數(shù)學論文離散數(shù)學
數(shù)學論文離散數(shù)學
離散數(shù)學是計算機科學的基礎,我們研究離散數(shù)學是有其現(xiàn)實意義的,可以說它是構筑在數(shù)學和計算機科學之間的橋梁,下面學習啦小編給你分享數(shù)學論文離散數(shù)學，歡迎閱讀。
數(shù)學論文離散數(shù)學篇一
摘要： 以信息專業(yè)的離散數(shù)學教學實踐為基礎，分析了大學文科數(shù)學教學內容的不足，探討了如何在實踐中進行教學改革，提高教學質量。
關鍵詞： 離散數(shù)學;邏輯;可視化方法
引言
隨著社會信息化的發(fā)展，《離散數(shù)學》逐漸成為信息學科的一門專業(yè)基礎課?！峨x散數(shù)學》是現(xiàn)代數(shù)學的一個重要分支，以研究離散量的結構和相互間的關系為主要目標，其研究對象一般地是有限個或可數(shù)個元素。離散數(shù)學已經在數(shù)據(jù)結構、算法設計與分析、操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)、人工智能、軟件工程、網(wǎng)絡與分布式計算、計算機圖形學、人機交互、數(shù)據(jù)庫等領域都得到了廣泛的應用。除了作為多門課程必須的數(shù)學基礎之外，離散數(shù)學中所體現(xiàn)的現(xiàn)代數(shù)學思想對加強學生的素質教育，培養(yǎng)學生的抽象思維和邏輯表達能力，提高發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題，也有著不可替代的作用[1]。
但是通過近幾年的教學實踐，人們對《離散數(shù)學》的課程設置和教學效果還不是很滿意[2]。主要存在于教學內容取舍上和教學方法的應用上。如果教學內容的選取不當或是教學方法的使用不當，都會使學生對學習《離散數(shù)學》產生畏懼或是抵觸的情緒，以至不了解學習的目的。如何提高學生對《離散數(shù)學》這一課程的認識，并學會用科學的思維方式思考問題，解決問題，進而提高自身的科學修養(yǎng)，這是我們每一個教育工作者應該關注的問題。本文基于筆者自身的教學經歷和調查研究，對教學與學習《離散數(shù)學》的內容和方法中存在的一些問題加以分析，并且提出了一些相應的解決方案。
1 不同專業(yè)課程內容的設置
經典的離散數(shù)學內容一般包括數(shù)理邏輯、集合理論、圖論基礎、代數(shù)結構這四部分內容。隨著信息科學的發(fā)展《組合數(shù)學》這一學科也逐步的被添加到離散數(shù)學的課程之內。但是因為不同專業(yè)培養(yǎng)學生的目標各異，所以對離散數(shù)學的課程要求也不一樣，相應的課時分配亦不盡相同。大多數(shù)為36課時，54課時或72課時。對授課內容來說，也因為專業(yè)和課時的不同而有所差異，例如對信息與計算科學專業(yè)來說，在我校是54課時，又因為代數(shù)結構已作為一門單獨的課程開設，所以在授課過程中我們主要教授其它幾部分內容。而對我校的物理專業(yè)的信息課程來說，只有36課時，如何在如此少的課時講授完四部分內容，確實是一種挑戰(zhàn)，經過實踐，我們決定講與練結合起來，就是在課堂講授主要部分，剩下的作為習題布置給學生，這樣的好處是鍛煉了學生的讀書與自學能力，另外又因為數(shù)理邏輯，圖論等內容與其電路設計等一些實際應用有關，所以我們加強這一方面的實際應用內容。信息管理類的開課則是54課時，在這一方面，因為學生的數(shù)學修養(yǎng)沒有理科的好，所以我們則注重與其專業(yè)有關的內容，比如實際應用領域比較多的圖論等。通過幾年的授課，我們覺得，對數(shù)學基礎比較好的專業(yè)，完全可以將《離散數(shù)學》分為基本不同的課程進行講授，這樣的好處是可以加深相應部分內容的理論基礎以及擴展其應用的知識量，學生通過理論和應用的相互關聯(lián)，加深了對本門課的認識和理解。對數(shù)學基礎比較薄弱的專業(yè)，我們還是以應用為主，理論為輔。
