新工科背景下《离散数学》课程教学研究

陶丽娜 龚芳

摘 要： 离散数学是计算机专业和通信工程专业诸多专业课程必不可少的先修基础课程，在新工科这个大背景下，要适应企业对新兴工程科技人才的要求，离散数学的课程教学需要一定的改革才能适合传统专业与新兴专业融合发展的需求，笔者从三个方面进行改进教学，以期得到一定的成效。

关键词： 新工科;离散数学;教学研究

1 新工科建设与离散数学课程

“新工科”这一概念自2016年提出以来，教育部组织高校进行深入研讨，在2017年2月和4月分别形成了“复旦共识”和“天大行动”。新工科建设要树立教育新理念，以创新性、综合化、全周期为主。通过增量优化、存量调整、交叉融合构建工科专业新结构，从三个转向探索建立新工科发展新模式：从学科导向转向产业需求、从专业分割转向跨界交叉融合、从适应服务转向支撑引领。

作为现代数学的重要分支，离散数学主要研究对象是离散量的结构和相互间关系，在计算机相关专业领域内有着广泛的应用，是计算机专业和通信工程专业诸多专业课程必不可少的先修基础课程[1]。离散数学的教学内容不仅涉及计算机硬件，而且和计算机软件的研究有着更密切的关系，具有鲜明的基础特点，其基本概念、理论、方法在计算机专业课程如数据库、人工智能、编译原理、数据结构、算法分析与设计等有着广泛深入地应用[2]。近年来，笔者在离散数学课程的教学中已经在逐步探索对学生计算思维能力的培养，但是，这种探索仍然是有些偏向立刻教育的教学思路。随着新工科建设的提出，对计算机专业类课程提出了明确且清晰的目标和要求，对离散数学课程的要求也是如此。在教学中，既要使学生掌握主要的理论基础，又要培养学生把所学的理论应用于解决实际问题中的能力。因此，在离散数学的教学过程中，在讲解与学习公式定理本身的推导方法和技巧的前提下，更重要的是培养学生掌握基础方法理论的运用，能从实际问题中建立数学模型从而解决问题并能进行编程的实施。从而培养出能复合新工科背景下对新兴工程科技需求的人才。

2 《离散数学》课程教学存在的问题

计算机专业是一个知识更新速度快、新技术层出不穷的宽口径专业[3]。离散数学作为计算机专业的核心课程，在很长一段时期内，对于教材的选用、教学的内容和方法都没有太明显的变化，并没有随着计算机理论和应用的快速发展而有所进步[4-5]。该课程内容抽象、理论性强，在教学实践中，还存在如下問题。

2.1 课程辐射不够，相互割裂，学生畏难情绪严重

在实际教学中，大多数老师把“离散数学”作为一门数学课，采用数学教学中经典的教学模式“定义—定理—证明—习题”，割裂了该课程和其他计算机类课程的联系，先修课程“高等数学”和“线性代数”等课程的学习思路和模式根深蒂固，学生畏难情绪严重，从而降低了学习兴趣，最终影响教学质量。

2.2 内容丰富但课时较少

针对《离散数学》课程教学内容丰富、知识点相对比较零散，而且各部分内容几乎没有太大的联系，都可以作为一门独立的课程进行教学的特点。在教学内容上要进行改革，要有所取舍。不同类型高校的教学内容也不尽相同。有的高校教开设96—144学时甚至更多，分上下两个学期授课。我院开设的课时为64学时，除去期末复习和平时讲解习题，真正授课时间在54学时左右，在缩短的教学时间内，无法讲授所有内容，必须要精简教学内容。

2.3 缺少实践教学

离散数学课程具有概念多、理论性强、高度抽象等特点，教师在授课过程中很容易偏向理论教学演绎推理的一面，而忽视经验科学。然而，学生要把知识转化为技能、把理论应用于实际的一个重要环节就是实践，目前我院离散数学课程没有开设上机实验，致使学生在学习过程中无法学以致用，从而出现学生该课程的学习目的不明确、学习效果不理想等情况，无法实现培养学生解决实际问题的目的。

