高校初等數(shù)論課程概念教學(xué)探討——以小學(xué)教育專業(yè)為例

李玉慧

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高校初等數(shù)論課程概念教學(xué)探討——以小學(xué)教育專業(yè)為例

李玉慧

（懷化學(xué)院 教育科學(xué)學(xué)院，湖南 懷化 418000）

初等數(shù)論是小學(xué)教育專業(yè)的一門專業(yè)主干課程，其概念的教學(xué)十分重要。為了充分提高教學(xué)效果，在此課程的教學(xué)中，教師應(yīng)精講關(guān)鍵概念的定義，細(xì)講關(guān)鍵概念的性質(zhì)，注重相似概念之間的對比，幫助學(xué)生把關(guān)鍵概念同其他概念聯(lián)系起來形成概念體系，并讓學(xué)生通過足量的應(yīng)用性練習(xí)深刻理解概念。

小學(xué)教育專業(yè)；初等數(shù)論；概念；教學(xué)；思考

一、小學(xué)教育專業(yè)開設(shè)初等數(shù)論課程的必要性

初等數(shù)論是一門古老的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科，主要研究整數(shù)的基本性質(zhì)，其理論和方法已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代密碼學(xué)、算子理論、最優(yōu)設(shè)計、組合代數(shù)及信息科學(xué)等諸多領(lǐng)域[1]217。我國師范院校一般都設(shè)有小學(xué)教育專業(yè)，而幾乎所有的小學(xué)教育專業(yè)都開設(shè)有初等數(shù)論課程。初等數(shù)論課程的教學(xué)內(nèi)容主要是整數(shù)的性質(zhì)及其應(yīng)用，例如整除、公約數(shù)、公倍數(shù)、質(zhì)數(shù)、合數(shù)、同余的性質(zhì)及應(yīng)用等，這些內(nèi)容大部分與小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)相吻合。可見，小學(xué)教育專業(yè)開設(shè)初等數(shù)論課程有利于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)及小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)能力。

湖南省規(guī)定2016年1月1日及以后入學(xué)的全日制師范教育類專業(yè)學(xué)生，必須參加國家統(tǒng)一組織的中小學(xué)教師資格考試并獲得教育部考試中心頒發(fā)的中小學(xué)教師資格考試合格證明，才能申請教師資格證書。而按照2012年5月教育部考試中心和教育部師范教育司聯(lián)合下發(fā)的《中小學(xué)和幼兒園教師資格考試大綱（試行）》“綜合素質(zhì)”考試目標(biāo)要求，中小學(xué)和幼兒園教師應(yīng)“具有閱讀理解、語言表達(dá)、邏輯推理、信息處理等基本能力”，并在邏輯推理能力方面提出了較高的要求，即能夠準(zhǔn)確而有條理地進(jìn)行推理、論證。因?yàn)槌醯葦?shù)論課程能夠有效地訓(xùn)練學(xué)生的思維，提高其邏輯推理能力，所以小學(xué)教育專業(yè)開設(shè)初等數(shù)論課程有利于學(xué)生順利通過國家教師資格考試。

數(shù)論的很多命題看似十分簡單，但一些命題的證明難度極大，例如角谷猜想、哥德巴赫猜想至今還未被證明。中外許多數(shù)學(xué)家都是被數(shù)論問題所吸引而對數(shù)學(xué)產(chǎn)生濃厚興趣的。學(xué)生在學(xué)習(xí)初等數(shù)論的過程中，很多結(jié)論和現(xiàn)象（如質(zhì)數(shù)螺旋現(xiàn)象等）可以由自己獨(dú)立地認(rèn)識理解，很多具有創(chuàng)造性的簡單問題可以由自己獨(dú)立地解答，這不僅可以激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，而且可以培養(yǎng)提高其觀察力、創(chuàng)造力。

二、初等數(shù)論課程概念教學(xué)的重要性

數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)世界中數(shù)量關(guān)系和空間形式的一門科學(xué)，因而數(shù)學(xué)概念是客觀世界中數(shù)量關(guān)系和空間形式的本質(zhì)屬性在人們頭腦中的反映，它是用數(shù)學(xué)語言和符號揭示事物共同屬性的思維形式。概念反映的所有對象的共同屬性的總和稱為這個概念的內(nèi)涵，而適合這個概念所指的對象的全體稱為這個概念的外延。數(shù)學(xué)中的概念是多種多樣的，根據(jù)它們的具體內(nèi)容和在數(shù)學(xué)中的地位和作用，就有基本的關(guān)鍵概念和一般的次要概念之分[2]74。以下把初等數(shù)論中的整除、同余等概念稱為關(guān)鍵概念，把虧數(shù)、完全數(shù)、盈數(shù)等概念稱為次要概念。

數(shù)學(xué)概念是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的重要組成部分，是學(xué)習(xí)其他數(shù)學(xué)知識的基礎(chǔ)，也是進(jìn)行正確計算、判斷、推理的依據(jù)，因此概念教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，發(fā)展學(xué)生的智力，而學(xué)生對概念的掌握程度直接關(guān)系到課程學(xué)習(xí)的好壞。

小學(xué)教育專業(yè)數(shù)學(xué)類課程的設(shè)置目標(biāo)是培養(yǎng)合格的小學(xué)數(shù)學(xué)教師。小學(xué)數(shù)學(xué)中與數(shù)的運(yùn)算有關(guān)的概念共有64個[3]，但去掉分?jǐn)?shù)、小數(shù)的定義和數(shù)的加減乘除四則運(yùn)算相關(guān)的定義后，幾乎全部包含在初等數(shù)論中，所以學(xué)生掌握初等數(shù)論的各個概念能夠?yàn)樾W(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)打下良好的基礎(chǔ)。

