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运用对立统一观点,搞好有余数除法的教学

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对立统一”是辩证唯物主义的一个基本观点,教师只有掌握这一辩证观点,才能正确地驾驭教材,搞好余数除法教学。在进行教学之前,教师首先要对“0”的双重意义进行一些探究。

在数学发展的历史中,0的出现比起其他自然数要晚得多,代表缺位符号的0直到公元6世纪才从印度引进:当某个数位上一个单位也没有时,便用0来表示。用近代集合论的观点来看,如果一个集合中只有n个元素,这个n就称为这个集合的基数。单元素集中只有一个元素,所以单元素集的基数便是1。没有元素的集合称为空集,因而空集的基数便是0。所以,通常认为:非零自然数1,2,3,…表示的是“有”,而0表示的是“无”。

然而,切莫把这种认识绝对化了,用辩证的观点看,0还有表示“有”的一面。如某天的气温是0℃,总不能说这天没有温度吧!因为0毕竟是一个确定的数呀!0℃比零上3℃低3℃,而又比零下1℃高1℃。0既不是正数,也不是负数,0是唯一的中性数。又如,在中学数学中我们还知道,一条直线l的倾斜角α的正切,称作这条直线l的斜率。0°角的正切为0, tan0°=0,但我们说这个倾斜率是存在的,真正不存在的是90°角的正切!所以任何平行于x轴的直线都属于有斜率的直线,只有垂直于x轴的直线才是斜率不存在的直线。

由是观之,0既可表示“无”,又可表示“有”,有了这种辩证认识,才可能把有余数的除法知识教好教活。

人教版义务教育课程标准实验教科书《数学》三年级上册第49页编入了“有余数的除法”内容。在第50页上有一个摆花布置会场的例1。先摆15盆花,每组摆5盆,可以摆几组?横式为:15÷5=3(组) ,竖式为:

这题讲的是整除。

在第51页上又有例2。一共有23盆花,每组摆5盆,最多可以摆4组,还多3盆。可以用这样的式子来表示:23÷5=4(组)……3(盆)

这题讲的是有余数的除法。

在第52页上还安排了例3。如果上例中一共有16盆花,可以摆几组?多几盆?如果是17盆,18盆,……,24盆,25盆?

15÷5=3(组)

16÷5=3(组)……1(盆)

17÷5=3(组)……2(盆)

18÷5=3(组)……3(盆)

19÷5=3(组)……4(盆)

20÷5=4(组)

21÷5=(组)……(盆)

22÷5=(组)……(盆)

23÷5=(组)……(盆)

24÷5=(组)……(盆)

25÷5=(组)……(盆)

这题是将“整除”与“有余数的除法”综合在一起,进行对比和总结。

作为一名小学数学教师,照本宣科地讲解完这三道例题,应该是不成问题的。但是,通过这样的教学,在学生的脑海中会形成怎样的认识呢?笔者认为主要有以下三点:

1.整除是没有余数的,只有在有余数的除法中才出现余数。

2.一个数被5除,除数只有四种情形,即余数只可能是1,2,3,4。

3.余数必须小于除数,但余数不能为0。

其实,这些认识不仅学生中有,而且在一些专业知识不够扎实、对哲学也疏于学习的小学数学教师中也普遍存在。

值得指出的是:上述认识虽然有其正确的部分(如余数必须小于除数),但总体来说,却没有真正学通、学透。

为弄清这些问题,不妨先来查阅相关的数学专业书籍。

《小学数学教师手册》(人民教育出版社,1982年)第49页有如下表述:

“判定一个整数能不能被另一个正整数整除,只要进行除法运算即可。如果所得余数为0,就是整除的情况;如果所得的余数不为0,就是不能整除的情况。”

《数学手册》(人民教育出版社,1979)第1057页“数论”的“辗转相除法”一节中,有如下表述:

“每一个整数a可以唯一地通过正整数b表示为a=bq+r (0≤r

《数学手册》第1066页“数论”的“同余式”一节中还有如下表述:

“设以m为模,则可将全体整数分为m类,同类的数都有同余,不同类的数都不同余。称这样的类为同余类,每类中各取一数为代表。例如:0,1,2,…,m-1构成一个完全剩余类。”

在上述文献的相关表述中,无一例外地表明:在整数除法中,余数可以为0。

然后,再从哲学的角度来进行分析。在研究整数除法时,人们起初总是研究其中最简单的除法情形,正如课本中的例1那样:15÷5=3,没有余数。然后,再研究较复杂的有余数的除法,如课本中的例2那样:23÷5=4(组)……3(盆)。其中的“3”就是余数。所以,人们此时对于能整除的情形和不能整除的情形主要是关注其“异”:前者没有余数而后者有余数。然而世上一切事物又无不处于运动、变化和发展之中,所以人们的认识也不应该老是“原地踏步”。因为“没有余数”也就是“余数为0”,所以当我们在转而关注其“同”的时候,就将“有余数的除法”进行了一次扩展,把一切除法都看成是有余数的除法,从而让“有余数的除法”把“整除”也包括进去,二者的差别不在于有没有余数,而在于余数是否为0。这样一来,“整除”就变成了“有余数除法”的特例。至此,原先相互并列的两个对立概念就实现了统一。

其实,概念间由对立到统一的这种变化,比比皆是。在小学低年级,把长方形与正方形看成是对立的概念,而在后来,就把正方形集合看成是矩形集合的真子集了。对长方体与正方体的认识与此也大致相同,起初两者相互对立,后来就统一于长方体集合之中,而把正方体看成是长方体的特例了。在对整数与分数的认识上,也经历了同样的过程。人们先接触整数,再接触分数,起初,两者泾渭分明,不容混淆。然而,当人们认识到任何一个非零整数m都可以写成分母唯一的分数,而0也可表示为零分数(n ∈N*)时,内涵扩展后的“分数”就已经包含了“整数”,原先是并列关系的两个对立概念,就形成了包含关系。整数集已成为分数集的一个真子集了。原先说“整数”与“分数”统称为“有理数”,而现在就可以说:有理数集就是分数集了。

对概念的认识,必须经由这样的一个“与时俱进”的过程,否则,老停留在一个地方,割裂地、孤立地看待各个相关概念,就难以实现认识上由对立到统一的飞跃,就难以理清概念间的关系,就必然会把活生生的知识教死了。

从数学与哲学两个方面做了上述准备后,接下来就可以来探讨一下有余数除法的教学了。

首先,不妨按照课本的编排,先讲例1,再讲例2。但是在讲完例2后,不忙讲例3,而是带领学生回过头来观察例1,指着竖式最下面的那个0,告诉学生:这个0的位置也就是例2中余数3的位置。这个0也就是整除的余数。过去说整除的没有余数,其实,“没有余数”也就是“余数为0”。接着,把横式“15÷5=3(组)”加以改造,使之成为“15÷5=3(组)……0(盆)”的形式。

最后,在讲完了例3时,还应重申一下这一观点,并在“15÷5=3(组)”和“20÷5= (组)”的后面都添上“……(盆)”,引导学生,使他们学会在“(盆)”的内都填上“0”。至此,有余数除法的教学才算告一段落。

通过这样的教学,相信学生不仅能认识到在整数除法中,余数可以为0、“整除”可以看成是“有余数的除法”之特例,而且还能认识到一个数被5除,余数可能有0,1,2,3,4五种,为后续学习做好铺垫。更重要的是,这样做是向学生进行了一次对立统一的辩证唯物主义的思想教育,使学生初步懂得用运动、变化、发展的观点看问题,从而把数学知识学通、学透、学活。在零距离、零误差、零月租、零首付、零关税、零利率、零亏损、零增长、零风险、零排放、零障碍、零死亡、零蛀牙、零容忍等词汇日益风行的当今社会,也不致迷茫和自卑,而是清楚地知道,这些词汇的鼻祖“零余数”在教学中早已存在,从而让数学的文化风采得到应有的彰显。

(江西省南昌师范高等专科学校 330006)