與其他課程的聯(lián)系也體現(xiàn)在不同專業(yè)需求上。就圖論這一內容來說，在我校信息與計算數(shù)學專業(yè)與《離散數(shù)學》同時開課的有《數(shù)據(jù)結構》，而這兩門課程在圖的一章里面有內容的重疊，其不同點在于，《離散數(shù)學》注重的是理論的研究，而《數(shù)據(jù)結構》注重的是程序的設計。對于物理類的信息專業(yè)，其后續(xù)課程有《電路設計》，所以在課堂上，我們會舉出一些與其相關的內容，使同學加以理解。
2 注重課堂授課過程的可視化方法
現(xiàn)在計算機輔助教學已經深入到了每一門課程中，《離散數(shù)學》也不例外。我們在講授過程中，對于計算機的輔助教學，主要體現(xiàn)在如下的兩個方面：一個是多媒體課件，一個是利用數(shù)學軟件進行輔助計算。這是因為當學生接觸到了《離散數(shù)學》這一門課程時，已經完成了從中學邏輯思維到大學邏輯思維的轉換，因此，可以借用matlab這一類的輔助計算工具以加深同學們的理解。例如，在關系這一部分中有對極限定義的解釋，我們先是應用課件對其進行可視化理解。具體是先復習絕對值“■”是一維坐標軸上兩點的距離這一幾何意義。那么對于函數(shù)極限的標準定義：“對于?坌?著>0，?堝?啄>0，當0 3 帶有問題啟發(fā)式的教與學
帶有啟發(fā)式的教與學主要體現(xiàn)在以下兩個方面，一是對學生邏輯思維的培養(yǎng)，一是對所學知識在實際生活中的應用。邏輯思維主要體現(xiàn)在對同學的各種數(shù)學語言的理解和應用上，例如反證法一直是一種重要的邏輯思維方法，但是有的學生很難理解其內在本質，于是在數(shù)理邏輯這一部分，我們通過邏輯運算，給出這一方法的數(shù)學語言的表述。還有，對1=0.■這一在中學已接觸到的知識，我們在函數(shù)這一部分應用極限的概念給予說明。很多學生在學完這些內容后紛紛表示對以前只知道機械運用的數(shù)學語言有了一個更加深刻的認識和理解。在教學生《離散數(shù)學》之前，我們通常會做一個小型的調查。最終的結果是很多學生都會問離散數(shù)學的應用。對于這一問題我們早有準備，授課過程中，盡量做到理論聯(lián)系實際，而不是老生常談式的對同學們解釋，大學數(shù)學是伴隨實際的應用而發(fā)展起來的，學習他可以提高學生的邏輯分析能力和處理問題的能力等等。例如，在講授數(shù)理邏輯這一部分，我們會給學生解釋，如果把一個人的所有特點都歸結為前因，那么通過邏輯推理，可以得到這個人的命運結果。思維活躍的學生對這一解釋很感興趣，當場就算了起來。以致后來選擇了邏輯推理作為自己的博士方向，以至于畢業(yè)留校。在講授函數(shù)關系的時候，我們會以數(shù)據(jù)庫access軟件來說明。
4 結束語
通過講授和與學生交流，我們深刻地認識到了《離散數(shù)學》開設的必要性和重要性。對如何在教學實踐中進一步完善這將是我們今后重要的研究課題之一。
參考文獻：
