基于信息技術的離散數學課程體系的設計及研究

王光輝+周波+徐建安

摘要： “離散數學”作為計算機類專業的一門核心基礎理論課，對于后續程序設計實踐類課程的學習能起到重要的基礎作用。本文針對當前大學生的學習特點和離散數學的課程特點，提出了基于信息技術的離散數學課程體系的設計及研究。通過學生移動式學習，很好的輔助了課堂內容教學，提高了學生的學習興趣和自主學習的能力，最終提高了教學質量。

Abstract： Discrete Mathematics， as a core basic theory course of computer science， plays an important role in the follow-up programming practice course. Based on the characteristics of current college students and the characteristics of discrete mathematics， this paper puts forward the design and research of Discrete Mathematics course system based on information technology. Through students' mobile learning， it provides a good support for the classroom content teaching， thus improves the students' interest in learning and self-learning ability， and ultimately improves the quality of teaching.

關鍵詞： 信息技術；離散數學；移動式學習

Key words： information technology；discrete mathematics；mobile learning

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）18-0226-02

0 引言

當今的中國教育是基于信息技術的教育，這就要求教學內容要緊跟科技發展、教學形式要逐漸升級，中國教育正在進行一場基于信息技術的偉大變革。利用信息技術構建輔助課堂教學的平臺，是未來中國教學模式改革的發展趨勢。未來的中國教學模式發展將由目前的“以教為主”變為“以教為輔”，學生會利用各種信息技術手段構建的輔助教學平臺進行自主學習。

信息技術是教育信息化進程中的核心內容，在教育實踐活動中，其核心內容是指以多媒體計算機技術和網絡技術為主的現代信息技術[1]。信息技術與課程教學整合是指在課程教學過程中，把信息技術、信息資源和課程內容有機整合，共同完成課程學習任務的一種新型的教與學方式[2]。基于信息技術構建課程教學內容的輔助設計計及研究是一種巨大的改革。該課程體系的實施將對培養學生自主學習能力以及獨立處理實際問題的能力大有裨益。

在信息技術與課程整合階段，信息技術除了是輔助教學的工具，還是協助學生完成自主學習過程以及對學生進行情感激勵的重要工具，利用信息技術所提供的自主探索、多重交互、合作學習、資源共享等學習環境，把學生的主動性、積極性與創造性充分調動起來，使學生在學習過程中真正成為主體[3]。

1 當前的學生學習狀態和離散數學課程教學現狀

隨著智能手機和4G、5G網絡的普及，各種學習之外的誘惑力越來越大，現在的大學生上課的注意力越來越低，低頭族越來越多，人到心未到[4]。現在大學課堂的普遍現象是，前幾周出勤率特別高，之后就逐漸減少，知識點簡單的不愿意學，知識點難的學不會。對于有些同學來說，去上課就是為了應付老師的點名，在課堂上不是睡覺就是瀏覽各種手機資訊，造成上課效率非常低下，期末考試就是靠突擊和運氣。

離散數學是我校計算機學院所有專業開設的核心基礎課，在新版的各專業培養大綱里以必修課的形式出現，它對于計算機類專業后續課程的學習以及相關科研的開展都具有非常重要的意義。離散數學課程內容概念定義多，主要分為數理邏輯、集合論、圖論、代數系統等，對于計算機專業學生來說內容相對抽象，但現在學時壓縮的非常厲害，由原來的72學時壓縮到54學時，第二學期開設。這個時候計算機類大部分專業課還沒有開設，課程內容相對分散加上學生對離散數學內容在以后程序設計中究竟能起到什么作用沒有概念，導致學生的學習積極性不高。長期以來，離散數學課程都是以課堂傳統教學模式為主，雖然近幾年教學改革的手段層出不窮，但是一旦運用到傳統的課堂教學中，那么這些手段的成效都不是很明顯，這是因為傳統的課堂教學中教師充當了教學過程的主體，往往注重的是數學知識嚴密的邏輯性、系統性，以及學生表現出來的學習動力不足、精力分散等問題，知識點分散和內容抽象分析往往讓初涉該課程的學生覺得很高深。因此如何探索一種新的教學模式，適應目前離散數學課程教學發展和改革的需要，提高離散數學課程教學質量顯得十分重要和迫切[5]。

2 基于信息技術的離散數學課程輔助教學的設計

信息化教學模式可定義為在一定教學思想或教學理論指導下，充分利用信息技術手段建立起來的較為穩定的教學活動結構框架和活動程序[6]。該模式以學生為中心，以教師為主導，使學生在教師設計的情境中自主構建知識結構，有助于提高學生學習的主動性和積極性[7]。

