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用手指算数不好吗:可以用到什么时候

Hiroki ObaraHiroki Obara · DeveloperMathCal使用指南
用手指算数不好吗:可以用到什么时候

日本的小学校学习指导要领(2017年告示)(日文)在一年级写着:「一位数加一位数的加法及其逆运算减法,能确实算出来。」也就是说,7+8、13-6 这样的计算,要在一年级里算得扎实。

这里并没有写不许用手指。学习指导要领解说 算数编(日文)反而建议「开展使用小圆片、计算积木等实物的活动」。即便如此,看到孩子每道作业题都在桌子底下动手指,很多家长还是会担心:这样下去行吗?

这篇文章写写关于小学生用手指计算,研究知道些什么,以及孩子怎样一步步离开手指。入学前幼儿的加法,我另外写在给幼儿教加法里,这里只写小学生。

关于手指的两个想法

用手指并不是坏事。手指是一种做得很好的工具,能让孩子一边用眼睛确认数量一边计算。同时也有一种看法是,一位数的计算一直一根一根地掰手指数,这种状态需要慢慢毕业。

这两件事并不矛盾。在 MathCal 的开发者访谈里,我说过:「我觉得理解和锻炼应该像两个轮子一样一起转。」手指是理解的工具,离开手指是锻炼的结果。只有其中一个是不够的。

关于用手指的研究

手指和数学的关系,最近二十年左右被研究得很多。

斯坦福大学的乔·博勒和 Lang Chen 2016年在一篇文章(英文)里,用很重的话写道:禁止孩子用手指,几乎等于让孩子的数学发展停下来。他们主要的依据,是孩子对自己手指的感知和数学成绩之间的联系。

伊拉里娅·贝尔泰莱蒂和詹姆斯·布斯2015年的研究,让8到13岁的孩子在核磁共振仪里做一位数的减法和乘法。做减法时,负责活动手指的脑区被激活了;减法的数越大,和手指感觉有关的脑区活动越强。作者认为,即使孩子没有掰手指,心算时也用到了大脑里对手指的表征。

另一方面,并没有研究说一直用手指最好。南希·乔丹等人2008年的研究,从美国幼儿园大班开始(平均5.7岁),到二年级结束,对217个孩子做了11次测查。大班时,越常用手指的孩子正确率越高,相关是0.60。这个相关逐年变弱,到二年级结束时是 −0.15。作者的结论是:手指在孩子刚开始学计算时最有用,这个好处会随着时间变小。

英国剑桥大学 Cambridge Mathematics 2016年的一篇博客文章(英文)也认为禁止用手指不太明智,但同时指出,研究能不能说明「所有人任何时候都该用手指」,是另一回事。

离开手指的几个阶段

离开手指,不是某一天突然就不用了。加法的做法,大致有下面几个阶段。

  1. 全部数。 4+3,伸出4根、3根手指,再从头全部数一遍
  2. 接着数。 记住4,弯下3根手指数「五、六、七」
  3. 从大的数接着数。 2+7,从7开始数「八、九」
  4. 用已经知道的算式推出来。 6+7,比 6+6=12 多1,是13。8+5,8再加2凑成10,还剩3,是13
  5. 直接记得。 一听到 7+8,马上想到15

第3种「从大的数接着数」,在研究里叫 min strategy。盖伊·格罗恩和约翰·帕克曼1972年的研究发现,一年级孩子回答加法题所用的时间,会随着两个数中较小的那个数变大而变长。如果孩子是从大的数开始、往后数小的那个数那么多,就能很好地解释这个结果。

不过,这几个阶段不是像爬梯子那样一级一级上去的。罗伯特·西格勒1987年的研究发现,同一个孩子会根据题目,分别用记住的答案、从大的数接着数、把数拆开来想等好几种方法。2+2 马上说得出,8+5 却还要动手指,这很正常。

第4个阶段「用已经知道的算式推出来」,是离开手指的一座桥,尤其是10的合成与分解。孩子能把 8+5 想成「8再加2凑成10」以后,就不需要从8开始掰5根手指了。具体做法写在凑十法(10的合成与分解)怎么教和进位加法和退位减法怎么教里。

可以用到什么时候

没有一条固定的年龄线。乔丹等人的研究里,用手指的次数减少得快慢,也因孩子而差别很大。

一个大致的标准是:一年级期间用手指没有关系。这一点我在上小学前的数学里也写过。到了二年级,会开始学两位数的竖式和乘法口诀。如果竖式里每一步一位数的计算都要掰手指,数着数着就容易忘了自己算到哪里。二年级过了一段时间,7+8 还是从7开始一个一个往后数的话,可以回到10的合成与分解再练一练。

如果年级升高了,一位数加法还一直掰手指,同时还有其他让人在意的情况,可以像我在小学生算得慢怎么练里写的那样,和班主任老师商量一下。

想制止时,可以换成做什么

看到孩子动手指,很容易脱口而出「别用手指」。但如果只是拿走手指,没有给他别的想法,孩子只会改成在脑子里一个一个地数。与其制止手指,可以做下面这些事。

问方法。 问一句「你是怎么算出来的?」,就能知道孩子是全部数,还是接着数。如果是全部数,先示范接着数。

手指成组地用,而不是一根一根地用。 比出7时,不是一根一根数着伸出来,而是先一下子张开一只手,再伸出另一只手的2根。这样,手指就从「数数的工具」变成了「看5和10的整体的工具」。

把凑十做成游戏。 家长伸出3根手指,孩子伸出7根:「3和7凑成10」,用身体记住。熟练以后,不伸手指,只用嘴说。

从手指到图,从图到数字。 手指之后,是小圆片、圆点这种用眼睛看的数量,最后才是只用数字想。不必着急,可以等孩子自己往下一步走。

同样的算式,每天一点点。 到了第4个阶段,剩下的就是熟练。同样的算式见得多了,自然会走到第5个阶段「直接记得」。还在掰手指的阶段就要求速度,孩子只会数得更急,速度等到那之后再说也不迟。

MathCal 里能做的事

MathCal 是一款在屏幕上手写答案的计算练习应用,是我做的。

「基础计算练习」的出题设置里,有「启用数字上的点」。打开后,算式里每个数字上方会出现和这个数一样多的圆点。孩子可以用眼睛代替手指确认数量,正好对应上面说的「从手指到图」这个阶段。熟练以后关掉,只看数字来算。在同一个设置里打开「禁止进位或借位」,就只出不用进位、退位的题。加、减、乘、除也可以分别选择出不出。

想用手确认加法的道理时,可以用课程里的「加法珠子」,通过移动珠子学习加法。在访谈里我说过:「蒙特梭利有一种想法,是让孩子一边用手玩,一边直观地加深理解。我设计这个应用,就是为了能实践这种想法。」原来掰手指的孩子,先用珠子看清数的整体,再在练习里只用数字写。可以按这个顺序来用。

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