数学认知理解基础的界定

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  我们知道,我们对数学的认知理解还是比较混沌的,且互相之间缺乏基本共识。在面对混沌不清时,首先得有光——看得见实体,然后才有认识,认识到实体的现象、性质与规律,再次才有方法,成为实现目标的手段。这也许是哲学上的本体论、方法、认识论——形而上学的原始由来吧。
  我们研究理解数学,为什么要做基础界定呢?很简单,因为我们对数学的认知、理解基础比较混沌,不做出基础界定,大家自说自话,无法达成真正的认知和理解。
  基础界定之一:
  1.物、事、频率、时、空
  事实上,数学的基础,与哲学尤其是形而上学不分。
  所以,研究或理解数学,在基础上与哲学、形而上学差不多。
  我们先来看何为“物”。
  1.1:物:客观存在。我们感官可以感受到的一切自然万物、人工制品、人、群体等可见可感的存在。
  1.2:事:物的运动、变化。
  1.3:频率:物运动或变化的有无、周期。也就我们平时常说的——规律。事实上,规律的实质就是频率,或说是周期。
  1.4:时:物的运动或变化过程的有无、频率,也称时间。
  1.5:空:物事存在与否,存在的大小、远近(位置)、速度。
  我们讨论的一切认知和理解,都是在这些要素的感知和界定范围之内。
  我们讨论、认知和理解自然万物等,根据奥卡姆剃刀原则,有这些实体就足够了。
  实质上,除了物实体外,其他实体(事、空、频率、时)都是以物为原点而做出的推理和界定,这样,就形成了一个简洁的、统一的概念体系和逻辑链。
  我们必须注意“物→空→事→频率→时”之间的逻辑关系。
  这些基本的概念不太好理解,
  而且在我们现在(用中式数学理解看)看来似对理解数学也无用处。但事实上,这是认知和理解数学的基础和关键要素——这其实就是古希腊理念、理性、Logos、概念、逻辑推理的体现。
  不从这些出发、不以这些为依据,我们学到的和理解的就不是西方数学——真正的数学,摆脱不了中国古代数学和文化——如果中国古代的算术可以成为数学的话。
  认知和理解数学,第一要害是理念(Logos理念、绝对理念),第二要害是事实(数学事实),第三要害是概念(用分类比较系统界定事实),第四要害是逻辑推理,第五要害是证明,第六要害才是计算、图形等。
  越看似简单的东西,越不容易理解和界定。像物、事、频率、时间、空间,对我们而言太习以为常了。但,大家认真仔细想过没有?这个习以为常,是约定俗成造成的;约定俗成,就不是我们能认知和理解的,我们只能感知和意会。
  西方数学——真正的数学,除了极少数直觉经验共识(公设、公理)算是约定俗成外,其他一切都必须是基于指定共识、理念、事实、分类比较系统形成的概念、逻辑、命题,不能有约定俗成、观念、感知经验及其他非事实、非逻辑的东西。
  基础界定之二:
  2.感觉、感知、认知、探知
  这个更为重要,也更为费解——主要是我国的师范教育及学科专业教育,很少讲解学习,或说
  认知、理解的这些基本事实和规律。
  感觉、感知、认知、探知,是我们对事物、时空、频率、知识等认知、理解和应用的基础。四者各不相同,互相不能替代。
  2.1:感觉:即感受、体验等,是人类意识、认知等来源——通过感官接受声、光、电、热等信号,对物事、时空、频率等产生感受和体验。
  人类的感觉主要有视觉、听觉、动觉。主要是感觉物事、时空、频率有无利害。这是学习的源头——开
  始之处。
  2.2:感知:即经验、直觉等,对感觉(感受、体验)的区分与判断。是人类认知与理解的起点,也是各种意的来源——通过区分与判断信号而形成信息,生成人类的感性认识。
  这是学习、教学的起点。
  主要是通过感知(经验、直觉)来区分与判断事物的存在、时空、频率,并在习俗或文化场中形成记忆和表达的各种信息和“会意”——感性认识是人类对自然万物等记忆与理解的源头与起点。
  感知信息、形成会意、发生记忆,主要通过人类的视听动觉神经信号系统,伴随发生兴趣、情感、价值感等,形成量感、质感、频率感(周期感、规律感)。
