專利名稱：混q進(jìn)制、進(jìn)位行“人腦筆算方法”新一代技術(shù)方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
初等數(shù)學(xué)及教科書
背景技術(shù)：
在中小學(xué)數(shù)學(xué)教科書中有大量的數(shù)值運算。
①對運算的解剖，表明存在一些隱含的操作程序，以至產(chǎn)生“隱患”。以加法為例。例一兩數(shù)相加，算式如圖例一。其中，十位上的和數(shù)3，解剖一下，其微程序操作是 圖例一 圖例二 到高位(見標(biāo)志)。
其余各位情況類似。
又如，例二，設(shè)三數(shù)求和，算式如圖例二78+297+259＝634如圖可見，上述情況更為嚴(yán)重。
顯然，存在下列缺點a、進(jìn)位標(biāo)示困難。若用小數(shù)字表明，則易混淆且字面積受限。特別是表示456789時就更煩人；若以“·”字寫在數(shù)字間，則易與小數(shù)點混淆且表示456789也不便；若以手指數(shù)數(shù)，則速度慢且不方便；若心算，則費腦力且易錯?？傊容^討厭，易出錯。
b、一般兩數(shù)相加時，每一位上要有三個數(shù)相加求和。于是，需二次運算。三及三以上個數(shù)求和等，則更不方便。
c、驗算困難。一般采用重做一遍，費時費力。
②減法比加法更麻煩。且不能在同一豎式中連續(xù)減，必須斷開。特別在加減混合運算時，不能一步到位。
③運算格式不統(tǒng)一，除法時另起爐灶。
④名數(shù)運算中，不含“復(fù)名數(shù)運算”且名數(shù)的計量單位名稱沒有獨立的“名稱運算”。然而我們根據(jù)實踐經(jīng)驗認(rèn)為，沒有這種“名數(shù)運算”，常常不方便或者出錯。
⑤歷史上有名的算盤，受到電子計算器的強(qiáng)力沖擊。它由于在十進(jìn)制運算中，又加進(jìn)了五進(jìn)制運算，從而存在運算結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，運算速度慢，不適于教學(xué)等缺點。必須動大手術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題①要創(chuàng)新數(shù)值運算。提高運算速度，同時加強(qiáng)運算正確性的保障，使出錯的可能性顯著減小。
②要創(chuàng)新采用“復(fù)名數(shù)運算”及“名稱運算”。
③要創(chuàng)新算盤及其珠算。
(二)解決問題的技術(shù)方案①首創(chuàng)《進(jìn)位行方法》由前述分析可知，易錯也好，速度慢也好，問題的要害在哪里？首先，就在于“進(jìn)位”。于是，我們創(chuàng)造了《進(jìn)位行方法》。
(筆者尚未發(fā)表的資料《混數(shù)、進(jìn)位行方法》中有關(guān)于“進(jìn)位行”理論的研究。)應(yīng)用《進(jìn)位行方法》的各種運算可以明顯地①加快運算速度；②大幅度減小人工運算出錯的概率。
②首創(chuàng)《混數(shù)方法》(筆者尚未發(fā)表的資料《混數(shù)、進(jìn)位行方法》中有關(guān)于“混數(shù)”理論的研究。)應(yīng)用《混數(shù)方法》可以有力地加快有理數(shù)運算的速度。該方法與《進(jìn)位行方法》并用則互相促進(jìn)，作用又大大加強(qiáng)。于是，合并稱為《混數(shù)、進(jìn)位行方法》。(簡稱《混進(jìn)方法》)我們以此方法來進(jìn)行整個有理數(shù)的運算。并結(jié)合小學(xué)生的特點撰寫了《小學(xué)數(shù)學(xué)教科書》。這本教科書易教易學(xué)，省時省力。它的運用，可以從根本上使小學(xué)的“苦惱數(shù)學(xué)”變?yōu)椤翱鞓窋?shù)學(xué)”。從教學(xué)時間上來看，它大約可以使整個小學(xué)數(shù)學(xué)原六年的時間縮短為三年的時間。以至于完全可以把時間節(jié)約下來，放到語文、英語的教學(xué)上去。這是對全世界每個國家每個人都有切實的利益的方法。
