珠心算練習對兒童認知發(fā)展及腦可塑性的影響詳解演示文稿

珠心算練習對兒童認知發(fā)展及腦可塑性的影響詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有46頁\編輯于星期六（優(yōu)選）珠心算練習對兒童認知發(fā)展及腦可塑性的影響現(xiàn)在是2頁\一共有46頁\編輯于星期六提綱珠算、心算和珠心算珠心算相關研究珠心算練習對兒童認知能力的影響珠心算練習對兒童腦結構的影響現(xiàn)在是3頁\一共有46頁\編輯于星期六一、珠算、心算和珠心算1.1籌算算籌/telecenter/CnHisScience/suanchou.htm十進制│─│─

（1111）祖沖之（公元429～500年），借助算籌作為計算工具，成功地將圓周率π值計算到小數(shù)點后的第7位，即在3.1415926至3.1415927之間，成為當時世界上最精確的π值，比西方國家數(shù)學家的相同成就要早1100多年?，F(xiàn)在是4頁\一共有46頁\編輯于星期六1.2珠算算盤/telecenter/CnHisScience/suanchou.htm現(xiàn)在是5頁\一共有46頁\編輯于星期六1.3普通心算和珠心算普通心算主要基于語言策略

數(shù)字使用語言表征珠心算視覺、空間策略

數(shù)字使用珠像表征385三百八十五385現(xiàn)在是6頁\一共有46頁\編輯于星期六提綱珠算、心算和珠心算珠心算相關研究珠心算練習對兒童認知能力的影響珠心算練習對兒童腦結構的影響現(xiàn)在是7頁\一共有46頁\編輯于星期六二、珠心算相關研究行為表現(xiàn)數(shù)字記憶加工方式訓練效應現(xiàn)在是8頁\一共有46頁\編輯于星期六2.1珠心算者在計算任務的行為表現(xiàn)哈塔諾等人(Hatanoetal.,1977,Cognition,)考察了珠算專家的計算技能10個珠算專家，完成3-5個十位數(shù)字相加結果：珠算專家可以不借助實際的算盤完成這項任務；珠算技能中等的人在完成任務的過程中手指要運動，好像在操作一個實際的算盤一樣；在完成任務的同時能夠回答數(shù)學無關的問題，但是很難回答數(shù)學相關的問題他們的實驗表明：珠算專家頭腦中有一個虛擬算盤；他們對想象的算盤進行操作；珠心算技能與數(shù)學認知系統(tǒng)相關現(xiàn)在是9頁\一共有46頁\編輯于星期六2.2a數(shù)字工作記憶的行為學研究哈塔諾和奧薩瓦（Hatano&Osawa,1983,Cognition）在1983年對珠算專家的數(shù)字記憶廣度進行了研究發(fā)現(xiàn)珠算專家在數(shù)字記憶廣度方面顯著優(yōu)于普通人，但是在其他方面和普通人一樣。而且珠算專家在完成數(shù)字記憶任務時容易受到視空間任務的干擾，而語言任務對他們影響比較小。珠算專家的數(shù)字記憶廣度依賴于珠像表征，具有特異性。語言任務的影響視空間任務的影響珠算等級:1)新手2)中等偏下3)中等4)中等偏上5)專家頭腦中用來做計算的算盤轉化成數(shù)字記憶的工具現(xiàn)在是10頁\一共有46頁\編輯于星期六塔納卡（Tanakaetal.,2002,NeuroReport）用事件相關的功能磁共振成像實驗對珠算專家的工作記憶進行研究發(fā)現(xiàn)：普通人

