楊戀波

(馬鞍山師范高等專科學校, 安徽 馬鞍山 243041)

基于面向過程思想的計算機數(shù)學教學研究

楊戀波

(馬鞍山師范高等?？茖W校, 安徽 馬鞍山 243041)

目前計算機數(shù)學的教學方式一般跟高等數(shù)學的教學方式一致，注重數(shù)學學科內(nèi)部知識的聯(lián)系，缺乏與計算機知識的聯(lián)系。在計算機專業(yè)學生學習編程語言時，一般都會學習面向過程的思想，而數(shù)學中的許多知識可以結合面向過程的思想來進行教學。這樣就可以在計算機數(shù)學的教學中培養(yǎng)學生面向過程的思想。

計算機數(shù)學；面向過程；教學

0 引言

目前計算機數(shù)學的教學是基于傳統(tǒng)高等數(shù)學的教學方式。雖然做了很多改革方面的研究，例如根據(jù)學生的水平分層次教學，或者是根據(jù)不同專業(yè)的模塊化教學。這些方法的執(zhí)行，在一定程度上提高了學生的學習興趣和學習效果。但這些教學方式在執(zhí)行時，其核心教學方式依舊是傳統(tǒng)高等數(shù)學的教學方式，即注重數(shù)學學科內(nèi)部的邏輯關系和結構，自成體系，缺乏與計算機學科的聯(lián)系。

計算機專業(yè)的學生在學習計算機時，均會涉及編程，而編程的基礎在于面向過程的思想。雖然目前普遍采用了面向對象的編程技術，但在解決底層的問題或基礎理論時，依然會用到面向過程的思想。因此，面向過程思想在編程的教學中是非常重要的。面向過程思想，其實質(zhì)是將需要解決的問題劃分成一些更小的過程或步驟，然后利用三大結構(順序、選擇、循環(huán))來解決。而這些內(nèi)容在數(shù)學上可以稱之為算法，且有對應的描述和應用。

另外，在教計算機專業(yè)學生去理解面向過程思想時，一般也需要結合數(shù)學問題(例如求和，求質(zhì)數(shù)，分段函數(shù)等)來進行教學。這就要求學生有較好的素質(zhì)，一方面要具備相應的數(shù)學知識，另一方面要運用相應的語言知識。在這種情況下，學生學起來會比較吃力。

仔細研究計算機數(shù)學的教學內(nèi)容，會發(fā)現(xiàn)其中有很多數(shù)學概念的教學和問題的求解都可以用到面向過程的思想。因此在開展計算機數(shù)學教學時，可以結合面向過程的思想來輔助教學。以下結合一些數(shù)學中的概念和問題來說明如何借助面向過程的思想來進行教學。

1 順序結構

順序結構是最簡單的編程思想，只要按照解決問題的順序寫出相應的語句，然后自上而下依次執(zhí)行即可。這在計算機數(shù)學中，例如求導的過程、求函數(shù)的極值和最值，定積分的定義等都可以利用順序結構來求解。下面以求函數(shù)極值為例來說明。

求極值的過程：

解：(1) 求定義域

(3) 列表討論

x(-∞,-1)-1(-1,1)1(1,+∞)f'x()+0-不可導+fx()遞增極大值遞減極小值遞增

(4)結論

2 選擇結構

選擇結構用于判斷給定的條件，當條件為真時執(zhí)行某個動作，當條件為假時執(zhí)行一個不同的動作，當然也可以有多個條件。在計算機數(shù)學中的分段函數(shù)，分類討論都可與之對應。下面用分類討論的思想來說明，例子如下：

由于x是一個大于零的變量，故需要根據(jù)達朗貝爾判別法的結論來進行討論：

綜上可得，當0

3 循環(huán)結構

循環(huán)結構是用來描述重復執(zhí)行某段算法的問題，直至問題求解完畢。在計算機數(shù)學中的行列式計算，矩陣的轉換，線性方程組的求解，都可以用到循環(huán)結構的思想。下面以將矩陣化為行階梯型矩陣為例說明。

將矩陣化為行階梯型矩陣的過程：

(2) 將第一列a11以下的元素全部化為零；

(3) 從第二行依次用類似方法把每一行首非零元素所在列以下的元素全部化為零，即可得行階梯型矩陣。

上述過程清楚地說明了循環(huán)的初始條件，轉換過程，以及終止條件。具體例子如下：

4 結 論

綜上所述，在計算機數(shù)學的教學中，完全可以結合面向過程的思想來進行教學。這樣學生一方面學習了數(shù)學知識，另一方面接觸并強化了面向過程的思想，這為他們今后學習計算機編程語言奠定了一個良好的基礎。

[1] 劉樹利．計算機數(shù)學基礎(第三版)[M]．高等教育出版社，2010．

[2] Deite HM l， Deitel PJ．C程序設計教程[M]．機械工業(yè)版社，北京，2002．

[3] 李曉輝．淺析面向過程與面向對象[J]．長春大學學報，2004，14(4)：54-56．

[責任編輯：崔海瑛]

Research on computer mathematics teaching based on process-orient thought

YANG Lian-Bo

(Maanshan Teacher's College, Maanshan 243041, China)

At present, the teaching methods of computer mathematics are generally consistent with the teaching methods of higher mathematics, which paying attention to the connection of the internal knowledge of mathematics, but lacking of connection with the computer knowledge. In the course of computer major students learning programming language, it is generally to learn the thought of the process-orient, and a lot of knowledge in mathematics can be taught with the thought of the process-orient. In this way, we can develop the students' thinking of the process-orient in the teaching of computer mathematics.

Compute mathematics; the process-orient; teaching

楊戀波(1982-)，男，浙江諸暨人，副教授，主要從事計算數(shù)學的研究。

馬鞍山師范高等專科學校重點教學研究項目(2016xjzdjy06)。

G642.0

A

2095-0063(2016)06-0142-03

2016-05-12

DOI 10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2016.06.031