促进儿童基本认知能力和智力的发展,珠心算训练使儿童对信息加工的启动激活强度大,而且后期消耗脑资源少;珠心算训练儿童对信息加工(心算)使用语言和视觉空间加工策略,随着教学训练时间延长儿童更倾向于采用语言和视觉空间综合策略,未训练儿童多使用语言加工策略;珠心算训练儿童,在计算中各个脑区相互配合共同完成复杂的数学认知加工任务,小脑参与了心算加工活动,儿童大脑功能具有很强的可塑性和更大的可开发空间”。专家组的鉴定意见是:“该研究首先在方法学上取得了突破,采用当今最先进的功能磁共振、ET以及ERP方法从多个角度进行了分析研究。所得结果也取得了重要突破,第一,从不同角度证实了珠心算过程较未经训练组激活了更多脑区;第二,证实了珠心算过程较普通心算增加了激活通路,运用了视觉空间综合策略;第三,证实了珠心算训练使受训儿童启动激活强度大、速度快。该研究结果初步揭示了珠心算过程中的脑活动机制,说明了珠心算训练在开发儿童潜在智力方面有重要意义”。“该研究选题新颖,设计合理,目的意义明确,采用神经生理、心理、影像多学科先进技术,资料详实完整可靠,结论合理,具有很高的科学性和先进性。有很强的应用推广价值……。经讨论,一致认为与同类研究相比较,达到国际领先水平”。“建议在小学阶段推广珠心算教育,并对其在教育学中的重要意义进行更深入地研究”。
第四层次,搜集国外研究成果。通过学术交流得到两份国外的研究论文。一份是印度马德拉斯大学韦•素姬女士发表的博士学位论文,题目是《关于珠心算学习对儿童认知能力发展的影响》。她关注中、日等国家的珠心算教育,经过实地考察,回国后自己组织珠心算教育对比实验测试研究,珠心算实验组和对照组各160人,学习12个月,每周2课时(业余训练时间不明),学习珠心算前测试一次,学后每三个月测试一次,每次测试注意力、解决问题能力、工作记忆能力、空间能力、关联记忆能力、创造力、概念形成能力、数学成绩8项。论文200余页,合中文10万多字。她测试研究的结论是:“研究显示,通过一段时间的珠心算学习,儿童认知能力的提高程度是令人吃惊的。同时,这种学习对其他各种能力的提高都是有很大帮助的。统计分析显示,珠心算学习的有益性可以通过以下7种能力的进步表现出来:专心的能力、问题解决能力、关联记忆能力、工作记忆能力、创造力及空间能力”。“在数学能力方面表现得更加出色。”另一篇研究论文是日本京都医学研究所的医学专家花川隆、本田学、冈田智久、福山秀直、柴崎浩先生,用核磁共振成像技术研究珠算专家与非专家心算的神经相关性。研究的对象是6位珠算专家,8位非珠算专家。他们发现:“两组间(心算)大脑活动的差异反映了各组采用的计算策略的偏向:珠算专家偏向于视觉空间策略,而非专家人员则偏向于语言策略。”这个结论,中日两国专家的研究成果是一致的。他们还发现,珠算专家的心算比非专家的心算激活更多的脑区。他们应用数字心智操作任务、空间心智操作任务、语言心智操作任务进行核磁共振脑成像观察,珠算专家的心算(珠心算)共激活30个脑区,其中左脑区14个,右脑区15个,小脑干区1个。非专家普通心算激活22个脑区,其中左脑区14个,右脑区7个,前扣带脑皮质区1个。两者比较,珠算专家组激活的脑区比非专家组多8个,都集中在右脑区,这些数据说明,珠心算的学习训练促进了儿童左右脑更均衡的发展。
第五个层次,现代脑科学研究成果为珠心算教育提供了理论支持。2003年末,中珠协向教育部领导汇报珠心算教育工作时,教育部领导同志听了汇报后,对珠心算教育探索研究作了许多指示,其中有一段话对我们开展珠心算教育的脑机制研究很重要。陈晓娅副部长(当时是部长助理)指示:“珠心算教育所具有的科学性,可以与脑科学结合起来作为一个课题进行研究。”汇报后,中珠协按教育部领导同志指示的精神,除了委托专业研究机构进行研究外,为了增加一些脑科学方面的知识,协会秘书处先后购买了北京大学孙久荣教授编著的《脑科学导论》、浙江大学唐孝威院士等人编著的《脑科学导论》、韩济生院士翻译的《神经科学》、韩太真与吴馥梅教授编著的《学习与记忆的神经生物学》和吴馥梅教授编著的《脑活动的内幕》,组织秘书处的同志学习,重点学习了孙久荣教授编著的《脑科学导论》。经过学习发现,脑科学中关于儿童大脑可塑性的一系列理论,为珠心算教育提供了有力的理论支持。这些理论内容很多,摘录一些最直接最重要的理论如下。
1、“人类大脑最终的形态构造和化学构造是由先天(基因)和后天(经验)共同决定的,而后天的经验更是决定性的”(孙教授导论77页,以下仅注页码)。
2、“神经元的数量在胎儿期已被确定,(后天)发育和成熟的只是树突和轴突的筑构”(73页)。“早期的适宜教育,是利用(儿童)脑的可塑性,开发大脑皮层智力,建立茂密的神经网” 。“出生前后到学龄前是脑重量的增加和脑质量的提高,包括神经元和突触数量的增加、神经网络框架和模式定型及完善的最有决定意义的时期”(77—78页)。
