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离散数学数学论文
在日常学习和工作生活中,大家都经常看到论文的身影吧,论文可以推广经验,交流认识。相信写论文是一个让许多人都头痛的问题,以下是小编帮大家整理的离散数学数学论文,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
离散数学数学论文1
摘要:起初,集合论主要是对分析数学中的“数集”或几何学中的“点集”进行研究。但是随着科学的发展,集合论的概念已经深入到现代各个方面,成为表达各种严谨科学概念必不可少的数学语言。随着计算机时代的到来,集合的元素已由传统的“数集”和“点集”拓展成包含文字、符号、图形、图表和声音等多媒体信息,构成了各种数据类型的集合。
关键词:集合论、计算机、应用
1、集合论的历史。
集合论是一门研究数学基础的学科。集合论是现代数学的基础,是数学不可或缺的基本描述工具。可以这样讲,现代数学与离散数学的“大厦”是建立在集合论的基础之上的。21世纪数学中最为深刻的活动,就是关于数学基础的探讨。这不仅涉及到数学的本性,也涉及到演绎数学的正确性。数学中若干悖论的发现,引发了数学史上的第三次危机,而这种悖论在集合论中尤为突出。
集合论是德国著名数学家康托尔(G.Cantor)于19世纪末创立的。
十七世纪数学中出现了一门新的分支:微积分。在之后的一二百年中这一崭新学科获得了飞速发展并结出了丰硕成果。其推进速度之快使人来不及检查和巩固它的理论基础。十九世纪初,许多迫切问题得到解决后,出现了一场重建数学基础的运动。正是在这场运动中,康托尔开始探讨了前人从未碰过的实数点集,这是集合论研究的开端。
经历二十余年后,集合论最终获得了世界公认。到二十世纪初集合论已得到数学家们的赞同。数学家们乐观地认为从算术公理系统出发,只要借助集合论的概念,便可以建造起整个数学的大厦。在1900年第二次国际数学大会上,著名数学家庞加莱就曾兴高采烈地宣布“??数学已被算术化了。我们可以说,现在数学已经达到了绝对的严格。”然而这种自得的情绪并没能持续多久。
这一仅涉及集合与属于两个最基本概念的悖论如此简单明了以致根本留不下为集合论漏洞辩解的余地。号称“天衣无缝”、“绝对严密”的数学陷入了自相矛盾之中。从此整个数学的基础被动摇了,由此引发了数学史上的第三次数学危机。
危机产生后,众多数学家投入到解决危机的工作中去。1908年,德国数学家策梅罗(E.Zermelo)提出公理化集合论,试图把集合论公理化的方法来消除悖论。他认为悖论的出现是由于康托尔沒有把集合的概念加以限制,康托尔对集合的定义是含混的.策梅罗希望简洁的公理能使集合的定义及其具有的性質更为显然。策梅罗的公理化集合论后来演变成ZF或ZFS公理系统。从此原本直观的集合概念被建立在严格的公理基础之上,从而避免了悖论的`出现。这就是集合论发展的第二个阶段:公理化集合论。与此相对应,在1908年以前由康托尔创立的集合论被称为朴素集合论。
2、集合论在计算科学中的应用。
集合论在计算机科学中的应用集合论包括集合、关系和函数3部分。1)集合集合不仅可以表示数,而且可以像数一样进行运算,还
可以用于非数值信息的表示和处理,如数据的增加、删除、排序以及数据间关系的描述,有些很难用传统的数值计算来处理的问题,却可以用集合来处理。因此,集合论在程序语言、数据结构、数据库与知识库、形式语言和人工智能等领域得到了广泛应用。2)关系关系也广泛地应用于计算机科学技术中,例如计算机程序的输入和输出关系、数据库的数据特性关系和计算机语言的字符关系等,是数据结构、情报检索、数据库、算法分析、计算机理论等计算机领域中的良好数据工具。另外,关系中划分等价类的思想也可用于求网络的最小生成树等图的算法中。3)函数函数可以看成是一种特殊的关系,计算机中把输入、输出间的关系看成是一种函数。类似地,在开关理论、自动机原理和可计算性理论等领域中,函数都有极其广泛的应用,其中双射函数是密码学中的重要工具。
