數商周云華

朱曉昀

摘 要 數學能力也是理解結構并進行邏輯推理的思維能力，我們稱之為數商。本文圍繞什么是數商，數商的重要性，數商與智商情商的關系以及如何培養一個人的數商展開論述。

關鍵詞 數商 結構理解 邏輯推理 培養訓練

中圖分類號：G633.6 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.11.014

1 數商是什么

數商是一種數學能力的指標。在正式給出數學能力的定義之前，我們先談談什么是數學。

數學作為一門學校教育的基本課程，從小學（甚至幼兒園）到大學的每個階段都有開設。對一個人的成才和發展具有如此重要性的數學到底是什么，每個人在人生的重要階段花十幾甚至二十幾年的時間去努力學習的這樣一門學科到底對人有怎樣的影響？

從現代意義上講，數學描述的是集合上的各種數學結構以及它們之間的關系。比如從幼兒開始我們就教他們數學：大、小、多、少。這里說的“大小”，是直觀上體積的大小。體積的大小在數學上是給定單位下的一個正數，而正數作為實數的子集，具有一種“序”結構。所以我們在教孩子認識大小的區別的時候其實是在讓他理解“序”這種數學結構。同理，“多少”也是直線上的“序”結構的體現。再比如初中數學的函數。這里的函數是直線（或者直線上的子集）到直線的一種映射關系。函數的單調性其實就是一種保序或反序的性質；極值就是映射保序與反序的臨界點。中小學學生的抽象思維能力還不足夠發達，所以其數學內容的安排多具有生活或者幾何直觀。大學數學的各個課程就更能體現數學是研究結構的這一特點。比如拓撲學就專門研究空間的拓撲結構以及拓撲結構被保持（或部分保持）的映射；代數學就是研究各種代數結構（比如群，環，域等）的學科。

數學的另外一個特征就是在給定結構范圍內進行邏輯推理。對于賦予了多種結構的集合，理解各種結構之間的關系就需要用到邏輯推理。比如剛才說到的直線上的序結構，以及直線作為一個群具有加法這一群結構，6+2與4+3誰大？對這個問題的邏輯分析是：先對數做群運算（加法）得到結果，然后弄清這兩個結果數的序關系（大小）。數學中的證明題當然是典型的邏輯推理了。

所以，一個人的數學能力也就是理解結構并進行邏輯推理的思維能力。這是一種極其理性的能力，我們稱之為數商（Mathematical Quotient）。這種能力越強，我們說數商越高；反之，這種能力越弱，數商就越低。數商包含以下幾個方面的能力：

第一，數學理解的能力，即對具體或抽象結構的理解能力。一般說來，數學結構越具體越容易被理解，越抽象越難于理解。對大小多少的認識，一個正常人都能做到。也就是說，序結構是一種比較具體的，易于理解的數學結構。但是，有多少人能很好地理解直線以及一般微分流形上的微分結構呢？大多數數學專業本科生畢業也未必掌握。說明微分結構比較抽象了，而一般人理解起來也更困難。更進一步，像各種同調群結構等就更難理解了。粗略地說，能理解的結構越多或越抽象，數學理解力就越強。

第二，數學邏輯推理能力。邏輯推理是另一個本質的數學能力。現實世界是復雜的，每一個事物一般都具有多種結構。如果我們僅僅具有認識理解結構的能力，而不能理解各種結構之間的相互（影響的）關系，那還是不能真正把握事物。比如初等數學在平面上定義了長方形的面積之后，其它的一些常見幾何對象的面積可以通過邏輯推理得到：通過切割、填補等推理可以得到平行四邊形、三角形、梯形等的面積公式。但要得到圓和一般曲線所圍的平面圖形的面積則需要用到極限（積分）的推理運算。學習三角形等面積公式對一般初中甚至小學生都能接受，但用極限的推理過程得到圓的面積公式對有的大學生（特別是文科）就有些困難了。由此看出，邏輯推理能力的高低是決定數學能力的兩個因素之一。

2 數商的重要性

（1）數商在學習中的重要性。我們這里著重談數商對數學學習的重要性。對其他科目學習的影響我們以后會專門撰文討論。根據前面所述，數學學習本質上是理解一些數學結構并進行邏輯推理，所以數商的高低就直接反映了數學學習能力的強弱。數商高，對結構的理解和想象的能力就越強。比如在平面幾何中，幾何圖形可以看作是一種具體的狹義的數學結構。如果一個學生對空間的想象能力很強，那么他就可以針對問題對幾何圖形作出各種變形思考，這對作輔助線解題有極大的幫助。再比如在學習微積分中的導數的時候，如果我們理解了直線的微分結構，那么導數作為從定義域的切空間到值域的切空間上的線性映射的理解也就很自然了。另一方面，數商高，邏輯推理能力就強。邏輯推理是數學學習中解題的基本而關鍵的技能。這里的邏輯推理能力強不單指能正確給出問題的邏輯推導，還要能在已有的框架下，找到簡潔快速推導出結果的能力。這樣就不僅能正確得到答案，而且還能較快地獲得結果。無疑對數學學習是重要的。

