許楚芬



[摘? ? ? ? ? ?要]? 中等職業學校的學生基礎差、差異大,不少學生對數學學習興趣不高,甚至有的學生“望數生畏”。只有在學習數學的時候,讓學生確確實實地看到數學能夠應用到專業以及實際中去,學生才能獲得學習的動力,提高數學素養。
[關? ? 鍵? ?詞]? 邏輯用語;數制;算法
[中圖分類號]? G715? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603(2019)33-0224-03
中等職業學校常開設很多不同的專業,大多數的專業都會把數學作為一門基礎課程。在中等職業教學中,數學課程有著與九年制基礎教育不同的特點,其主要目標就是為學生學習相關專業知識和專業技能打下一定的數學基礎,能夠依靠數學知識解決專業學習中的問題,提高專業技能水平,并能夠應用數學能力解決生活及生產中的問題,進而提高綜合職業能力。
大多數就讀中等職業學校的學生,具有基礎差、知識面不廣、反應能力較低等特點,尤其是在數學課上,學習有困難的學生比例更大。學習數學有困難的學生,并不是從踏入中等職業學校才開始的,實際上從初中開始,有的甚至從小學開始,就表現出對學習數學缺乏興趣、怕數學、煩數學。甚至有的學生直言:“聽見‘數學兩個字就頭疼。”越不想學,成績就越差,越差就越不想學。學習上就形成了一個惡性循環,從而產生了自卑和應付心理,抄襲作業、考試作弊、欺騙教師和家長的行為時有出現。到了中職學校,情況更加惡化,學生學習態度消極,敷衍應付,上課注意力不集中,即使有部分希望改變舊狀,通過認真學習,提高數學成績的學生,也由于在學習新知前的原認知結構存在缺陷造成了學習困難。
我們常說:“中職數學教學必須轉變觀念,由知識型向能力型和應用型轉化,有目的地減少教學內容,降低難度,注重教學內容的實用性,學生只有看到數學能夠應用到專業以及實際中去,才能獲得學習的動力,提高數學素養。”但是真要做起來,卻不是一件很容易的事情。中職的數學教師要把數學知識與實際結合還算容易,但是與專業結合,就會存在很多困難:一所中職學校開設的專業肯定不止一個,每個數學教師教授的班級也肯定不止一個,那么涉及的專業也就不止一個,要弄懂專業中什么東西能夠與數學掛鉤,那更是困難重重了。
本人連續幾年都在給電子技術應用、電子與信息技術等專業(以下稱電子專業)的學生上數學課,漸漸地了解了一些該專業中與數學密切相關的知識,并嘗試將專業課的知識在數學課上給學生展示出來。
一、數學中的數制與電子專業中的二進制
數制,也稱計數制。用有限的數字在不同的位置表示不同的數值。可使用數字符號的個數稱為基數,基數為n,即可稱n進位制,簡稱n進制。現在最常用的是十進制,也有其他進制在我們生活中的存在。例如:一天是十二個時辰,一年有十二個月,一打等于12個,長度單位1英尺等于12英寸,貨幣單位1先令等于12便士,就連足球比賽罰點球的英制長度也是12碼,這些都是十二進制的例子;一小時等于六十分、一分鐘等于六十秒就是六十進制;一周有七天,可以看作是七進制。
在所有數制中,基數最少的是二進制數,它由兩個基本數字0、1組成,它的運算規律是逢二進一。
而電子專業中經常遇到以下問題:電路中有、無電流,電壓的高、低,晶體管的導通和截止等等,都是表示兩個不同的穩定狀態,因此,為了簡化計算中運算部件的結構,我們常采用二進制數表示。另外,當前的計算機系統使用的基本上都是二進制系統。
二、數學中的邏輯用語與電子專業中的數字電路