起初,集合论主要是对分析数学中的“数集”或几何学中的“点集”进行研究。但是随着科学的发展,集合论的概念已经深入到现代各个方面,成为表达各种严谨科学概念必不可少的数学语言。
随着计算机时代的到来,集合的元素已由传统的“数集”和“点集”拓展成包含文字、符号、图形、图表和声音等多媒体信息,构成了各种数据类型的集合。集合不仅可以用来表示数及其运算,更可以用来表示和处理非数值信息。数据的增加、删除、修改、排序以及数据间关系的描述等这些很难用传统的数值计算操作,可以很方便地用集合运算来处理。从而集合论在编译原理、开关理论、信息检索、形式语言、数据库和知识库、CAD、CAM、CAI及AI等各个领域得到了
广泛的应用,而且还得到了发展,如扎德(Zadeh)的模糊集理论和保拉克(Pawlak)的粗糙集理论等等。集合论的方法已经成为计算科学工作者不可缺少的数学基础知识。
参考文献:〔1〕屈婉玲,耿素云,等。离散数学[M]。北京:高等教育出版社,20xx。
〔2〕KennethH。Rosen。离散数学及其应用[M]。北京:机械工业出版社,20xx。
〔3〕陈敏,李泽军。离散数学在计算机学科中的应用[J]。电脑知识与技术,20xx。
〔4〕龚静,王青川。数理逻辑在计算机科学中的应用浅析[J]。青海科技,20xx。
离散数学数学论文2
一、对这门课的认识:
首先要明确的是,由于《离散数学》是一门数学课,且是由几个数学分支综合在一起的,内容繁多,非常抽象,因此即使是数学系的学生学起来都会倍感困难,对计算科学专业的学生来说就更是如此。大家普遍反映这是大学四年最难学的一门课之一。
作为一门理论抽象,内容广泛,结构严谨的计算机专业基础可它不仅与计算机专业基础课(数据结构,操作系统。数据库原理。人工智能,编译原理,网络理论等)有紧密联系,而且对培养学生的抽象思维能力与逻辑推理能力有着重要作用,为我们今后在是计算机科学的研究与技术的卡法提供了重要的工具。
鉴于《离散数学》在计算科学中的重要性,这是一门必须牢牢掌握的课程。既然如此,在学习《离散数学》时,大家最应该注意学习过程是一个扎扎实实积累的过程,不能打马虎眼。离散数学是理论性较强的学科,学习离散数学的关键是对离散数学集合论、数理逻辑和图论有关基本概念的准确掌握,对基本原理及基本运算的运用,并要多做练习。
《离散数学》的特点是:
1、知识点集中,概念和定理多:《离散数学》是建立在大量概念之上的逻辑推理学科,概念的理解是我们学习这门学科的核心。不管哪本离散数学教材,都会在每一章节列出若干定义和定理,接着就是这些定义定理的直接应用。掌握、理解和运用这些概念和定理是学好这门课的关键。要特别注意概念之间的联系,而描述这些联系的则是定理和性质。
2、方法性强:离散数学的特点是抽象思维能力的要求较高。通过对它的.学习,能大大提高我们本身的逻辑推理能力、抽象思维能力和形式化思维能力,从而今后在学习任何一门计算机科学的专业主干课程时,都不会遇上任何思维理解上的困难。《离散数学》的证明题多,不同的题型会需要不同的证明方法(如直接证明法、反证法、归纳法、构造性证明法),同一个题也可能有几种方法。但是《离散数学》证明题的方法性是很强的,如果知道一道题用什么方法讲明,则很容易可以证出来,否则就会事倍功半。因此在平时的学习中,要勤于思考,对于同一个问题,尽可能多探讨几种证明方法,从而学会熟练运用这些证明方法。同时要善于总结,
二、对这门课的建议:
