“對(duì)立統(tǒng)一”是辯證唯物主義的一個(gè)基本觀點(diǎn),教師只有掌握這一辯證觀點(diǎn),才能正確地駕馭教材,搞好有余數(shù)除法的教學(xué)。在進(jìn)行教學(xué)之前,教師首先要對(duì)“0”的雙重意義進(jìn)行一些探究。
在數(shù)學(xué)發(fā)展的歷史中,0的出現(xiàn)比起其他自然數(shù)要晚得多,代表缺位符號(hào)的0直到公元6世紀(jì)才從印度引進(jìn):當(dāng)某個(gè)數(shù)位上一個(gè)單位也沒(méi)有時(shí),便用0來(lái)表示。用近代集合論的觀點(diǎn)來(lái)看,如果一個(gè)集合中只有n個(gè)元素,這個(gè)n就稱(chēng)為這個(gè)集合的基數(shù)。單元素集中只有一個(gè)元素,所以單元素集的基數(shù)便是1。沒(méi)有元素的集合稱(chēng)為空集,因而空集的基數(shù)便是0。所以,通常認(rèn)為:非零自然數(shù)1,2,3,…表示的是“有”,而0表示的是“無(wú)”。
然而,切莫把這種認(rèn)識(shí)絕對(duì)化了,用辯證的觀點(diǎn)看,0還有表示“有”的一面。如某天的氣溫是0℃,總不能說(shuō)這天沒(méi)有溫度吧!因?yàn)?畢竟是一個(gè)確定的數(shù)呀!0℃比零上3℃低3℃,而又比零下1℃高1℃。0既不是正數(shù),也不是負(fù)數(shù),0是唯一的中性數(shù)。又如,在中學(xué)數(shù)學(xué)中我們還知道,一條直線l的傾斜角α的正切,稱(chēng)作這條直線l的斜率。0°角的正切為0, tan0°=0,但我們說(shuō)這個(gè)傾斜率是存在的,真正不存在的是90°角的正切!所以任何平行于x軸的直線都屬于有斜率的直線,只有垂直于x軸的直線才是斜率不存在的直線。
由是觀之,0既可表示“無(wú)”,又可表示“有”,有了這種辯證認(rèn)識(shí),才可能把有余數(shù)的除法知識(shí)教好教活。
人教版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《數(shù)學(xué)》三年級(jí)上冊(cè)第49頁(yè)編入了“有余數(shù)的除法”內(nèi)容。在第50頁(yè)上有一個(gè)擺花布置會(huì)場(chǎng)的例1。先擺15盆花,每組擺5盆,可以擺幾組?橫式為:15÷5=3(組) ,豎式為:
這題講的是整除。
在第51頁(yè)上又有例2。一共有23盆花,每組擺5盆,最多可以擺4組,還多3盆??梢杂眠@樣的式子來(lái)表示:23÷5=4(組)……3(盆)
這題講的是有余數(shù)的除法。
在第52頁(yè)上還安排了例3。如果上例中一共有16盆花,可以擺幾組?多幾盆?如果是17盆,18盆,……,24盆,25盆?