依賴語言工作記憶

神經結構為布洛卡區(qū)珠算專家

依賴視空間工作記憶神經結構涉及雙側額上回

和頂上小葉.2.2b數(shù)字工作記憶的神經基礎現(xiàn)在是11頁\一共有46頁\編輯于星期六2.3珠心算加工的神經機制哈塔和艾克達（HattaandIkeda，1988，Neuropsychologia）1973年用行為學實驗的方式發(fā)現(xiàn)：珠心算專家主要使用右腦進行計算普通人主要使用左腦進行計算哈納卡瓦（Hanakawaetal.,2003，Neuroimage）2003年利用功能核磁共振成像實驗發(fā)現(xiàn)：珠心算主要依賴二維視空間信息處理相關的神經資源，如前運動區(qū)和頂葉后部現(xiàn)在是12頁\一共有46頁\編輯于星期六臺灣學者陳等2006年用功能核磁共振實驗得到了與哈納卡瓦類似的結果Chenetal.,2006,NuclearInstrumentsandMethodsinPhysicsResearch.fMRIstudy臺灣學者吳等2009年用正電子發(fā)射斷層掃描也得到了和上述兩個實驗相吻合的結果Wuetal.,2009EurJNuclMedMolImaging,PETstudy現(xiàn)在是13頁\一共有46頁\編輯于星期六2.4珠心算的訓練效應提高計算能力--更快、更準、操作位數(shù)更多[斯蒂格勒(Stigler)1984，哈塔諾(Hatano),1977]提高數(shù)字工作記憶容量[哈塔諾和奧薩瓦(Hatano&Osawa)1983,哈塔諾等(Hatanoetal.)1987,塔納卡等(Tanakaetal.)2002]提高兒童的推理能力[艾爾文等(Irwingetal.)2008]現(xiàn)在是14頁\一共有46頁\編輯于星期六艾爾文等人2008年所做的工作研究了珠心算訓練對兒童推理能力的影響[Irwingetal.(2008)PersonalityandIndividualDifferences]蘇丹被試量很大：3185，年齡在7到11歲，訓練34周，每周訓練2小時完成時間得分現(xiàn)在是15頁\一共有46頁\編輯于星期六現(xiàn)在是16頁\一共有46頁\編輯于星期六現(xiàn)在是17頁\一共有46頁\編輯于星期六對珠心算研究的一些結論珠心算練習者的算術計算能力比一般人強珠心算練習者的數(shù)字記憶廣度比普通人高珠心算使用視空間策略和相應的神經結構來完成心算任務珠心算練習可能會影響到兒童的智力發(fā)展現(xiàn)在是18頁\一共有46頁\編輯于星期六局限和存在的問題被試大多都是成人都是視覺刺激珠心算者采用視空間策略幾乎不關注珠心算對練習者的數(shù)字認知是否產生影響較少關注珠心算技能是否發(fā)生了遷移沒有關注珠心算練習對腦可塑性的影響珠心算兒童是否有類似成人的心算網絡？聽覺和視覺刺激模式下的心算網絡是否有差異？珠心算練習是否對數(shù)字的自動化加工產生影響？是否對練習者的數(shù)量表征產生影響？珠心算練習是否對兒童的工作記憶產生影響？是否對兒童的心理表象操作產生影響？珠心算練習是否影響到腦的結構？現(xiàn)在是19頁\一共有46頁\編輯于星期六提綱珠算、心算和珠心算珠心算相關研究珠心算練習對兒童認知能力的影響珠心算練習對兒童腦結構的影響現(xiàn)在是20頁\一共有46頁\編輯于星期六1.珠心算兒童是否有類似成人的心算網絡？8個珠心算兒童(女生4個,年齡11.75±1.39歲)8個對照兒童(女生4個,年齡12.29±0.38歲)珠心算組被試的練習時間為4–6年(平均年齡5.5年)，每天練習0.5–1h被試現(xiàn)在是21頁\一共有46頁\編輯于星期六加法任務下fMRI的激活模式在復雜心算時珠心算專家組和對照組參與的腦區(qū)，專家組頂上小葉后部與視覺空間表征相關的區(qū)域有顯著激活，而語言區(qū)域則沒有參與，對照組則相反。珠心算組被試在簡單任務中的腦激活珠心算被試在復雜任務中的腦激活對照組被試在簡單任務中的腦激活對照組被試在復雜任務中的腦激活現(xiàn)在是22頁\一共有46頁\編輯于星期六兒童也有類似成人的珠心算網絡從兒童在簡單和復雜兩種任務下的腦激活模式來看，雙側顳葉后部可能和靜態(tài)珠像的識別更相關；而雙側頂葉后部和前運動區(qū)可能和珠像更新操作更相關現(xiàn)在是23頁\一共有46頁\編輯于星期六2.聽覺和視覺刺激模式下的心算網絡是否有差異？聽覺視覺現(xiàn)在是24頁\一共有46頁\編輯于星期六3.珠心算練習是否對數(shù)字的自動化加工產生影響？數(shù)字自動化加工被試：本研究包括30名年齡在9-11歲珠心算兒童（男17人，女13人，平均年齡=10.20±0.535歲）和30名同樣年齡段的普通兒童(15男，15女，平均年齡