《离散数学》课程的教学内容一般包括四个部分:数理逻辑、集合论、代数
系统、图论.这四部分内容中每一个部分都可以是一门独立的课程,它们分别作为《离散数学》课程的一部分,容易造成教学内容繁多与教学课时数偏少相矛盾,使教学过程具有很大的难度.如果这几部分的内容都要详细讲授,时间上来不及.所以在在教学过程中对讲授内容的设置上应当有所侧重,比如学生对集合论基础的很多内容在中学数学中已经有所了解,所以这部分内容只需要简要介绍一下,重点放在用集台论的方法解决实际应用问题上.对于二元关系这部分,侧重点是加强对与二元关系的几个性质相关问题的论证方法的训练.在数理逻辑上通过将一般命题公式和一阶逻辑公式化成范式,达到强化训练学生逻辑演算能力,并通过逻辑推理理论的学习来提高逻辑推理能力.图论部分重点放在基本概念的理解和实际问题的处理上,通过对相关定理及其证明思路的理解来体会图论的研究方法.代数系统这部分内容重点放在群论上,尤其要在代数系统、群、子群、循环群、变换群、正规子群的概念及相关问题的理
解上下功夫,特别要掌握同构和同态的概念及应用,对于其它的代数系统如环、域及布尔代数则可以略讲.另外,现行大多数教材,主要是集中在从纯数学理论角度教授基本内容,这也是不利于学生的理解学习的.如果选择了这种教
材,在教学过程中,应穿插介绍一些知识点在计算机科学中的应用,将之与离散数学理论结合介绍给学生,使学生重视这一课程的学习,产生学习兴趣,主动地进行学习.这将有利于学生理解理论知识,又为后续课程的学习奠定基础.
在学习《离散数学》的过程,对概念的理解是学习的重中之重。一般来说,由于这些概念(定义)非常抽象(学习《线性代数》时会有这样的经历),往往不能在脑海中建立起它们与现实世界中客观事物的联系。这是《离散数学》学习过程中要面临的第一个困难,觉得不容易进入学习的状态。因此一开始必须准确、全面、完整地记住并理解所有的定义和定理。具体做法是在进行完一章的学习后,用专门的时间对该章包括的定义与定理实施强记。只有这样才可能本课程的抽象能够适应,并为后续学习打下良好的基础。
因此,只要肯下功夫,人人都能有扎实的基础,拥有足够的数学知识,特别是能大大提高本身的逻辑推理能力、抽象思维能力和形式化思维能力,从而今后在学习任何一门计算机科学的专业主干课程时,都不会遇上任何思维理解上的困难。
三、对老师的建议:
前面一堆废话,以下才是学生要说的:
讲课时,如果只讲理论,学生往往感到很乏味所以在讲授时结合一些实际问题,特别是与计算机有关的问题,这样既提高了学生的学习兴趣,又使的学生更好地体会离散数学对研究计算机科学的重要性。这方面老师老师没有光讲理论,
让我们不至于觉得枯燥,但却过多没有联系我们的专业讲解实例,无法引起我们足够的重视,其实这也是大部分课程的问题。
注重归纳总结,掌握规律、使学生能够理清头绪,提高学习效率。这方面我觉得老师就有做到,虽然这点时间不长,每节课将上节课内容回复、总结。每章也有做总结,可能有些章不是很重要还是怎么老师没有总结,其他都很好。
注重类比教学,离散数学中一些概念很容易混淆,个人比较喜欢总结一些东西的共同和不同,虽然有时是两个不相干的概念从而导致自己陷入牛角尖。但从中确实收获不少。在教学过程中,如能充分比较的方法,讲清它们的共同点和不同点,能让我们加深对概念的理解,从而避免判断的错误。
最好还是布置、批阅作业,这样显然是更利于学生的学习.离散数学的知识不经过独立思考和多做练习是无法牢固掌握的,因此一定要给留一定数量的课后习题.要认真仔细批改,将作业中暴露出来的普遍问题,要进行课堂讲评.通过讲评作业,帮助学生澄清模糊和错误的认识
还有啊,感觉学校的网络教学虽然有建设可实在无法理解,好多东西都没有,就光有个名字,什么时候离散也能走上网络教学的殿堂呢。起码网络课件可以先建下。