15÷5=3(組)
16÷5=3(組)……1(盆)
17÷5=3(組)……2(盆)
18÷5=3(組)……3(盆)
19÷5=3(組)……4(盆)
20÷5=4(組)
21÷5=(組)……(盆)
22÷5=(組)……(盆)
23÷5=(組)……(盆)
24÷5=(組)……(盆)
25÷5=(組)……(盆)
這題是將“整除”與“有余數(shù)的除法”綜合在一起,進(jìn)行對(duì)比和總結(jié)。
作為一名小學(xué)數(shù)學(xué)教師,照本宣科地講解完這三道例題,應(yīng)該是不成問(wèn)題的。但是,通過(guò)這樣的教學(xué),在學(xué)生的腦海中會(huì)形成怎樣的認(rèn)識(shí)呢?筆者認(rèn)為主要有以下三點(diǎn):
1.整除是沒(méi)有余數(shù)的,只有在有余數(shù)的除法中才出現(xiàn)余數(shù)。
2.一個(gè)數(shù)被5除,除數(shù)只有四種情形,即余數(shù)只可能是1,2,3,4。
3.余數(shù)必須小于除數(shù),但余數(shù)不能為0。
其實(shí),這些認(rèn)識(shí)不僅學(xué)生中有,而且在一些專(zhuān)業(yè)知識(shí)不夠扎實(shí)、對(duì)哲學(xué)也疏于學(xué)習(xí)的小學(xué)數(shù)學(xué)教師中也普遍存在。
值得指出的是:上述認(rèn)識(shí)雖然有其正確的部分(如余數(shù)必須小于除數(shù)),但總體來(lái)說(shuō),卻沒(méi)有真正學(xué)通、學(xué)透。
為弄清這些問(wèn)題,不妨先來(lái)查閱相關(guān)的數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)書(shū)籍。
《小學(xué)數(shù)學(xué)教師手冊(cè)》(人民教育出版社,1982年)第49頁(yè)有如下表述:
“判定一個(gè)整數(shù)能不能被另一個(gè)正整數(shù)整除,只要進(jìn)行除法運(yùn)算即可。如果所得余數(shù)為0,就是整除的情況;如果所得的余數(shù)不為0,就是不能整除的情況?!?/p>
《數(shù)學(xué)手冊(cè)》(人民教育出版社,1979)第1057頁(yè)“數(shù)論”的“輾轉(zhuǎn)相除法”一節(jié)中,有如下表述:
“每一個(gè)整數(shù)a可以唯一地通過(guò)正整數(shù)b表示為a=bq+r (0≤r
《數(shù)學(xué)手冊(cè)》第1066頁(yè)“數(shù)論”的“同余式”一節(jié)中還有如下表述:
“設(shè)以m為模,則可將全體整數(shù)分為m類(lèi),同類(lèi)的數(shù)都有同余,不同類(lèi)的數(shù)都不同余。稱(chēng)這樣的類(lèi)為同余類(lèi),每類(lèi)中各取一數(shù)為代表。例如:0,1,2,…,m-1構(gòu)成一個(gè)完全剩余類(lèi)?!?/p>
在上述文獻(xiàn)的相關(guān)表述中,無(wú)一例外地表明:在整數(shù)除法中,余數(shù)可以為0。
然后,再?gòu)恼軐W(xué)的角度來(lái)進(jìn)行分析。在研究整數(shù)除法時(shí),人們起初總是研究其中最簡(jiǎn)單的除法情形,正如課本中的例1那樣:15÷5=3,沒(méi)有余數(shù)。然后,再研究較復(fù)雜的有余數(shù)的除法,如課本中的例2那樣:23÷5=4(組)……3(盆)。其中的“3”就是余數(shù)。所以,人們此時(shí)對(duì)于能整除的情形和不能整除的情形主要是關(guān)注其“異”:前者沒(méi)有余數(shù)而后者有余數(shù)。然而世上一切事物又無(wú)不處于運(yùn)動(dòng)、變化和發(fā)展之中,所以人們的認(rèn)識(shí)也不應(yīng)該老是“原地踏步”。因?yàn)椤皼](méi)有余數(shù)”也就是“余數(shù)為0”,所以當(dāng)我們?cè)谵D(zhuǎn)而關(guān)注其“同”的時(shí)候,就將“有余數(shù)的除法”進(jìn)行了一次擴(kuò)展,把一切除法都看成是有余數(shù)的除法,從而讓“有余數(shù)的除法”把“整除”也包括進(jìn)去,二者的差別不在于有沒(méi)有余數(shù),而在于余數(shù)是否為0。這樣一來(lái),“整除”就變成了“有余數(shù)除法”的特例。至此,原先相互并列的兩個(gè)對(duì)立概念就實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一。
