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范文题目：关于新工程教育计算机专业离散数学实验教学研究

摘要: 立足新工科对计算机类专业应用实践能力培养的要求，分析了目前离散数学教学存在的关键问题，指明了开展离散数学实验教学的必要性。在此基础上，介绍了实验教学内容的设计思路和设计原则，给出了相应的实验项目，并阐述了实验教学的实施过程和教学效果。

关键词:新工科教育;离散数学;计算机专业;实验教学

引言

新工科教育是以新理念、新模式培养具有可持续竞争力的创新型卓越工程科技人才，既重视前沿知识和交叉知识体系的构建，又强调实践创新创业能力的培养。计算机类是新工科体系中的一个庞大专业类，按照新工科教育的要求，计算机类专业的学生应该有很好的逻辑推理能力和实践创新能力，具有较好的数学基础和数学知识的应用能力。作为计算机类专业的核心基础课，离散数学的教学目标在于培养学生逻辑思维、计算思维能力以及分析问题和解决问题的能力。但长期以来“定义－定理－证明”这种纯数学的教学模式，导致学生意识不到该课程的重要性，从而缺乏学习兴趣，严重影响学生实践能力的培养。因此，打破原有的教学模式，结合计算机学科的应用背景，通过开展实验教学来加深学生对于离散数学知识的深度理解是实现离散数学教学目标的重要手段。

1．实验项目设计

围绕巩固课堂教学知识，培养学生实践创新能力两个目标，遵循实用性和可行性原则，设计了基础性、应用性、研究性和创新性四个层次的实验项目。

(1) 基础性实验

针对离散数学的一些基本问题，如基本的定义、性质、计算方法等设计了7个基础性实验项目，如表1所示。这类实验要求学生利用所学基础知识，完成算法设计并编写程序。通过实验将抽象的离散数学知识与编程结合起来，能激发学生学习离散数学的积极性，提高教学效率，进而培养学生的编程实践能力。

(2) 应用性实验

应用性实验是围绕离散数学主要知识单元在计算机学科领域的应用来设计实验，如表2所示。设计这类实验时充分考虑了学生掌握知识的情况，按照相关知识点的应用方法给出了每个实验的步骤。学生甚至不需要完成全部实验步骤即可达到实验效果。例如，在“等价关系的应用”实验中，按照基于等价类测试用例的设计方法给出了实验步骤，对基础较差的学生只需做完第三步即可达到“巩固等价关系、等价类、划分等相关知识，了解等价关系在软件测试中的应用，培养数学知识的应用能力。”的实验目的。

(3) 研究性实验研究性实验和应用性实验一样

也是围绕离散数学主要知识单元在计算机科学领域中的应用来设计实验，不同之处在于，研究性实验的实验步骤中增加了一些需要学生进一步探讨的问题。这类实验项目一方面为了使学生进一步了解离散数学的重要性，另一方面为了加强学生的创新意识与创新思维，提高计算机专业学生的数学素质和能力。表 3 给出了研究性试验项目。

(4) 创新性实验

在实际教学中还设计了多个难度较高的创新性实验题目，例如，基于prolog语言的简单动物识别

系统、基于最短路径的公交线路查询系统、简单文本信息检索系统的实现等，完成该类实验需要花费较长的时间，用到更多的知识。通过这些实验不仅有利于培养学生分析问题、解决问题的能力和创新设计能力，也有利于培养学生独立思考、敢于创新的能力。

3．实验教学模式的构建

通过实验教学环节无疑可以激发学生对课程的兴趣，提高课程教学效率，培养学生的实践创新能力。但是，近年来，为了突出应用性人才培养，很多地方本科院校对离散数学等基础理论课的课时进行了压缩，加之地方本科院校学生基础较差，使得离散数学课时严重不足，不可能留出足够的实验教学时间。针对这种情况，采用多维度、多层次的教学模式进行离散数学实验教学。

(1) 将实验项目引入课堂教学

在离散数学的教学过程中，将能反映在计算机科学领域典型应用的实验项目引入到课堂教学中，引导学生应用所学知识分析问题、解决问题。例如在讲授主析取范式时，引入加法器、表决器的设计，并用multisim进行仿真演示，让学生理解数理逻辑在计算机硬件设计中的作用。又如讲谓词逻辑推理时，引入前一届学生用Prolog完成的“小型动物识别系统”作为演示实验。这些应用实例能够让学生体会数理逻辑在计算机科学领域的应用价值，不仅激发学生的学习兴趣，提高课堂教学效率，也锻炼了学生的逻辑思维，培养了学生的系统设计能力。

