计算机专业离散数学教学改革与实践

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计 算机 时代 2 1 年 第 l 期 02 O
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计算机专业 离散数学教 学 改革与实践★
叶百度文库 霞
( 江外 国语 学院数 学 系 ,浙 江 杭 州 102 浙 I 0 1) 3
摘 要 :针 对 离散 数学课程教 学现状 , 结合教 学体会 , 出了轻理论 重应 用、 提 从数 学思想 的高度整合课程 内容、 充分利 用 课程教 学平台、 当介绍数学 史等教学改革措施 。 适 关键词 :离散数 学;教 学改革 ;课程教 学平 台;数 学史 中图分类号 : 5 O1 8 文献标 志码 : A 文章编号 :0 6 8 2 (0 21 — 7 0 1 0 — 2 82 1 )0 4 — 3
并集和 求补 集的运算 。至于特 殊公式 0 1在 集合论 里分 别 和 , 表现 为空集 和全集 。因此集合恒 等式是 命题逻辑 等值式在 集
合 论 中 的应 用 。 图 l 原 电路 图
例如 , 命题逻辑 中的吸收律公式 : 为
AV AA ) A,AA AVB 一 ( B 一 ( )
离散数 学课堂教学要突破传统数学教 学思 想方法 , 弱化 教

介绍给学生 , 学生重视这一课程的学 习, 使 产生学习兴趣 , 主动
21 集 合 公 式 是 数 理 逻 辑 公 式 在 集 合 论 中 的 应 用 .
地 进行 学习。
该课程命题逻 辑公 式的等值 演算和 主合 ( ) 析 取范式是 教
收稿 日期 :0 2 7 1 2 1— — 3
基金项 目:0 0 2 1 年浙江省高等 学校优 秀青年 教师 资助计划项 目;浙江外 国语学 院精 品课程建设项 目(8 5 0 0 0 1 0 0 1 12 1) 作者简介 : 叶丽霞 (9 6 ) 女, 士, 1 7一 , 硕 副教授 , 主要研究方 向:o f H p 代数和李代数 。
O 引言
授基本 内容 , 这不利于学生 的理解 和掌握 。离散数学 中有很 多
定理 和规则 , 课本 的描 述往往 比较 难懂 。很 多学生 习 而 离散数学是 以研 究离散 量的结构和相互关 系的学科 , 它在 定义 、 惯于 死记硬背数 学概念 , 容易产生枯燥 和畏难 情绪 。因此 , 很 计算机理论研究及软 、 硬件开发的各个领域都有着广泛的应用” 。
Abs r c : Ac o d n t t e h r ce it s f ic e e ta t c r i g o h c a a t rsi o d s r t ma h m ai s o r e n c re t iu to o e c i , c mbi e wi t e c t e tc c u s a d u r n s t a i n f t a h ng o nd t h h t a h ng e p re c , s m e e o m me s r s a e i to uc d whih ncu e i r v n t e p i ai n o d s r t ma h m ai s e c i x e i n e o r f r au e r nrd e , c i l d mp o i g h a pl t f ic ee c o t e tc , i t g a i g c u s c n e t fo n e r t o r e o t n r m t e heg t o t e ma e tc l t o g t ma i g f l us o c ri u u t a h n p a f r , n h ih f h h t ma ia h u h , kn u l e f u c lm e c ig lto m
于密码方面 的案例 , 要求学生进行破 译。教师可以布置课程 大
作业 , 要求学生围绕离散数学在 计算机科 学中的应用撰 写课程 论文 , 这不但 会培 养学生基本 的论文 写作 规范和综 合素质 , 更 重要 的是 , 引起学生 浓厚 的学习兴趣和 求知欲 , 能 使他 们 自觉
地去学习 、 解决 问题和创新 。
散, 不同教材对这些章节 的次序安排 也各有不 同。但通过归 纳 可 以发 现 , 离散数学是 以集合 、 映射 、 算和关 系为主线 , 运 各章 学 内容体系的系统性与严密性 。以实 际问题 为导入 , 以学生 应 节 内容联系 紧密 , 具有较强 的逻辑性 。所 以教师要 引导学生理 用为主题 , 出应用能力 的培养 。在教 学过程 中 , 突 应穿插介 绍 清各章节之间的联系 , 提高学 习效率 。 些 知识点在计算机科学 中的应用 , 将之与离散数学理 论结 合
培养学生的严格逻 辑推理 、 抽象思维能力有十分重要的作用 。
论知 识 , 者改 用比较通俗 的语言来 描述抽象 的概念 , 或 使学 生
下面 用几 个例 离散数学概念 多而抽象 , 教师 在教 学 中往往会非常注 重理 在轻松 愉快 的情境中理解离散数学 的理论知 识 , 子来说明 。 论知识 的讲解 , 忽略了应 用 ; 生在学 习 中往往看 不到离 散 而 学
数学 的知识在 计算机学科 中的具体 应用 , 习积极性也不 高 。 学 另外 , 在人 才培养 方案 的制 定过程 中 , 各个 学校普 遍压缩 了专
时 , 2 0 级开始 已压 缩为 4 课时 。课 时非常紧张 , 从 08 8 教师 需要
例如 , 对于关系的对 称与反对称 的性质 , 课文的定义 如下 : 定义 设 xy∈A, xy ∈R, l y >∈R, R为 A上 , 若< ,>  ̄ <, i x j 称
二元关系 。
若< , >∈R且 x , yx ≠Y 则< , >隹R, R为反对称的 称 业课程的学时数 。以笔者所在学校 为例 , 以前离 散数 学有 6 课 对称 的关 系 ; xy 4
在 实际讲解 时 , 教师如 果能从学 生身边 的例子 出发 , 再抽 象 出基本概 念 , 学生就会对 这些概 念有更 深刻的理解 。比如 , 习效率成为教学改革的关键 。 然 近年 来 , 针对离散 数学课 程教学现 状 , 许多教 师都在进 行 教师 举例说班级里的 同学关系是对 称的 , 后提 问学生家庭里 的父子关 系是对称关 系吗 ?学 生一听这 例子 , 就哈哈 大笑 , 他 各种各样 的教学改革m 。本文结合笔者 的教 学体会 , 出了轻 提 们 马上 明白父子关 系是反对 称的关 系。随后学 生就可 以举 出 理论 重应用 , 从数 学思想 的高度整合 课程 内容 , 充分利 用课程 许多例子 , 线的平行关 系是对 称的 , 直 数的整 除关系是反 对称 教学平 台, 当介 绍数学史等教学 改革措施 。 适
就不难理解特殊关系 的相关定义了 。 例如 , A {0 9 计算机本科 同学 l则 设 =20 级 ,
R・ < ,>xY∈A} ={ xy l, ,
= < , l, { x >x y Y∈A, X Y 名相 同l 且 与 姓 ,