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數(shù)學論文離散數(shù)學篇二
【摘 要】離散數(shù)學是計算機科學與技術專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課。本文對離散數(shù)學的教學內容、教學手段及教學方法進行了探討。首先根據(jù)學校技術應用型大學的辦學方略，精選教學內容，注重知識應用能力;其次探討了教學手段和方法，通過課程引入激發(fā)學習興趣，注重課堂討論分析，加強實驗教學，注重類比歸納，進行多媒體輔助教學，從而提高離散數(shù)學的教學效果。
【關鍵詞】離散數(shù)學;教學內容;教學方法;教學手段
1.引言
離散數(shù)學是現(xiàn)代數(shù)學的重要分支，是計算機科學與技術專業(yè)的重要基礎課，主要研究離散結構和離散數(shù)量的關系。隨著計算機科學技術的迅猛發(fā)展，離散數(shù)學越來越重要，其基本理論在計算機理論研究以及計算機軟件、硬件開發(fā)的各個領域都有廣泛的應用[1]。
離散數(shù)學的授課內容主要分為“數(shù)理邏輯”，“集合論”，“代數(shù)結構”、“圖論”，“組合分析”以及“形式語言與自動機”等幾大分支，課程概念較多，定義及定理比較抽象，理論性較強[2]。在教學過程中，如果只從數(shù)學方面講授定義定理，學生理解起來比較困難，容易對本課程的學習失去興趣。因此，設計精彩的教學內容，改進教學方法，探討教學手段，以提高學生學習的主動性和積極性，具有重要的意義 。
2.精選教學內容 改變教學觀念
2.1 精選教學內容
離散數(shù)學是計算機科學與技術本科專業(yè)的一門基礎課，眾多本科高校均開設此課程，其教材也非常豐富。因此，需要教師在符合學校自身辦學方略和培養(yǎng)目標的基礎上，精選教學內容。筆者工作單位上海電機學院是一所具有技術應用型本科內涵實質和行業(yè)大學屬性特征的全日制普通本科院校，辦學方略注重“技術立校，應用為本”，因此從學校學生培養(yǎng)方案和學校特色出發(fā)，對本課程的教學不能照搬研究型大學的授課方式和教學內容。應該從學生的自身素質以及課程應用性的角度出發(fā)精選授課內容，培養(yǎng)學生對課程內容的實際應用能力，讓學生從枯燥的數(shù)學概念中走出來，達到學以致用的目的。
2.2 改變教學觀念
在離散數(shù)學課程的教學過程中，如果采取傳統(tǒng)的教師講授，學生課堂聽課的方式，學生普遍覺得內容枯燥，提不起學習興趣。因此教師應在傳統(tǒng)課堂教學方法的基礎上，注重學生的發(fā)展和參與，應“以教師為主導，以學生為主體”，在授課過程中從教師為主體變?yōu)橐詫W生為主體，在教學過程中設置問題情境，啟發(fā)學生主動思考，激發(fā)學生學習興趣。
如在講授圖論中最短路徑的Dijkstra算法時，如果只是教師講授算法，學生理解起來比較困難，對算法的具體應用也無法熟練掌握。教師在授課中可結合計算機網(wǎng)絡實例，從實際問題出發(fā)，讓學生根據(jù)實際案例探索算法，發(fā)表自己的觀點，主動的參與到學習過程中。教師在這個過程從講臺走入到學生中間，與學生交流，引導學生對知識從淺到深的分析和理解，并控制學生探討時間，最后帶動學生歸納總結，讓學生作為主體參與在課堂教學過程中，培養(yǎng)學生掌握完整的知識體系。
3.改進教學方法，研究教學手段
在教學過程中，運用好的教學方法和教學手段，可以激發(fā)學生學習離散數(shù)學的興趣，提高授課質量，幫助學生系統(tǒng)性的掌握所學知識并加以運用。
