【原创 浙江大学 2017-09-04 09:54】

在一档看过后觉得智商被秒杀的节目《最强大脑》中，涌现出了一大批速算男神女神和天才少年。而中日选手之间的对决，也曾经让不少电视机前的观众直呼过瘾和不可思议！

在短短几秒钟内进行极速加减、多位数乘除，看一眼秒出答案，或者只要听到题目报数，或自己看到计算题型，即能将答数脱口而出，或立即写出，这种速算的原理就是珠心算。

到底珠心算为什么能在如此短的时间内对庞大的数字进行复杂的处理，这是许多人都想了解的问题。今天，就让小编带你走近，这一颗颗小算珠背后的速算江湖！

珠心算为什么这么快？

珠心算的学习过程大致如下：学习者先学习如何操作一个实物算盘（也就是学会珠算），掌握珠算技能后，老师会要求他们尝试将算珠的形式及算珠的变动过程描绘到脑海里，即在脑中形成一把“活算盘”。

先学实物算盘

经过一段时间的练习后，他们可以不借助实际算盘只依赖手指的运动（手指空拨）而对脑中想象的算盘进行操作，这个时候他们开始掌握了珠心算的技能；再经过大量的练习，他们可以完全依赖脑中的珠像（手指完全不动）以极快的速度和准确率完成复杂的数学计算。

珠心算的操作过程要求虚拟的算珠图像中处于不同档位的多个静止的算珠进行瞬间的快速变换，这极大地考验了大脑的记忆能力以及大脑灵活处理动态珠像的能力。长期的珠心算训练有可能通过不断的对心理表象操作，对认知加工过程的强化，提高儿童认知能力的发展。

除了算得快，孩子的执行能力也提高了

2017年，世界著名脑成像杂志刊物Human Brain Mapping刊登了浙江大学物理系副教授陈飞燕团队的最新研究成果：珠心算训练可以有效改善中国儿童的执行功能，并提高发育过程中前额叶区域的神经效率。

陈飞燕等人用五年的时间在黑龙江进行了珠心算训练的长期实验。在齐齐哈尔市，他们对来自三所学校的两百多个学生进行了从一年级到五年级的长期跟踪，五年里每年都去做一个月的实验。

其中一项研究于2015年10月发表在Plos One上：珠心算组儿童在数学计算能力和视觉空间逻辑推理能力方面均显著优于对照组；在认知转换任务中反应速度快于对照组；珠心算训练对数学能力和认知转换能力之间的关系具有调节作用，主要表现在认知转换能力对珠心算组儿童的数学能力影响更大。

除了长期训练后孩子学业成绩上显著的提高，陈飞燕团队更注重珠心算训练对孩子其他方面能力的影响，这方面的变化主要表现在执行功能上，执行功能可以理解为是智力的核心成分。

一个人的执行功能相当于电脑的CPU，是人整个运行过程中非常核心的部分。长期的珠心算训练对儿童执行功能的影响，表现在记忆力、抗干扰能力、自我调节能力等方面。经过长期训练后执行功能好的孩子做事会很灵活，抗干扰能力会更强，做相同任务效率会更高，对资源的利用率更有效。

那么为什么会发生这样的变化，珠心算训练对大脑又有怎样的影响呢？陈飞燕团队最近发表在Nature子刊Scientific Reports上的研究论文显示，珠心算练习中运用视觉想象和视觉运动想象，这种加工过程可能提升视觉空间相关脑区的加工效率，促进了其信息传递、处理加工能力。

一项长达十五年的实验，至今仍未停止

目前，陈飞燕团队所在的浙江大学物理系交叉学科实验室是国内也是国际上从事珠心算研究持续时间最久，也是对珠心算研究最为系统的团队，陈飞燕花费了十几年的时间进行这项研究。

陈飞燕在2002年读硕士时开始从事珠心算的相关研究，最初抱着很大多数人一样的想法——珠心算为什么会让人的运算变得这么快，大脑是如何对数字进行加工的，陈飞燕只是将其作为短期的课题研究。

“那时的研究条件比较艰苦，珠心算只作为兴趣班在校外开展，不是必修课程。后来做出了一点成果，受到了中国珠算协会的关注，他们也希望我们能作为第三方继续深入研究这个问题，让更多人了解珠心算训练的好处。” 陈飞燕说，在这十几年中，她的导师唐孝威院士一直引导、鼓励和支持她，“他鼓励我要把珠心算的研究做到全世界最好。我和我的团队也在向这个方向努力。”

如今，她希望用科学的研究，为教育教学实践提供理论依据。“珠心算研究的结果有助于在未来的教育及干预中，设计更有针对性的措施以促进儿童数学能力的发展。”陈飞燕说，计算本身的快慢对学生意义并没有很大，重要的是发掘珠心算训练迁移效应，也就是珠心算训练对学生其他能力的影响，为教育主管部门提供实验数据、理论依据，从而制定合理方案，这是我们研究的目标，也是我们从事科学实验的初衷。

今年暑假，陈飞燕又开展了为期二十几天的短期训练实验，她专门从黑龙江珠算协会聘请了两个教练，对准二年级的三十多名小学生进行免费教学，并在实验前后对各项指标进行测试，希望能发现短期珠心算训练对数学能力、专注力、工作记忆、执行功能、数学感知等方面的影响。

而从短期训练来看，珠心算对孩子的直接影响也是显而易见的。“我的孩子口算只能算两位数，但是算盘打，能算四五位数的加减法。经过20多天的训练后，他的计算能力提高了，注意力、对学习的兴趣也提高了。”家长宁先生说。

参考文献

[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：尤泽珺、周亦颖

摄影：周亦颖

本文编辑：吕心怡