珠心算與數學、電腦整合教育的現實意義和作用

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一、珠心算教學在素質教育中啟智育人的優勢

全面實施素質教育應該涵蓋學校教育的方方面面,從辦學思想、教育觀念、課堂教學到教育環境等等。小學課程計劃在開齊必修課的同時,可廣設選修課,開設活動課。在教學方面,應強調樹立大教育觀,拓寬教學渠道,延展學習空間,賦予教學更多的靈活性和選擇性。顯然,教育是在思想、心理、知識、品格、身體等各方面素質的發展、發掘和培養,而不是單純追求知識的數量增加。同樣的知識內容,能夠用比較簡易的方法傳授,在素質培養上就能取得較好的效果。

目前,世界上許多國家、地區興起的珠心算教育,是中國傳統珠算一次質的飛躍。它是啟迪少兒智力,增強腦力,提高素質教育的重要手段。多年來,對珠心算教學實踐和研究證明,珠心算教育具有獨特的啟智功能,是更高層次的智力開發。兒童時期是形像思維占優勢的時期,“腦像圖”的形成──映像記憶,使形像思維成為可能。在珠心算教學過程中,兒童能夠很快掌握珠心算,並且出現了手撥珠算無法達到的效果,其形像思維起著重要的作用。珠心算的過程,是邏輯思維結合形像思維完成的,因而有力地促進了大腦整體功能的開發。珠心算教育獨特的啟智功能,已經廣泛地引起世界各地關心下一代啟智教育的有識之士的關注,特別是珠算界與教育界的關注。

珠心算教育的優勢,可具體分述為以下幾點:

一是有利於少年兒童大腦的發育。少年兒童時期,是神經細胞發育的生長期,也是神經纖維的增長期,在這個時期進行珠心算教育,使手、眼、耳、口和腦多種器官經常協調活動,並增加活動頻率,可促進神經細胞的發育和神經纖維的新生,即促進大腦發育。此外,還能培養少兒敏捷的思維能力。

二是有利於促進少年兒童智力早期開發。在珠心算的教學過程中,算盤是運算工具,又是能夠變幻莫測地顯示數概念的玩具,可以激發兒童的學習熱情和興趣。算盤的圖像印在腦中,數譯珠、珠譯數,靈活的計算方法可增強兒童的想像力。而且,珠心算教育的各項活動,對培養兒童的意志和毅力,養成良好的學習習慣及早期開發兒童智力也都大有益處。實踐證明,學習珠心算的兒童計算能力普遍增長,思維活躍,各科學習成績突出,他們都不同程度地具備超常智力兒童的特點。

三是有利於培養少年兒童的觀察力和注意力。打算盤是手、眼、腦的一個密切配合的過程,而表現在頭腦內部則是一系列的觀察、記憶、分析、判斷、控制等活動。因此,撥珠計算,不僅是一種計算方法,也是思維能力的訓練方式,更是觀察力、注意力的培養手段。

四是有利於培養少年兒童的記憶力和想像力。少年兒童掌握珠心算的過程,是發揮主觀能動性的積極過程,是創造一個從形像思維(算珠)向抽像思維(數概念)的自然過渡。在心算時,對數字和計算結果不但要記得快、還要記得準,這就需要高度的注意力和較強的記憶力。數目變化無窮,算珠在腦中的表像就不斷變換,從而引發想像力,促進其發展。

五是有利於培養少年兒童的學習興趣。著名物理學家揚振寧教授說:“成功的真正秘密是興趣”。興趣也是學習的動力。培養少年兒童的學習興趣,很大程度上取決於新穎的教學內容和教學方法。珠心算教學打破單一化的數學教學模式,採用靈活多樣的數學方式和方法,從而能夠激發兒童的學習興趣,增強了他們的求知欲。

六是有利於健身和改善兒童視力。兒童操練算盤時眼珠移動頻繁,促使眼珠作有規律、有節奏的運動。這樣,可使睫狀體肌肉、晶狀體小韌帶等都得到有益的鍛煉,同時加快了眼睛的血液循環,改善了機體營養,增強了調節功能,久而久之,就能使視力保持穩定或得到改善。

總之,珠心算為素質教育的全面開展開拓了新途徑,創造了新的方法。在由應試教育向素質教育轉軌的大變革中,在培養目標和方向的變革中,珠心算教育有著啟智育人的獨特優勢,必將為新世紀培養更多更優秀的人才。

