江蘇南京市雨花外國語小學(210012)
現(xiàn)行各版數(shù)學教材,都把“帶余除法”的教學規(guī)劃為2課時,第1課時主攻意義滲透,第2課時才真正觸及算法技能。什么是帶余除法?為何規(guī)定余數(shù)比除數(shù)?。垦杏戇@些問題,有利于教師準確把握相關概念,并在教學中適時滲透思想方法,從而有效開展相關教學。
許多人望文生義,認為“帶余除法”就是“無法整除有剩余的除法”,這樣的理解并不全面,因為余數(shù)是有取值范圍的。那么“帶余除法”的代數(shù)定義是什么呢?如果整數(shù)m>n>0,p>0,且p×n<m<(p+1)×n,m-p×n=t,就說n除m,商為p,余數(shù)為t,并記作m=p×n+t。從定義中可知,p為最大商數(shù),且必有t<n。換言之,帶余除法定義中已經(jīng)暗含了各參數(shù)的取值范圍。與帶余除法關系緊密的還有整除的概念。設m、n是整數(shù),且n≠0。那么,必然存在唯一的一對整數(shù)p與t,滿足m=p×n+t,0≤t<n。此外,n能整除m的充要條件是t=0。
依照上述理論,若整數(shù)m=p×n+t(0<t<n),當t不為0時,就說m不能被n整除,在此情況下推測p和t的演算過程,就是帶余除法。當t=0時,就成了整除。由此可見,整除與帶余除法是討論同種關系式的兩種情況,是一體兩面。把整除視為余數(shù)為0的除法是謬誤的。之所以規(guī)定余數(shù)小于除數(shù),一般采用反證法來驗證,以分發(fā)實物為例,“如果余數(shù)比除數(shù)大了就還能再分”。其實,這樣的解釋站不住腳。如“平安夜某水果店做促銷活動,拿出23個蘋果免費分送給當晚21:00后進入店鋪的顧客,每人5個,先到先得,送完為止,問可以分給多少人?
圖1
以上的每一種分法,都可能出現(xiàn)在現(xiàn)實情境中,因為當晚21:00后進入該商店的人數(shù)是不可控的。每種可能都有對應的圖例和算式,都符合“商×除數(shù)+余數(shù)=被除數(shù)”的規(guī)律。而“能不能繼續(xù)再分”則需要根據(jù)客觀狀況而定,無法作為判斷余數(shù)應比除數(shù)小的結論。為了避免出現(xiàn)一式多解的亂象,確保結果的唯一性,故而規(guī)定余數(shù)必須小于除數(shù)。
[教學片段1 1]
問題1:有20枚雞蛋,每5枚裝1袋,可以裝幾袋?
生1:20÷5=4(袋)。
師:算式的意義是什么?
生1:20枚雞蛋,每次拿出5枚作為一組,一共可以分4組。
問題2:同樣多的雞蛋,如果每6枚裝一袋,最多可以裝幾袋?
生2:最多可以裝3袋,余下2枚。(如圖2)
圖2
師:能列式嗎?
生2:20 ÷ 6=3(袋)。
生3:20÷ 6=3(袋)……2枚。
生4:20 ÷ 6=3(袋)余 2(枚)。
師:到底怎么表示才正確?
生5:第一種列式?jīng)]將余下的2枚反映出來,是錯誤的。
師:后兩種列式你更傾向于哪一種?
生5:第三種列式多一個“余”字非常必要,沒這個字表意不完整。
師:在數(shù)學中,“余”字可用專用符號“……”表示。如20÷6=3(袋)……2(枚),簡潔明了。
師:誰能把這個算式中的所有數(shù)字表示的意義重新說一遍。
圈、點、數(shù)的活動,正是借助直觀圖形幫助學生理解帶余除法,余下的點數(shù)也揭示了余數(shù)的意義。理解帶余除法的意義,既要能分別掌握算式中每個數(shù)字指代的意義,還要能從整體上理解算式的意義。
[教學片段2 2]
師:如果問題1中的雞蛋數(shù)分別為41、42、43和46、47、48,分畫的結果會如何?請分別寫出對應的算式。
師:你能根據(jù)規(guī)律續(xù)寫下一個算式嗎?