3.1 注重課程引入
離散數(shù)學的定義比較多，學生在學習過程中經常覺得課程的概念非常多，很難掌握并很容易忘記。這就需要教師在講授定義和定理時，注重知識引入的過程，啟發(fā)學生學習興趣并留下深刻的印象。如在講授命題符號化時，如果直接給出命題符號化的定義，學生不知道這個定義在實際問題如何應用。在講解過程中，可首先給出一些大家在日常生活中常見的語句，讓學生判斷語句真假，往往會引起學生的興趣，在此之后引導學生思考如何將這些語句用數(shù)學方式描述，進而給出命題符號化的概念。通過這樣的引入，學生對定義的理解會比較透徹，可以做到知其然并知其所以然。
教師還可以在課堂最后，提出趣味性的問題，讓學生課下思考，作為下一堂課的引入。如在講解歐拉圖的概念之前，可畫一幅圖讓學生思考是否可以一筆畫成，學生會非常踴躍的回答并在課下做出思考，這樣在下節(jié)課講授時，學生會非常感興趣，促進了學生對知識的渴求和理解。
3.2 課堂討論分析
在離散數(shù)學教學過程中，如果教師在講臺上一味的講解，學生聽課時很容易覺得枯燥和疲勞。在授課過程中，教師可以圍繞授課內容，提出一些問題進行討論，帶動學生思考。同時，鼓勵學生在課堂上提出問題，教師可以安排學生之間互相討論。如在講授謂詞邏輯中的推理理論時，可以舉實際生活中趣味推理的例子，讓學生理解知識如何運用，并讓學生思考自己在平時遇到的推理問題是否可以用課上的知識解決。通過這樣的啟發(fā)討論，學生對知識的學習興趣很高并可以做到舉一反三，透徹掌握知識內容。
3.3 加強實驗教學
離散數(shù)學的基本理論在計算機領域內有著廣泛應用，因此在授課過程中應避免單一的理論教學，逐步加強實驗教學，將離散數(shù)學的理論與計算機實踐及其他課程有機結合[3]。如在講授最優(yōu)樹的Huffman算法時，可以開展實驗課，在講授算法原理的同時，將學生帶入實驗機房，讓學生自己設計算法流程圖，并編寫程序，通過上機的方式掌握算法的本質。通過實驗教學，學生可將所學理論應用于實際案例中，加深對知識的理解，還可以提高學生的學習興趣和編程能力，并掌握所學內容與其他相關計算機知識的聯(lián)系，培養(yǎng)了學生綜合運用知識的能力。
3.4 注重類比歸納總結
離散數(shù)學的概念較多，內容抽象，學生難以理解，但是很多內容之間則存在一定的聯(lián)系，教師可通過類比歸納的方式，幫助學生理解。如數(shù)理邏輯中，謂詞邏輯的推理理論和命題邏輯的推理理論，在理解上有一定的聯(lián)系，因此在講授謂詞邏輯的過程中，可以與命題邏輯的推理論相比較，分析異同。再如圖論中的歐拉圖和哈密爾頓圖的定義，可以用類比的方法，讓學生直觀理解二者的含義和區(qū)別[4]。同時，教師可以在授課過程中適時的歸納總結。比如學完數(shù)理邏輯后，可以對數(shù)理邏輯的兩章內容進行歸納，提取出知識主線，加強學生對知識由淺入深的掌握。
3.5 多媒體輔助教學
在離散數(shù)學的教學過程中，可以靈活的采取多媒體輔助教學。教師可根據(jù)教學內容的不同增加趣味性的背景知識，通過圖像、聲音和動畫，使學生直觀的接受新內容。采用多媒體輔助教學，不是意味著教師用PPT把授課的內容逐行展示，這樣和傳統(tǒng)的板書教學差別不大。教師應該將傳統(tǒng)的教學方式與多媒體教學相結合，如“圖論部分”，在講授歐拉圖，哈密爾頓圖，最小生成樹等內容時，可將重要內容用Flash動畫的形式進行動態(tài)展示，在做動畫的過程中從學生的角度出發(fā)，靈活的加入聲音、圖像，吸引學生興趣，這樣學生可以很容易的理解算法，增加了學習的直觀性。
