什么是算盘？

算盘是一种用于快速进行算术运算的机械装置，也称为计数架。它的名字来源于拉丁语“abax”或“bacon”。最初，它是在数千年前发明的，用于进行算术计算，如今被广泛用于大脑开发项目。它包含一个矩形框架，其中垂直排列着带有可上下移动珠子的杆。算盘的主要目的是提高儿童的脑力。

算盘本身不进行计算；相反，它通过记住已计数的内容来帮助用户进行计算。下面列出了一些关于算盘的重要要点：

它只是一种古老的计算方法装置。

通过想象算盘珠子的移动，孩子们可以快速地在脑海中解决计算问题。

许多研究已经证明，算盘学习者可以使用他们大脑的左右两个半球。

它不仅对算术计算有帮助，而且在所有学科中都非常强大。

此外，它还有助于提高儿童的注意力水平。

为什么使用算盘？

在古代，当没有计算机、计算器或纸笔进行计算时，算盘是进行算术计算的唯一可靠工具。除了算盘，人们还用脚趾、手指或泥土中的石头进行计算。这些方法不适合进行长计算，因此当时使用了算盘。

算盘的历史

算盘一词源于拉丁语“abakon”或“abax”，意为“计数板”或“计算表”。算盘是最早用于进行算术计算的工具之一，据信是在公元前300至500年之间出现的。最初，像石头、鹅卵石和沙盘这样的原始计数装置随着文明对更快、更有效率的计算方法的需求而演变成更系统的形式。

随着贸易和通信的扩展，算盘的概念传遍了各个国家，适应了不同的文化和数学需求。一个显著的发展是中国算盘（suanpan），它是一种传统的算盘，采用2/5的档位结构——每根杆在上面的档位有两个珠子，下面的档位有五个珠子。尽管在其时代具有革命性，但发现suanpan的结构在进行快速计算时略显笨拙。

为了解决这些挑战，日本数学家关孝和在17世纪对suanpan进行了改进，创造了算盘（Soroban）。他通过从上面的档位和下面的档位各移除一个珠子来简化设计，从而形成1/4的档位结构——每根杆上面有一个珠子，下面有四个珠子。这种简化的设计使得计算更快、更直观，并与十进制系统保持一致，便于学习和广泛应用。

算盘至今仍被广泛使用，尤其是在教育领域。随着全球化带来的激烈全球竞争，强调心智敏捷和快速数学技能，算盘在现代得到了复兴。随着各国在全球共同平台上融合和竞争，算盘等工具影响了世界各地的教育改革。此外，算盘培训已被证明能显著提高儿童的整体数学理解能力、解决问题的能力和心算速度，为认知和学术成功奠定了坚实的基础。

算盘还在使用吗？

是的，算盘在世界一些地区仍然用于计数和支持现代计数设备。

算盘的优点

它提供了几个好处；例如，如下所述：

• 它在建筑、工程、科学等各个领域提供帮助。
• 它使数学计算更容易，从而在基于计算的学科中提供信心。
• 它不仅有利于改善数学能力，还有助于提高整体学术技能水平。
• 它使用户能够轻松解决日常挑战，并增强解决问题的能力。
• 许多著名的医学家研究表明，大脑的左半球被称为数字大脑，它提供分析知识并控制计算、阅读、写作、逻辑思维等。而右半球被称为模拟大脑，负责创造力、艺术感和三维感知。科学认为，如果用户经常使用算盘，它可以增强大脑的右侧，这有助于发展人类的整个大脑。
• 它使儿童能够提高创造力、专注力、创新力、准确性、想象力、速度、听力等技能。
• 它有助于患有阅读、书写和拼写困难（dyslexic）的儿童。它提高了他们的数值技能水平，因为患有阅读困难的儿童可以通过触摸来理解。

