摘 要：離散數(shù)學是計算機專業(yè)的基本課程，其大部分的知識理論皆給計算思維提供了一定的依據(jù)與補充。實現(xiàn)離散數(shù)學教學和計算思維的有效融合，能夠由計算思維方面重新看待與組織離散數(shù)學的課堂內(nèi)容，并獲得教學質(zhì)量地提升。本文主要介紹了離散數(shù)學在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，同時分析了離散數(shù)學教學中培養(yǎng)計算思維的方式，如整合計算思維的知識系統(tǒng)、以計算思維為基礎(chǔ)的課程教學等。
　　關(guān)鍵詞：計算思維；離散數(shù)學；計算機專業(yè)
　　一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀概述
　　計算思維這一概念最早是由美國得專家提出來的，刊登在2006年非常具有權(quán)威的Communication of the ACM上。此種全新的思維方式是所有人都具有的基本能力。因此，在對學生進行教育的過程中，不僅要教給學生基礎(chǔ)知識，而且要對他們貫徹這種計算思維。幫助其充分利用計算機技術(shù)的基本理論去處理問題、建立系統(tǒng)以及解釋人類的行為，此種思維模式包含計算機科學領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)的思維活動。
　　國外相關(guān)領(lǐng)域的專家大都在重點研究“計算思維”，并展開了廣泛的討論，各種領(lǐng)域的學術(shù)團體也加入其中。當前，在美國計算思維獲得了教育領(lǐng)域的一致推崇，并得到了很多研究中心或協(xié)會得認可，如微軟支持創(chuàng)辦的卡內(nèi)基·梅隆大學的計算思維研究中心、計算機協(xié)會（ACM），等等。根據(jù)ACM調(diào)查報告顯示，其已經(jīng)切實把計算思維和計算機導(dǎo)論課進行了結(jié)合，規(guī)定此課程必須講解計算思維的內(nèi)涵。根據(jù)CSTA在2008年公開的報告顯示，其將計算思維理解為可以應(yīng)用于解決所有課堂問題的工具。
　　在國內(nèi)高等學校計算機教育領(lǐng)域舉辦的針對“計算思維與計算機導(dǎo)論”的研討會上，依據(jù)計算思維能夠在教育教學領(lǐng)域發(fā)揮得重大價值，研究了在實際的教學環(huán)節(jié)怎樣將日常課程作為基礎(chǔ)來傳授面向?qū)W科的思考方式。此外，還進一步制定了以培育學生計算思維為前提的任務(wù)驅(qū)動式離散數(shù)學教學方法，借助生動形象的教學案例對這一教學方式得運用展開了討論。有些學者研究了人工智能領(lǐng)域核心理論知識框架和計算思維可能存在的相關(guān)聯(lián)系。根據(jù)資料顯示，有人制定了以計算思維的養(yǎng)成為前提的任務(wù)驅(qū)動教學方式基本的知識體系。
　　現(xiàn)如今，針對計算思維領(lǐng)域的研究早已全面展開，并獲得了一些成果，然而針對怎樣在實際得教學工作中進行這方面能力的培養(yǎng)還沒有形成系統(tǒng)的方法體系，依舊處在發(fā)展階段。
　　二、離散數(shù)學教學中培養(yǎng)計算思維的方式
　　離散數(shù)學屬于一門探究離散量的架構(gòu)和內(nèi)部關(guān)聯(lián)性的科目。對于計算機自身的構(gòu)成和其研究的對象皆屬于離散型，而且大部分連續(xù)型問題只有被處理為離散型才可以借助計算機解決。因此，計算機科學和技術(shù)實質(zhì)上即為一項離散數(shù)學技術(shù)。
　　有關(guān)專業(yè)的學生在學習離散數(shù)學知識之前，應(yīng)當先對描述離散量的各類架構(gòu)和各種特性等有一個充分地認知。而且，教師在講解其內(nèi)容的過程中，應(yīng)當促使學生通過離散架構(gòu)構(gòu)建解決實踐問題的抽象模型，在這個前提下，來提高學生自身的研究能力與應(yīng)對能力。而此能力即為計算機有關(guān)專業(yè)的學生應(yīng)當擁有的計算思維能力。
