试论用“减法”求两个数的最大公因数

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  教学片断
  (新教材人教版第十册P81例2)求18和27的最大公因数。
  师:请你们选择自己喜欢的方法进行思考,寻找解题方法,可以独立思考,也可以小组合作。
  (教师学情预设:根据学生已有的知识水平,有的会分别写出每个数的因数再找最大公因数;有的会找出其中一个数的所有因数,再从大到小验证这些因数是不是另一个数的因数。有的会进行分解质因数;个别同学可能会直接用短除法)
  过了数分钟……
  师:你们都找到18和27的最大公因数了吗?
  (教师在和学生交流时发现,学生的答案基本不出教师所料。课堂到此也似乎十分流畅,谁想到“半路杀出个程咬金”,还有一个同学高举双手不肯放下,跃跃欲试的表情写于脸上)
  师:“×××,你还有什么不同的方法吗?”
  该生站起来说:“27-18=9,9就是18和27的最大公因数。”
  (同学们哄堂大笑,该生也很不好意思地坐下了)
  (这一意想不到的方法是在座多数老师教学中从没遇到过的,我一时也不知道对不对,我们都睁大眼睛看上课教师怎么处置)
  师:(教师一愣,随即把皮球又踢了回去):你能说说这样想的理由吗?
  (教室里很快安静下来,大家都想知道这看上去很妙的方法是否正确,老师又是怎么评价的)
  “那是我猜的。”该生不好意思地回答。
  师:(轻描淡写地)哦,这只是巧合吧,如果求4和9的最大公因数呢,能用9-4=5,难道5就是它们的最大公因数吗?
  学生被老师问得哑口无言,这个问题也随之不了了之。
  课后,老师们对这个小插曲展开了热烈的讨论,求两个数的最大公因数,可以用减法吗?学生的想法对不对?这仅仅是巧合,还是偶然之中存在必然?多数老师认为,这种解法不对,教师的例子不是很好的说明吗,如果放任这样的解法继续存在,对求两个数最大公因数的知识掌握会产生极大的负面影响,应该坚决予以纠正。可我总觉得学生之所以产生这样的方法,一定有他深层次的原因。我陷入了沉思。
  课后,我查阅了资料。我发现学生的解法是正确的。理论依据是《九章算术》中的“更相减损术”。新教材人教版第十册P87“你知道吗?”讲到了“约分术”。虽然“更相减损术”是将一个分数化简为最简分数的算法,但是分数化简与最大公因数是紧密关联的。“更相减损术”可以适当改造后用于求最大公因数。在“更相减损术”中的“副置分母、子之数,以少减多,更相减损,求其等也”就是求两个整数的最大公因数的算法,我们不妨把它称之为辗转相减法。翻译为现代语言如下:任意给定两个正整数,以较大的数减去较小的数,接着把所得的差与较小的数比较,并以大数减去小数。继续这个操作,直到所得的数相等为止,则这个数(等数)就是所求的最大公因数。
  “更相减损术”可以看作是欧几里得算法的另一种表现形式。欧几里得算法是用辗转相除的方法来计算,辗转相减法的证明过程与辗转相除法完全相同。课堂上在学生甚至教师还不了解欧几里得算法的情况下,学生能想到这一种全新的算法,非常可贵,可以称得上是创新。
  既然中国古代就有了这种行之有效的方法,为什么教材就不采用“更相减损术”来求两个数的最大公因数呢?这是因为“更相减损术”是将一个分数化简为最简分数的算法,采用的是逐次约分的方法,应用在找最大公因数时有时步骤很少,就如例题。27-18=9,(其实照“更相减损术”操作,还有一步18-9=9)9就是18和27的最大公因数。有时步骤繁多,就如教师所举凡例,9-4=5,5-4=1(其实照“更相减损术操作”还有几步,4-1=3,3-1=2,2-1=1),1才是9和4的最大公因数。甚至还有步骤更多、更复杂的,两个对比,发现用分解质因数找出最大公因数来得简洁方便。我想,课堂上教师如果有进取的心态,主动引导学生去探索知识的前因后果,而不是随意下结论,让概括、归并、简单这些重要的数学思想原则去影响学生,其意义会非同寻常。教学思考
  
  一、主动“建构”,才是学生学习真面目
  
  建构主义认为:学生的学习活动不是教师单方面向学生传递知识,而是学生根据外在信息,通过自己的背景知识,建构自己知识的过程。在这个过程中,学生不是被动的信息吸收者和刺激接受者,他们要对外部的信息进行选择和加工。从课堂教学中出现的小插曲可以看出,很显然,在学习求两个数最大公因数的方法时,学生的学习过程不是简单的复制教材提供的思维方式,他们的思维也没有完全局限于教师的预设空间。他们总会根据自己的想法,选择自己认为行之有效的手段,加工成属于自己的独特方法,主动建构属于自己的知识体系。因此,作为教师在琢磨怎么教的同时,更应该关注学生在怎么学。因为“外因只有通过内因才能起作用”。
  
  二、精研教材,才能掌握教学主动权
  
  仔细对照新旧教材,发现变化很大。浙教版第十册P50例3“求36和60的最大公因数”,教材是通过分别找出36和60的因数的方法再确定它们的最大公因数是12,接着教材用短除法确定12就是36和60的最大公因数,方法显得单一、程式化。而新教材则把例题修改为“求18和27的最大公因数”,在介绍了通过先找公因数再找最大公因数的方法后,引导学生思考,还有别的方法吗?我想教材这样修改,编者可能估计到学生会采用27-18=9的方法来求出最大公因数。如果教师也明白这一点,当课堂上产生这样的问题时,就可以从容地引导学生追本溯源,通过找出知识发生的原始状态,挖掘文本知识中积淀的数学文化,让学生体会到了数学作为人类的一种文化传承,它的思想是现代文明的重要组成部分,也让不同的学生在数学上得到了不同的发展。
  
  三、民主融洽,才会创造课堂新亮色
  
  新时期通讯传媒的发达使教师不再是知识的权威。新理念下的教师是学生学习的组织者、合作者、引导者。因此,学生在课堂上出现了与教师不同的看法和意见,甚至让教师认为不可思议的解答方法会越来越多,作为教师不要轻易加以否定,以保护学生的自尊心。教师要关注的是学生思考问题的过程,千万不要代替学生思考,更不可以把自己的思维模式强加给学生,固化他们的思维。在学生不可思议的解答方法背后可能就有合乎情理的理论支撑。如果学生一直在宽容、理解、尊重个性、共同学习的环境熏陶下,作为数学课堂上的真正主人去参与学习,必然会激发他们内心无限的潜力,数学课堂也随时可能迸发出创新的火花。
  
  (责任编辑:李雪虹)
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