算盘的缺点

1. 需要初始学习时间

学习使用算盘需要时间和练习，这对于年幼的儿童或初学者来说可能是一个挑战。

2. 可能不适用于高等数学概念

虽然算盘在基本算术方面很棒，但对于微积分或高等代数等需要更复杂工具和方法的先进数学概念，它可能变得不切实际。

3. 在现代世界的应用有限

随着计算器、计算机和软件工具在数学计算中的广泛使用，算盘通常被视为过时，其在现实世界的应用（教育领域除外）受到限制。

4. 教学缺乏标准化

不同地区和文化可能教授不同版本的算盘方法，导致全球标准化存在不一致和挑战，尤其是在竞争环境中。

5. 需要持续练习才能保持技能

如果算盘技能不经常练习，可能会消失，这对于那些掌握后可能不再日常使用它的人来说不太实用。

6. 可能导致依赖

学生可能会依赖实体算盘来执行简单的计算，而不是学会不使用工具就能在脑海中可视化数字和运算。

7. 并非人人都能轻松获得

在一些地区，可能没有算盘学习中心或辅导员，使得有兴趣的学生难以获得必要的培训资源。

8. 可能耗时

与使用现代数字工具相比，基于算盘的培训需要更长的时间来掌握，需要耐心和长期的承诺才能获得全部的好处。

9. 对所有学习风格都无效

虽然算盘学习对视觉和触觉学习者非常有益，但它可能不吸引所有学生，特别是那些更喜欢更抽象或理论性数学学习方法的人。

10. 仅限于算术运算

算盘主要设计用于算术运算（加法、减法、乘法和除法），不适用于更复杂的数学函数，如积分、微分或矩阵运算。

算盘的功能

• 刺激感官和运动神经

用手指移动珠子会激活指尖的许多神经末梢，将丰富的感官输入发送到大脑，并加强神经通路。

→ 随着时间的推移，这种持续的刺激可以提高大脑处理感官信息的效率。

• 调动大脑两个半球
• 左手运动刺激右半球（负责创造力、可视化和空间意识）。
• 右手运动刺激左半球（负责逻辑、分析、语言和计算）。
• → 这种双重参与有助于提高整体的心理协调能力，从而提高多任务处理能力。
• 促进全脑开发

定期练习可以增强左右半球之间的交流，提高整体认知平衡和灵活性。

→ 平衡的大脑活动与提高的学习速度和更高的情商有关。

• 增强精细运动技能和手眼协调能力

精确的珠子移动可提高灵活性、手指力量以及视觉和触觉输入之间的同步性。

→ 这种改进的协调能力通常会转化为更好的书写和其他精细的运动任务。

• 提高注意力和记忆力

算盘学习者会培养强大的专注力和工作记忆，因为他们必须可视化珠子的位置并在脑海中进行计算。

→ 这种高度集中的注意力可以对跨多个学科的学业成绩产生积极影响。

• 鼓励更快的心理处理速度

随着时间的推移，学生从实际使用算盘过渡到心算（“心算算盘”），极大地提高了计算速度和准确性。

→ 心算算盘的使用者在限时解题活动和竞赛考试中的表现通常优于同龄人。

• 提高解决问题和决策能力

通过早期练习复杂的计算，学习者可以培养更快的推理能力和在时间限制下更好的决策能力。

→ 这种增强的认知灵活性可以帮助他们在需要快速、准确判断的现实场景中受益。

• 增强神经可塑性

早期使用算盘进行触觉和心算训练有助于增强大脑的适应性，支持终身学习能力。

→ 较高的神经可塑性与延缓认知衰退和更好地适应新学习环境有关。

• 支持情绪调节

专注的算盘练习可以产生镇定作用，教导孩子们在解决问题的过程中保持耐心、毅力和情绪控制。

→ 这种自我调节还可以培养韧性和对挑战和失败的积极态度。

• 有神经科学研究支持

研究表明，算盘训练可以同时激活多个大脑区域，特别是前额叶皮层、顶叶和枕叶。

→ 这些大脑区域对于计划、视觉处理和复杂思维也至关重要，这些是更高学术和职业成功的基础。

如何使用算盘？

在了解如何使用算盘之前，请注意有几种类型的算盘可供选择。例如，中国算盘或经典算盘有两颗在上面，五颗在下面。现代算盘、算盘（soroban）或日本算盘有一颗在上面，四颗在下面。我们以现代算盘为例。