=10.08±0.543歲)研究范式：數(shù)字沖突實驗（stroop）中性條件順應條件沖突條件數(shù)字任務形狀任務產生效應易化干擾現(xiàn)在是25頁\一共有46頁\編輯于星期六在形狀比較時，珠心算組的干擾效應要顯著大于對照組（反應時：t(54)=-2.578,p=.013,準確率：t(54)=-2.841,p=.007）。反應時：準確率：干擾率=（沖突-中性）/中性；易化率=（中性-順應）/中性數(shù)字比較反應時形狀比較反應時數(shù)字比較正確率形狀比較正確率易化干擾易化干擾易化干擾易化干擾易化\干擾率易化\干擾率易化\干擾率易化\干擾率對照組珠心算組現(xiàn)在是26頁\一共有46頁\編輯于星期六4.珠心算練習者是否對練習者的數(shù)量表征產生影響？兩組都顯著p<0.025，組間差異不顯著對照組：

t(26)=-1.121,p>.10珠心算組：t(28)=-3.550,p<.005斯納克（SNARC）效應：數(shù)字圓點珠算組對照組（右手反應時-左手反應時）=常數(shù)項

+K*(數(shù)量大小)數(shù)字大小與5比較圓點多少與5比較數(shù)字數(shù)字現(xiàn)在是27頁\一共有46頁\編輯于星期六距離效應距離效應有組間差異t(54)=3.462,p=.001反應時=常數(shù)項+K*log(距離)數(shù)字圓點距離效應沒有顯著組間差異珠算組珠算組對照組對照組距離距離現(xiàn)在是28頁\一共有46頁\編輯于星期六結論：珠心算練習對練習者的符號數(shù)量表征影響大，而對非符號的數(shù)量表征影響較小?，F(xiàn)在是29頁\一共有46頁\編輯于星期六5.珠心算練習是否對兒童的工作記憶產生影響？數(shù)字（t=5.43,P=

0.00）字母(t=4.65,P=0.00)數(shù)字記憶廣度與字母記憶廣度是顯著相關的(r=0.53,P=0.00)Huetal.,2010HBM,accepted兒童的珠心算訓練也許會將對數(shù)字的記憶特長遷移到其它對象，比如字母。1.短時記憶廣度：字母廣度數(shù)字數(shù)字和字母記憶廣度珠心算組對照組數(shù)字與字母記憶廣度的關系數(shù)字字母數(shù)字廣度記憶廣度數(shù)字廣度現(xiàn)在是30頁\一共有46頁\編輯于星期六Nback實驗方式數(shù)字的0-back2-back空間位置的0-back2-back發(fā)現(xiàn)珠心算兒童和普通兒童在數(shù)字和空間位置的0-back、2-back任務中的準確率和反應時均無顯著差異。2.工作記憶現(xiàn)在是31頁\一共有46頁\編輯于星期六

6.珠心算練習是否對兒童的心理表象操作產生影響？現(xiàn)在是32頁\一共有46頁\編輯于星期六心理旋轉fMRI結果現(xiàn)在是33頁\一共有46頁\編輯于星期六提綱珠算、心算和珠心算珠心算相關研究珠心算練習對兒童認知能力的影響珠心算練習對兒童腦結構的影響現(xiàn)在是34頁\一共有46頁\編輯于星期六訓練與腦的可塑性已有大量研究表明特殊技能的訓練能夠改變腦的物質結構比如音樂訓練[Bengtsson,etal.2005;GaserandSchlaug2003;Imfeld,etal.2009;SchmithorstandWilke2002],高爾夫運動[Jancke,etal.2009]等等?，F(xiàn)在是35頁\一共有46頁\編輯于星期六問題珠心算訓練是否會影響到腦結構呢？如果是，那么這種訓練引起的腦結構變化發(fā)生在呢些地方？現(xiàn)在是36頁\一共有46頁\編輯于星期六珠心算練習對兒童腦結構的影響假設：珠心算訓練會對運動及視空間信息加工相關的神經通路（fibertracts）產生影響現(xiàn)在是37頁\一共有46頁\編輯于星期六被試組別性別年齡男女范圍均值標準差珠心算組15109.61-11.5810.480.58對照組13128.89-11.5110.230.52珠心算組持續(xù)練習時間超過3年，期間每周練習3-4小時現(xiàn)在是