计数、与十进制

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一,十进制的诞生

从远古时代开始,人类在生产、生活中,就有了计数(统计、描述事物的多少)的需要。

比如,采了多少野果、打了多少猎物、产了多少牛羊,等等。

基于 “ 一一对应 ” 的思想,人们通过抽象单个的实物,创造了数字符号 “ 1 ” ;抽象两个单个的实物,创造了数字符号 “ 2 ” ;进而,创造了数字符号 “ 3、4、5、6、7、8、9 ”,一个实物都没有,则用 0 表示 。

这样的计数方式,隐含了将 “ 1 ” 作为计数单位,几个 1 就是几。

如果照此逻辑,为了计数,需要创造的数字符号,那就太多了。

于是,人们又创造了 “ 十进制 ” ,在 “ 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 ” 十个数字符号的基础上,引入了 “ 位置 ” 这一维度。

比 9 大 1 ,计作 “ 10 ”,比 10 大 1,计作 “ 11 ”,以此类推,得到 12、13、14、15、16、17、18、19、20 ……

二,数数、写数

小朋友学习计数,最佳的启蒙途径是 “ 数数 ”、 “ 写数 ” 相结合,渗透对十进制的直觉。

数数,一开始,无须明白意思,开口数就好,目的是建立语感。可以结合儿歌,比如 “ 一二三四五,上山打老虎 ”;或者捉迷藏,数 10 秒;或者上下台阶时,走一步数一个数。

熟悉后,可以过渡到数实物,比如数糖果、数玩具,数小鸟,等等。数的时候,指一个实物,念出一个数,一一对应。最后数到几,便教孩子,这是 “ 几个实物 ”,自然地渗透基数、序数的关系。

而后,再开始数手指,1、2、3、……、9、10、11、……、19、20、21、……,进而,大人报数,让孩子伸出对应的手指数,或者给出对应的实物数。

数数过关后,开始写数,边数边写。

一个数位的数,这么写:

\begin{matrix}
0 \quad & 1 \quad & 2 \quad & … \quad  & 7 \quad & 8 \quad & 9
\end{matrix}

两个数位的数,这么写:

\begin{matrix}
00 \quad & 01 \quad & 02 \quad & … \quad  & 08 \quad & 09 \\[1ex]
10 \quad & 11 \quad & 12 \quad & … \quad  & 18 \quad & 19 \\[1ex]
20 \quad & 21 \quad & 22 \quad & … \quad  & 28 \quad & 29 \\[1ex]
\vdots \quad & & & & \vdots \quad &   \\[1ex]
90 \quad & 91 \quad & 92 \quad & … \quad  & 98 \quad & 99
\end{matrix}

三个数位的数,这么写:

\begin{matrix}
000 \quad  & \cdots \quad & 009 \quad  & \cdots \quad  & 099 \\[1.5ex]
100 \quad  & \cdots \quad & 109 \quad  & \cdots \quad  & 199 \\[1.5ex]
200 \quad  & \cdots \quad & 209 \quad  & \cdots \quad  & 299 \\[1.5ex]
\vdots \quad & & & & \vdots  \\[1ex]
900 \quad  & \cdots \quad & 909 \quad  & \cdots \quad  & 999
\end{matrix}

注,写多位数时,开头的 0 可省略。

三,十进制的要领

十进制计数的核心要领,一个是 “ 位值 ” ,一个是 “ 满十进一 ” ,两者密不可分。

位值 ,可理解为数位上的 1 代表的数值,也就是计数单位。

满十进一,则可理解为归束计数,满十则计为 1 小束,十小束则计为 1 中束,十中束则计为 1 大束,……,以此类推。

为了表述的方便,人们将从右往左数的第一个数位命名为个位,位值为 1 ;第二个数位命名为十位,位值为 10;第三个数位命名为百位,位值为 100 ,……

例如,数 2358 中各数字符号对应的数位、位值如下:

\begin{array}{c}
\text{千位} \\  1000 \\ \hline \rule{0pt}{0.5cm} \large 2
\end{array}
\quad
\begin{array}{c}
\text{百位} \\  100 \\ \hline \rule{0pt}{0.5cm} \large 3
\end{array}
\quad
\begin{array}{c}
\text{十位} \\  10 \\ \hline \rule{0pt}{0.5cm} \large 5
\end{array}
\quad
\begin{array}{c}
\text{个位} \\  1 \\ \hline \rule{0pt}{0.5cm} \large 8
\end{array}

即:2358 = 1000 × 2 + 100 × 3 + 10 × 5 + 1 × 8

因为 100 = 10 × 10,1000 = 10 × 10 × 10,为了书写的简便,这里引入一个新的表达方式:100 = 10²,1000 = 10³,那么,上式可以简写为:

2358 = 10³ × 2 + 10² × 3 + 10 × 5 + 1 × 8

从右往左,每个数位的位值,依次递增,递增的倍数,为进制数。

基于这样的计数规则,可以表示任意的自然数(通过数数,数出来的数;一个一个,加出来的数)。

十进制计数,和其它进制计数,统称为 “ 位值制 ” 计数,它们遵循类似的计数规则,差异只是满几进一。

四,算筹、算盘

十进制计数法源于古代中国的算筹记数法(即火柴棒记数法),是中国对世界数学的重大贡献之一。

在此基础上,发明了算盘,同样遵循十进制,以五进制为辅助,增加了计数的便利。算盘的上珠,同纵式上面的横、横式上面的纵,一脉相承。

启蒙阶段,让孩子练练算筹计数、打打算盘,益处多多。


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