離散數(shù)學教學如何培養(yǎng)學生計算思維

張欽鋒?オ?

摘要：計算思維是世界公認三大科學思維之一，主要是語用計算機的科學思維進行問題的求解、計算等，目前來說，計算機思維是當前計算中教育中的研究熱點。關于計算思維的研究有很多，國內(nèi)許多相關研究學者對計算思維進行深入分析，主要研究計算思維的應用過程，其中一項就是研究計算思維在“離散數(shù)學”教學中的應用。結合現(xiàn)代教師的“離散數(shù)學”教學的實踐經(jīng)驗，針對當前“離散數(shù)學”教學的困境，探究如何在教學中培養(yǎng)學生的計算思維，研究培養(yǎng)學生計算思維能力“離散數(shù)學”教學模式，為現(xiàn)代數(shù)學教學提供參考。

關鍵詞：離散數(shù)學；培養(yǎng)；計算思維

一、 計算思維與離散數(shù)學教學

1、 計算思維的概念以及特征

周以真教授認為“計算思維”實際上是每個人都將具有的技能，尤其是在進行計算機的基礎課程教學中。計算思維是國際計算機教育都極為關注的概念，對于“計算思維”的定義，不同的學者有不同的意見，主要是分為兩種，一種認為計算思維是以計算為主體，用計算來模擬人的思維。在計算機的教學中，主要是將計算思維看做一種能力，思維作為核心，讓學生的學習具備思維能力；另一種看法是將計算思維作為思維來進行看待。至今計算思維并沒有統(tǒng)一規(guī)定的概念。對于計算思維的內(nèi)涵進行了解是很有必要的，其中就以周易真教授的定義來進行闡述：計算思維是運用計算機科學的基礎概念求解問題、設計系統(tǒng)和理解人類行為的科學方法。

計算思維并不是機械活動，它靈活的進行設計活動、構造活動。計算思維并不是計算機的思維，而是人的思維，具有豐富的創(chuàng)造力、想象力；計算思維是現(xiàn)代社會生存的基本技能，這種技能是具有較高的思維水平的，并不是進行技能的重復；計算思維強調(diào)“思維”一詞，本身是有思想、有創(chuàng)造力的活動，計算思維應用在人們的生活工作中來幫助人們解決問題，在大學的計算機教學中，運用計算思維主要是來幫助學生的學習，提升教師的教學水平，提高教學的效果。

2、 離散數(shù)學

離散數(shù)學實際上人就屬于現(xiàn)代數(shù)學的范疇，與現(xiàn)代數(shù)學研究方向有所不同，離散數(shù)學主要的研究對象是“離散量”，探究“離散量”的基本構成以及構成因素之間的相互關系。我國對于“離散數(shù)學”教學的研究有很多，其一就是路美秀研究基于計算思維的“離散數(shù)學”教學模式，“離散數(shù)學”的發(fā)展與計算機科學發(fā)展具有密切的聯(lián)系，對著現(xiàn)代信息技術的發(fā)展以及計算機技術的進步，“離散數(shù)學”作為基礎學科，在計算機科學知識的發(fā)展中，變得更加重要。

“離散數(shù)學”整個教學中，主要是以抽象的數(shù)學符號作為教學表達對象，以此實現(xiàn)知識的傳授的目的，“離散數(shù)學”對知識的表達實際上就是計算思維的表現(xiàn)。“離散數(shù)學”的教學目標主要是在教學中，培養(yǎng)學生的邏輯思維、抽象思維以及歸納構造，要求學生能夠在教學中利用計算思維，在學習中能夠主動解決問題，掌握問題解決的技巧。

二、 “離散數(shù)學”教學的困境

目前，“離散數(shù)學”的教學中，很多學生在學習過相關知識后，反映課程學習效果較差，難以全面掌握學習方法，出現(xiàn)這種問題的主要原因是大多數(shù)教師在進行“離散數(shù)學”教學時，教學模式不當。

1、 傳統(tǒng)數(shù)學的教學方法

“離散數(shù)學”教師在教學中，由于教師自身教學專業(yè)素質(zhì)不高以及對課程認識不足等諸多因素的影響，教師在實際教學中，采用傳統(tǒng)數(shù)學教學的方式，忽視學生的實際情況。由于現(xiàn)代經(jīng)濟、科學技術發(fā)展，高校的學生來自于不同的地域，學生實際水平不同，知識結構、認知水平都良莠不齊，傳統(tǒng)的教學模式，在實際的教學中會忽視學生的實際狀況，對于水平較差的學生，會使部分學生跟不上教學節(jié)奏，增大學習難度；對具有較強能力的學生，反復的講授知識點，會使學生產(chǎn)生厭煩感，產(chǎn)生浪費時間的不良思想，導致學生課堂注意力低下，難以提起學生的學習興趣。