　　1.整合計算思維的知識系統(tǒng)
　　離散數(shù)學重點包括數(shù)理邏輯、集合論、圖論以及代數(shù)結(jié)構(gòu)四項內(nèi)容，而這些內(nèi)容依次供給了離散量的幾類抽象描述模式和對應(yīng)的分析方式，并經(jīng)過整合構(gòu)成了一個有效的知識系統(tǒng)。此外，以上四項內(nèi)容中各自獨立，而且每項內(nèi)容都是一個小的系統(tǒng)，極易使學生們在學習過程中產(chǎn)生混亂。所以教師在教授離散數(shù)學這個科目的過程中，務(wù)必要以知識系統(tǒng)為出發(fā)點，向?qū)W生們講解每個章節(jié)、每個知識點間的內(nèi)部關(guān)系，使他們在學習初期能夠構(gòu)建出這個科目整體的知識系統(tǒng)，這會使他們今后的學習過程中事半功倍。
　　2.以計算思維為基礎(chǔ)的課程教學
　　針對課堂教學來說，教師應(yīng)當把計算思維的抽象與自動化融入到教學環(huán)節(jié)內(nèi)，使學生不但能夠?qū)W到由抽象與自動化的視角來對離散數(shù)學的所有知識原理進行思考與學習，而且應(yīng)當促使學生借助抽象與自動化的方式來研究與解決實際中遇到的難題。
　　教師在對哈斯圖進行闡釋的過程中，不僅要以關(guān)系圖為基礎(chǔ)研究計算思維和各個知識點之間的關(guān)聯(lián)性，而且應(yīng)當由計算思維的視角來研究與闡述通過關(guān)系圖形成哈斯圖的抽象與自動化形成過程。哈斯圖的制作重點是為表現(xiàn)偏序關(guān)系內(nèi)所有元素間“序”的聯(lián)系，但是這個“序”難以在一般關(guān)系圖內(nèi)直觀地呈現(xiàn)出來。
　　哈斯圖可視為一般關(guān)系圖的抽象形式，僅重視或者保留關(guān)系圖內(nèi)可以表現(xiàn)元素間偏序關(guān)系的部分，而將剩余的部分進行濾除，這恰好表現(xiàn)出了計算思維抽象的特點。
　　三、結(jié)語
　　離散數(shù)學是計算機專業(yè)的基本課程，其大部分的知識理論皆給計算思維提供了一定的依據(jù)與補充。實現(xiàn)離散數(shù)學教學和計算思維的有效融合，不僅能夠由計算思維方面重新看待與組織離散數(shù)學的課堂內(nèi)容，并獲得教學質(zhì)量地提升，而且能夠使學生盡快養(yǎng)成計算思維，使他們可以借助這種思維來解決實踐過程中遇到的各種難題。
　　計算思維的塑造并非是一朝一夕的，也并非簡單的將兩個科目進行疊加就可以實現(xiàn)的，它必須要融入全部的專業(yè)課程教學內(nèi)。這就要求計算機專業(yè)的教師可以由計算思維的角度來審視教學的內(nèi)容，可以找出這部分內(nèi)容中隱藏的計算思維，進而可以由計算思維的視角來重新整理與規(guī)劃課程。總而言之，計算思維的提出使得計算機專業(yè)的人才面臨的挑戰(zhàn)變得更為嚴峻，因此在教學過程中應(yīng)當加大對計算思維能力的塑造與投入，確保為社會提供的人才能夠滿足當前的實際需求。
　　參考文獻
　　[1]朱亞宗.論計算思維：計算思維的科學定位，基本原理及創(chuàng)新路徑[J].計算機科學，2009，36（4）：53-55.
　　[2]牟琴，譚良，周雄峻.基于計算思維的任務(wù)驅(qū)動式教學模式研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2011（6）：44-49.
　　[3]周以真.計算思維[J].中國計算機學會通訊，2007，3（11）：83-85.
　　作者簡介
　　吳鎮(zhèn)妤（1998.11-），女，民族：漢，籍貫：山西省呂梁市，學歷：大學本科，研究方向：計算機科學與技術(shù)。
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