論述高職院校計算機應用類專業(yè)離散數(shù)學課程教學改革探索與實踐
【論文關(guān)鍵詞】 離散數(shù)學 專業(yè)特色 創(chuàng)新能力 教學改革 教學方法
【論文摘要】針對職業(yè)院校機應用類專業(yè)離散數(shù)學教學中存在的目標定位不準、教學內(nèi)容處理簡單和教學方法單一等不足，提出并討論了準確定位課程目標、合理優(yōu)化教學內(nèi)容和綜合利用各種有效的教學方法的教改思路。
離散數(shù)學是計算機應用類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在計算機、電氣與信息工程中扮演著重要的角色，是隨著計算機的而逐步形成的一門新興的工具型學科，建立于20世紀60年代初期，是研究離散量的結(jié)構(gòu)及相互關(guān)系的學科。它在算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設計語言、數(shù)值與符號計算、操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)、軟件工程與方法學，數(shù)據(jù)庫與信息檢索系統(tǒng)、與分布式計算、計算機圖形學及人機通信等各個領(lǐng)域都有著廣泛的應用。對這門課程的理解、掌握和拓展，將對學生的數(shù)據(jù)分析、組織、處理能力有極為深刻的影響；同時也可以培養(yǎng)學生抽象思維能力和邏輯表達能力，提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力也有著不可替代的作用；而對于從事計算機科學及其應用的科技工作者來說，離散數(shù)學更是必須掌握的重要基礎(chǔ)。
一、離散數(shù)學課程教學中存在的問題
近年來，大部分高職院校離散數(shù)學教學課時不但沒有增加卻在逐年遞減，甚至有些高職院校完全取消了離散數(shù)學課。例如，我院目前在計算機專業(yè)所開設的數(shù)學課程僅有《高等數(shù)學》，而對于計算機專業(yè)的學生來說，由于所從事的計算機科學所需要的高度的數(shù)學訓練幾乎全來自離散數(shù)學而非連續(xù)數(shù)學，所以學生即看不到所學的數(shù)學知識有什么用處，體會不到數(shù)學的應用價值，同時還不知道什么是《離散數(shù)學》，更不要提對離散數(shù)學重要性的認識。這可能會對離散數(shù)學課程的設置帶來不少阻力，因此，應加大對離散數(shù)學重要性的宣傳力度，積極尋求來自各方面的支持與配合，從而使新課程的設置得以順利實施。
同時，作為課程本身也有以下幾個弊端：
�、排囵B(yǎng)目標不明確，沒有制定與計算機應用類專業(yè)人才培養(yǎng)目標一致的離散數(shù)學教學計劃，缺乏應用能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，不能滿足高職對人才培養(yǎng)的需要。
�、平虒W內(nèi)容處理簡單，教師把該門課程當成數(shù)學課來處理，離散數(shù)學包括數(shù)理邏輯、集合論、代數(shù)系統(tǒng)、圖論、組合數(shù)學等多個彼此獨立的數(shù)學分支，離散數(shù)學將這些知識有機組合成為合理、完善的體系。這些知識具有或多或少的聯(lián)系，但又自成體系，致使學生感覺各部分內(nèi)容聯(lián)系不大，對課程學習的目的不明確，學生甚至覺得這門課程和計算機科學聯(lián)系不起來，從而缺乏學習興趣。
�、请x散數(shù)學內(nèi)容多、概念多、理論性強、抽象、解題方法靈活，學生一時難以理解和記憶，并且對定義和定理之間的聯(lián)系缺乏一定的概括能力，在實際教學中學生興趣不高，教學效果不理想。
�、冉虒W過程還不能圍繞“職業(yè)”的目標開展各項教學活動，課程的內(nèi)容與參與工作后的實際問題相互脫節(jié)，缺乏有機的結(jié)合，沒有體現(xiàn)課程為專業(yè)服務的基本原則。