生6:第一組:44÷5=8……4;第二組:49÷5=9……4
師:為什么?
生6:除數(shù)不變,總數(shù)加1后,余數(shù)相應增加1。
師:如果被除數(shù)繼續(xù)加1,余數(shù)會怎樣?
生7:余數(shù)會增加到5。
師:真的嗎?
生8:錯的!45除以5商數(shù)為9,剛好分完,余數(shù)消失。
師:寫出這個算式并思考余數(shù)為何消失。
生9:余數(shù)達到5,可以再分一個除數(shù)出來。(課件演示二次分配過程)
師:照上面的規(guī)律繼續(xù)列式,多列幾組,看看余數(shù)有什么變化。
生10:余數(shù)在變化,1、2、3、4,1、2、3、4,循環(huán)往復,周而復始。但永遠不會超過4。
通過以上探究發(fā)現(xiàn),余數(shù)永遠小于除數(shù),帶余除法的定義中明確有這一條。有的教師喜歡在毫無關聯(lián)的隨機出現(xiàn)的算式中,探究余數(shù)與除數(shù)的大小關系,導致學生思維受阻或者始終無法抓住問題核心。實在沒辦法,教師只好直接灌輸“余數(shù)小于除數(shù)”的概念。對此學生也是丈二和尚摸不著頭腦,不知為什么非要將余數(shù)和除數(shù)拿來對比。上述教學中,所有的式子呈現(xiàn)高度的相關性和清晰的變化規(guī)律:除數(shù)相同,被除數(shù)漸次遞增,商也相同,著重突出余數(shù)的周期變化。余數(shù)必定小于除數(shù)的規(guī)律也蘊含在這個變化中。
雖然通過同一類除法算式中的余數(shù)漸變規(guī)律能夠確認余數(shù)比除數(shù)小的合理性和必然性,但是,這還不足以說明余數(shù)比除數(shù)小是帶余除法的基本屬性。要揭示它的基本屬性,需要用到逆運算。
除法與乘法互為逆運算,帶余除法的逆運算怎么書寫呢?是乘加混合算式。理論上,一個乘加混合算式調換除數(shù)源和商數(shù)源的位置,就可以反推出兩個帶余除法的算式,如5×6+4=34,就可以改寫成“34÷5=6……4”和“34÷6=5……4”兩個帶余除式,但這只限于加數(shù)(余數(shù)源)同時小于兩個因數(shù)(除數(shù)源和商數(shù)源)。一旦脫離這個條件,有的乘加算式就只能改寫成一個帶余除式,這還是由于余數(shù)要小于除數(shù)造成的。如把“5×7+6=41”反推成帶余除式,只存在“41÷7=5……6”一種情況,而“41÷5=7……6”則不存在。通過逆運算,可把乘加混合運算與帶余除式有機融通,使學生體會兩者之間的交互證明關系。溝通二者的關聯(lián),不僅可以促進學生對帶余除法的理解,而且為總結歸納“商×除數(shù)+余數(shù)=被除數(shù)”的推論打好基礎。
通過以上探究發(fā)現(xiàn),無論在哪種觀點下,余數(shù)永遠要小于除數(shù)。這一點實際上就是帶余除法的基本屬性。單純在算式表征上進行不完全歸納,推定兩者的關系在理論上是站不住腳的。若不明就里,學生只是被教師牽著鼻子走,為師命是從,那么這種強記必不長久和穩(wěn)固,一旦遇到變式就會引起思維混亂,甚至動搖原有的正確認知。
一個數(shù)學規(guī)定的出臺,背后一定有著深刻的道理。數(shù)學中的所有定則,都是邏輯發(fā)展的必然產(chǎn)物。如果孤立地看待某些規(guī)定,或許很難理解,但是聯(lián)系知識前后的來龍去脈,問題就會迎刃而解。