摘 要:離散數(shù)學是現(xiàn)代數(shù)學的一個重要分支,它主要研究離散量結(jié)構(gòu)及相互關(guān)系,因為計算機學科中普遍采用了離散數(shù)學的基本概念、基本思想和基本方法,充分描述了計算機科學離散性的特點,所以離散數(shù)學就作為計算機科學的理論基礎和重要的數(shù)學工具,因而離散數(shù)學是計算機科學的重要專業(yè)基礎理論課程之一。其先修課程為高等數(shù)學、線性代數(shù);后續(xù)課程為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡等。是學生學習后續(xù)課程和深入學習計算機科學與技術(shù)理論課程的基礎,對提高學生的抽象思維與邏輯思維能力有著重要的作用,這門課程最大的特點是數(shù)學概念較多,學生普遍感到概念抽象難懂,所以,概念的教學是教授這門課程的一個重點和關(guān)鍵點。本文是作者結(jié)合近幾年的教學實際,談談計算機專業(yè)離散數(shù)學的概念教學。
關(guān)鍵字:離散數(shù)學;概念教學
中圖分類號:C642 文獻標識碼:A 文章編碼:1674-3520(2014)-01-0096-02
就教學理論而言,概念是事物本質(zhì)屬性在人們頭腦中的反映。教學時,教師不僅要使學生正確、清晰、完整地理解數(shù)學概念,而且要在概念的引入、形成、深化過程中,重視對學生進行思維訓練. 概念教學的基本目標是幫助學生形成概念,而學生形成概念的關(guān)鍵是發(fā)現(xiàn)事物或形的本質(zhì)屬性或規(guī)律。通常概念的引入是概念教學的關(guān)鍵一步,它是形成概念的基礎。引入這個環(huán)節(jié)中要重視概念的實際背景與學生的知識經(jīng)驗,設計、組織好引入環(huán)節(jié),后面的教學活動就能順利展開,學生就會對教師所提供的感性材料進行分析、比較,繼而順利地形成概念。實例引入,由舊知識引入,由計算引入,聯(lián)想引入等都是很好的教學方法。但是,要注意引入概念不能局限于某一種方法,要依據(jù)教材的內(nèi)容特點和學生的認知規(guī)律,選擇適當?shù)囊敕椒?。在學生理解和形成概念之后,要引導他們對學過的有關(guān)概念進行比較、歸類。既要注意概念間的相同點和內(nèi)在聯(lián)系,把有關(guān)概念溝通起來,使其系統(tǒng)化,又要注意概念之間的不同點,把有關(guān)概念區(qū)分開來。從而使學生逐步加深對概念內(nèi)涵和外延的認識,深入理解概念,構(gòu)建概念體系。
在具體的實踐教學過程中,基于離散數(shù)學這門課,概念繁多且抽象不易理解的特點,嚴格按照教材概念體系進行講解,在有限的面授課時內(nèi)把概念講清很難做到。在離散數(shù)學中習題是內(nèi)容聯(lián)系的最好紐帶,與各種基礎數(shù)學一樣,解題是鞏固理論知識,深化理解基本概念的一個必要途徑,通過解題方法的練習,培養(yǎng)學生綜合分析問題和理論聯(lián)系實際的能力。在幾年的教學中我認為把習題和概念教學相結(jié)合,用例子串聯(lián)離散的概念是一個很好的教學方法,并且收到了不錯的效果。學生對概念的理解加深了,而且提高了解決實際問題的能力,還能舉一反三。例如:關(guān)系這個概念是《關(guān)系與映射》這一章中的重要概念之一,歷來學生對關(guān)系概念的理解都是個難點。實際授課中,可以先給出關(guān)系概念:設A和B是兩個集合,A×B的子集R稱為A,B上的二元關(guān)系,不對概念做任何深入講解,接下來給出關(guān)系有四種表示方法:描述法、列舉法、關(guān)系圖法和關(guān)系矩陣法。然后,以一至兩個典型的二元關(guān)系實例加以講解。
一、設集合是上的整除關(guān)系,求。
解:(1)描述法:
(2)列舉法:
二、設集合,為集合上的“模3同余”關(guān)系,求。
