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编制小学数学题时要注意概念的严谨性

时间:2022-03-20 09:50:37 浏览次数:

zoޛ)j馝ơ材料《典型错题集》时,发现了这样一道题:0.25÷0.15,当商是1.6时,余数是( )。

第一感觉这道题有问题!脑海浮现了几个疑问:

小数除法有余数吗?

一道除法题的余数是唯一的吗?

有余数时,商能不能是小数?

该题目要考查的知识点是商不变性质:在有余数除法里,被除数与除数同时扩大或缩小相同的倍数,商大小不变,余数随着同时扩大或缩小相同的倍数。重点考查在被除数与除数同时扩大或缩小相同的倍数,余数随着同时扩大或缩小相同的倍数。

认真审视这道题目,我认为题目存在问题,在表述上是有歧义的。

1.从余数的本义看,余数是解决平均分配问题的。余数最初的定义即是为了解决整数范围内平分有余或不足问题的。考查0.25÷0.15的余数是多少,从概念界定上就是错误的。因而余数这个定义自诞生之日起就是整数问题,是根本上和小数、分数划清界线的。

余数的产生是有实际意义,补充了平均分配问题。25÷15可以理解为15个人分25个苹果,每人1个,还剩几个?而0.25÷0.15呢?难道要理解为0.15个人分0.25个苹果,还剩几个吗?新课程改革特别提倡人人学习有价值的数学,问题的提出要切合实际。

2.余数只适用于整数除法范围,不能在小数和分数除法中使用。余数指整数除法中被除数未被除尽部分,且余数的取值范围为0到除数之间(不包括除数)的整数。如97÷19商5余2。

网上也对最小的余数是0还是1进行了讨论,也有专家呼吁教材编制、审定部门对其进行界定。也就是说,最小的余数不是0的话,就应该是1。不存在余数是小数。

课本上所说的余数也是表现为整数除法的余数,而不是小数除法的余数。比如人教版数学五年级上册课本33页(截图如下):

不难看到右上方小女孩手指着自己的脑袋问:余数怎么总是“25”?

由此不难看出课本上在小数除法的计算过程中,余数依然是整数,这里余数的概念依然是整数环上的概念,而没有小数的余数这一说法。题目中第一个余数25是400除以75商5后得到的余数,而第二次出现的25本质上是250除以75商3后得到的余数,第三次、第四次出现的25依然如此。并没有说第一次余25,第二次余2.5,第三次余0.25……

而《数论之余数问题》一文,从奥数题目的角度讲解了加法余数定理、乘法余数定理和同余定理,也列举了大量的例题,均没有涉及到小数。

另外,小数和分数是可以互相转化的,如果小数除法可以有余数,分数除法也应该有余数才对。如果0.75÷0.6=1……0.25成立的话,那么3/4÷3/5=1……0.25,而结果呈现出来的就不只是5/4.

3.这道题的表述与“余数具有唯一性”相悖。初等数论中带余除法是定义在整数环上面的,商数和余数是唯一的,上述题目中解题时是把被除数和除数同时扩大了10倍,变为25÷15,虽然商的值没有变化,但数域发生了变化。带余除法就是带有余数的除法,被除数=除数×商+余数。带余除法主要包括整数的带余除法和多项式的带余除法。没有包括小数带余除法。

其中,整数的带余除法定理为:若a∈Z,b∈Z+,则有且只有一对整数q与r,使得a=bq+r,0≤r

证明:先证存在性。我们考虑整数的有序列

…,-3b,-2b,-b,0,b,2b,3b…

则整数a应介于上面有序列的某两个数之间,即存在一个整数q,使得qb≤a≤(q+1)b,我们设r=a-qb,则有a=bq+r,0≤r

再证明唯一性。设q′与r′是满足条件的另外两个整数

即a=bq′+r′,0≤r′

以上定理中q成为a被b除的不完全商,r成为a被b除所得到的余数。

也就是商和余数具有唯一性。

在“0.25÷0.15,当商是1.6时,余数是( )”中,商已经是小数了!那就是可以理解为10÷3=3……1,10÷3=3.3……0.1,10÷3=3.33……0.01,10÷3=3.333……0.001等都是对的。那商和余数的唯一性怎样体现呢?

4.整数除法与小数除法结果呈现方式不一样。整数除法分为整除和不能整除两种,整除的如36÷9=4:不能整除的如36÷7=5……1。

小数除法分为除尽和除不尽两种,除尽的如3.6÷9=0.4:除不尽的如36÷7=5,142857142857……,用循环小数表示即可(两个有限小数相除,除不尽时得到的结果一定是循环小数)。

为什么会出现这种题目呢?

是因为题目编制者只关注到了学生掌握有余数除法商不变的性质,而忽略了余数的内涵与外延。以为只要满足除数×商+余数=被除数即可,这是对学生的误导,是命制题目的不严谨,也就是通常所说的含有概念性错误的题目。

在人教版教材及其他教学资源上,带余除法商不变性质也只在整数范围内讲解和练习。

《数学课程标准》中指出:“应避免繁杂的运算,避免将运算与应用割裂开来,避免对应用题进行机械的程式化训练。”本文开篇列举的题目就是典型的把運算训练与实际应用割裂开来,就是把商不变性质的训练与余数的概念理解割裂开来,体现出命题者不严谨的数学思维。

数学教育家波利亚说:“如果没有了反思,他们就错过了解题的一次重要而有效益的方面。”数学的核心素养包括数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算、数据分析,其中数学思想和数学思维是核心。教育希望有更多具有质疑意识的学生的出现,也期盼有更多具有批判精神的教师涌现。

责任编辑/张和英

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