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浅谈“有余数除法”在解决小学数学问题中的作用

2021-09-10李国左

科学与生活 2021年13期

李国左

摘要:除法是我们小学数学学习中必可少的运算之一,而小学数学的“有余数除法”是除法中最特别的存在,“有余数除法”具有非常强的隐蔽性,但是对学生去解决数学经典问题又是极其的重要。

关键词:有余数除法 格子游戏 抽屉原理 中国剩余定理

缘起:听了学校数学邱老师上了一节四年级《划格子游戏》的课和自己上了一节六年级《抽屉原理》的课后,引发一些思考:这两节课最后都有用到“有余数除法”,而且采用“有余数除法”去解决这类数学问题,会使题目变得更加简单、易懂。这个起因促使本人去后思考:“有余数除法”在解决小学数学问题中有何作用?下面本人将从以下四点来论述:

一、什么是“有余数除法”

除法是我们小学数学学习中必可少的运算之一,小学数学的“有余数除法”是除法中最特别的存在,“有余数除法”具有非常强的隐蔽性,但是对学生去解决数学经典问题是极其重要的,我们把一个整数除以另一个不为0的整数,得到整数的商以后还有余数,这样的除法叫做“有余数除法”。 余数要比除数小。如:19÷3 = 6……1“有余数除法”各部分间的关系是: 被除数÷除数=商+余数 如:19÷3 = 6……1。

二、用“有余数除法”解决一般数学问题,

现在人教版的教材把“有余数除法”安排在二年级表内除法之后学习,这是有道理的,因为“有余数除法”是表内除法知识的延伸和拓展,在教材内容的安排上,注重结合具体的情境,将“有余数除法”的意义内容置于实际生活的背景之下,“有余数除法”也是以表内除法知识作为基础来进行学习的。

除数是一位数的“有余数除法”,是学生在小学当中第一次去接触到,在表内除法基础上,学习“有余数除法”, 它可以解决各类数学问题。

例1:学校有51本数学趣味书,每个班借6本,可以借给几个班?还剩几本?

51÷6=8(个)……4(本)

除数是两位数的“有余数除法”,是小学四年级数学上册的内容,进步解决生活当中的数学问题,以上这些数学问题,学生是可以预见的,懂得运用“有余数除法”去解决。

例2:农民伯伯要356运吨粮食,一辆卡车每次可以运15吨,至少要多少辆卡车才能一次把这些粮食全部运完?

356÷15=23(次)......11(吨)

23+1=24(次)

三、“有余除法”在数学经典问题中的妙用

1.经典问题1——划格子游戏

在人教版《数学四年级上册》,第八单元数学广角——优化中,有一个格子游戏的数学问题,我们表面上看是优化策略的问题之一,但是如果我们深入去探讨其中的数学奥秘,就可以发现这个划格子游戏,它的最优化的解决策略就是利用“有余数除法”去解题。

例:纸上有20个格子,甲乙两人轮流划格子,每次可划的格子数为1个或2个。谁最后把格子全划完了,谁就是游戏的胜利者。若甲先划,他应采用什么策略?

解决这个划格子问题,有多种数学方法:

(一)、逆推法

20-3-3-3-3-3-3=2(个)

甲必须在第一次划走多余的2格子,接下来甲每个回合和乙划的格子数和为3,他就必胜。

(二)、归纳法:

①当格子有1-2个,甲先划,甲可以一次划完,甲胜。

②当格子有3个时,则甲不能一次划完,乙胜。

③当格子有4~6个时,甲先取后总可以给乙剩3格子,甲胜。

………

(三)、有余数除法

总数是20格子,甲先划走20÷3=6(组)…2(个)的余数2个,再用配对法和乙一起划格子,甲必胜。我们可以知道划格子游戏甲制胜策略的两个可能:

总数÷(所格子最大数与最小数的和)=商+余数(有余数则甲先划,甲必胜)

总数÷(所划格子最大数与最小数的和)=商 (没有余数则乙先划,甲必胜)

通过以上三种方法的对比教学,我们发现逆推法和存在一定的局限性,它不能解决总数是大数的问题,如果要划2017个格子游戏问题,用逆推法解决这个数学问题,就无法操作了,归纳法也同样存在这个问题,而“有余数除法”妙就妙在可以解决总数是大数的问题,它能使问题变得简单的,且只有“有余数除法”才没有这样的局限性,

2.经典问题2——抽屉原理

“ 抽屜原理”又称“鸽笼原理”,最先是由19世纪的德国数学家狄里克雷提出来的,所以又称“狄里克雷原理”。抽屉原理即把多于m个物品放到 m个抽屉里,至少有一个抽屉里的物品两个或两个以上。

例:如果把8本书放进3个抽屉,会出现怎样的结论呢?

这节课我通过枚举法、假设法、有余数除法去解决抽屉问题,枚举法要一一的描述各种情况,太繁琐,假设法,可以体现它的唯一性,但是就没有一般性了,最后我们总结得到,可巧妙的利用“有余除法解决”解决本例中的问题,得出:物体数÷抽屉数=商数……余数,至少数=商数+1 ,我们还得到抽屉里至少有“商+1”个物体的公式,也可以用字母“a÷n=b......c,总有一个抽屉至少可以放( b+1)个物体”的抽象形式来描述。我们进而知道了用“有余除法”可以解决数学中的经典问题。

总之“有余数除法”在小学数学中是非常重要的知识点。我们不能忽略它,虽然它具有隐蔽性,跳跃性,但是它也是由易到难的,从小学二年级开始我们已经接触它,跳过三年级,在四年级时和整数除法如影随行,五年级又与小数除法关系密切,到了六年级的“抽屉原理”,顺理成章的来到你面前,你可要有所准备和思考!

参考文献:

[1]黄忠裕著.初等数学建模/黄忠裕著.四川大学出版社, 2004.12

[2]潘承洞.初等数论.北京大学出版社,2013.1

[3]小学数学课程教材研究开发中心.四年级上册教师教学用书.人民教育出版社,2014.6