4.總結
作為計算機專業(yè)重要的基礎課，離散數(shù)學廣泛應用于計算機的各個領域。因此，提高教學質量，改進教學手段，探討教學方法，成為教師在授課過程中一直不斷探索的課題。本文根據(jù)筆者的教學經驗，從教學內容、教學觀念、教學方法和教學手段幾個方面進行了探討。在今后的課程教學中，我們還需不斷創(chuàng)新教學方法，使離散數(shù)學課程的教學質量和效果進一步提高。
參考文獻：
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數(shù)學論文離散數(shù)學篇三
摘 要: 離散數(shù)學是高校計算機類專業(yè)的必修課程之一,但由于課程本身的特點使得這門課程的學習有一定的難度,本文主要針對教授這門課程提出了幾點具體的方法。
關鍵詞: 大學離散數(shù)學 教學方法 課堂教學
離散數(shù)學是現(xiàn)代數(shù)學的一個重要分支,是研究離散的結構和相互間關系的學科,是計算機科學技術的支撐學科之一。離散數(shù)學的教學由于知識點較多,課時有限,課容量大,教師注重嚴密性與邏輯性,強調對概念、原理的掌握,導致學生學習的過程中感覺枯燥無味,記不住太多的知識點,會有撿了芝麻又丟了西瓜的感覺。這些客觀原因對教師提出了嚴格的要求,必須充分準備采用多種教學方法,使抽象的概念形象化,幫助學生的理解和記憶,以便于學生在有限的時間內掌握更多的知識點。
教師要想上好一節(jié)課,必須拿出上課時間三倍的時間來備課。教師首先要吃透教材,只有熟悉了教材才能順利完成教學任務,熟悉教材不僅包括掌握課本上的內容,而且要深入到更深的層次上。
比如在講歐拉圖和哈密頓圖的過程中,教師可以在上課前通過上網(wǎng)查資料,弄清楚歐拉圖是歐拉通過哥尼斯堡七橋問題抽象出來的。尼斯堡是位于普累格河上的一座城市,它包含兩個島嶼和連接它們的七座橋,該河流經城區(qū)的這兩個島,島與河岸之間架有六座橋,另一座橋則連接著兩個島。星期天散步已成為當?shù)鼐用竦囊环N習慣,但試圖走過這樣的七座橋,而且每橋只走過一次卻從來沒有成功過,但直至引起瑞士數(shù)學家歐拉注意之前,沒有人能夠解決這個問題。通過這樣一個有意思的小故事引出歐拉圖,學生就很容易記住歐拉圖講的是邊不能重復的問題。在講哈密頓圖時,教師可以介紹一下哈密頓周游世界問題,從正十二面體的一個頂點出發(fā),沿著正十二面體的棱前進,要把十二面體頂點無一遺漏地全部通過,而每個頂點恰好只通過一次,最后回到出發(fā)點。在這個問題剛提出來時,生產商以為這是一個難題,專為此設計了一個玩具,以為可以吸引消費者,誰知當這玩具推出市場時,這個問題立刻被人解決了,令生產商損失了一大筆錢。學生可以在笑聲中很容易地記住哈密頓圖是點不重復問題,知道這兩個圖的區(qū)別。這些都要求教師在備課的過程中要充分準備各種資料。
教師在開始離散數(shù)學的教學之前應先簡單介紹一下這門課程的重要意義及作用,點明離散數(shù)學對其后續(xù)課程的基礎作用,讓學生意識到這門課程在整個專業(yè)課程中的地位。學生只有提高了學習的積極性,才會主動地去學習,而不是被動地接受老師填鴨式的教學。教師應先把整個教材的內容分成幾個小部分,把每一部分的結構幫學生梳理清楚,簡單介紹一下每部分的主要內容。以耿素云的《離散數(shù)學》為例,教師可以通過列表的方法把整個教材分成五個部分,這樣子可讓學生在學習之前就大體了解離散數(shù)學的框架。