2.4 考核方式难以考查学生的真实能力与水平

在目前的离散数学教学中考核方式采用“平时成绩+期末成绩”的形式，虽然能在一定程度上实现了过程化考核，但笔试的综合运用知识点的题目较少，达不到考查学生的综合能力和运用知识的水平，而平时成绩的计算大部分由学生的考勤、平时作业、上课表现组成，考核的仍是浮于表面的“标”，而不是学生知识技能掌握实际情况的“本”。

3 面向新工科的应用型高校离散数学课程教学方法的改进

3.1 改革教学内容，更新应用型人才知识体系

2017年4月8日，教育部天大行动上提出“问技术发展改内容，更新工程人才知识体系”。因此，根据我院离散数学课程开设的学时，首要考虑的问题是对教学内容的合力取舍，在教学中做到兼顾注重基础与突出重点，兼顾应用型人才的培养目标和后续专业课程的需要。在以后的课程建设与改革中对离散数学教学内容以“适用”为标准，在不影响学生获得知识的前提下，降低部分章节的教学难度，整合、压缩离散数学的经典内容，授课时弱化难度较大的题目及部分证明的讲解，着重讲解有应用背景的基础理论中基本概念、基本原理。

3.2 注重实践技能培养，理论教学与实践相结合

2017年2月18日，教育部在复旦大学召开了高等工程教育发展战略研讨会，与会高校一致认为新工科建设要加强研究和实践。由于绝大多数高校在离散数学课程设置上缺少实践教学环节，造成学生不知道如何把离散数学课程知识应用到计算机学科中，也导致学生无法理解离散数学在计算机学科中的重要地位。因此，当务之急是在“离散数学”的课程教学中引入实践性内容并且加强实践能力的培养。可以从基本型、综合性及创新性实验3个层次来设置实践教学内容。如表1所示：

3.3 注重能力培养，改革考核方案

对于应用型的高等院校来说，考试的目的不是简单考查学生对知识的回忆和简单复制二是更应侧重于检测学生的动手能力。通过制定“理论和程序实践相结合，单元测试和期末考试结合，教学平台和传统试卷相结合，学习态度和学习效果相结合”的考核方案，使学生的总成绩=理论成绩（50%）+实践成绩（20%）+平时成绩（30%）。

4 取得成效

笔者针对我校17级计科本3、4班两个班离散数学课程的教学进行改革，经过改革，成绩如表2所示：

平均分成正态分布，学生掌握了绝大部分知识点。通过改革，不及格的人数也在下降，起到了一定的效果。笔者也会在以后的教学中进一步探索离散数学课程的教学方法和教学形式，以期得到更好的成果。

参考文献：

[1]唐剑锋，高珍，黄杰.离散数学教学改革探索[J].计算机教育，2018（06）：65-67.

[2]陈光喜，古天龙.“离散数学”精品课程教学改革实践[J].桂林电子科技大学学报，2015（04）：300-302.

[3]郭芸，刘纯平，龚声蓉.融入实践教学的离散数学微课模式[J].计算机教育，2015（16）：25-31.

[4]鲍治国，景丽.计算机方向《离散数学》教学实践研究[J].电子测试，2016（03）：74-75.

[5]付延友.新工科背景下应用型计算机类专业离散数学教学研究[J].计算机产品与流通，2017（12）：218+236.

基金项目： 本文系校级教研项目“新工科背景下《离散数学》课程“翻转课堂”教学研究（2018jy032）”研究成果

作者简介： 陶丽娜（1986—），女，汉族，安徽阜阳人，硕士，讲师，安徽新华学院信息工程学院，研究方向：教育教学、城市经济、区域经济学;龚芳（1984—），女，汉族，安徽合肥人，硕士，副教授，安徽新华学院信息工程学院，研究方向：宜居城市。