基于計算思維視角的離散數學課程教學分析

由于互聯網科技的迅猛發展，對相關人才的需求與日俱增，對互聯網科技人才的要求也逐步提高。在計算機學科學習中，離散數學扮演中重要的角色，由于行業和離散數學雙方面的要求，迫切需要在課程教學實踐中貫徹計算思維。本文通過對計算思維本質點相關闡述，對計算思維和離散數學教學深層次聯系的挖掘，提出了在離散數學課程教學實踐中的策略方案。

計算思維 離散數學 教學模式 策略方案

【中圖分類號】G648.4【文獻標識碼】A【文章編號】 1005-8877（2018）32-0179-02

當前，我們人類社會已經邁入了信息化的大數據時代，正如馬克思在其哲學中所言：“社會存在決定社會意識?！毙畔r代的騰飛對人類思維的塑造和要求也是同步進行的，具體來說就聚焦在一個關鍵點——計算思維。人類的思維源于對事物本質的認知理解和推斷，人類文明發展至今，靠的就是人類孜孜以求地將思維活動創造性地運用于其實踐活動，人文時代對應著人文思維，理性時代對應著理性思維，而信息時代則對應著計算思維。

1.計算思維

計算思維是以問題解決為導向，綜合運用抽象和自動化為其基本方式的一種思維方式。大數據時代對數據的處理和分析能力決定了人們工作效率的高低和工作質量優劣，在學習、工作實踐中要貫徹以抽象和自動化為基本方式的計算思維，抽象就是把復雜的我問題進行拆解并符號化，以便產生機械進行的效果 自動化即為抽象的結果，任何自動化對象都離不開抽象的過濾。計算思維有一些典型的特征，具體如下：

（1）唯一性。簡算思維倡導嚴謹規整，算法完備是其中的基本要求，唯一性在計算機科學當中也被成為可計算性，有計算機，就有一定有相應的算法，算法和計算是一體兩面，是指在一定算法下所呈現出的結果是可計算的，各個步驟的操作都是精確的，由這樣的確定性導致的結果就是所求解問題的可計算性。

（2）雙向性。思維的精妙之處在于歸納和演繹，歸納和演繹的方向不是單向的，而是動態雙向，抽象是從紛繁復雜的廣大現象中找出共性，演繹則是將抽象出來的共性依據個體的差異進行個性的分析。同樣作為思維體系重要組成部分的計算思維也體現著這種特性，但是略有不同，計算思維更多體現的是抽象和分解，即通過建模解決問題以及將問題進行細化分解。

2.如何在離散教學實踐中貫徹計算思維培養

（1） 計算思維視角貫徹在課程導入環節

在離散數學教學課程實踐中，筆者每次在課程開啟的時候對學生進行計算思維的初步啟蒙，主要針對計算思維的具體表現，計算思維的作用，以及如何運用計算思維的原則。筆者進行這樣的行動是出于對傳統離散數學教學模式的變革嘗試，傳統模式亙古不變的三個模式讓學生們索然無味，理論講授沒有生動性，沒有豐富案例帶來的最直觀的感受，學生不能留下深刻的印象 進階而至的例題講解除了少數數學素養足夠的學生，大多數都無法直接進行計算 沒有課上的深刻理解，那么課后作業部分就成了天方夜譚。

（2）計算思維視角貫徹于課程實驗環節

我國教育領域受蘇聯影響較深，即重視抽象理論教育，輕視實踐實驗環節，這樣很容易造成的一個結果便是學生無法對所學對象的運用熟稔于心，這是我國教育的弊病，亟待革除。在離散數學教學領域，這個弊病更是有過之而無不及，離散數學本就屬于高度抽象化的理論學科，如若沒有相關思維實驗環節的設計，學生會感到學科的晦澀與枯燥，這對教學效果是一種極大的削弱。所以，要加強課程思維實驗環節的設計：

第一、對相關聯的教學案例要進行匯總分析，助力其成為輔助學生進行計算思維鍛煉的重要環節?！鞍咐苯虒W方式因其具有巨大的實用性，如今已經風靡，把這種教育方式落實到離散數學中來，就是一方面指把離散數學中有聯系的章節匯集起來，另一方面主要是指找出理論內容在實際生活、專業領域的運用。與此同時，案例的構建和運用要遵循從易到難，由點及面的原則，要以挖掘學生的興趣，調動學生積極性為主要目標。舉例來說，可以采用大家都熟知且喜聞樂見的成語接龍游戲。首先，提出一個問題，任意給出一組成語，能不能形成成語接龍呢？在離散數學中，這個問題可以進行簡化表述“已知一幾何，尋找子幾何，該子集合為文字前后銜接的成語。像這樣問題的引出，可以讓學生們學習的興趣大大提高。

第二、以思維實驗為重點，尋找學生鍛煉計算思維的多元化方向。筆者在進行離散數學課程教學實踐過程中，采用以思維實驗為主要方式的計算思維訓練模式。實驗的主要板塊分為三大部分，第一部分為驗證板塊，即通過上述的案例法拋出亟待解決的問題，讓學生們先對這一問題提出自身的相關看法，然后分為小組進行討論驗證 第二部分為調整板塊，將學生們的驗證結果進行匯總，對學生的驗證結果進行分析，糾正其中錯誤的地方 第三板塊即為設計板塊，引導學生們根據自己的認識和所學，小組協力設計出解決問題的方案。

（3）為計算思維能力培養成果打造完善評估體系

離散數學課程教學的思維視角是實踐方法都逐步進行變革，這對課程的評估體系也產生了新的要求，傳統離散數學考核的重點在于對學生理論部分的掌握，多采用期末考試一次檢驗的方式，這樣的方式對計算思維的考察就幾乎可以說是毫無涉獵了，本質上仍然是應試教育的部分，這樣的考核方式也會讓學生們對真正重要的部分——計算思維，產生不重視的心態。如此的話，那就是大大背離了我們教育一開始的方向，也并不能切實滿足時代和技術對相關人才的缺口。

所以，基于前述討論，我們提出改革評估方式，打造完善的評估體系，評估體系內容包括三個部分的內容：第一部分是理論考試成績，占到60%，第二部分是實踐環節參與程度考核，占20%，最后一個部分是理論思維成果運用，占20%。這樣的考核方式階梯配置，對學生綜合素質的考察應該來說是比較到位的，既可以防止學生過分重視理論成績，又可以調動學生參與離散數學課程實驗實踐環節的積極性，還可以讓在離散數學課程學習中個人計算思維能力運用良好的學生脫穎而出。

3.結語

在計算機科學的學習中，離散數學占據了一個異常重要的位置，從某種程度上來講，離散數學奠定了計算機科學發展的基礎，然而這門課程的掌握難度也非常大。本文提出的將計算思維嵌入到離散數學課程教學環節的主張，可以說是實現當年離散數學教學改革的一條新思路，也是一條必經之路。在離散數學課程教學實踐中，我們對計算思維嵌入相關環節應該注重的方向進行了討論，也對檢驗離散數學教學成果的以及計算思維運用的考核進行了方法上的改革。

參考文獻

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