解:(1)描述法:
(2)列舉法:
最后可以跟學生一起總結(jié)出關(guān)系實質(zhì)是序偶的第一元素與第二元素之間的關(guān)系,至于關(guān)系圖中的元素為什么樣排列,說明學習了哈斯圖后自然就會明白。
有了這兩個例子,學員對“關(guān)系”的概念的理解就變得清晰了,雖然關(guān)系的概念和表示方法用的時間太多,但是這四種關(guān)系理解透徹了,對后面的許多概念學生就能容易地掌握了,后面講授關(guān)系的性質(zhì)(自反性、對稱性和反對稱性、傳遞性),都可以用上面的例子展開論述,講授關(guān)系的閉包,講等價關(guān)系、半序關(guān)系,從圖上就可知道為什么具有自反性、對稱性和傳遞性的關(guān)系稱為等價關(guān)系,前面的關(guān)系圖中元素的位置為什么這樣排列的問題都迎刃而解,等價類的概念在圖中也可以一目了然,從圖中也可知道為什么具有自反性、反對稱性和傳遞性的關(guān)系稱為半序關(guān)系,并從關(guān)系圖特點上引出哈斯圖,由此得出哈斯圖的畫法,后面在哈斯圖上講解最大元、最小元、、極小元、上界、下界、上、下確界的概念,這樣,這一章的概念講解便會一氣呵成,學生也能輕松掌握。
再例如,命題邏輯一章中,命題的概念是:能表達判斷的語句,并具有真值的陳述句,看似這個概念并不難理解,但是在學生習題過程中,遇到一類符號化命題的問題,學生感到不易把握。其實,給定一個命題進行符號化,就是要把這個命題表達成合乎規(guī)定的命題表達式。在具體表達時,首先要列出原子命題,然后根據(jù)給定命題的含義,把所設的原子命題用適當?shù)穆?lián)結(jié)詞連接起來,在這個過程中,確定原子命題和選用聯(lián)結(jié)詞,主要應根據(jù)命題的實際含義,而不拘泥于原句形式。比如:將命題“除非天氣好,否則我是不會去公園的”符號化。這個句子的實際含義是,我去公園必定天氣好,至于天氣好是否去公園,在命題中不曾涉及,所以天氣好是去公園的必要條件。另外,在這個命題中,沒有提出天氣好和去公園的具體時間,因此僅按字面意義去列出原子命題,將出現(xiàn)不完整的陳述句,事實上,在敘述這個命題時是有著特定的時間,可以設 :今天天氣好,而不是設:天氣好。這個命題符號化后的結(jié)果為:設:今天天氣好。:我去公園。
此外,在命題符號化的過程中,必須注意消除自然語言中的歧義性,比如:將命題“如果晚上做完作業(yè)且沒有其他的事,我就回去看電視或看電影”符號化,看電視或看電影,可以兼而有之,也可以是或此或彼。所以在進行符號翻譯時,必須明確含義,以便確定是選擇聯(lián)結(jié)詞還是選擇聯(lián)結(jié)詞。總之,命題符號化以前,明確含義刪除歧義,這是命題翻譯的關(guān)鍵所在。這個命題符號化后的結(jié)果為:設:我晚上做完了作業(yè)。:我晚上沒有其他事情。 :我看電視。:我看電影。.
總之,在離散數(shù)學這門課的教學中,概念的教學是非常重要和關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié),抓好這一環(huán)節(jié),定會收到較好的教學效果。
參考文獻:
[1]劉敘華,虞恩蔚,姜云飛.離散數(shù)學.中央廣播電視大學出版社
[2]左孝凌等編著.離散數(shù)學.上??茖W技術(shù)文獻出版社.1982.9
[3]屈婉玲,耿素云,張立昂編著.清華大學出版社.2005.6
[4](美)羅森著.機械工業(yè)出版社.2007.6
[5](美)格里馬迪著. 清華大學出版社.2007.5
[6]耿素云,屈婉玲等編著.離散數(shù)學教程.北京大學出版社.1995.8
作者簡介:付淑娟,女,1973年生,畢業(yè)于河北師范大學數(shù)學系數(shù)學教育專業(yè),大學本科,理學碩士士,現(xiàn)任河北省廊坊市廣播電視大學數(shù)學副教授。