最后衷心感谢老师费心的教导我们,从您身上学到很多,教学方法独特,思想也很开化,是个比较容易沟通的老师。有时也很雷人的讲些不雅却受学生辈的俗语,让人忍不住夸你可爱啊。
离散数学数学论文3
【摘要】离散数学是计算机科学与技术专业一门重要的专业基础课。本文对离散数学的教学内容、教学手段及教学方法进行了探讨。首先根据学校技术应用型大学的办学方略,精选教学内容,注重知识应用能力;其次探讨了教学手段和方法,通过课程引入激发学习兴趣,注重课堂讨论分析,加强实验教学,注重类比归纳,进行多媒体辅助教学,从而提高离散数学的教学效果。
【关键词】离散数学;教学内容;教学方法;教学手段
1.引言
离散数学是现代数学的重要分支,是计算机科学与技术专业的重要基础课,主要研究离散结构和离散数量的关系。随着计算机科学技术的迅猛发展,离散数学越来越重要,其基本理论在计算机理论研究以及计算机软件、硬件开发的各个领域都有广泛的应用[1]。
离散数学的授课内容主要分为数理逻辑,集合论,代数结构、图论,组合分析以及形式语言与自动机等几大分支,课程概念较多,定义及定理比较抽象,理论性较强[2]。在教学过程中,如果只从数学方面讲授定义定理,学生理解起来比较困难,容易对本课程的学习失去兴趣。因此,设计精彩的教学内容,改进教学方法,探讨教学手段,以提高学生学习的主动性和积极性,具有重要的意义。
2.精选教学内容改变教学观念
2.1精选教学内容
离散数学是计算机科学与技术本科专业的一门基础课,众多本科高校均开设此课程,其教材也非常丰富。因此,需要教师在符合学校自身办学方略和培养目标的基础上,精选教学内容。笔者工作单位上海电机学院是一所具有技术应用型本科内涵实质和行业大学属性特征的全日制普通本科院校,办学方略注重技术立校,应用为本,因此从学校学生培养方案和学校特色出发,对本课程的教学不能照搬研究型大学的授课方式和教学内容。应该从学生的自身素质以及课程应用性的角度出发精选授课内容,培养学生对课程内容的实际应用能力,让学生从枯燥的数学概念中走出来,达到学以致用的目的。
2.2改变教学观念
在离散数学课程的教学过程中,如果采取传统的教师讲授,学生课堂听课的方式,学生普遍觉得内容枯燥,提不起学习兴趣。因此教师应在传统课堂教学方法的基础上,注重学生的发展和参与,应以教师为主导,以学生为主体,在授课过程中从教师为主体变为以学生为主体,在教学过程中设置问题情境,启发学生主动思考,激发学生学习兴趣。
如在讲授图论中最短路径的Dijkstra算法时,如果只是教师讲授算法,学生理解起来比较困难,对算法的具体应用也无法熟练掌握。教师在授课中可结合计算机网络实例,从实际问题出发,让学生根据实际案例探索算法,发表自己的观点,主动的参与到学习过程中。教师在这个过程从讲台走入到学生中间,与学生交流,引导学生对知识从浅到深的分析和理解,并控制学生探讨时间,最后带动学生归纳总结,让学生作为主体参与在课堂教学过程中,培养学生掌握完整的知识体系。
3.改进教学方法,研究教学手段
在教学过程中,运用好的教学方法和教学手段,可以激发学生学习离散数学的兴趣,提高授课质量,帮助学生系统性的.掌握所学知识并加以运用。
3.1注重课程引入
离散数学的定义比较多,学生在学习过程中经常觉得课程的概念非常多,很难掌握并很容易忘记。这就需要教师在讲授定义和定理时,注重知识引入的过程,启发学生学习兴趣并留下深刻的印象。如在讲授命题符号化时,如果直接给出命题符号化的定义,学生不知道这个定义在实际问题如何应用。在讲解过程中,可首先给出一些大家在日常生活中常见的语句,让学生判断语句真假,往往会引起学生的兴趣,在此之后引导学生思考如何将这些语句用数学方式描述,进而给出命题符号化的概念。通过这样的引入,学生对定义的理解会比较透彻,可以做到知其然并知其所以然。
