【引言】珠算是中华民族千年智慧瑰宝，作为我国经典古代发明，已入选联合国教科文组织人类非物质文化遗产名录。长久以来，依靠独特的拨珠运算逻辑，算盘在古代生产生活与计算场景中发挥了至关重要的作用。但随着电子计算设备广泛普及，实体算盘逐渐退出实用计算领域，而珠算文化并未消亡，反而完成了一次巧妙的进化：外在拨珠动作逐步内化为大脑心理表象，形成脑海中的虚拟算盘，传统珠算由此演变为高级认知技能——珠心算。现有认知心理学与神经科学研究证实，珠心算绝非单纯的速算方法，而是研究人脑学习规律与神经可塑性的理想天然模型。本专题基于浙江大学陈飞燕教授团队二十余年的研究工作，系统梳理珠心算学习对儿童的数学能力、认知水平、脑部形态、脑网络连接及高阶认知控制能力的影响，全面阐释珠心算重塑儿童认知发育与大脑神经可塑性的内在机理。——浙江大学物理学院教授 陈飞燕

一、导语

珠心算学习者算术能力更强，这并不意外，但珠心算对算术能力的提升效果及其内在认知作用机制，一直缺乏系统的实证解释。

究竟是什么认知能力推动珠心算学习者形成算术优势？对于学龄儿童来说，不同学习阶段，驱动孩子算术能力提升的核心因素是否存在差异？针对以上问题，近期陈飞燕教授团队在心理与教育领域的国际权威期刊《LearningIndividual Differences》（影响因子IF=9）上发表研究论文《Enhancing childrens arithmetic skills through abacus learning: contributions of numerical processing skillsdomain-general cognitive abilities》（《学习与个体差异》“珠心算学习提升儿童算术能力：数字加工能力与通用领域认知能力的双重贡献”）。该研究以近500名小学生为样本，系统拆解珠心算作用于儿童算术能力的认知路径，为珠心算学习在基础教育中的科学应用提供实证依据。

二、研究设计

本研究共纳入256名学习珠心算儿童（一至五年级，学习时长3–39个月）和232名无珠心算学习经历的儿童。从算术能力、数量加工能力、一般性认知能力三个维度，对所有学生进行标准化测评。

三、研究结果：珠心算学习者的三大能力优势

（一）算术能力：短期学习即能快速显现，学业成绩稳步提升

学习珠心算儿童的算术任务表现显著优于未学习组，这一优势最早在一年级就已经出现——当时孩子们仅仅接受了3个月的珠心算学习。结合期末数学学业成绩分析，一年级两组学生成绩差异不显著，但二至五年级珠心算组学生综合数学成绩持续高于未学习组。

这表明：珠心算对基础算术能力的提升具备即时性，而对综合性数学学业成绩的影响，需要一定时间的学习积累方能显现。

图一.算术能力两组间差异

（二）数量加工能力：贯穿小学全阶段的核心优势

研究考察了两组孩子在数字连接、数字大小比较、数字序列、图形计数任务上的表现。结果显示：从一年级至五年级，珠心算学习者在数量加工能力上始终保持明显优势。

这表明，珠心算训练能够优化儿童数字信息处理模式，强化学生对数字大小、数量逻辑的感知能力，夯实基础数字认知能力。

图二.数量加工能力两组间差异

（三）一般性认知能力：长周期学习累积注意力和短时记忆优势

更有趣的是，在一般性认知能力上，小学阶段后期，学习珠心算组儿童在注意力、短时记忆等基础认知能力表现出显著优势。在一至三年级阶段，两组学生无明显认知能力差距；四、五年级时，学习珠心算儿童的注意力与短时记忆能力显著超越未学习组。

这说明：珠心算对一般性认知能力的迁移效应需要长期系统性学习才能体现。

图三.一般性认知能力能力两组间差异

四、内在机制：两条“认知路径”

本研究明确了珠心算学习提升算术能力的内在认知机制，即不同学习时长下的认知中介路径存在显著区别，揭示了分阶段的认知发展规律。

（一）路径一：数量加工能力

从二年级开始，数量加工能力成为珠心算学习提升算术水平的核心中介因素，且该作用贯穿小学后续阶段。持续的拨珠、数算训练不断优化学生数字处理速度与敏感度，强化数量逻辑关系，从根源上改善孩子的计算速度，减少计算失误，为算术能力筑牢基础。

图四.数量加工能力对算术能力的中介效应

（二）路径二：注意力与短时记忆

四年级起，注意力成为影响儿童算术成绩的关键独立因素；到五年级，注意力与短时记忆两条路径共同发挥作用，助力学生算术能力提升。基于视觉空间想象的心理表象操作训练，珠心算学习持续优化专注力、短时记忆存储与操作能力。经长期积累后，通过这些一般性认知能力反哺数学运算，最终有效提升儿童的算术水平。

通俗而言，珠心算如同脑力训练：低年级侧重打磨数量处理的基础能力，高年级同步激活注意力、记忆力等一般性认知能力，实现综合脑力进阶。

除此之外，研究证实排除上述认知路径的影响后，珠心算对算术能力仍存在直接正向影响。这意味着还有其他尚未被测量的因素在起作用，比如学习动机、学习自信心、家庭教育环境等非认知因素，同样对学生数学学习产生积极作用，也为后续研究留下探索空间。

图五.一般性认知能力对算术能力的中介效应

五、教育启示：理性看待珠心算的教育价值

本实证研究可为教育工作者、家长们提供客观科学的教育参考，理性认识珠心算的教育育人价值。

珠心算对算术能力的提升具备科学依据，短期训练即可优化基础计算能力；而专注力、记忆力等核心认知能力的提升周期较长，其优势显现需较长时间的持续训练。

珠心算是数学学习的优质辅助工具，但并非提升数学成绩的万能捷径。数学学习涵盖逻辑推理、几何直观、综合问题解决等多元能力，这些并非可以单纯依靠珠心算学习完成培养。建议将珠心算学习作为数学学习的补充训练方式，科学规划学习节奏。

六、研究局限与未来展望

本次研究采用横断设计，研究结论主要验证变量间的关联性，而非严格因果关系。后续团队将采用长期追踪研究方式，进一步完善实验数据，细化珠心算对不同年龄段儿童认知发展的影响机制。

这项研究为珠心算的有效性提供了新的科学证据：它不仅能直接提升算术能力，还能通过增强数量加工、注意力和短时记忆等认知能力，间接促进数学学习。而且，不同学习阶段背后的机制有所不同——低年级以数量加工为主，高年级则加入了注意力和记忆力的贡献。

在基础教育多元化发展的当下，不妨将珠心算作为优质的综合性学习方式。遵循儿童的认知成长规律，循序渐进培养孩子的数字感知能力与基础认知能力，稳步提升孩子的数学综合素养。

浙江大学物理学院刘凡（在读博士生）、葛雪莲（已毕业硕士）为论文的共同第一作者，浙江大学心理与行为科学系王腾飞教授、物理学院陈飞燕教授为论文通讯作者，合作者包括美国德克萨斯大学奥斯汀分校助理教授彭鹏，浙江大学物理学院博士后徐天勇。该研究得到了中国珠算心算协会、齐齐哈尔珠算协会以及齐齐哈尔市当地学校师生和家长的大力支持。