框架下方称为“地珠”的珠子，在第一列代表一个值。框架中的中间横杆称为算盘梁。当珠子移向算盘梁时，它们被计算在内；如果任何珠子不接触算盘梁，则该列的值为零。不同算盘上的异色珠子和分隔点可能不同，但它们的功能始终是将数字分成三组。如果您不想从最右边开始计数，这些标记（分隔点和异色珠子）可以用来标记您的起始位置。珠子的值从右侧的个位开始，范围在1到9之间。珠子的值从右向左递增，分别代表十位、百位、千位等。

要使用算盘，请将其放在平面上并将其归零，确保没有珠子接触中间的梁（算盘梁）。如果您有重置按钮，也可以使用重置按钮来重置珠子。用拇指将一颗地珠移到算盘梁上。当一颗珠子接触到算盘梁时，算盘就等于1。然后，再移动三颗珠子，使算盘的值等于四（3 + 1 = 4），因为现代算盘只有四颗地珠。如果您想计数到5，需要用食指将上面的一颗天珠向下移动到算盘梁。如果您想要总和为7，则需要用食指同时将所有地珠向下移，并将两颗地珠向上移到算盘梁（5 + 2 = 7）。

如果您想计算更高的数字，需要向左移动，具体取决于您想要计算的数字有多大。例如，如下图所示，算盘的值为283，其中包括9颗移到算盘梁上的珠子。如上图所示，第三列（百位列）有两颗珠子，代表200；第二列（十位列）有一颗天珠，代表50，三颗地珠代表30。最后，将所有（个位、十位、百位）列相加（200 + 80 + 3）得到总和283。

如何使用算盘进行加法？

算盘是手动进行算术计算的强大工具。与数字计算器不同，它需要用户动手操作珠子，通过触觉和视觉学习来加强心算技能。以下是如何在算盘（Soroban）（现代日式算盘，每列有1颗上珠和4颗下珠）上添加数字的详细分步指南：

步骤1：设置算盘

说明：在进行任何计算之前，必须正确初始化算盘。这意味着将所有珠子移离算盘梁（分隔上珠和下珠的水平梁）。每列代表一个位值，最右边的列是个位，向左的下一列是十位，以此类推。确保算盘从零开始，可以避免计算错误。

详细说明

1. 将算盘放在平坦、稳定的表面上，以防止珠子意外移动。
2. 将所有上珠向上滑动（远离算盘梁），将所有下珠向下滑动（远离算盘梁）。
3. 根据要相加的数字确定要使用的列。例如，要相加250 + 175，您至少需要三列（百位、十位和个位）。

步骤2：输入第一个数字

说明：加法中的第一个数字从左到右输入，从最高位值开始。这种系统的方法确保了准确性，并反映了我们自然处理数字的方式。

详细说明（示例：添加123）

1. 百位：将1颗下珠向上推到算盘梁。这代表100。
2. 十位：向上推2颗下珠。每颗珠子价值10，所以这增加了20。
3. 个位：向上推3颗下珠，增加3。
• 算盘现在显示123。