小學(xué)教育專業(yè)初等數(shù)論課程中的數(shù)學(xué)概念較多，但學(xué)生學(xué)習(xí)此課程前對其中的絕大部分都有一定的了解，所以一些教師在教學(xué)中常常會“輕概念、重推理”。邏輯推理是初等數(shù)論教學(xué)的重點(diǎn)無可厚非，但輕概念就值得商榷了。筆者曾選取數(shù)位、整除、約數(shù)、質(zhì)數(shù)等10個概念，在懷化學(xué)院2013級小學(xué)教育專業(yè)數(shù)理方向?①的學(xué)生中做了一次調(diào)查，結(jié)果表明所有學(xué)生都學(xué)過這些概念，但多數(shù)學(xué)生不能準(zhǔn)確表述，部分學(xué)生因?qū)σ恍└拍畹睦斫獗容^模糊而導(dǎo)致錯誤的看法。加強(qiáng)初等數(shù)論課程概念教學(xué)的必要性和重要性由此可見。

三、小學(xué)教育專業(yè)初等數(shù)論課程概念教學(xué)的策略

（一）精講關(guān)鍵概念的定義

（二）細(xì)講關(guān)鍵概念的性質(zhì)

（三）把關(guān)鍵概念與其他概念聯(lián)系起來形成概念體系

初等數(shù)論中的很多概念都是上下位關(guān)系，而關(guān)鍵概念一般為上位概念，如整除是約數(shù)的上位概念，而約數(shù)是公約數(shù)的上位概念，公約數(shù)又是最大公約數(shù)的上位概念。在初等數(shù)論課程的教學(xué)中，教師應(yīng)以關(guān)鍵概念為基礎(chǔ)，通過上下位關(guān)系將若干概念聯(lián)系起來形成概念體系，例如，可將整除理論中的整除、倍數(shù)、公倍數(shù)、最小公倍數(shù)、約數(shù)、公約數(shù)、最大公約數(shù)、合數(shù)、質(zhì)數(shù)、質(zhì)因數(shù)、分解質(zhì)因數(shù)、互質(zhì)、兩兩互質(zhì)、虧數(shù)、盈數(shù)、完全數(shù)等概念組成一個概念體系。形成概念體系能使數(shù)學(xué)知識系統(tǒng)化、條理化，有效避免相似概念的混淆。學(xué)生只有了解概念體系中各個概念所處的位置及相互聯(lián)系，才能比較全面、深刻地理解相關(guān)概念。教師在幫助學(xué)生形成概念體系時，應(yīng)有意識地引導(dǎo)學(xué)生去對比容易混淆的概念，防止產(chǎn)生負(fù)遷移。

（四）把初等數(shù)論的概念與已學(xué)課程中的類似概念做對比講解

（五）要求學(xué)生多做與概念相關(guān)的練習(xí)

應(yīng)用概念是學(xué)習(xí)概念的重要目的，也是牢固掌握概念的必由之路。在初等數(shù)論課程的教學(xué)中，教師應(yīng)適時地多布置一些與概念相關(guān)的練習(xí)，并注意選擇巧妙地插入數(shù)學(xué)概念的題目，使學(xué)生在運(yùn)算、推理、證明的過程中領(lǐng)悟數(shù)學(xué)概念的理論指導(dǎo)作用，逐步提高概念思維能力。例如質(zhì)數(shù)與合數(shù)的概念十分簡單，理解起來難度也不大，但學(xué)生只有通過一定量的應(yīng)用性練習(xí)才能深刻理解和真正掌握，而判斷某個具體的數(shù)為質(zhì)數(shù)或合數(shù)多是從概念的定義出發(fā)的，如可根據(jù)質(zhì)數(shù)與合數(shù)的定義用反證法證明質(zhì)數(shù)的個數(shù)為無限個。

小學(xué)教育專業(yè)初等數(shù)論課程的概念教學(xué)十分重要，但在保證學(xué)生掌握概念的前提下，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力也是該課程教學(xué)的一個重要目的。教師在進(jìn)行概念教學(xué)時，必須把握概念教學(xué)的目標(biāo)，正確處理概念教學(xué)的發(fā)展性與階段性矛盾，必須加強(qiáng)直觀教學(xué)，處理好具體與抽象的矛盾。

注釋：

①懷化學(xué)院小學(xué)教育專業(yè)有兩個專業(yè)方向，一個是培養(yǎng)小學(xué)數(shù)學(xué)教師的數(shù)理方向，另一個是培養(yǎng)小學(xué)語文教師的文科方向。

[1] 晏燕雄，徐海靜．我國初等數(shù)論課程教學(xué)改革的必要性及途徑[J]．西南師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012(4)：217–220．

[2] 匡繼昌．如何理解和掌握數(shù)學(xué)概念的教學(xué)實(shí)踐與研究[J]．?dāng)?shù)學(xué)教育學(xué)報，2013(6)：74–78．

[3] 張奠宙，孔凡哲，黃建弘，等．小學(xué)數(shù)學(xué)研究[M]．北京：高等教育出版社，2009：4．

[4] 王進(jìn)明．初等數(shù)論[M]．北京：人民教育出版社，2002．

[5] 張力宏．高等代數(shù)[M]．北京：人民教育出版社，2002：15．

〔責(zé)任編輯 張繼金〕

2018-06-15

懷化學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目（懷院發(fā)〔2017〕76號/27）

李玉慧（1973―），男，苗族，湖南麻陽人，講師，碩士。

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1006–5261(2018)05–0150–03