2、 重知識輕案例

教師在教學中，容易出現(xiàn)的一個問題是重知識教學。“離散數(shù)學”屬于現(xiàn)代數(shù)學的范疇，基本的教學手段一致，在進行理論教學的同時，也要重視案例教學。教師在實際教學中，容易忽視“離散數(shù)學”的教學案例，將教學重點放置在理論上，形成“填鴨式”的方式，導致學生理論知識比較豐富，但在遇到實際問題時，學生難以靈活運用相關知識解決問題，這種教學方式完全脫離應用實際應用，學生在有限的課堂教學中，難以實現(xiàn)“理論+實踐”的“離散數(shù)學”內(nèi)容的學習。

3、教育的內(nèi)容忽視“計算思維”教學

我國離散數(shù)學基礎課程教學的內(nèi)容比較單一，內(nèi)容設計上沒有“計算思維”的內(nèi)容，僅僅使用理論教學，學生在遇到問題時，不會發(fā)揮計算思維的作用，不能很好地解決問題。還有就是教學的內(nèi)容比較散亂，在教學時重點不突出，學生在學習時，不能主動的設置學習目標，導致自身的知識結構混亂，學習積極性下降。

三、“離散數(shù)學”教學培養(yǎng)學生計算思維的途徑

離散數(shù)學的教學中，教師要改進傳統(tǒng)數(shù)學教學的手段，將理論知識教學與實踐活動教學結合起來，共同培養(yǎng)學生的問題解決能力。

1、 改革教學環(huán)節(jié)，重視計算思維的培養(yǎng)

在實際的離散數(shù)學教學中，首先要糾正學生對離散數(shù)學的認知，學生一般將離散數(shù)學看做單純的數(shù)學學科。實際上，離散數(shù)學是計算機專業(yè)的基礎啊課程之一，學生對于課程的基本認知要正確。教師在實際教學中，要重視學生的計算思維的培養(yǎng)，訓練學生運用離散數(shù)學問題解決的方式進行教學，在問題解決的過程中，教師要重視學生邏輯思維能力的培養(yǎng)，讓學生能夠在實際問題解決的過程中，學會應用計算法，能夠在專業(yè)課程的學習中，培養(yǎng)學生的計算思維意識以及能力。例如離散數(shù)學中數(shù)理編輯教學中，由于離散數(shù)學與編譯原理有密切關系，教師在教學中，要教授學生具體應用的方法，讓學生能夠在教學中，運用邏輯思維將抽象的理論知識形象化，構建問題解決的模型，以此培養(yǎng)學生的計算思維。

2、使用知識貫穿典型思維的教學方法進行教學

“離散數(shù)學”的教學中，要以“計算思維”為核心，明確離散數(shù)學課程教學改革的方向，明確數(shù)學改革的目標。教師在進行離散數(shù)學時，可以將教授的內(nèi)容進行共性的總結，架設知識結構，重視問題的探究過程，在探究中培養(yǎng)學生的實際計算思維能力。同時教師也為學生樹立一個良好的榜樣，讓學生在潛移默化中，運用計算思維，將學習的知識貫穿始終。教師在進行離散使數(shù)學教學時，要與計算機專業(yè)的相關教學結合起來，不僅僅是進行形式教學，還要將教學的理論知識與計算理性思維結合起來，適當?shù)膭h減較為復雜的專業(yè)名詞，引導學生主動對問題進行思考。讓學生在教學中主動培養(yǎng)自身的計算思維。

3、 合理安排實踐，進行計算思維鍛煉

教師在離散數(shù)學教學中，要重視培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，重視課堂理論實踐。離散數(shù)學要求學生在學習中，能夠主動構建學習模型，通過模型解決問題。例如在離散數(shù)學實踐“設計性”實驗的過程中，要將設計性實驗與驗證性實驗區(qū)分開來，設計性實驗主要是為了調(diào)動學生的學習興趣，在興趣教學中，激發(fā)學生的求知欲與好奇心，能夠在團體合作的基礎上構建實踐模型，在模型構建的過程中，掌握并運用計算思維。例如學生可以嘗試開發(fā)簡單的應用軟件等，在自身能力的支持下，自主進行實驗，在實驗過程中，培養(yǎng)學生的計算思維。

結語

離散數(shù)學教學中，教師要改進教學方法，重視學生的計算思維的培養(yǎng)。教師在進行離散數(shù)學教學時，根據(jù)離散數(shù)學的課程特點，要綜合其他學科的教學特點，構建有針對性的教學模式，重視學生的問題解決能力。首先教師要正確認識教學對象，引導學生明確教學目標，發(fā)揮教師的示范作用，重視計算思維的應用，在教學中，重視運用“理論+實踐”的教學方法，不僅要在潛移默化的教學中，對學生的理論知識進行培養(yǎng)，還要培養(yǎng)學生構建實驗模型的能力，能夠在模型建設中，激發(fā)學生的學習興趣，在實際鍛煉中，實現(xiàn)計算思維的培養(yǎng)目標。

（作者單位：廣西經(jīng)濟管理干部學院，廣西 南寧 530007）