（2）數商與日常生活及工作管理。數學知識應用到日常生活的例子我們已經見到很多了，比如優選法，統計方法等。事實上，數學的思維方式更是普遍和深刻地應用于日常生活和工作。數學思維表現為抽象性和邏輯性。比如你是一個做銷售的公司員工，你所面對的工作關系主要有公司上司、客戶、和同行業的其他公司（及其銷售員工），上司的要求、客戶的需求、同行業其它公司的需求與行動是你要考慮的對象，然后你可以對他們分別建立數學指標，應用邏輯推理來確定你的行動方式。

（3）數商對未來的規劃。對一個還未出生社會的學生來說，未來規劃極其重要。數商高的學生往往能為自己做出一個好的未來計劃。為什么呢？首先，一個人的優點缺點、周圍環境的有利和不利因素、社會的過去和現在的趨勢等都是一些抽象的東西，如果他（她）具有較好的抽象理解和思維能力，就能對自己的所處的現狀和未來有一個較好的全面把握。其次，較強的邏輯推理能力有助于正確制定出達到自己未來目標的行動方式。于是，這樣的規劃取得成功是水到渠成的。

3 數商與其他能力標準的關系

現在的研究學者對于人的能力標準提出了許多概念，比如智商、情商、靈商、文商等。總結起來主要分為兩類：理性的和感性的。這里面最具代表性的是智商和情商。下面我們談談數商跟這兩者的關系。

（1）數商與智商的關系。智商是一種綜合的智力體現。它的定義和測定都是在一個廣泛的范圍內進行的，從這個方面講，數商具有智商的一些特點：數值高說明人在某方面更聰明。但數商有兩個不同的特點：更具體、更理性。從定義上看，數商考慮的是抽象結構和邏輯推理兩方面的思維能力，這是更具體，更容易判斷出高低的一個能力指標。另外，數商的這種能力是純理性，更是大腦左半球最直接的能力體現。此外，數商是可以訓練提高的，但一般意義下的智商的提高難以有比較切實可行的方法。

（2）數商與情商的關系。情商是一種帶有較強主觀意識的人的能力體現。所以數商跟情商是一個人不同方面能力的描述。他們對一個人的成功都具有重要作用。數商像清泉，情商像巖漿。沒有情商帶來的熱情與情懷，高數商的人可以是領域專家、行業精英，但難以統領以人為核心的工作團隊；沒有數商的理性思維之水，巖漿般的情商只會帶來毀滅。所以，數商對成功具有基礎的作用。而在社會上要想取得大的成功，數商與情商應配合運用與培養。

4 如何培養人的數商

4.1 從小開始，適合終生訓練

數商的訓練沒有年齡限制，但越早開始越好，中學是訓練數商的黃金時期。

開發大腦左半球的數學理性思維可以說是越早越好。在孩子有意識開始就讓其理解大小多少等樸素的數學結構，并通過實物舉例告知若“A>B且B>C”則“A>C”這樣的邏輯推理。在孩子稍微懂事的時候就開始引導其對日常生活中的事情用數學的方式加以思考。上學之后的數學課學習中就明確要求有意識地進行數學抽象思考和抽象的邏輯推理。為什么說中學是訓練數商的黃金時期呢？因為中學已經接觸到了一定量的數學概念，同時人在這個時期的大腦（包括進行數學思考的左腦）也進入一個迅猛發育時期，所以對數商的訓練是有素材且結果能對一生具有持久的效果。

4.2 培養抽象出數學結構和進行邏輯推理的習慣

數商的訓練除了在學習中培養外，還應該養成在生活中隨時注意抽象和邏輯推理的習慣。比如散步時從A到B地可能有幾種不同的路徑，那么哪一個路徑是最近的？這時就可以抽象為數學中曲線（包括折線、直線段）的長度問題來思考。再比如，沿操場跑步的時候，同樣是跑一圈，沿外圈比沿內圈跑要多跑多少？這些問題當抽象為數學概念時，都是簡單的，但長期堅持這樣的思考方式有助于數商的提高。實際上，歷史上許多著名的科學家數學家都有這樣的習慣，比如牛頓的蘋果落地；歐拉解決哥尼斯堡七橋問題；龐卡萊研究太陽地球和月亮的運動軌跡；中科院院士王元買瓜等。

4.3 讓孩子專注

數學的推理是在一定假設條件下按一定的邏輯規則進行嚴格推理的過程。這種純思維的思考需要人精力的高度專注，任何一個旁來的干擾都有可能影響邏輯的正確運算。在孩子初期訓練時可以先給予一定的安靜環境，讓其進行專注的獨立思考。等孩子的思考能力變得強大的時候，就在有一定干擾的環境下也能正確思考和推斷了。這樣以后遇到復雜的環境，他就有能力抓住主要問題進行正確的邏輯推理。

5 總結

數學描述的是集合上的各種數學結構以及它們之間的關系。一個人的數學能力也就是理解結構并進行邏輯推理的思維能力，稱之為數商。這種能力越強，我們說數商越高；反之，這種能力越弱，數商就越低。數商對學生學習，未來生活規劃和一般人的日程生活及工作管理都有重要作用。數商與智商有共性也有不同；跟情商配合運用能有效獲得學習、生活和工作的成功。數商的另一個顯著特點是可從小培養，可終生訓練。

參考文獻

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