數(shù)學(xué)是一門(mén)邏輯性很強(qiáng),抽象的學(xué)科,它是解決許多物理、化學(xué)等自然科學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)和工具。反過(guò)來(lái),物理、化學(xué)等自然科學(xué)領(lǐng)域的研究也大大促進(jìn)了數(shù)學(xué)理論的建立和發(fā)展。在工業(yè)革命時(shí)代,以微積分為代表的連續(xù)數(shù)學(xué)居于主流地位,促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展;在當(dāng)今的信息時(shí)代,計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息科學(xué)迅速發(fā)展,又把離散數(shù)學(xué)推上了歷史舞臺(tái)。
數(shù)理邏輯用語(yǔ)是離散數(shù)學(xué)的重要組成部分,也是計(jì)算機(jī)理論的基礎(chǔ)。由于內(nèi)容比較抽象,大部分學(xué)生理解起來(lái)有困難。其實(shí)教師完全可以根據(jù)邏輯用語(yǔ)的特點(diǎn),利用電池、開(kāi)關(guān)、小燈泡、導(dǎo)線等設(shè)計(jì)一些學(xué)生在初中就接觸過(guò)的物理實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的積極性,幫助學(xué)生理解相關(guān)概念。
在數(shù)理邏輯用語(yǔ)的教學(xué)中第一個(gè)較難理解的是“命題”這個(gè)概念??梢韵茸寣W(xué)生觀察教室里的燈所處的狀態(tài)有幾種,然后不斷斷開(kāi)或閉合開(kāi)關(guān)。學(xué)生很容易就可以答出燈的狀態(tài)有兩種:燈亮或不亮。這時(shí)教師再提出命題這一概念:“命題是能夠判斷真假的句子”。并重點(diǎn)指出命題的結(jié)果只有兩個(gè):“真”和“假”;就象燈的狀態(tài)只有兩個(gè):“亮”和“不亮”一樣。如果沒(méi)有結(jié)果、只有一個(gè)結(jié)果或有兩個(gè)以上的結(jié)果都不是命題。這樣學(xué)生就容易記住命題的本質(zhì)意義。
在接下來(lái)的教學(xué)中又會(huì)碰到兩個(gè)學(xué)生較難理解的問(wèn)題--判斷用命題聯(lián)結(jié)詞“且”、“或”聯(lián)結(jié)而成的新命題的真假。講解時(shí)用電池、開(kāi)關(guān)、小燈泡、導(dǎo)線做初中物理做過(guò)的“串聯(lián)”和“并聯(lián)”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)圖1、圖2),這樣做可以使學(xué)生有參與教學(xué)過(guò)程的機(jī)會(huì)和熱情。
圖1所示的實(shí)驗(yàn)用于講解聯(lián)結(jié)詞“且”。做實(shí)驗(yàn)前,先要求學(xué)生觀察什么時(shí)候燈亮,什么時(shí)候燈不亮,思考燈的狀態(tài)與開(kāi)關(guān)的狀態(tài)有沒(méi)有關(guān)系,是怎樣的關(guān)系,并且作記錄。然后分別按照:開(kāi)關(guān)1、開(kāi)關(guān)2都斷開(kāi);開(kāi)關(guān)1斷開(kāi)、開(kāi)關(guān)2閉合;開(kāi)關(guān)1閉合、開(kāi)關(guān)2斷開(kāi);開(kāi)關(guān)1、2都閉合四種情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生很容易就能觀察到只有兩個(gè)開(kāi)關(guān)都閉和時(shí)燈才會(huì)亮,只要有任何一個(gè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)燈都不會(huì)亮。然后,要求學(xué)生對(duì)照自己的記錄,說(shuō)出燈亮與否和兩個(gè)開(kāi)關(guān)的關(guān)系,再與學(xué)生一起總結(jié),就可以得到這樣一個(gè)表(見(jiàn)表1-1)