为什么有效：通过将数字分解为其位值，算盘将复杂的计算简化为可管理的步骤。这种方法还可以训练大脑进行空间数字可视化。

步骤3：添加第二个数字

说明：第二个数字逐位相加，从最高位值开始。如果一列超过其最大值（个位为9，十位为90等），则执行进位，即重置当前列并将1加到下一左列。

详细说明（示例：将456加到123）

1. 百位:
• 向上推4颗下珠。现在，该列显示5颗珠子（1颗现有 + 4颗新），代表500。
2. 十位:
• 您需要添加5（来自456的十位数）。由于该列已有2颗珠子（价值20），添加5将总计70。
• 进位：向下推上珠（价值50），并重置下珠（减去20）。然后，向百位列添加1（现在为600）。
3. 个位:
• 添加6（来自456的个位数）。该列已有的3颗珠子，所以3 + 6 = 9。
• 向下推1颗上珠（5）和4颗下珠（4）以达到9。

为什么有效：进位机制模仿传统算术，强化了位值的概念。算盘使这个过程变得有形，减少了对死记硬背的依赖。

步骤4：读取结果

说明：完成加法后，通过对所有列的值求和来读取最终数字。每颗珠子的位置根据其位值进行解释。

详细说明（示例结果：579）

1. 百位列：5颗下珠 = 500。
2. 十位列：1颗上珠（50）+ 2颗下珠（20）= 70。
3. 个位列：1颗上珠（5）+ 4颗下珠（4）= 9。
• 总计：500 + 70 + 9 = 579。

为什么有效：算盘为答案提供了视觉和触觉的表示，帮助用户内化珠子位置与数值之间的关系。

算盘加法的关键规则

1. 从左到右操作：始终从最高位值开始，以简化进位。
2. 珠子值:
• 下珠：在各自的列中代表1。
• 上珠：在各自的列中代表5。
3. 进位：如果一列超过9，则重置该列，并将1加到下一左列。

示例表格以供参考

算盘的类型

下面将根据历史描述算盘的类型：

1. 沙盘：一种铺有细沙或尘土的板，通常用于计算。沙子被分成线，每条线代表不同的数值位置。数字和数量是通过一些用线条绘制的标记来计算的。据信，美索不达米亚文明可能使用过这种早期的计算器。
2. 线条算盘：随着时间的推移，它发展成了一种有刻度的木板，上面有放置在直线上的鹅卵石。它在希腊、埃及、罗马、印度和其他古老文明中被广泛使用。保存在雅典博物馆的萨拉米斯算盘是线条算盘的一个著名例子。它有一个刻有线条的白色大理石板。
3. 凹槽算盘：除了线条算盘，罗马人还使用了一种高度先进的布局。上面的每个凹槽包含一个计数器，下面的凹槽包含四个计数器。此外，右侧还包含一些其他计数器，以便于进行分数计算。
   
4. 古代中国算盘：在结构和计算方法上，它与古老的凹槽算盘非常相似。下图描述了早期中国算盘，该算盘假定来源于一本书。这本书的名字是《数学论述》，约在1700年前由徐岳撰写，300年后由陈峦作注。
   
5. 算盘（日本算盘）：在日本，中国算盘及其功能在15世纪初被引入。很久以后，在日本引入了一种与中国算盘方法不同的算盘操作方法。它是在著名数学家不断努力研究之后开发的。中国算盘的尺寸很大，经过改进，尺寸更小，更便于携带。

后来，在19世纪末引入了算盘，每根杆上都有一个五单位计数器和四个一单位计数器。它与旧式算盘一起使用。算盘操作的功能在1938年由教育部在其汇编的国民小学算术书中得到提及。

如今，标准的算盘每根杆上都包含一个五单位计数器和四个一单位计数器。日本的除法方法提供了一种比中国旧的除法方法（需要使用复杂的除法表）更容易使用乘法表的方法。算盘在日本流行的两个原因是：

• 它被纳入了日本义务教育的课程。
• 自1928年成立以来，实施了算盘效率测试制度。

算盘比赛与认证

算盘比赛和认证为学生和从业者提供了一个结构化的渠道，以展示他们掌握心算和计算速度的技能。这些活动从地方比赛到全国锦标赛不等，测试参赛者使用算盘或心算技术进行快速准确计算的能力。