其實(shí),概念間由對(duì)立到統(tǒng)一的這種變化,比比皆是。在小學(xué)低年級(jí),把長(zhǎng)方形與正方形看成是對(duì)立的概念,而在后來(lái),就把正方形集合看成是矩形集合的真子集了。對(duì)長(zhǎng)方體與正方體的認(rèn)識(shí)與此也大致相同,起初兩者相互對(duì)立,后來(lái)就統(tǒng)一于長(zhǎng)方體集合之中,而把正方體看成是長(zhǎng)方體的特例了。在對(duì)整數(shù)與分?jǐn)?shù)的認(rèn)識(shí)上,也經(jīng)歷了同樣的過(guò)程。人們先接觸整數(shù),再接觸分?jǐn)?shù),起初,兩者涇渭分明,不容混淆。然而,當(dāng)人們認(rèn)識(shí)到任何一個(gè)非零整數(shù)m都可以寫(xiě)成分母唯一的分?jǐn)?shù),而0也可表示為零分?jǐn)?shù)(n ∈N*)時(shí),內(nèi)涵擴(kuò)展后的“分?jǐn)?shù)”就已經(jīng)包含了“整數(shù)”,原先是并列關(guān)系的兩個(gè)對(duì)立概念,就形成了包含關(guān)系。整數(shù)集已成為分?jǐn)?shù)集的一個(gè)真子集了。原先說(shuō)“整數(shù)”與“分?jǐn)?shù)”統(tǒng)稱(chēng)為“有理數(shù)”,而現(xiàn)在就可以說(shuō):有理數(shù)集就是分?jǐn)?shù)集了。
對(duì)概念的認(rèn)識(shí),必須經(jīng)由這樣的一個(gè)“與時(shí)俱進(jìn)”的過(guò)程,否則,老停留在一個(gè)地方,割裂地、孤立地看待各個(gè)相關(guān)概念,就難以實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)上由對(duì)立到統(tǒng)一的飛躍,就難以理清概念間的關(guān)系,就必然會(huì)把活生生的知識(shí)教死了。
從數(shù)學(xué)與哲學(xué)兩個(gè)方面做了上述準(zhǔn)備后,接下來(lái)就可以來(lái)探討一下有余數(shù)除法的教學(xué)了。
首先,不妨按照課本的編排,先講例1,再講例2。但是在講完例2后,不忙講例3,而是帶領(lǐng)學(xué)生回過(guò)頭來(lái)觀察例1,指著豎式最下面的那個(gè)0,告訴學(xué)生:這個(gè)0的位置也就是例2中余數(shù)3的位置。這個(gè)0也就是整除的余數(shù)。過(guò)去說(shuō)整除的沒(méi)有余數(shù),其實(shí),“沒(méi)有余數(shù)”也就是“余數(shù)為0”。接著,把橫式“15÷5=3(組)”加以改造,使之成為“15÷5=3(組)……0(盆)”的形式。
最后,在講完了例3時(shí),還應(yīng)重申一下這一觀點(diǎn),并在“15÷5=3(組)”和“20÷5= (組)”的后面都添上“……(盆)”,引導(dǎo)學(xué)生,使他們學(xué)會(huì)在“(盆)”的內(nèi)都填上“0”。至此,有余數(shù)除法的教學(xué)才算告一段落。
通過(guò)這樣的教學(xué),相信學(xué)生不僅能認(rèn)識(shí)到在整數(shù)除法中,余數(shù)可以為0、“整除”可以看成是“有余數(shù)的除法”之特例,而且還能認(rèn)識(shí)到一個(gè)數(shù)被5除,余數(shù)可能有0,1,2,3,4五種,為后續(xù)學(xué)習(xí)做好鋪墊。更重要的是,這樣做是向?qū)W生進(jìn)行了一次對(duì)立統(tǒng)一的辯證唯物主義的思想教育,使學(xué)生初步懂得用運(yùn)動(dòng)、變化、發(fā)展的觀點(diǎn)看問(wèn)題,從而把數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)通、學(xué)透、學(xué)活。在零距離、零誤差、零月租、零首付、零關(guān)稅、零利率、零虧損、零增長(zhǎng)、零風(fēng)險(xiǎn)、零排放、零障礙、零死亡、零蛀牙、零容忍等詞匯日益風(fēng)行的當(dāng)今社會(huì),也不致迷茫和自卑,而是清楚地知道,這些詞匯的鼻祖“零余數(shù)”在教學(xué)中早已存在,從而讓數(shù)學(xué)的文化風(fēng)采得到應(yīng)有的彰顯。
(江西省南昌師范高等專(zhuān)科學(xué)校 330006)