�、烧n堂教學大多采用傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”教學手段，課堂教學的信息量受到一定的限制，教學體系中缺乏運用現(xiàn)代化的教學工具解決實際問題的內(nèi)容，缺少將抽象知識轉(zhuǎn)化為實際應用能力的平臺。
�、蕸]有建立合理有效的評價體系。
針對實際教學中存在的問題，提出了改革措施。
二、以應用型人才和創(chuàng)新意識為核心的計算機應用類專業(yè)《離散數(shù)學》課程設計
對于課程設計這一概念的理解并不統(tǒng)一，歸結(jié)起來有狹義和廣義之分。本文指的是狹義的課程設計，它是指對某門課程的目標、內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、教法及考核的組織與安排。
1.結(jié)合高職院校人才培養(yǎng)模式的特點設置課程培養(yǎng)目標、優(yōu)化和整合教學內(nèi)容
準確定位離散數(shù)學課程目標，是課程改革的首要任務，也是優(yōu)化教學內(nèi)容，選取科學有效教學方法的依據(jù)和根本。我們認為離散數(shù)學教學的三大目標是：
（1）掌握離散數(shù)學的基本理論與方法，培養(yǎng)抽象的離散思維能力與邏輯思維能力。
�。�2）為諸多計算機應用類專業(yè)后續(xù)專業(yè)課程提供支持。
�。�3）作為計算機應用類專業(yè)的應用與研究工具，能夠解決本專業(yè)的實際問題。
我們認為，選取合理的教學內(nèi)容是保證完成教學目標的根本。教師在選取教學內(nèi)容上應從學生實際出發(fā)，兼顧專業(yè)與應用，形成具有自身特色的教學大綱和教學內(nèi)容。離散數(shù)學具有很強的應用性，特別是對于計算機應用類專業(yè)，更是有明確固定的應用領(lǐng)域。因此，在教學過程中應采取“實用為主”的原則，根據(jù)計算機應用類各個專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，調(diào)整課程結(jié)構(gòu)，組合課程體系，優(yōu)選課程內(nèi)容。首先，離散數(shù)學還是一門數(shù)學課程，要突出數(shù)學的特色，即數(shù)學的符號化、形式化、抽象性、嚴密性及邏輯性特點，使學生學后能提高離散抽象思維與邏輯思維能力。其次，對計算機應用類專業(yè)的學生來說還應解決專業(yè)領(lǐng)域中出現(xiàn)的問題，在教學中注重從理論知識、基本概念、實踐應用等多角度、全方位的介紹離散數(shù)學與其他后續(xù)課程之間的關(guān)系，讓學生了解、領(lǐng)略離散數(shù)學在后續(xù)課程和本專業(yè)中的重要作用，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、編譯原理、數(shù)據(jù)庫原理和人工智能、形式語言及自動機、數(shù)字邏輯等都離不開離散數(shù)學。代數(shù)結(jié)構(gòu)是研究關(guān)于運算及其規(guī)則的學科，代數(shù)方法被廣泛應用于可計算性與計算復雜性、密碼學、網(wǎng)絡與通信理論等；圖論為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)表示理論等奠定了數(shù)學基礎(chǔ)和描述方法。圖論中的通路與回路，為研究操作系統(tǒng)中是否存在死鎖問題提供理論依據(jù)。支配集、覆蓋集與近年比較熱門的無線傳感器網(wǎng)絡研究有著密切的聯(lián)系。不僅離散數(shù)學的基本思想、概念和方法廣泛地滲透在計算機科學與技術(shù)的各個領(lǐng)域，而且其基本理論和研究成果更是全面而系統(tǒng)地影響和推動著計算機科學與技術(shù)的發(fā)展。
2.綜合利用多種教學方法