二、珠心算教學溶於數學教育方面的優勢

珠心算有利於提高少年兒童的計算能力。珠心算的加減速度之快,使電子計算器望塵莫及。對訓練有素的心算選手來說,其乘除運算速度也比電子計算器快幾倍。在近年來許多珠心算表演中,小選手們對多達6位數以上的加減乘除四則運算和根為4位數以上的開方運算,均在報數完畢,立即寫出準確答案,令在場的觀眾贊不絕口。計算速度的提高可以減輕學生作業負擔。之所以算得快是算法優越的體現,而非花大量時間苦練的結果。

小學數學重點是四則運算,若從一年級起引進珠算(當然從幼兒園為更好)結合認數進行撥珠訓練和計算,10以內數的認識和加減法採用“直加”、“直減”、“滿五加“、“破五減”,20以內的加減法採用“減補進一”、“退一加補”,通過撥珠計算,初步理解加減的意義,100以內數通過在算盤上記數可使學生認識計數單位“個”、“十”、“百”,並逐步擴展到千位、萬位……上,通過撥珠,數數,能認識各計數單位及相鄰單位間的進率,掌握數位的順序。盤算可以概括數的讀、寫、撥的一般規律,通過珠算同數連加,能使學生理解乘法的來源和意義,總結出乘法“大九九”口訣;通過實物演示和珠算一個數連續減去相同數引出除法,讓學生理解掌握除法的意義;特別是利用算盤檔次分明的特點,可以概括出整數和小數的數位順序。小學教學中還有面積單位的進率,如1平方米=100平方分米,一平方分米=100平方厘米,算盤樑上三位有一記位點,用算盤來代替進率表,有利於學生理解面積單位及其進率關係及換算,會使學生算得準,掌握快,記憶牢。另外,算盤還可以組成多種多樣的圖形,如線段、長方形、正方形、四邊形、梯形等等,可以幫助兒童學習幾何知識,處理好數和形的關係。這樣,使學生在掌握數學基礎知識和基本技能的同時,開發了智力,培養了認知能力。

“三算結合”教學表明,發揮珠算的輔助作用,使概念數學、應用題的結構和數量關係分析盤式化,能幫助兒童從形像思維逐步向抽像思維過渡。算盤的直觀模型作用能培養兒童的數學概括能力,算盤的分析模型作用能幫助兒童理解應用題的結構關係和數量關係,提高解題能力。美國南加利福尼亞大學教授、美國珠算教育中心主任奧.理查德博士認為:“算盤的心理優點很多,並且是巨大的,為什麼我們要在電子計算機時代採用算盤呢?是因為算盤使孩子們對數學的概念、數位意義、計算結構等很快就能理解。算盤是課堂應用的一種最富有創造力的教具,還有意想不到的效果,即孩子們由於珠算的水平提高而有了信心,對於其他學科的學習以及生活上的反映都顯示出絕然不同的積極性。”算盤,已逐漸被西方教育家看作是講授數學原理的最理想裝置,在許多方面起著筆、紙、計算器和電腦趕不上的作用。在美國有一名叫馬賽勒斯的墨西哥移民,在到達東洛杉磯前沒有受過正規教育,當他讀到三年級時,即不會加也不會減,英語也一竅不通。但是當校長布魯斯把算盤引入課堂後,馬賽勒斯迅速掌握了加、減法,幾個月後他開始用算盤進行乘除運算,一躍成為全班的數學尖子。校長布魯斯發現,算盤能幫助數學困難的同學趕上他們的伙伴,他認為,最好的教學方法是讓學生看、聽、接觸一齊進行,而算盤具備了這一切,孩子手撥動著算盤,眼睛看著珠子移動,並聽著珠子移動發出的聲音。

總之,算盤不但是一種人們認識數量關係和培養實際運算能力的極好工具,而且也是初等數學思維的訓練工具。算盤正是體現數學思想、數學思維、智力活動、智能開發以及智力技能的訓練與提高的卓有成效的學具和教具。今後,小學數學的教學大綱完全可以重新編排,即以珠心算為主軸,把數學知識逐層次編入各個階段,使珠心算成為整個小學數學教育的截體,將珠心算溶於數學教學並發揮其獨特的優勢。

