淺析離散數(shù)學(xué)課程案例教學(xué)

時間:2022-11-23 10:46:44

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淺析離散數(shù)學(xué)課程案例教學(xué)

摘要:針對離散數(shù)學(xué)課程的特點,分析了離散數(shù)學(xué)案例教學(xué)的準(zhǔn)備與實施,分析了離散數(shù)學(xué)課程案例教學(xué)法相對于傳統(tǒng)教學(xué)方法的優(yōu)勢,分析了案例教學(xué)法對于提升學(xué)生分析和解決問題能力、提升學(xué)生創(chuàng)新能力等方面的促進(jìn)作用。有別于傳統(tǒng)離散數(shù)學(xué)教學(xué)過程中學(xué)生感覺理論枯燥難學(xué)的情況,案例教學(xué)法在實際背景中展開離散數(shù)學(xué)的理論框架,使得理論與實踐能密切聯(lián)系到一起,使學(xué)生能知道如何來用數(shù)學(xué),從而激發(fā)學(xué)生學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)積極性,使得學(xué)生愿意更深層次地進(jìn)入離散數(shù)學(xué)的理論天地,形成理論與實踐之間的良性循環(huán)。

關(guān)鍵詞:離散數(shù)學(xué);案例教學(xué);創(chuàng)新能力

所謂案例教學(xué),就是指將實際問題經(jīng)過處理后變?yōu)榻虒W(xué)案例,引導(dǎo)學(xué)習(xí)者以案例為基礎(chǔ)進(jìn)行分析思考并尋求解決方案的教學(xué)方法。案例教學(xué)是19世紀(jì)70年代首創(chuàng)于哈佛大學(xué),分別被用于幫助法律學(xué)習(xí)者通過對具體案例的分析思考來理解當(dāng)?shù)胤审w系的本質(zhì),和被用于通過分析工商管理的具體實踐來幫助學(xué)習(xí)者理解和把握管理的本質(zhì)。該文針對計算機(jī)類和網(wǎng)絡(luò)類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)特點,設(shè)置和專業(yè)契合度高的案例,來分析離散數(shù)學(xué)案例教學(xué)的特點、準(zhǔn)備和實施。

一、案例教學(xué)的優(yōu)勢

數(shù)學(xué)的理論體系源自于實踐,是在解決實際問題的過程中不斷發(fā)展和抽象出來的,然后會被應(yīng)用于實踐,也就是說,遵循的是“實踐->理論->實踐”,可以看出數(shù)學(xué)理論來自于實踐,應(yīng)用于實踐,與實踐之間存在著密不可分的聯(lián)系。但是,在傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)中,包括離散數(shù)學(xué)的教學(xué)中,數(shù)學(xué)理論與實踐,或者說實際問題之間的聯(lián)系,被人為割裂了,往往是概念、定理、推導(dǎo)、計算,從符號到符號,從理論到理論,形式上看是優(yōu)美的,但是,這樣教學(xué)的話,學(xué)生就看不出來,理論從哪里來,到哪里去,不知道這么優(yōu)美的理論是怎么從思維的靈感中迸發(fā)出來,怎么從粗糙到嚴(yán)密優(yōu)美,也不知道這些優(yōu)美的理論怎么應(yīng)用于實踐。而理論應(yīng)用于實踐時,有時甚至需要對理論框架本身進(jìn)行改動,這就需要抓住理論所闡述的思想本質(zhì),深刻抓住理論與實踐之間的聯(lián)系。而案例教學(xué)則搭建起了理論和實踐之間聯(lián)系的橋梁,為學(xué)生在學(xué)習(xí)時打開了一扇從理論世界通往實際世界的窗。通過案例教學(xué),能使學(xué)生理解掌握理論如何應(yīng)用于實踐,通過這一過程,學(xué)生能更好地掌握理論的思想本質(zhì),從而形成理論到實踐的良性循環(huán),能使得理論分析水平和實踐能力之間的相互促進(jìn),幫助學(xué)生提升分析問題和解決問題的能力。

二、案例教學(xué)的準(zhǔn)備

對于案例教學(xué)來說,要想起到好的教學(xué)效果,案例的選擇至關(guān)重要。第一,所選擇的案例要能和數(shù)學(xué)理論體系之間有較高的契合度。案例和理論之間要確實存在緊密聯(lián)系,而不能僅僅是沾上一點點邊。第二,所選擇的案例要和專業(yè)課程或者技術(shù)熱點之間存在著密切聯(lián)系。這樣,能更好地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過以上兩點,能更好地做到使學(xué)生“在應(yīng)用中學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)中應(yīng)用”,能更好地做到學(xué)數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué),把握數(shù)學(xué)思想的精髓,提升自我的創(chuàng)新意識和能力。

三、案例教學(xué)的實施

案例教學(xué)以發(fā)現(xiàn)或提出問題、分析問題、解決問題為主線進(jìn)行實施,其中融入理論的展開,以案例或者說實際問題為背景,嵌入理論框架,使得理論和實踐結(jié)合起來,使得理論不再枯燥,實踐不再盲目。案例———計算機(jī)鼓輪設(shè)計(一)問題的提出。旋轉(zhuǎn)鼓輪的表面分成8個扇區(qū),如圖1所示,其中陰影區(qū)域表示是用導(dǎo)體做成,空白區(qū)域用絕緣體做成,那么當(dāng)觸點a,b,c與扇面接觸時,若接觸的是導(dǎo)體,則輸出1,若接觸的是絕緣體則輸出0。該鼓輪按照逆時針方向旋轉(zhuǎn),觸點每轉(zhuǎn)一個扇區(qū)就輸出一個信號0或1。請問鼓輪上的這些扇區(qū)應(yīng)如何安排導(dǎo)體或絕緣體,使鼓輪旋轉(zhuǎn)一周,觸點輸出一組不同的二進(jìn)制信號?(二)問題的分析。每轉(zhuǎn)一個扇區(qū),信號a1a2a3變成a2a3a4,前者右兩位決定了后者左兩位。因此,我們把所有兩位二進(jìn)制數(shù)作結(jié)點,從每一個結(jié)點a1a2到a2a3引一條有向邊表示a1a2a3這三位二進(jìn)制數(shù),作出表示所有可能數(shù)碼變換的有向圖,如圖2。(三)問題的解決。于是,上述問題轉(zhuǎn)化為在有向圖圖2上求一條歐拉回路,該有向圖的4個結(jié)點的度數(shù)都是出度、入度各為2,根據(jù)定理,圖2中有歐拉回路存在,例如(e0e1e2e5e3e7e6e4)是一歐拉回路,對應(yīng)于這一回路的二進(jìn)制序列是00010111,因此材料應(yīng)按此序列進(jìn)行分布,即序列中二進(jìn)制位為1的,放置導(dǎo)體,二進(jìn)制位為0的,放置絕緣體。

四、案例教學(xué)的效果

通過案例教學(xué)的實施,可以發(fā)現(xiàn),相比于傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué),案例教學(xué)能較大程度地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生構(gòu)建理論與實踐之間的聯(lián)系,能在真實案例背景下搭建離散數(shù)學(xué)的理論框架,做到理論與實踐之間的相互促進(jìn),使學(xué)生能更好地學(xué)數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué),能促使學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新意識,提升創(chuàng)新能力。

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作者:吳偉 單位:常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)部