一離散數學在計算機專業中的地位
計算機的工作原理是以離散數學中的布爾代數和數理邏輯為基礎的,解決問題的方法也是以數學模型為基礎的,計算機處理的數據是離散的,因此計算機離不開離散數學。離散數學是計算機科學與技術專業的重要專業基礎課程,在計算機科學中有著廣泛的應用。它不僅是許多計算機專業課,如數據結構、操作系統、編譯原理、數據庫原理、人工智能、數字邏輯等的必備基礎,也對培養學生抽象思維能力和邏輯推理能力起著重要作用。該課程由計算機科學與工程實踐中所需要的數學理論和方法所組成,概念多、理論性強、高度抽象。學生在學習該課程時,往往看不到離散數學的知識在計算機科學中的具體應用,因而不僅不重視離散數學的學習,還怕學這門課程。因此如何提高離散數學課程的教學水平和質量,對學生后續課程的學習和畢業以后的科學研究和實踐有重要意義。
二教師博客在教學中的作用
教師博客是教育博客(edublog)的一種,是各年級各學科的教師利用互聯網新興的“零壁壘”的博客技術,以文字、多媒體等方式,將自己日常的生活感悟、教學心得、教案設計、課堂實錄、課件等上傳發表并可進行專題交流與討論,超越傳統時空局限(課堂范疇、講課時間等),促進教師個人隱性知識顯性化,讓全社會可以共享知識和思想。教師博客具備個人知識管理、個性的張揚、資源分享、頭腦風暴思考、情感激勵等功能,與教師專業發展有著天然的聯系[1]。其在教學中的作用可總結如下。
1為教師的專業發展提供精神動力。通過了解優秀教師博客的成長歷程及驕人成績,教師會對自己的職業產生全新的認識,提高專業自覺性;教師有了更多的創作沖動,用語言講述自己的行動和想法,獲得應有的專業尊嚴與自信;博客群中,教師相互關注、提醒和督促對方的反思和研究,在探討和鼓勵中自身價值得到認可,從而獲得不盡的專業發展動力。
2有助于教師的專業發展、增強師生之間的互動。博客打破了交往的時空界限,使教師可以與國內名師、專家直接對話,從而開闊了視野;教師可以與同伴之間進行充分的交流、分享與探討,形成網上“頭腦風暴”,創造更多的智慧,使每個人都得到提高,并形成基于網絡的學習型團隊;能使教師通過互動做到反思、借鑒和研究,找到自己的專業發展之路;教師對學生可進行雙向交互式的教學輔導、答疑、交流,甚至使每個教學環節都展開互動,學生也掌握了學習的主動權。
3有助于教師教育、教研能力的提高。博客推動了教師的學習由“講-聽”式培訓向“實踐中學習”轉移,通過“行動-反思-更新”的過程,幫助他們更加主動地發展;將敘事研究架構在現代信息技術平臺上,有效地促進了“大眾教研”的開展;在寫博客的過程中,教師還可以逐步養成思考與研究的習慣,提高自我反思意識與能力,不斷調整、更新教學方法和思路,實現自身的專業發展。
4有助于教育信息資源的聚集和共享。教師博客特有的“平等、開放、共享”的發布機制,為教師、學生之間構建了分享與交流的平臺[2]。一個人的資源是有限的,我們需要一個有效的平臺,從而快速、高效地找到所需要的資源,打開一片更為寬廣的天地。教師博客就是這樣一個“人工搜索引擎”與“專家過濾器”。教師博客可以讓教師快速高效地找到所想要的資源,更為重要的是,教師在教師博客中很容易找到志同道合者,形成一個學習共同體。學習共同體中的成員進行信息共享、資源共享、思想共享、生命歷程共享。通過與他們的交流,可以分享其思想與經驗,從而彌補自己的不足,拓展自己的視野,不斷實現知識的轉化和創造。
三結合教師博客進行離散數學課程的教學改革
結合教師博客進行離散數學課程的教學改革,可以從博客中所發布的教學內容和博客平臺的形式兩個方面進行。
1博客中教學內容的要求。對教師而言,在撰寫博客文章的時候,需要對文章的內容進行篩選和處理,與教學內容無關或不符合學生身心健康的內容不要放入自己的博客中。博客內容與實際教學有很密切的聯系,不但是教師教學中的精華,而且添加了更為豐富的素材??偟膩碚f,教師在博客中發布的教學內容有以下幾點要求。
(1)強調實用價值和重要性,引起學生足夠重視。鑒于離散數學課程理論性強、高度抽象,許多學生不清楚離散數學到底是干什么的,學了有什么用,和哪些后續課程有關系,因此,在教師博客中教師發布的文章更應注重讓學生了解離散數學在現實應用中的主要作用,有意識地引導學生運用所學理論分析和解決實際問題,從而讓學生充分感受到這門課程的魅力和實用價值[3]。