  2.3:认知:即利用观念(理念)、工具和方法,对感知信息进行有目的或方向的建构而形成知识——形成各种义(词义、定义等);或利用观念(理念)、工具和方法结合感知信息(经验、直觉),对书面信息(知识)进行感知还原。即还原为具体的经验或直觉(还原为各种意——音意、形意等)。
  认知建构:信息→知识;知
  识→信息。
  会意→定义;定义→会意。
  认知,建构为知识;知识,解构为信息或会意。
  对现代人类而言,认知发生,主要是面对书面信息。人类认知的基本要素有:音、形、文字、数字、
  指令符号。
  2.4:探知:即对感知或认知进行类推(联想)、推理、归纳、统计等,形成概念、推理、结构、系统。
  对感知、认知的探知,形成理解和应用——结合兴趣、情感、价值、效能感等,形成稳定、精确的存在感、意义感、价值感。
  对现代人类而言,知识不再是建立在感知、认知基础之上,而是建立在探知之上。
  界定完认知基础,再来界定一下认知的内容元要素。
  我们知道数学在书面上,是由文字、图形、数字、指令符号组成的。那么,数学的这些文字、图形、数字、符号,是否与语文或其他学科一样呢?
  基础界定之三:
  3.命名,词意(字意)、词义(字义),定义、概念
  3.1:命名:即给予事物或事实以名称。命名是人类认知事物或事实的最基础行为。   因为命名,形成了人类最原始、最基本的字词。
  3.2:词意:字词的含意——会意。
  3.3:词义:字词的定义——界定。
  3.4:定义:类比 类推。
  属于人类的联想(类比)类推范畴。用简洁明确的语言对事物的本质特征作概括性说明,即给出确定的意思。
  一般而言,是通过对某个命名
  的词汇赋与一定的意义或形象(有利于交流中的识别及认同),或用已知、熟知的来解释和形容未知、陌生的事物并加以区别,给出确定的意思——定义。
  3.5:概念:“属 种差”。
  属于人类的逻辑推理范畴。是建立在严格的分类比较系统基础上,对物、事、规律(频率)、时、空等进行分类比较,形成确定的内涵和外延——“属 种差”。
  大家注意,书面的数学,在我们眼前呈现的是文字、数字、图形、符号等。但没有直接呈现出来的——所谓隐形知识,其基本要素就是:名称、词意、词义、定义、概念。
  从词义、定义,到概念,是人类思维的一个飞跃。而这个飞跃,也恰恰是理解数学的关键点。
  基础界定之四:
  4.量感、形感、质感;计量、测量、估量;数、图、质;概念
  这里,我用分号区分开了这四组概念,有互相对应关系,最后归一,统一于概念。
  4.1:量感:对大小、多少、远近、高低、轻重等的感觉;
  4.2:形感:对各种事物形状、形态的感觉;
  4.3:质感:对各种物的质地(软硬、冷热等)的感觉;
  因为量感、形感、质感的发生和发展,加上生活和交流的需要,逐步产生了——
  4.4:计量:对多少、大小、远近等量进行计数和表示,产生了记“个”数;
  4.5:测量:对各种形状、形态进行观测、测绘,产生了测量、绘图、记“比较”数;
  4.6:估量:对各种质地(软硬、冷热等)进行估量,产生了测量、记“比较”数。
  数,产生了。
  4.7:数字:对两种数都进行标记,产生了数字。数字从产生起,就形成了两种性质不同的数:个数、比较数——在分类比较系统中形成概念数:基数、序数。
  4.8:图形:对各种图像、形状、形态进行分类比较后,形成几何图形——也即概念图形。
  4.9:质:对各种质的认知、理解,逐渐形成了各个学科。
  数学,是人类认识和理解世
  界的基本工具和方法。不能很好地理解数学的这些基本要素和基础,我们就很难理解数学,就很难用数学去认识、理解世界、生活
  等等。
  这段界定,可能对理解数学格外重要——因为这是理解数学的必要基础条件。如果不能有效理解以上这些基本界定,很难想象能理解数学。
  (作者单位:公众教育研究院)
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