教學方法的改革是提高教學質(zhì)量的重要保證。離散數(shù)學課程的特點是定義多、定理多、公式多，內(nèi)容抽象，邏輯性強，教學時數(shù)又少，傳統(tǒng)的教學模式己越來越難適應這種大容量、少課時的教學要求。只有采取新的符合教學的教學方法、教學模式，將技術(shù)充分而有效地應用于教學之中，才能在有限的教學時間中，增加單位時間的信息量。傳統(tǒng)教學手段和多媒體教學有其各自的優(yōu)勢和不足，應互補而非對立。如離散數(shù)學中大量的概念、公式和定理，若由教師板書，勢必占用很多時間，學生也會產(chǎn)生倦怠感，借助于多媒體手段就可以使教師有更多的時間進行講解。然而，作為一門數(shù)學課，如果教師只坐在操作臺前，缺少了共同的解決問題過程，學生的思維能力就形成不了，這也是一種失敗。因此，如何將傳統(tǒng)的教學方法與現(xiàn)代化教學手段恰當?shù)慕Y(jié)合，做到優(yōu)勢互補是我們進行教學改革的一個新課題。高度的抽象性和嚴密的邏輯性，是離散數(shù)學的兩個顯著的特點，它決定了離散數(shù)學教學不僅應注意傳授知識，更應注意培養(yǎng)學生的抽象思維和邏輯思維。多媒體輔助教學的優(yōu)點是形象、具體，但當教學中需要培養(yǎng)學生的想象能力、抽象能力和邏輯推理能力的時候，若用屏幕上有限的“形象”代替了學生更接近數(shù)學本質(zhì)的“想象”，用屏幕上個別的“具體”取代了學生的數(shù)學“抽象”，用屏幕上的快速推導，取代了板書教學中邊寫邊想、師生互動的邏輯漸進過程，也許反而減弱對學生的能力的訓練。所以，在采用多媒體課件教學的過程中，一定要配合黑板板書，并靈活采用啟發(fā)式、發(fā)現(xiàn)式、討論式等多種教學方法，即應針對教學內(nèi)容采取與之相應的教學方法和手段，這樣才能發(fā)揮各種教學方法的綜合功能，取得最佳的教學效果。
3.建立合理有效的評價體系
由于高等職業(yè)技術(shù)教育的性質(zhì)和培養(yǎng)目標所決定，高職數(shù)學教學質(zhì)量評價標準不能等同于普通高等教育。檢驗高職辦學質(zhì)量如何的最終標準，要看培養(yǎng)的學生能否適應市場、受市場歡迎，因而數(shù)學教學質(zhì)量評價標準，要根據(jù)所學的知識是否符合崗位所需要的標準，所學的知識是否在未來的工作中用得上、用得好來制定，使數(shù)學教育評價體系更具性和實用性。因此，采用形式多樣的形式以及教學評價方式應該是整個教學改革不可缺少的環(huán)節(jié)。在教學評價中加大應用能力的考核比例，避免造成高分低能的現(xiàn)象。我們可以建立嚴格，詳實的考核標準，在學期之初發(fā)給學生，讓學生了解數(shù)學教學的考核標準，知道自己該怎么做，如何做。
我們將學生成績考核標準分為三部分：“30%平時測評+30%基礎(chǔ)能力測評+40%應用能力測評”。30%平時測評是對學生學習過程的考核，包括學習態(tài)度、學習紀律、上課出勤、上課回答問題、平時測驗、課堂練習、課后作業(yè)完成等情況。30%基礎(chǔ)能力測評是對學生數(shù)學基本能力的測評。它主要考查學生對數(shù)學基本概念的掌握和理解，對公式、性質(zhì)、定理的運用與理解，考核學生基礎(chǔ)知識的掌握情況，這部分考核采用期末閉卷考試形式，限時完成。40%應用能力測評是開放式考試成績�？梢钥谠嚭凸P試結(jié)合、采用做大作業(yè)和讓學生寫小等形式。它主要考核學生應用數(shù)學知識解決實際問題的能力。為防止抄襲,教師對該項考核完成優(yōu)秀的學生論文、報告還要進行答辯，再做出最后的成績評定。
這種考核評價方式能充分體現(xiàn)高職數(shù)學教學“以應用為目的，重視創(chuàng)新，提高素質(zhì)”的原則，而且能夠給學生一個綜合的評定，是由單純數(shù)學理論知識的考核轉(zhuǎn)變?yōu)橹R、能力和綜合素質(zhì)的考核。
離散數(shù)學教學的最終日的是為機應用類專業(yè)的學生提供必需的數(shù)學基礎(chǔ)，如何開好此門課程，是擺在我們面前的一個現(xiàn)實問題，涉及到課程目標的準確定位、優(yōu)化和整合教學內(nèi)容、綜合利用多種教學方法、建立合理有效的評價體系等諸多方面。
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