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。
中国珠算心算协会调研报告