2“ 化零 为整” 从数 学思 想 的高 度 整合课 程 内容 ,
T a hn eom n r cie o i rt te t sfr s d n smaoig i o ue ec ig rfr a d p a t fds ee mah mai o t e t c c c u j r n cmp tr n
Ye Li a xi
( eat n fMahm t s h in nen t n lSu i nvri,Ha gha hj n 1 0 2 hn ) Dp r to te ai ,Z e ag Itrai a tde U i sy me c j o s e t n zo ,Z ea g 3 0 1 ,C ia i
i to ucn s m e h s o i s o t e ai s t . nr d ig o i t re f ma h m tc ,e c
Ke r s d s r t t e a is t a h n e o m ; c riul m e c i g p a f r ;hit r o ah ma i s y wo d : ic ee ma h m tc ; e c i g r f r u rc u t a h n l to m so y f m t e tc
离散数学主要包括数 理逻 辑 、 合与关系 、 集 函数与映射 、 代 数结 构和 图论 等教 学 内容 。这些 内容 从表 面上 看 , 内容 多且
{ xy lY < , x ∈A, ≠y 且 x 姓名相同 } >, x , 与Y
分 别是集合 A上的全域关系 、 恒等关系和空关系。
12 任 务驱 动 , 重 理 论 知 识 的应 用 . 注
于是图 l 可用较少的开关设计为如图 2 的电路 图。
由于学 生对集合 公式比较熟 悉 , 而且公 式直观易 懂 , 因此学 生 可 以通过集合公式来记忆数理逻 辑公式 。
22 图的同构就是两代数 系统同构的特例 . 定 义 2 没 G < E 和 G’ v’ ’是 两个 图 。若 存在从 v = v,> = ,> < E
例如 , 集合论 中交集 的定义为 AnB {l A且 X =x x ∈Bl转 ,
换成逻辑语言为 :
X∈ nB - ( A) xE A xE ^( B
学 重点 , 前者 在开关 电路 中可 以化 简 电路 , 后者在 逻辑设 计方 显然 逻辑 公式 的合 取运算 在集 合论 中表现 为求 交集 的运 算 。 面有 广泛的应用 。 同理逻 辑公式 的析取和求 非的运算 在集合 论 中分别表 现为求 例 1试用较少的开关设计一个 与图 1 有相 同功能的 电路。
教师 要注重 引导学生对 问题 的完整理解 , 而不 作为计 算机专业 的一 门核 心基础课 , 不仅在后 续课程 , 数 在教 学过程 中 , 它 如 是 只告诉学生结 论 。教师 可 以选取典型案 例来说 明抽象 的理 据结构 、 数据库原理 、 编译原理等课程 中有广 泛的应用 , 而且对
在有限 的课 时内高质量地完成教学 内容 , 而如何提 高学 生的学
的。于是在教师 引导下 , 学生参与对这些例 子的关系图进行分
1 注重概 念 的理解 与 掌握 , 重视应 用
11 案例教学 , . 注重概念的理解
析, 一起得 出以下利用关系图来判断关 系性质 的结果 :
结论 1 若 G 是关 系 R 的关系 图 , G的不同顶点之间有 假如 现行 的大多数离散数学教材 , 主要是从纯 数学理 论角度讲 边 , 若全是双 向边 , 则关系 R是对称的 ; 若全 是单 向边 , 则关系 R

4 ・ 8
Co u e a No. 0 01 mp t r Er 1 2 2
是 反对称 的 ; 假如 G的不 同顶点之 间没有边 , 则关 系 R既是 对 称也是反对称 的。 在 讲解三个特 殊关 系时 , 教师可 以以班级学 生为例 , 生 学
集成 电路等方面 的应 用。在讲授代数系统 时 , 教师可 以布置关
到 V 的双 射函 数 , ’ 使得 对 Va , b∈V,a >∈E当且仅 当< <, b
解: 可将图 l 的开关电路 用命题公式表示为
Aq SV【A A ) A) p s r
利 用基本等值公式 ,
对应的集合吸收律公式[ : 1 1 为
Au( B = An ) A,AY( B = l AU ) A
(Aq ) p S J (A ) ( V ) p ASV(A ^r p sA q r
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