數學是一門邏輯性很強的學科,表述數學概念和結論、進行推理和論證,都要使用邏輯用語。常用的邏輯用語、邏輯連接詞“且”“或”“非”、真值表等,不但有助于我們正確理解數學概念,合理論證數學結論,準確表達數學內容,還是我們日常交往、學習和工作中必不可少的工具。
而電子技術可以分為模擬電子技術和數字電子技術兩個部分,隨著科學技術的飛速發展,數字技術得到廣泛應用。我們先來看幾個最簡單的電路圖:
圖中1,開關p合上且開關q合上時,燈L亮;圖2中開關p合上或開關q合上時,燈L亮;圖3中,開關p斷開時,燈L亮。在數字電路中上述三種情況分別稱為與運算、或運算、非運算,在數學中,我們稱為且運算、或運算、非運算,其真值表如圖所示:
習慣上,用0表示假,用1表示真,得到:
這樣,我們就得到了數字電路中的真值表:
可見,電子技術中的“與門”“或門”“非門”與數學的邏輯用語部分知識中邏輯連接詞“且”“或”“非”的定義是一樣的,只是名稱略有不同。數字電路中的真值表和數學中的也是一致的。
在授課時,某專業教師提供的實際例子,吸引了不少學生的注意力。
【例】在某唱歌比賽中,臺里準備聘請三位評委組成評委會,通過電子投票的方式,以少數服從多數的原則投票,按下按鍵為通過,否則為不通過。表決通過時,LED燈點亮,否則LED燈不亮。請分析邏輯狀態,寫出邏輯表達式,并畫出電路原理圖。
解:(1)邏輯狀態,按電路設計要求,該電路有三個按鍵對應為A、B、C,設定按鍵按下為1(實際電路中為接通電源端),未按下為0;該電路輸出為LED燈,設為Y,LED點亮時,表示表決通過,即Y為1,表決未通過時LED燈不亮,Y為0。
(2)列真值表為:
通過真值表可看出選手至少需要得到2票才可通過,邏輯表達式為:
Y=AB+AC+BC
(3)電路圖(略)。
三、數學的算法與電子專業中的單片機
在數學中,按照一定規則解決某一類問題的明確和有限的步驟稱為算法。而從更廣義的角度來看,并不是只有“計算”的問題才有算法,日常生活中處處都有。如樂譜是樂隊演奏的算法,菜譜是做菜肴的算法,珠算口訣是使用算盤的算法。
而在學習數學的“算法”時,主要講述以下內容:(1)使算法清晰易懂的程序框圖;(2)實現算法的基本的邏輯結構;(3)各種程序設計語言都包含的算法語句。
在進行循環語句的學習,讓學生感受幾個不同的例子。
【例】數學例子:設計一個計算的算法,并畫出程序框圖。
解:算法如下:
第一步:輸入n(這里n=100).
第二步:sum=0,i=1.
第三步:sum=sum+i.
第四步:i=i+1.
第五步:如果i不大于,返回第三步;否則,算法結束.
最后得到的sum值就是1+2+3+……+100的值.
程序框圖如圖所示:
生活實例:餓漢吃餅。下面是描述一個餓漢吃餅的情況:如果饑餓的話就吃一張餅,直到吃飽為止。
程序框圖如下所示:
單片機控制裝置安裝與調試項目教程:霹靂燈程序流程圖。
在舉數學例子時,只有成績較好的學生在認真聽;在舉生活實例時,大部分學生被吸引,并顯得非常活躍;在舉單片機控制裝置安裝與調試項目教程的例子時,同樣引起了大部分學生的興趣,聽得比較認真。
四、結束語
要改變中等職業學校學生學習數學困難的現狀,并不是單憑一個人一朝一夕就能夠做到,本人只是盡力地使學生在學習數學的時候,能夠確確實實地“看到”數學能夠應用到專業以及實際中去,真真切切地感受到數學是專業的基礎,使他們對學習數學有一個正確的認識,并因此獲得學習數學的動力,從而認真學習數學,努力提高自己的數學素養。
編輯 尹 軍