3、“突触的可塑性是脑内神经可塑性的核心问题。---影响突触可塑性的重要因素是突触的活动性或使用频率,也就是通过突触部位的信息量的多少,只有充分发挥机能作用的神经环路和突触联接才能巩固发展,使用频率增加的神经环路中可形成更多的突触,而使用频率减少,可使现有的突触退化”(吴馥梅教授编著的《脑活动内幕》47页)。
4、“在胎儿发育过程中,几十亿个神经元分化成不同表型构成适当的联系,组成不同水平的神经网络,从而奠定了大脑的神经基础。这是遗传物质决定的框架,而发育的完成和质量,完全依赖于神经系统的后天活动和环境刺激”(63页)。脑内数以千百亿计的神经元之间形成复杂的神经网络,要想联系正确无误需要神经细胞进行活动练习”。“在缺乏视觉刺激环境下长大的猫,视皮层的许多神经元的树突棘发育不良。实际上所有的哺乳动物在出生前一些神经元的树突棘已经发育,但大部分神经元的树突、树突棘和突触要在后天刺激的情况下发育和建立” 。“环境刺激促进神经结构的发生”(74页)。
5、“突触连接而成的神经网络的基本框架(出生时已建立起来)变化比较小,而其连接的丰满程度是可塑的。在接受后天的影响,执行着不用则废的原则”(75页)。“白冠雀在5至30天龄期间,只要听到双亲的鸣叫就会学会这种鸣叫。但如果错过这个时期,则再也学不会白冠雀特有的叫声了”(80页)。
6、“聪明”源于“耳聪目明”。大脑的发育依靠各种感官信息的输入,其中视、听觉(信息)的输入对智力和大脑发育是最重要的。实践证实,“视觉(信息)的输入才能使小猫的视皮层发育和成熟” 。“通过训练和实践(尤其是手的运作)促进神经网络的组建和突触的强化”。“多感官的配合刺激会更有效”(79页)。
7、“敏感期的概念是由奥地利动物心理学家洛伦兹所提出,他发现几乎所有哺乳动物都存在这种敏感期。这个理论认为,人类的某种行为、技能和知识的掌握,在某个时期发展最快,最容易受影响。如果能在发展的关键期里进行适宜而有效的学习,将会极大地促进脑结构与功能发展,取得事半功倍的学习效果;一旦错过这个时期,就需要付出几倍的努力才能弥补,或者永远无法弥补”。“1920年一位叫辛格的英国牧师在印度发现了两个由狼抚养长大的女孩,她们的生活习性完全跟野生的狼一样。其中一个离开狼群不到一年就死了,另一个叫‘卡马拉’的狼孩则活到17岁(回到人类社会9年)。这期间,人们想方设法恢复她的人性,然而,在4年后才听懂几句简单的话,学会了6个单词;7年后只学会了45个词,会说几句不流利的话。直到死时,她的智力也只相当于4岁小孩的水平”(唐院士编著脑科学导论116页)。
8、“因时施教是将大脑发育的内在规律与外部环境人为刺激和学习结合起来,用后天的经验去促进脑的发育”(79页)。
上述关于儿童大脑可塑性的理论,为珠心算教育提供了有力的理论支持。令人惊奇的是,珠心算教育的探索者们,在没有脑科学研究成果指导的情况下,通过长时期的实践---认识,再实践---再认识,不断总结实践经验,逐步形成了一套能有效影响儿童智力潜能发展的珠心算教学训练方法,同儿童脑可塑性理论相一致,如珠心算教育的关键期符合儿童脑可塑性敏感期理论;双手拨珠、听算看算等训练符合“多感官配合刺激和通过训练和实践(尤其是手的运作)促进神经网络的组建和突触强化”的理论;珠心算教育重视适度训练符合“突触可塑性的重要因素是突触的活动性或使用频率”的理论;珠心算教育训练符合“因时施教是将大脑可塑性理论的内在规律与外部环境人为刺激和学习结合起来,用后天的经验去促进脑的发育”的理论,等等。这实在是了不起的成就。珠心算教育脑机制研究取得的成果,也同儿童大脑可塑性理论相符合。如浙大和科大联合实验组的研究认为:“珠心算儿童在短时数字记忆广度上显著高于普通儿童,个体的短时数字记忆广度与其脑结构存在相关关系,我们发现珠心算儿童在与视空信息处理的相关的脑区,如前运动区、枕一颞联合区及胼胝体前部和中前部显示出较高各向异性分数,这个结果表明珠心算练习可能提高儿童的工作记忆容量,同时能加强视空信息处理相关的神经通路的发展。神经结构方面的发现为理解珠心算的神经机制提供了线索,也为训练在脑发育过程中产生影响提供新的证据。” 儿童脑可塑性理论与珠心算教育脑机制研究成果,产生了相互验证的作用,证实了两者的科学性。
通过30年左右的不断深入的5个层次的研究成果,使我们对珠心算教育具有开发儿童智力潜能作用的认识有了长足的进步,不仅有了丰富的感性认识,也有相当程度的理性认识,目前已基本上可以用丰富的实验研究成果回答对珠心算教育质疑的一些问题了。这是我们坚持科学发展所取得的成果。实事求是的学术批评,是推动对珠心算教育实验研究的动力之一,如果没有质疑批评,我们可能不会下大力气进行深入的对比实验测试研究。为了人民的利益,扶持新生事物,追求真理,就要正确对待质疑批评,这有益于新生事物的发展完善。我们坚持科学发展所取得的丰硕成果,为珠心算教育的健康发展奠定了基础,预示珠心算教育将会有好的发展前景。但是,这并不是说,我们对珠心算教育的规律都了解认识了,还有一些未知领域,需要我们全国珠心算教育界今后继续进行研究探索,最终形成比较完善的珠心算教育理论和教学方法体系。