教师还可以在课堂最后,提出趣味性的问题,让学生课下思考,作为下一堂课的引入。如在讲解欧拉图的概念之前,可画一幅图让学生思考是否可以一笔画成,学生会非常踊跃的回答并在课下做出思考,这样在下节课讲授时,学生会非常感兴趣,促进了学生对知识的渴求和理解。
3.2课堂讨论分析
在离散数学教学过程中,如果教师在讲台上一味的讲解,学生听课时很容易觉得枯燥和疲劳。在授课过程中,教师可以围绕授课内容,提出一些问题进行讨论,带动学生思考。同时,鼓励学生在课堂上提出问题,教师可以安排学生之间互相讨论。如在讲授谓词逻辑中的推理理论时,可以举实际生活中趣味推理的例子,让学生理解知识如何运用,并让学生思考自己在平时遇到的推理问题是否可以用课上的知识解决。通过这样的启发讨论,学生对知识的学习兴趣很高并可以做到举一反三,透彻掌握知识内容。
3.3加强实验教学
离散数学的基本理论在计算机领域内有着广泛应用,因此在授课过程中应避免单一的理论教学,逐步加强实验教学,将离散数学的理论与计算机实践及其他课程有机结合[3]。如在讲授最优树的Huffman算法时,可以开展实验课,在讲授算法原理的同时,将学生带入实验机房,让学生自己设计算法流程图,并编写程序,通过上机的方式掌握算法的本质。通过实验教学,学生可将所学理论应用于实际案例中,加深对知识的理解,还可以提高学生的学习兴趣和编程能力,并掌握所学内容与其他相关计算机知识的联系,培养了学生综合运用知识的能力。
3.4注重类比归纳总结
离散数学的概念较多,内容抽象,学生难以理解,但是很多内容之间则存在一定的联系,教师可通过类比归纳的方式,帮助学生理解。如数理逻辑中,谓词逻辑的推理理论和命题逻辑的推理理论,在理解上有一定的联系,因此在讲授谓词逻辑的过程中,可以与命题逻辑的推理论相比较,分析异同。再如图论中的欧拉图和哈密尔顿图的定义,可以用类比的方法,让学生直观理解二者的含义和区别[4]。同时,教师可以在授课过程中适时的归纳总结。比如学完数理逻辑后,可以对数理逻辑的两章内容进行归纳,提取出知识主线,加强学生对知识由浅入深的掌握。
3.5多媒体辅助教学
在离散数学的教学过程中,可以灵活的采取多媒体辅助教学。教师可根据教学内容的不同增加趣味性的背景知识,通过图像、声音和动画,使学生直观的接受新内容。采用多媒体辅助教学,不是意味着教师用PPT把授课的内容逐行展示,这样和传统的板书教学差别不大。教师应该将传统的教学方式与多媒体教学相结合,如图论部分,在讲授欧拉图,哈密尔顿图,最小生成树等内容时,可将重要内容用Flash动画的形式进行动态展示,在做动画的过程中从学生的角度出发,灵活的加入声音、图像,吸引学生兴趣,这样学生可以很容易的理解算法,增加了学习的直观性。
4.总结
作为计算机专业重要的基础课,离散数学广泛应用于计算机的各个领域。因此,提高教学质量,改进教学手段,探讨教学方法,成为教师在授课过程中一直不断探索的课题。本文根据笔者的教学经验,从教学内容、教学观念、教学方法和教学手段几个方面进行了探讨。在今后的课程教学中,我们还需不断创新教学方法,使离散数学课程的教学质量和效果进一步提高。
参考文献:
[1]耿素云,屈婉玲,张立昂.离散数学[M].第四版.北京:清华大学出版社,20xx.
[2]左孝凌,李为鑑,刘永才.离散数学[M].上海:上海科学技术文献出版社,1982.
[3]郭晓姝.离散数学教学模式改进探讨[J].计算机教育,20xx(3):69-72.
[4]赵青杉,孟国艳.关于离散数学教学改革的思考[J].忻州师范学院学报,20xx(5):65-68.
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