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数与量的关系

人机与认知实验室  ·  · 4 年前

什么是数?什么是量? 数和量是什么关系?在我们的数学教科书和教学参考书中,都没有一个清晰的解答。因此大家对它的解释也是五花八门,含混不清。

“数学是研究数量关系和空间形式的科学”。我们教学生分析研究数量关系,却又对“什么是数、什么是量、数和量是什么关系”等问题含混不清,没有清晰的答案,怎能让学生做到正确地分析研究数量关系?又怎能让学生较好地学好数学?因此,弄清“什么是数、什么是量、数和量是什么关系”是数学教学的一个非常重要和关键的问题。应该引起大家的特别关注,认真研讨!

下面是我对数和量的认识和研究,希望大家看后能受到启发,并以此为切入点,对数和量发表你的认识和看法,进行认真研讨。

辩证唯物主义认为:任何客观事物都存在着质和量两个方面。质决定了事物的不同点,量反映了事物的相同点。

那么客观事物的相同点是什么?什么是事物的量呢?任何事物都具有:可以用自身的一个部分为尺度标准,来进行度量这样一个共同属性。事物的这种能够度量的属性就是事物的量。即:量指的是事物的大小、范围、程度等这些能够度量的属性。而在对事物的量进行度量时又都会产生度量次数这一共性,我们把度量次数这一共性用语言、文字符号表示出来就是数。因此说:数是表述度量次数的文字符号,数是由度量产生的。事实上我们平时的数数,并不是一种纯粹地点数(shǔ),而是一种形象度量。是在大脑中用一个思维形象作“尺度”标准在进行度量(判定)。只不过这种度量的器具不是具体的实物,而是一个思维上的形象标准,度量时可能是离散跳跃式的罢了。

例如:数一数下列图形中共有几个正方形,几个长方形。

我们在数有几个正方形时,需要从第一个图形开始,用正方形的形象标准对每一个图形进行度量(判定),通过形象度量发现:只有第二、第三、第七个图形符合标准,所以上面7个图形中共有3个正方形。但若我们把第六、第七个图形看作是多个图形的组合体时,则上面的图形中就共有9个正方形,7个长方形了。从第七个图形,可以数出5个正方形和4个长方形可以看出:数数时如果不是用一个思维形象标准来度量的话,一个图形(或一个物体)还不知道能数出多少个数来呢。

又如:一袋大米重5千克。我们对它的理解应该是:把这一袋大米用一千克大米为标准来度量的话,正好量5次。而不只是认为把这一袋大米放在秤上称一下是5千克就可以了。因为如果这袋大米里掺有砂子或其它杂物,尽管在秤上称得是5千克,我们也不认为它是5千克。这就是说,称重只是度量的一种简化方式,它的本质属性还是一种度量。

再如:汽车在公路上行了15分钟。我们对它的认识理解应该是:假如我们用汽车在公路上行驶1分钟的动态形象为标准,来度量“汽车在公路上行了15分钟”这一事件的量时,正好能量15次。……

因此说,我们日常生活中的数数、称重、尺量、计时等都是一种形象度量。度量是产生数的充分必要条件。

从“数是由度量产生的”这一结论中,我们可以较清楚地认识到数和量的关系:“数”是表述“量”的语言文字符号,它是主观人为规定的,是可以随意改变的。“量”是客观事物的大小、范围、程度等,它是客观实在,是无法用意志随意改变的。同一个量,可以用不同的数字和度量单位来表达。例如:一米长的量,可以表示为:1米、10分米、100厘米、0.001千米;若大家约定把1/3米的长度为一尺,则一米又可以表示为3尺,若大家约定把1/5米的长度为一尺,则一米又可以表示为5尺,如此等等。就是说,数可以用大家的共同意志来随意改变;而量是不能用大家的共同意志随意改变的。即使全世界的人都共同想让两根不一样长的钢管变成同样长,这两根钢管也不可能真的就能变得同样长了。数和量的关系属于名称与实物的关系,主观与客观的关系。数必须是在发生实际度量或形象度量(数数)时才能产生,才有意义;量则是不管你对它发生不发生度量,不管你用什么标准作单位来度量,它都是照样自然存在,不会因对它度量次数的多少而发生大小改变。

由此可见:数是一个概念范围,本身是没有大小的;量才是具体物体,只有量才存在大小。我们研究数的大小,必需要把数具体到某一事物上时,才能说明它的大小。不在同一度量单位下,数是无法比较大小或进行计算的。我们在教学数的意义、大小、运算时,实际上都是把数具体到某一事物上来思维判定的。例如:教学整数的意义、大小、计算时,一般是把数具体到小棒这一实物上来思维判定的;教学分数的意义、大小、运算时,一般是把数具体到线段图或圆这一实物上来思维判定的。这就是说,我们平时所说的数,实际上每个人早已在大脑里把它跟某一具体实物的量掺杂在了一起,即早已把数和量混淆不清了。只不过每个人因具体到的实物不同,每个人的经验和认识能力不同,而对数和量混淆程度上存在着差异而已。因此,明确数和量的关系,对于每个人来说都具有重大意义。

任何一个数都是一个概念,它都有着内涵和外延。数是用来刻划、表现量的语言文字工具,数本身是没有大小的,它必须用来表示某一事物的量时,才有大小。把数和量明确区分开来,对于学生学好数学,分析研究数量关系,具有十分重要意义,它是学生清晰正确的打好数学基础的前提保障。

新修订的数学新课程标准特别提出了“数感”、“符号意识”、“数学模型”等十个核心概念。培养发展学生的“数感”、“符号意识”,主要就是培养学生能通过事物的1个形象标准,较准确地想象估计出2个、3个……10个这一事物形象的大小,并进一步再能通过10个这一事物形象的大小,估计出20个、30个……100个这一事物形象大小的形象思维能力。即培养发展学生的“数感”,主要就是培养学生对客观事物形象的由一及十,由十及百的形象思维能力。然而,要较好地培养发展学生的这种由一及十,由十及百的形象思维能力,就必须让学生清晰的认识理解数是由度量产生的这一规律,清晰地认识理解数和量的关系。因为度量几次,就相当于重复再现几次。而一个形象的重复再现,对于大脑思维来说是并不难的。所以只要学生大脑中能有某一事物的一个形象,根据数和量的关系,学生就不难想象出这一事物的几个形象。

通过上面的分析研究可以看出:数学在研究现实世界的数量关系,解决现实生活中的数量关系问题时,是通过把现实世界中事物的量,形象化、数量化后进行研究的。即是通过先把事物用它的形象(图形)表达,然后再用形象代替原物进行数量关系的形象度量、操作实验、判断推理等来分析研究的。这种研究方法,让人们在认识研究事物的量时,能容易的由此及彼,发现共性、发现规律,抽象出数学模型;从而使复杂的问题能变得简单明了,触类旁通,容易解决。

总之,学习数学必须要联系生活实际,必须要弄清数和量的关系,用数和量的关系把事物的数量个性规律转化成共性规律,形成数学模型。从而使现实世界的数量关系问题能批量成类的解决。


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