淺談大學離散數學的教學

摘 要: 離散數學是高校計算機類專業的必修課程之一，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: 大學離散數學 教學方法 課堂教學

離散數學是現代數學的一個重要分支，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地居民的一種習慣，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，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，點明離散數學對其后續課程的基礎作用，讓學生意識到這門課程在整個專業課程中的地位。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。離散數學定義特別多，不太適用傳統教學手段像黑板板書之類的，這就要求教師采用現代化的教學方法多媒體，而對數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的結果，做到有備無患。

在離散數學的教學過程中要講求教學的針對性，離散數學是計算機類專業普遍開設的一門專業基礎課，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。計算機學科的發展速度很快，課本的內容可能有些已經跟不上時代的發展，教師需要在教學過程中多去查資料，運用互聯網的資源，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，讓他們對離散數學的學習產生抵觸程序。考試是衡量學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學生動手能力，同時也加深他們對該課程在專業教學中地位的理解和認識。在離散數學的教學過程中，教師應嘗試在傳統教學內容的基礎上，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學的教學方法，進一步提高離散數學在計算專業中的地位。

參考文獻:

[1]羅幼芝.提高離散數學實踐性教學的探討.湖北生態工程職業技術學院學報，2009，Vol7，No.4:25-28.

[2]離散數學課程教學改革探索與實踐.計算機教育，2010.3.25，6:100-103.

[3]談《離散數學》課程教學實踐.凱里學院學報，2009，Vol.27，No.6:23-27.