真正有效的心算技巧(以及它們為什麼有效)

你大概看過那種影片。有人在觀眾還來不及拿出計算機之前,就在腦中算出兩個三位數的乘積,留言區滿是「我數學很爛,這根本是魔法」。這不是魔法。做到這件事的人,用的是一小組依數系結構而成立的技巧。一旦你看見結構,神祕感就消失了,速度卻留了下來。
本文不是一份派對把戲的清單。它簡短地巡禮那些在日常生活與限時考試中真正有回報的心算捷徑,並簡單說明每一招為什麼有效。如果你理解為什麼,你就會記得;如果你只背步驟,到下週二就會忘光。
心算為什麼仍然重要
在手機和 Desmos 計算機的年代,問心算是否值得費力,是合理的。誠實的答案是值得,但理由和你國小老師告訴你的不一樣。
重點不是跑贏計算機,而是在多步驟的問題中,讓你的工作記憶保持空閒。每一次你必須停下來費力思考 7 乘以 8 是 54 還是 56,你就耗掉了工作記憶中的一個位置,而那個位置本來應該用來裝較大問題的結構。基本算術流暢的學生解較難的題目比較快,不是因為算術本身比較快,而是因為他們在處理時,較難的問題在腦中保持完整。
這和流暢的讀者比慢速的讀者理解得更多,是同樣的道理,即使兩者最後都能解碼每個字。流暢讓心智空出來去處理意義。
技巧 1:兩位數乘以 11
要把任何兩位數乘以 11,把兩個數字相加,將和放在它們中間。
- 23 乘以 11:拆開 2 和 3,相加得 5,放在中間:253。
- 45 乘以 11:4 加 5 是 9,放在中間:495。
- 72 乘以 11:7 加 2 是 9:792。
如果和是 10 或更大,把 1 進位到最左邊的數字。
- 67 乘以 11:6 加 7 是 13,寫下 3,進位 1:6 加 1 是 7,所以是 737。
為什麼有效: 乘以 11 等於乘以 10 再加上原來的數。23 乘以 10 是 230,加 23 就是 253。「拆開再插入」的技巧,只是把一個數與它自己位移後的版本相加的簡潔寫法。
技巧 2:尾數是 5 的數的平方
任何尾數是 5 的數,它的平方都遵循固定的模式。取 5 前面的數字(或數字組),把它乘以它自己加一,然後在後面接上 25。
- 15 的平方:1 乘以 2 是 2,接上 25:225。
- 25 的平方:2 乘以 3 是 6,接上 25:625。
- 35 的平方:3 乘以 4 是 12,接上 25:1225。
- 65 的平方:6 乘以 7 是 42,接上 25:4225。
為什麼有效: 任何尾數是 5 的數都可以寫成 10n 加 5。把它平方得到 100n 的平方加 100n 再加 25,可以因式分解成 100 乘以 n 乘以 (n 加 1),再加 25。這正是那個模式:n 乘以 (n 加 1) 放在百位以上,尾端再接上 25。
技巧 3:兩個略小於 100 的數相乘
對於兩個接近 100 的數,先算出各自比 100 少多少,再合起來。
- 96 乘以 97:差額分別是 4 和 3。用其中一個數減去另一個差額(96 減 3,或等價地 97 減 4)得到 93。把兩個差額相乘(4 乘以 3)得到 12。把它們接在一起:9312。
- 98 乘以 95:差額是 2 和 5。98 減 5 是 93。2 乘以 5 是 10。結果:9310。
如果差額的乘積只有一位數,前面補零。
- 99 乘以 98:差額是 1 和 2。99 減 2 是 97。1 乘以 2 是 2,補成 02。結果:9702。
為什麼有效: 把每個數寫成 100 減去一個差額。乘積展開為 10000 減去 100 乘以差額的和,再加上差額的乘積。前兩項等於 100 乘以(一個數減去另一個差額),也就是「交叉相減」那一步。最後一項就是接在後面的乘積。
技巧 4:百分率可以交換
這個與其說是技巧,不如說是換個角度看,但它不斷地幫你節省時間。百分率運算是對稱的:y 的 x% 等於 x 的 y%。
- 75 的 4% 看起來很煩。4 的 75% 顯然是 3。
- 50 的 18% 看起來很煩。18 的 50% 是 9。
- 25 的 8% 就是 8 的 25%,也就是 2。
當你面對百分率的問題時,問問自己交換兩個數之後,是否有一邊變得非常簡單。通常都是如此。
為什麼有效:「Y 的 X%」意思是 X 除以 100 再乘以 Y。乘法不在意順序,所以它等於 Y 除以 100 再乘以 X,也就是「X 的 Y%」。