當(dāng)本專利獲得批準(zhǔn)后，我們還要申請國際專利，然后再向社會公開。
③首創(chuàng)運算格式統(tǒng)一“統(tǒng)一”的思想是教學(xué)很重要的思想，然而以前+、-、×、÷就不統(tǒng)一，我們采用右圖加法的運算格式，使四則運算格式統(tǒng)一起來。
圖加法 圖復(fù)名數(shù)運算一 圖復(fù)名數(shù)運算二④改進(jìn)名數(shù)運算。建立“復(fù)名數(shù)運算”及“名稱運算”。“名稱運算”簡單講就是實踐中的數(shù)學(xué)運算。因此是十分重要的。特別在物理學(xué)中常常會含有許多“名數(shù)運算”?，F(xiàn)加以改進(jìn)。
a、建立“復(fù)名數(shù)運算”，例如，右圖b、建立“名稱運算”，令任一名數(shù)表為AiPj，其中A為數(shù)值即量數(shù)，ij為第ij種，(ij為自然數(shù))P為計量單位名稱，又設(shè)運算為*(*表四則運算)，有定義，同名數(shù)A1P*A2P＝(A1*A2)(P*P)不同名數(shù)A1P1*A2P2＝(A1*A2)(P1*P2) 全面開放“名數(shù)運算”，在一定程度上，增加了運算的靈活性，增強(qiáng)了運算的能力，豐富了運算的結(jié)果，擴(kuò)展了運算的眼界和思路。這就使“孤立的運算”視為某種系統(tǒng)的運算并使概念更清晰了。更可貴的是，這一點體現(xiàn)了從系統(tǒng)的全面的角度觀察系統(tǒng)中各名數(shù)的系統(tǒng)關(guān)系。從實踐意義上講，這樣做很有用。
⑤采用新一代算盤。它大大地提高了珠算的實用和教學(xué)價值。(詳見本件申請中，實用新型專利“新一代算盤”的申請書。)由于它與本發(fā)明屬于一個總的發(fā)明構(gòu)思，故作為一件申請?zhí)岢?。這種算盤最大的作用，也是作為《小學(xué)數(shù)學(xué)教科書》的良好教具。珠算的新方法，也正是新教科書的一個必要的組成部分。
⑥創(chuàng)新的《小學(xué)數(shù)學(xué)教科書》中全面、系統(tǒng)采用全新的教學(xué)理念。它表現(xiàn)為五大原則和綜合四大特性。簡稱為“五四精神”。
四大特性如下——它是根據(jù)上述五大原則對于義務(wù)教育的兒童、少年適用的綜合的特點。
1、基礎(chǔ)性——現(xiàn)實有用的2、普及性——人人必需的3、發(fā)展性——各盡所能的學(xué)習(xí)，各取所需的目標(biāo)4、現(xiàn)代性——信息化、數(shù)字化的教育
(參見筆者尚未發(fā)表的《教學(xué)輔導(dǎo)書》“四則運算及其他的創(chuàng)新”及《小學(xué)數(shù)學(xué)教科書》。)(三)本發(fā)明的有益效果是①首創(chuàng)《混數(shù)、進(jìn)位行方法》從而顯著提高有理數(shù)運算速度，而且大幅度減少了運算的出錯概率。
②《混進(jìn)方法》使其《小學(xué)數(shù)學(xué)教科書》具有了空前的品質(zhì)。
③統(tǒng)一了四則運算的格式。
④改進(jìn)了“名數(shù)運算”。創(chuàng)立了“復(fù)名數(shù)運算”和“名稱運算”。
⑤創(chuàng)新珠算。產(chǎn)生新一代算盤，也創(chuàng)新了教科書的一章。
⑥所有這一切從根本意義上全面、系統(tǒng)教改形成了《小學(xué)數(shù)學(xué)教科書》，它對世界各國均有很大意義，對我們祖國具有重大利益。這也是我們這個發(fā)明需要按國家有關(guān)保密規(guī)定辦理的原因。
具體實施例方式由于本發(fā)明涉及面較廣，內(nèi)容為全面的創(chuàng)新，故我們從三大方面來實施。
一、《小學(xué)數(shù)學(xué)教科書》。它是在本發(fā)明《混進(jìn)方法》的基礎(chǔ)上，結(jié)合小學(xué)生的生理心理及學(xué)習(xí)本身的特點，結(jié)合教師本身的特點及教學(xué)經(jīng)驗，在教育部要求標(biāo)準(zhǔn)以及其要求教改的指導(dǎo)下，認(rèn)真負(fù)責(zé)撰寫的。