(2) 改变课后作业形式，在课后作业中增加上机实验题目

由于课时有限，将实验内容以课后作业的形式布置下去，让学生在课余时间完成实验任务。例如讲完数理逻辑内容后，布置作业: 编写 C语言程序，实现如下功能: 给定两个命题变元 P、Q，给它们赋予一定的真值，并计算P、P∧Q、P∨Q的真值。通过完成，使学生掌握命题联结词的定义和真值的确定方法，了解逻辑运算在计算机中的实现方法。又如，把“偏序关系的应用”实验作为“二元关系”这一章的课后作业，给定某专业开设的课程以及课程之间的先后关系，要求学生画出课程关系的哈斯图，安排该专业课程开设顺序，并编写程序实现拓扑排序算法。通过该实验学生不仅巩固了偏序关系、哈斯图等知识，而且了解到偏序关系在计算机程序设计算法中的应用和实现方法。

(3) 布置阅读材料

在教学中，通常选取典型应用和相关的背景知识作为课前或课后阅读材料，通过课堂提问抽查学生的阅读情况。这样，不仅使学生预习或复习了课程内容，同时也使他们对相关知识点在计算机学科领域的应用有了一定的了解。例如，在讲解等价关系后，将“基于等价类的软件测试用例设计方法”作为课后阅读材料; 在讲解图的基本概念之前，将“图在网络爬虫技术中的应用”作为课前阅读材料; 货郎担问题和中国邮路问题作为特殊图的课后阅读材料。通过这些阅读材料极大地调动学生学习的积极性，取得了非常好的教学效果。

(4) 设置开放性实验项目

在离散数学教学中，通常选择一两个创新性实验项目作为课外开放性实验，供学有余力的学生学习并完成，图1给出了学生完成的“基于最短路径公交查询系统”界面图。同时，又将学生完成的实验系统用于日后的课堂教学演示，取得了比较好的反响。

(5) 利用网络教学平台

为了拓展学生学习的空间和时间，建立了离散数学学习网站，学习网站主要包括资源下载、在线视频、在线测试、知识拓展和站内论坛五个部分模块，其中知识拓展模块包含背景知识、应用案例和实验教学三部分内容。通过学习网站，学生不仅可以了解离散数学各知识点的典型应用，还可以根据自己的兴趣选择并完成一些实验项目。在教学实践中，规定学生至少完成1－2个应用性实验项目并纳入期中或平时考试成绩中，从而激发学生的学习兴趣。

4．结束语

针对新工科教育对计算机类专业实践创新能力的要求，在离散数学教学实践中进行了多方位、多层次的实验教学，使学生了解到离散数学的重要

性，激发了学生的学习兴趣，提高了学生程序设计能力和创新能力，取得了较好的教学效果。教学团队将进一步挖掘离散数学的相关知识点在计算机学科领域的应用，完善离散数学实验教学体系，使学生实践能力和创新思维得以协同培养，适应未来工程需要。

参考文献:

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随着经济建设与科技的快速发展,我国的计算机技术也开始快速的发展与进步,时代在进步,计算机的覆盖应用范围也就更大,在各行各业都开始逐渐实现了计算机的普及应用。下面是我为大家整理的计算机科学与技术毕业论文，供大家参考。

随着我国经济快速发展，社会对于人才的需求更加倾向于多面化，不仅要求人才具备较高的专业素质，还要求其具备一定的计算机技术水平。因此计算技术在教育过程中非常重要，对于学生的就业、学习等具有积极的促进作用。高校开展人才培养时，必须融合当前时代的先进性，将计算技术融入到教育中，让学生可以掌握一定的计算机技术，为今后的工作打下坚实基础。本文针对计算机科学技术在计算机教育中的优势进行分析，提出了一些计算机科学技术在计算机教育中的应用。

1计算机科学技术再现代教育中的优势分析

可以摆脱时间限制

随着计算机应用日益普遍，现代教育中对于计算机信息技术的要求越来越高，因为计算机信息技术可以突破时间限制，将影像资料储存起来，然后供学生学习。计算机的强大之处不仅是其具有极快的运算能力，而且还具有极高的信息处理能力，这一切保证了计算机技术在教学系统中正常实施。

可以摆脱空间限制

计算机技术可以有效延伸教育空间，能在不同地区、不同时段通过网络技术获取各个高校教育信息的最新成果。信息成果通过网络进行资源分享，当然也可进行网络下载，然后供不同地区的人学习。网络课堂作为在线专业教师学习和交流平台，可突破空间上和时间上的限制，更能有效加快教育改革开放，促进全球信息共享以及相互交流。

可促进教学交流和沟通

计算机信息技术在现代教学过程中可以发挥出比较好的沟通作用，其符合当前时代的发展规律。计算机信息技术可以促进师生之间的交流，保持沟通畅快，整个过程不需要承受时间和空间的限制。计算机教育在师生沟通方面显得更加生动、形象，计算机教育将传统教学内容转变为一种互动式、动态教学过程，可有效提升学生的学习兴趣。

