葛雪莲 韩 潇 陈飞燕

    (浙江大学 物理学系交叉学科实验室，杭州 310027)

    1 引言

    数学是关于数字及其运算、相互关系、组合、概括和抽象的学科，也是关于空间形态及其结构、测量、变换和概括的学科，与数学相关的思维活动从广义上来说都可以看作是数学认知加工。自上世纪90年代以来，随着脑功能成像等无创脑成像技术的兴起和发展，人们对支撑数学学习和表现的认知系统的理解迅速增长，对数学认知加工的神经机制进行了更加深入和系统的研究，提出了数学认知的认知结构、加工过程、脑活动机制等相关理论模型(Gilmore,G?bel,&Inglis,2018;董奇,张树东,张红川,2004;路浩,周新林,2012)。最近，Menon和Chang全面概括了数学学习的神经机制，他们认为顶叶后部以及腹侧枕颞联合皮层是数学认知的核心脑区；基于内侧颞叶和前额叶皮层的记忆和认知控制系统是支撑数学技能发展的核心脑区；他们还强调神经发育在数学学习和认知发展中的动态作用(Menon&Chang,2021)。数学存在于人类社会活动的方方面面，大量研究也强调了数学能力的重要性，早期儿童的数学能力能够预测个体的学业成就，甚至是职业发展、风险判断与决策水平以及经济收入(Desjardins et al.,2013;Hyde&Ansari,2018;Parsons&Bynner,2005)。因此，探索提升数学认知能力的有效途径有着重要的科学意义和社会价值。

    珠心算(abacus-based mental calculation)训练则被认为是改善数学能力的有效途径(Chen,et al.,2006;Frank&Barner,2012;Hatano,Miyake,&Binks,1977;Hatano&Osawa,1983;Stigler,1984;Wang,Geng,Hu,Du,& Chen,2013;Wang et al.,2015)。珠算(abacus calculation)是以算盘为工具的计算方式，是中国的传统文化之一。算盘起源于两千多年前的中国古代，算盘上的不同档位代表位数(以某一档为个位，从右到左依次代表十位、百位、千位等，从左到右依次代表十分位、百分位、千分位等)，每个档位上的算珠则对应0到9不同的数值，通过操作算盘上的算珠可以进行加、减、乘、除、乘方、开方等运算。珠心算是传统的珠算和心算相结合的产物，是一种特殊的心算方式。珠心算练习者利用珠算的运算规则，脱离实际的算盘，借助脑中想象的虚拟算珠(珠像)进行计算(Stigler,1984)，简单地讲就是在脑中打算盘 ......