认证通常伴随此类比赛，认可个人在加法、减法、乘法和除法等特定计算方法方面的熟练程度。这些认证不仅验证了技能水平，而且通过明确的进步体系激励持续改进。著名的机构和算盘学院提供分级认证，这些认证因其展示的分析能力、纪律性和认知灵活性而日益受到学术界和雇主的认可。

算盘学习的未来

• 数字工具的整合正在使传统算盘学习现代化，使其对全球受众更具互动性和可及性。
• 强调将心算技术与记忆力、专注力和解决问题等认知技能开发相结合。
• 人们对结合传统算盘和在线游戏化平台的混合模式的需求不断增长，以吸引年轻学习者。
• 算盘学习扩展到成人认知训练项目，重点关注记忆增强和大脑健康。
• 开发虚拟现实（VR）和增强现实（AR）算盘工具，以创造沉浸式学习体验。
• 对算盘训练的长期认知益处进行更多研究，以支持其在主流课程中的采用。

全球算盘教育趋势

• 算盘课程在亚洲传统强项之外的西方国家越来越受欢迎。
• 人们越来越认识到算盘培训是STEM教育的有价值补充，尤其是在培养早期数学技能方面。
• 国际合作和比赛正在促进文化交流以及各国评分和培训方法的标准化。
• 在线认证课程的增长使得全球参与不受地域限制。
• 算盘学院与正规学校之间的合作，将算盘培训纳入日常课堂学习。
• 重点是将心算作为金融、数据科学和工程等专业领域的竞争优势。
• “算盘奥林匹克”的新兴趋势是进一步正式化全球心算竞技框架。

多项选择题（MCQ）

1. 算盘的主要目的是什么？

1. 存储数字信息
2. 手动进行算术计算
3. 连接到互联网
4. 显示图形图像

2. “abacus”一词起源于哪种语言？

1. 希腊语
2. 拉丁语
3. 中文
4. 日本人

3. 据信哪个文明在大约公元前2700年首次使用了算盘？

1. 罗马
2. 美索不达米亚
3. 埃及
4. 中文

4. 现代日本算盘叫做什么？

1. Suanpan
2. Soroban
3. Salamis
4. Grooved

5. 算盘如何有益于大脑发育？

1. 仅激活左半球
2. 同时调动大脑两个半球
3. 仅专注于数学技能
4. 取代传统学习方法

6. 在现代算盘中，算盘梁下方的珠子称为什么？

1. 天珠
2. 地珠
3. 计数珠
4. 值珠

7. 现代算盘（Soroban）的每根杆上通常有多少颗珠子？

1. 1颗上珠和4颗下珠
2. 2颗上珠和5颗下珠
3. 3颗上珠和6颗下珠
4. 4颗上珠和7颗下珠

8. 算盘的中间横杆称为什么？

1. 计数梁
2. 算盘梁
3. 计算梁
4. 算术梁

9. 哪种算盘使用了覆盖着沙子或灰尘的板？

1. 线条算盘
2. 凹槽算盘
3. 沙盘
4. 萨拉米斯算盘

10. 在算盘上，哪种数学运算与加法类似？

1. 乘法
2. 除法
3. 减法
4. 平方根

11. 哪位数学家改进了日本的算盘（Soroban）？

1. 毕达哥拉斯
2. 关孝和
3. 阿基米德
4. 欧几里得

12. 天珠在每列中代表什么值？

1. 1
2. 5
3. 10
4. 50

13. 以下哪项不是算盘训练的好处？

1. 提高注意力
2. 更快的互联网速度
3. 增强解决问题的能力
4. 更好的数学理解能力

14. 萨拉米斯算盘现在保存在哪里？

1. 北京博物馆
2. 雅典博物馆
3. 开罗博物馆
4. 东京博物馆

15. 为什么算盘（Soroban）上的日本除法方法比中国方法更容易？

1. 它使用乘法表
2. 它需要更少的珠子
3. 它是从右到左进行的
4. 它使用十进制点