三、珠算、計算機整合使用在一定場合下發揮各自的優勢

計算機作為一種學習工具與教學輔助工具,通過多媒體輔助教學軟體編程演示珠心算的基本算理和撥珠方法,可融圖、文、聲、動畫為一體。經過動珠閃爍、變色演示講授例題,發揮學生的主動性和探索性,實現電腦的“人機對話”,能激發學生的求知欲望和濃厚的學習興趣,培養學生的創造能力、創新意識。在珠心算教學中應充分利用電腦界面形像目標、形像管理、形像教學過程,並形像評價教學效果。珠心算教學難點是“腦像圖”的形成,用多媒體進行“珠像圖”的製作及撥珠過程的演示,形像逼真,能幫助兒童有效地接受珠心算教育。特別是珠心算乘法“一口清”的教學,記憶“本個規律”和“進位規律”是教學的難點,若能編程在計算機上隨機輸入例題式教學程序,逐步演示教學步驟,會使學生在充滿興趣中記憶和學習,從而提高教學效果。

李政道博士說過:“算盤是古老的計算機”。說他古老,是因為它的年代,說它是計算機,是因為從計算過程上看,計算機的算題過程和人們利用算盤的算題過程大體一致,電子計算機與珠算基本原理一致,運算機制相同,系統相似,語言相應,算法程序相當,方法技巧可以共享。其區別僅在於驅動方式,珠算直接用手指驅動,而電子計算機是用電子技術驅動。計算機中硬件系統的五大部分,與算盤的組成原理和計算過程相對應,算盤相當於電子計算機的運算器;算盤也可以貯存一定的數據,這種貯存相當於電子計算機的內存貯器,簿本所記錄的數據相當於電子計算機的外存貯器;大腦和手相當於計算機的控制器,用手撥動算珠相當於計算機的鍵盤輸入設備;把結果寫在紙上相當於計算機的輸出設備(打印機等)。計算機軟件是指計算機系統中的程序和有關的文檔。其中,程序是計算機系統的處理對像和處理規則的描述,程序作為一種具有邏輯結構的信息,精確而完整地描述計算任務中的處理對像和處理規則。珠算法也是一種珠算程序,是人們把算題告訴算盤的一種語言。兩者在數學機械化思想和算法論上是一致的。郭啟庶教授談到,電子計算機是“黑箱”,工作起來能看到的只是輸入、輸出,而珠算是“白箱”,工作原理機制、方法技巧的作用等等,一覽無遺。特別是珠心算將珠算模型內化到腦中,在諸多方面優於計算機並又與計算機有著密不可分的聯繫,相互啟迪,可整合使用,在一定場合下發揮各自的優勢。例如目前使用的財務軟件,在製作過程中要進行設計、定義、輸入、運算、審核、修改、打印等步驟,從編輯到製表所需要工序多,時間長。有些情況下,若從微機上輸出表格,用算盤進行加減計算,兩者配合使用,更有利於提高計算效率。

1999年,《參考消息》報導了兩則珠算訊息。一是1999年3月27日轉載的《朝日新聞》的一則圖文並茂的報導:“東京證券交易所盡管安裝了最先進的電子系統,但是關健時刻,中年工作人員還是抄起算盤算賬。”二是1999年4月30日刊載的特稿《算盤:中國對付千年蟲的秘密武器》(路透社北京4月27日電):“在中國現代銀行耀眼的玻璃外牆和明亮的大理石櫃台後面,隱藏著該國對付千年蟲的秘密武器。這種久經考驗的台式計算器由木頭製成,攜帶方便,不需要電力,可以完成銀行業務中的精密計算”。從以上報導可以看出,盡管有了計算機,在一些實用場合,珠算仍有它的使用價值。

目前,計算機在教學中應用主要有兩項,一是遠程教育,二是單機循環下的各種輔助教學軟件。遠程教育是一種利用計算機和通訊線路通過計算機網絡開展教育的手段。在傳統的教學中教師只能在固定的地方教授有限的幾十名學生,而通過網絡,教師可以同時向各地的學生授課。因此,建議中國珠算協會及世界有條件的國家和地區建立自己的網絡,選擇優秀珠心算教師,通過遠程教育網讓更多的人了解和學習珠心算。

世界珠算心算聯合會成立大會論文之二十六