技巧 5:加倍與減半
要把兩個數相乘,你可以把其中一個加倍、另一個減半,答案不變。當其中一個數很麻煩、另一個是偶數時,這招非常好用。
- 16 乘以 25:把 16 減半得到 8,把 25 加倍得到 50。現在問題變成 8 乘以 50,是 400。
- 14 乘以 35:把 14 減半得到 7,把 35 加倍得到 70。現在是 7 乘以 70,是 490。
- 12 乘以 75:把 12 減半得到 6,把 75 加倍得到 150。現在是 6 乘以 150,是 900。
你可以重複這樣做。24 乘以 25 變成 12 乘以 50,再變成 6 乘以 100,是 600。
為什麼有效: 一個因數乘以 2、另一個除以 2,乘積保持不變,因為這兩個運算互相抵銷。你只是把同一個乘法換成一種比較友善的寫法。
技巧 6:「湊整再調整」
對於涉及接近整數值的心算減法與加法,先湊整,最後再調整。
- 472 減 199:把 199 進位到 200,相減得到 272,再加回多減的 1:273。
- 583 加 297:把 297 進位到 300,相加得到 883,再減去多加的 3:880。
- 845 減 398:把 398 湊成 400,相減得到 445,加回 2:447。
這是這份清單中槓桿效益最高的單一技巧。現實生活中的算術充滿接近整數的麻煩數字(以 99 結尾的價格、以 9 結尾的百分率、接近整點的時間間隔),而湊整再調整這一招全都能處理。
為什麼有效: 你利用的是結合律:a 減 b 等於 a 減 (b 加 delta) 再加 delta。把 b 湊整,就把一個麻煩的減法,變成一個簡單的減法加上一個微小的修正。
技巧 7:用估算做合理性檢查
這是讓其他技巧保持誠實的一招。在你確定答案之前,用湊整的數字做五秒鐘的估算,看看精確的答案是否在合理的範圍內。
如果你算 47 乘以 23,得到類似 1081 的結果,問自己:「47 大約是 50,23 大約是 20,所以答案應該接近 1000。」1081 是合理的。如果你得到的是 10810 或 108,你會立刻發現小數點滑掉了,或是多寫了一個零。
估算是最被低估的心算技能,因為它不像數學,而像常識。但在每一份標準化測驗中,錯誤的選項都是設計來讓跳過合理性檢查的學生覺得看起來合理。兩秒鐘的估算,淘汰陷阱答案的速度比任何代數都快。
怎麼練習才不會練到倦怠
光是讀這些技巧,不會讓它們變成自動反應。它們要比長算式更快使用時才有用,而這需要刻意的、低壓力的反覆練習。有兩個原則:
以很小的劑量練習。 每天五分鐘的心算,產生的流暢度比每週一小時的練習更快。原因與一般的間隔重複相同:你的大腦是在練習之間,而不是練習當中,鞏固技能。
混合各種技巧。 不要連續十分鐘只練乘以 11 的題目。在同一次練習裡,混入平方、百分率與湊整再調整的題目。交錯練習在當下感覺比較難,但它培養的是「這裡該用哪一招?」的辨識能力,這才是真正的重點。
如果限時練習讓你緊張,就從不計時開始。在壓力反應正在扼殺你準確度的情況下練習速度,沒有任何價值。當計時器本身成為障礙時該怎麼做,請見我們的數學焦慮文章。
Math Zen 能幫上什麼
心算流暢度是短時間、高頻率使用 App 最自然的用途之一。Math Zen 的禪模式是一個平靜的空間,在你還在學技巧時,不用計時就能練習算術;等某個技巧感覺變得自動之後,計時模式讓你測試它在壓力下是否真的省時間。分級進階系統會讓難度保持在有成效的區間,你就不會把時間浪費在太簡單的題目上,或是硬撐著做太難的題目。
對大多數學習者來說,每天十分鐘、持續兩到三週,就足以讓上述技巧變得自然。在那之後,它們會變得隱形:你不再注意到自己正在使用它們,而這正是它們開始在你遇到的其他每一道數學題中產生回報的時候。
重點整理
最好的心算技巧不是記憶力的表演。它們是對算術的小幅重述,利用數字的性質:乘以 10 再加上原數、在接近整數的值附近拆分、交換百分率、加倍與減半。每一招都很短,每一招都有道理,而每一招只要每天花幾分鐘練習,就會變成自動的。
先從這份清單挑兩個開始。在日常生活中用一個星期,排隊或核對收據時在腦中用。到下個月,它們就會成為背景技能,你會往更難的題目邁進,並有更多工作記憶可以留給真正的思考。