二、相應(yīng)的《教學(xué)輔導(dǎo)書》“四則運算及其他的創(chuàng)新”。這是給老師教研用的，它起承上啟下的作用。這里的上，指理論教學(xué)參考資料《混數(shù)、進(jìn)位方法》；這里的下，指《小學(xué)數(shù)學(xué)教科書》。
三、教學(xué)參考資料《混數(shù)，進(jìn)位行方法》。
這是對《混數(shù)、進(jìn)位行方法》的理論研究。
權(quán)利要求
一、獨立權(quán)利要求(一)前序部分——本發(fā)明《混數(shù)、進(jìn)位行方法》及其有理數(shù)運算教科書(以下簡稱《混進(jìn)方法》及新教科書)，是初等數(shù)學(xué)中關(guān)于有理數(shù)運算的算法。它與以前所采用的老數(shù)學(xué)方法一樣涉及到數(shù)的表達(dá)、進(jìn)位、集合等內(nèi)容，涉及到+、-、×、÷乘方等有理數(shù)運算。以此《混進(jìn)方法》撰寫的有理數(shù)運算新教科書(即，創(chuàng)新的《小學(xué)數(shù)學(xué)教科書》)與以前老的數(shù)學(xué)方法寫的有理數(shù)運算教科書(即，現(xiàn)有小學(xué)數(shù)學(xué)教科書以及初中數(shù)學(xué)教科書的第一部分)，同樣有關(guān)于有理數(shù)運算及其它的教學(xué)內(nèi)容。不同之處在于下面特征部分。(二)特征部分1、《混數(shù)、進(jìn)位行方法》具有特殊性質(zhì)的“混數(shù)、進(jìn)位行”。2、創(chuàng)新的《小學(xué)數(shù)學(xué)教科書》全面采用“《混數(shù)、進(jìn)位行方法》及其他”作為教學(xué)的基礎(chǔ)。3、在第2條中的“其他”，包括①統(tǒng)一的四則運算格式；②“復(fù)名數(shù)運算”及“名稱運算”；③新一代珠算；④創(chuàng)新的《小學(xué)數(shù)學(xué)教科書》中全面、系統(tǒng)采用全新的教學(xué)理念。
二、從屬權(quán)利要求(與上述權(quán)利要求編號一致)1、本發(fā)明中的“混數(shù)、進(jìn)位行”包括一切運算中的“混數(shù)、進(jìn)位行”。要求以《混數(shù)、進(jìn)位行方法》來設(shè)計、制造各種儀表、儀器、設(shè)備(如，計算機(jī)、密碼機(jī)等等)的權(quán)利。2、采用《混數(shù)、進(jìn)位行方法》的各種文獻(xiàn)形式記錄，傳播的權(quán)利。(注“文獻(xiàn)”是指人類的知識用文字、符號、聲像等記錄保存下來，并且交流材料的一切物質(zhì)形態(tài)載體。)
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)字工程方法和筆算工程領(lǐng)域，提出一種新的數(shù)字工程方法，提高運算速度，而且大大降低筆算的出錯率。本發(fā)明的混Q進(jìn)制、進(jìn)位行數(shù)字工程方法包括將參與運算的k個普通Q進(jìn)制數(shù)的每一位數(shù)字都加上一個數(shù)符，對k個數(shù)同時進(jìn)行混Q進(jìn)制的求和。從最低位開始按位相加，得到“按位和”，將此和數(shù)記入下一運算層，作為“部份和”數(shù)；同時所得“混Q進(jìn)位”，則存放到下一運算層的任一進(jìn)位行中與該位相鄰的高位處。經(jīng)過如此反復(fù)運算，直至不產(chǎn)生“混Q進(jìn)位”為止。則最后一次“按位加”所得和數(shù)，即為所求加法結(jié)果。本發(fā)明同時提供了數(shù)字工程領(lǐng)域的混Q進(jìn)制、進(jìn)位行筆算工程技術(shù)方案。
文檔編號G09B19/02GK1573839SQ0312270
公開日2005年2月2日 申請日期2003年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月17日
發(fā)明者(發(fā)明人要求不公布姓名) 申請人:李志中