在上課的過程中,教師要采用多種教學方法。離散數(shù)學定義特別多,不太適用傳統(tǒng)教學手段像黑板板書之類的,這就要求教師采用現(xiàn)代化的教學方法多媒體,而對數(shù)學來講單純多媒體教學效果不是特別好,所以應該將這兩種教學方法相結合。在課堂上教師應注意學生對這節(jié)課教學內容的反饋,多問幾個“聽明白了嗎”,“有沒有問題”,不能只注重教,要注重教學效果,要重視學生的情緒,及時調整教學進度,把學生的思路引進到教學活動中來,使之興趣盎然。比如在講數(shù)理邏輯這一部分內容時,教師可以多舉幾個實際問題的例子,以便引起學生的興趣。在講關鍵路徑時,在定義描述中最早完成時間是沿最長路徑到達目的地所需要的時間,大部分學生對這個最長路徑不理解。我給學生舉了個簡單的例子:在工程的蓋樓過程中,假設蓋好一層樓需要兩個必須步驟,一是買水泥做鋼筋混凝土,二是打木樁,在蓋樓的過程中,買水泥需要兩周的時間,做混凝土需要三周,而打木樁需要四周,那么現(xiàn)在蓋起樓的最早完成時間是五周,取決于時間最長的那個步驟。這樣通過一個簡單的例子,學生就記住最早完成時間的概念。教學方法只是一種手段,而不是教學目的,甚至可以對某些內容設計幾套方案,以防止種種可能出現(xiàn)的結果,做到有備無患。
在離散數(shù)學的教學過程中要講求教學的針對性,離散數(shù)學是計算機類專業(yè)普遍開設的一門專業(yè)基礎課,這就決定了其面向特定的學生,這要求教師要注重學生的學科特點和內容的針對性。計算機學科的發(fā)展速度很快,課本的內容可能有些已經跟不上時代的發(fā)展,教師需要在教學過程中多去查資料,運用互聯(lián)網(wǎng)的資源,把最先進最前沿的學科知識介紹給學生,不斷更新引例,使授課內容更具時代特色和生活氣息。比如在講最短路徑時,教師可以找一個運用到最短路徑的實際例子,把這個問題的程序給學生運行一下,讓學生明白所學到的知識點和實際問題有什么聯(lián)系。另外一個問題是在講特殊的圖時,可以結合實際,比如說教務處安排考試的問題,要求教務處七天安排七門考試,同一個老師擔任的幾門課程不能排在相鄰的兩天,并且已知一個老師最多擔任四門課程,問題是教務處能否安排出可行的考試方案。我在講課的過程中提到這個問題時,本來已經介紹過幾種特殊的圖,但學生感覺內容太多接受不了,可是一聽考試并且和自己密切相關,頓時打起精神,紛紛討論怎么安排可行,這就把課堂氣氛搞活躍了。最初學生并不能聯(lián)想到把這個轉化成圖的問題,我就一步一步地引導,告訴他們先把實際問題轉化成圖的問題畫在紙上,然后看看題目要求的這個圖具有什么特性。最后學生才恍然大悟,原來是哈密頓通路問題,這樣子這一節(jié)課的教學效果就會比較好。
檢查學生掌握程度的手段是測試,但是不能讓測試成為學生的壓力,讓他們對離散數(shù)學的學習產生抵觸程序?？荚囀呛饬繉W生學習水平的重要手段,應該為教學而考試,而不是為考試而教學,學生掌握這門課程才是教師教的目的。
學習知識的目的是為了培養(yǎng)學生動手能力,同時也加深他們對該課程在專業(yè)教學中地位的理解和認識。在離散數(shù)學的教學過程中,教師應嘗試在傳統(tǒng)教學內容的基礎上,適當增加上機實驗操作的教學模式。教師在探索的基礎上,應不斷豐富實驗內容,在量的積累的基礎上達到質的飛躍,從而建立一套完備的離散數(shù)學的教學方法,進一步提高離散數(shù)學在計算專業(yè)中的地位。
參考文獻:
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