由于不受課時和空間的限制,教師可以針對相應的知識點給出應用實例,更好地為課堂教學服務。例如在講授平面圖時,可以給出它們在印刷電路板、集成電路等方面的應用[4]。數理邏輯部分在計算機的硬件設計中應用非常突出,可以利用命題中各個聯結詞運算規律,把由高低電平表示的各信號之間的轉換與二進制之間的運算連接起來,用數學方法解決電路設計的問題,使得整個設計過程更加系統化。很多學生在解決這樣的問題時已經使用了離散數學知識,但并沒有意識到自己使用了離散數學中的數理邏輯[5]。針對這樣的問題,教師在講授課程過程中,一定要將每部分離散數學知識是怎樣應用到計算機科學中的說清楚,讓學生充分認識到離散數學的重要性。再如,在介紹圖論中根樹時,可將根樹中求最優樹的方法運用到計算機通訊中,以使信息在傳輸過程中既準確無誤又節省二進制位。在講解數理邏輯部分時,可以將真值表部分的內容運用到邏輯電路的設計上,在此基礎上進一步啟發學生運用這部分知識設計簡單的表決器、搶答器等。這樣不僅激發了學生學習離散數學的積極性,還進一步加強了學生理論聯系實際的能力。
(2)培養學生的興趣。如果學生沒有學習興趣,是不可能真正學好任何一門課程。為了培養學生學習離散數學的興趣,在教學中要特別注重教學內容的導入。所以文章開篇盡量不要直接進入離散數學的理論知識,而是應該通過一些實際例子,例如“理發師問題”“一筆畫問題”“四色問題”等來說明離散數學的用處[4]。讓學生在深入學習本課程之前先對其能解決的問題有所了解,并讓學生充分認識到離散數學與計算機科學其他課程之間的密切關系,以及離散數學對計算機科學發展的促進作用。
在博客文章中,需要適當穿插介紹相關理論在其他計算機學科中的應用,這樣可以使學生對離散數學課程的認識和學習興趣的提高有很大的幫助。同時要經常鼓勵學生,使他們擺脫學習畏難情緒。當然這樣對教師的要求很高,因為離散數學的知識在計算機其他學科特別是他們的前沿研究中有廣泛的應用。
(3)示例教學。離散數學這門課內容比較難,而且相對枯燥,特別是該課程的結構較為松散、內容雜,且敘述方式跟學生平常的思維方式不一致,學生難以接受。因此除了要講清楚各種基本概念、定理、定理證明、正反例、計算方法等基本內容之外,還應多舉一些代表所學知識點的例子,以加深學生對知識的理解,并能隨時介紹所學知識的應用背景或發展方向,使學生能感覺到學這門課的必要性,調動學生的積極性。例如,在講集合論的時候就可以提出“理發師問題”,在講圖論的時候就可以提出“四色問題”及“一筆畫問題”,在講代數系統是可以適當的講一講“編碼密碼學”的相關知識,在講邏輯的時候可以提出“渡河問題”等。通過對這些學生熟悉或者感興趣的實例進行分析,讓學生對所學知識有直觀的了解,然后再引導學生自己列舉類似問題,進一步加深對有關定義、定理以及推論的理解。
2教師博客平臺要求。通過教師博客,可以使用以下幾種形式開展離散數學課程的教學工作,超越傳統的教學模式,突顯學習者的主體地位。
(1)互動空間。學生或其他教師可以實名或匿名對博客文章發表評論,即任何瀏覽過博客的人都可以不受限制地發表看法,便于教師得到及時的反饋。教師再據此給以答復,構筑了一個交流的平臺。提高了教師與學生、教師與教師之間的互動性。
(2)在線教學答疑版塊。博客版面可以開設諸如“答疑解惑”專欄,供學生針對個別問題進行提問、討論和在線解答。
(3)電子資源。教師將自己的教學心得、教案設計、課程大綱、課堂實錄、課件、試題練習等所有原創或者收集的資料上傳到網絡平臺上。并可以長期、方便的保存,無論相隔多遠、什么時間,學生或其他教師都可以下載、共享。
(4)師生博客建立鏈接。教師博客可以和學生的博客交換鏈接,形成有關聯的博客群,這種互動有利于促進師生之間信息、思想與情感的交流。
(5)教學活動策劃。教師可以在博客上組織參與性的教學活動,調動學生學習的積極性,培養協作學習精神。如設置討論議題,開展教學游戲、學習比賽和研究型學習等。
四結束語
要把離散數學這一門課教好,教師就要不斷研究新的教學方法,認真掌握教學規律,借助于現代化教學手段,摒棄“填鴨式”教學,提倡“引導啟發”式教學。只要具有扎實的理論功底,并具有對學生高度負責的精神,教師就一定能夠找到較好的方法調動學生的學習積極性,達到良好的教學效果。
參 考 文 獻
[1]許紅來.論教師博客的作用及其意義[J].科教前沿.2008(3).
[2]周云倩,占曉清.教師博客輔助教學的實證研究[J].江蘇廣播電視大學學報.2009(1).
[3]呂國英,梁吉業,等.“離散數學”教學模式探討[J].高等理科教育.2008(2).
[4]方世昌.離散數學[M].西安:西安電子科技大學出版社.2007.
[5]何中勝.離散數學教學中的問題分析和對策研究[J].高等理科教育.2007(5).