依賴于掌上智能互聯網終端，如智能手機等的迅速普及，移動學習正在成為學生獲取信息和學習的重要工具[8]。每一位移動智能終端用戶，都是一個信息學習者，也是一個信息傳播者，隨時隨地都可以變成一個雙向交流學習的終端。

現在的大學生大部分是95和00后，他們彰顯個性，好奇心強愿意追逐潮流和最前沿技術。而高校教師普遍受教育程度高，學習能力強也樂意接受新鮮事物。因此，高校教師利用微信公眾平臺和QQ群等移動式終端實施移動課程開發具備接受快、學生受益大等特點。

2.1 微信公眾平臺主要是作為預習內容模塊和專題模塊

預習內容模塊的主要功能是發布下堂課內容的教學重難點，并提供相關課題內容大綱。預習內容模塊主要借助微信推送技術將標題、教學重難點、內容大綱整理成文字或圖片發布到公眾平臺，以便學生提前對課程進行預習，從而對本節課的內容框架有一個基本的認識和整體的了解。

專題模塊通過公眾平臺分享專題資源如集合論中的集合計數。學生可以利用留言功能將自己對專題內容的理解和疑惑給老師留言，老師可以將一些具有典型意義的發言公布在專題模塊留言版給大家學習。

2.2 QQ群主要作為答疑平臺和第二課堂平臺

傳統的答疑方式是老師在固定的時間和地點每周進行一到兩次的答疑。但從手機網絡興起的近兩三年看，效果不怎么理想，甚至考前答疑都沒幾個學生。這種方式有很大的局限性，統一安排的答疑時間與學生上課時間沖突，比如某一天的問題可能要等到兩三天甚至一周后才能有機會得到解答。另一方面某個學生一次可能就有1、2個問題而單獨跑去答疑地點，他會感覺浪費不少時間。于是從一開始想問卻沒有及時問，到后來累積問題太多以至于課程跟不上發展的最后懶得問，是目前大學生學習中普遍存在的現象。而教師在固定的答疑時間卻空等幾個小時是一種極大的資源浪費。

老師創建每一級學生的學習QQ群，班級課代表設置為群管理員，然后邀請各班同學加入本群，建議備注名稱為學號+姓名。教師通過QQ群及時看到學生的問題，實時的在線解答，同時學習好的學生還可以為其他同學答疑解惑，鞏固自己的知識。教師還可根據學生知識掌握的程度，及時變更教學進度和更新教學內容。

教師還可以利用QQ群在課余時間還可以創建第二課堂，在線授課，錄像等。打開群的“群視頻”按鈕。群視頻有一個很重要的功能，可以開啟教育模式，比如要講課，開啟這個按鈕后上傳教案、備課ppt，看著PPt就可以上課講學了。

3 總結

基于現代信息技術的離散數學課程輔助教學的設計，學生的學習動力和自主學習性得到了加強，提高了學生分析問題和解決問題的能力。更重要的是讓學生養成主動學習離散、時時學習離散，充分體現以學生為主、教師為輔的教學思想。通過構建基于現代信息技術的離散數學課程輔助設計的過程發現，該教學模式要求教師對教學內容和輔助設計手段投入大量的時間和精力。只有使離散課程教學改革落到實處，使學生可以自主學習，才能真正提高學生的綜合能力和整體素質。

參考文獻：

[1]屈婉玲，王元元，傅彥，張桂蕓.“離散數學”課程教學實施方案[J].中國大學教學，2011（1）：39-41.

[2]胡慧君，劉茂福.離散數學對計算機專業系統知識的輻射作用[J].計算機光盤軟件與應用，2013（13）：188-189.

[3]薩爾曼·可汗.翻轉課堂的可汗學院——互聯時代的教育革命[M].劉婧，譯.杭州：浙江人民出版社，2014.

[4]張小峰，蔡春波，李秀芳，楊洪勇.基于程序設計能力培養的離散數學教學改革[J].計算機教育，2015（2）：44-47.

[5]屈婉玲，耿素云，張立昂.離散數學[M].北京：清華大學出版社，2014.

[6]鄧秀勤，郝志峰，劉海林.基于創新能力培養的離散數學課程教學改革探索[J].計算機教育，2013（16）：62-66.

[7]曹建芳，趙青杉，陳立潮，等.面向計算思維能力培養的離散數學教學模式研究[J].高師理科學刊，2014（2）：79-81.

[8]鄭紅波，秦緒佳，胡亞紅.基于計算思維培養的離散數學教學實踐探討[J].工業和信息化教育，2016（11）.