教師這時(shí)可以強(qiáng)調(diào)說(shuō)“只有開(kāi)關(guān)1閉合且開(kāi)關(guān)2閉合時(shí)燈亮”,順理成章過(guò)渡到聯(lián)結(jié)詞“且”的講解。將命題的真假與開(kāi)關(guān)的開(kāi)、閉、聯(lián)結(jié)后所得的復(fù)合命題的真假與燈的明滅聯(lián)系起來(lái),學(xué)生理解起來(lái)就很容易。這時(shí),再與學(xué)生一道總結(jié)出聯(lián)結(jié)詞“且”的真值表(見(jiàn)表1-2),這樣學(xué)生就能較好的記憶并掌握好聯(lián)結(jié)詞“且”。
在學(xué)習(xí)完基礎(chǔ)知識(shí)以后,還可以安排學(xué)生探索有多個(gè)命題由聯(lián)結(jié)詞“且”聯(lián)結(jié)而成的命題的真假。安排學(xué)生做對(duì)應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn),將圖1所示的實(shí)驗(yàn)中的串聯(lián)的開(kāi)關(guān)個(gè)數(shù)增多,觀察燈的狀態(tài),從而最終使學(xué)生了解:多個(gè)命題中只要有一個(gè)是假命題,那么用聯(lián)結(jié)詞“且”聯(lián)結(jié)而成的新命題就是假命題。
圖2所示的實(shí)驗(yàn)用于講解聯(lián)結(jié)詞“或”,學(xué)生有學(xué)習(xí)“且”的經(jīng)驗(yàn),理解會(huì)更快、更透徹。實(shí)驗(yàn)前也要求學(xué)生注意觀察開(kāi)關(guān)的狀態(tài)與燈的狀態(tài)之間的關(guān)系,然后按與實(shí)驗(yàn)1相同的順序閉合或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)1、2。通過(guò)觀察,學(xué)生很快就能得到結(jié)論:開(kāi)關(guān)1、2任意一個(gè)閉合燈都會(huì)亮。教師再?gòu)?qiáng)調(diào)其結(jié)果為“開(kāi)關(guān)1或開(kāi)關(guān)2閉合時(shí)燈亮”,并且與學(xué)生一起總結(jié)這四種情況,形成一個(gè)表(見(jiàn)表2-1)。
這時(shí),可以要求學(xué)生根據(jù)剛才的經(jīng)驗(yàn)自己總結(jié)出聯(lián)結(jié)詞“或”的真值表。學(xué)生通過(guò)分析,很快就能在表2-1的基礎(chǔ)上得到聯(lián)結(jié)詞“或”的真值表(見(jiàn)表2-2)。
在學(xué)習(xí)完基礎(chǔ)知識(shí)的后,還可以安排學(xué)生探索有多個(gè)命題由聯(lián)結(jié)詞“或”聯(lián)結(jié)而成的命題的真假。安排學(xué)生做對(duì)應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn),將圖2所示的實(shí)驗(yàn)中并聯(lián)的開(kāi)關(guān)個(gè)數(shù)增多,觀察燈的狀態(tài),從而最終使學(xué)生了解:多個(gè)命題中只要有一個(gè)是真命題,那么用聯(lián)結(jié)詞“或”聯(lián)結(jié)而成的新命題就是真命題。
通過(guò)學(xué)習(xí)還可以要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步討論復(fù)合命題中既有“且”又有“或”時(shí),復(fù)合命題的真假,并用自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明。
這樣的安排能較好的達(dá)到教學(xué)目的,使以往枯燥的理論知識(shí)生動(dòng)的呈現(xiàn)在學(xué)生面前,幫助學(xué)生有效的突破學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。既增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力,讓課堂活躍起來(lái),又讓學(xué)生了解探索知識(shí)的方法,真正做到了“教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體”,真正有利于學(xué)生今后的發(fā)展。