教学自由性

计算机技术在现代教育中使得教育各个主体通过计算机网络自主且不受约束即可参与。计算机技术使得现代教育能充满到社会各个角落，能满足学生自己学习的需求。教师在进行教学的时候还能根据课堂教学内容选取合适教学方式，而学生在则可通过计算机技术选取学习内容、授课教师、学习空间、学习时间以及学习方式等。因此计算机技术给现代教育带来了教学的自由性，为参与计算机学习的学生带来更多选择。

2计算机科学技术在计算机教育中的应用

预习环节应用

计算机教学和传统模式教学进行对比，计算机科学技术能有效解决学生预习的随意性和盲目性。学生开课之前，教师可指出相应的学习重点，并在课前制订学习目标和学习计划，然后学生在预习的时候通过计算机来查询资料，让学生了解课程的难点和重点，进而增强学生预习深度为课堂学习提供有效支持。

课堂教学环节应用

课堂教学始终是当前教学模式的重要组成部分，课堂教学过程中计算机能实现对教学内容的直观性、生动性以及丰富性等教学具有非常重要的作用。例如，传统教学环节离不开黑板教学，而计算机则可以替代黑板省略去了繁琐的板书，从而提升课堂教学效率。另外计算机技术可以帮助教师制作出精美的课件，课堂教学中能营造良好的学习环境，以维护学生的自主学习地位。

远程教学应用

将计算机技术应用于现代计算机教育之中，可避免传统教育束缚，可以为所有人提供平等教学的机会。计算机教学允许学者能不限地点、不限时间、不限教学规模地域开展学习。远程教育作为一种新型教学模式，要求学生和教师必须掌握计算机技术，教师教学过程中也必须像正常教学一样认真对待，学生在学习过程中也必须认真做好记录，针对重点知识需做笔记，为后续学习打下基础。

多媒体课堂教学应用

多媒体教学课堂由多媒体音频、多媒体数据存储、计算机、输入输出设备等组成。同传统课堂教学相比多媒体课堂教学在更加注重媒体与教育相结合，既要满足现代化的教学需求，同时也要满足多媒体课堂教学要求。多媒体课堂教学过程中，教师必须对教学过程进行优化，还应针对学生的实际情况制订出个性化教学方案，以此来提升教学工作效率。

3结语

随着我国教育制度不断改革，针对计算机教学的重视程度越来越高，那么计算机科学技术在计算机教育中的应用也会相应提升。针对计算机科学技术进行深入研究，探讨计算机科学技术在计算机教育中的优势，为实现计算机科学技术在计算机教育中的应用提供支持。本文针对计算机科学技术在计算机教育中的应用情况进行分析，以期提升计算机教育水平。

1设计导航结构

第一，网络结构，网络结构的不足就是对自己所需要的信息难以查找，当然，这种情况是在用户对信息之间的相互关系或者内容不了解为前提的。该结构各方面的内容并不突出，例如：可以按照网络结构的形式，来安排学习讨论主题或者大学课程表等等。第二，顺序结构，顺序结构的次序排列可以按照字母顺序、年代、类型等进行综合组织，该结构为最简单的组织结构。

2、设计主页

内容教师教学的主页不仅要包括教师的如教学成果、教学经历、简介、等教师个人基本信息，还需要包括如复习题、教学内容、教学大纲、教学对象等一系列教学资料。人们可以尽量将想象力发挥出来，并将其有机结合，在通过完整的布局、组合后，排布设计景象。在页面上安排需要放置的模块。为了避免画面过于复杂，细节太过与堆砌，应醒目链接设计、页面结构及其内容。在需要的情况下还应将每相内容类目以及内容进行分类、列出。通常的情况下，电子邮件地址、图像、标语徽号、名称、标题等是页面所需要具备的元素。第一印象很重要，因此，主页页面的设计应具有吸引力，给人以良好的第一印象。另外在主页标示中，将办公的电话号码、通讯地址等信息列出，还需列出版权资料，以简短的版权声明即可。

3、设计页面

在进行页面的设计时，应在页面框架、页面尺寸、视觉平滑、整体布局等因素上下功夫，设计网页时须考虑页面的简洁与清楚，这是最基本的要求。我们通过页面框架、页面尺寸、视觉平滑、整体布局这几个方面逐一进行探讨。

页面框架

网页框架可分割浏览器视窗，其为一种较为特殊的HTML网页。每一个区域可将不同网页显示出来，页面多框架能够清晰地组织内容。例如主框架、内容、标题就是组成框架网页的三个部分。

页面尺寸

一般情况下，文档内容与页面的尺寸有着必然的联系。通常应尽量减少滚动条的使用，在单独的页面内限定内容。在编辑网页时，定位表格大小不得使用绝对参数，而应使用百分比的相对定位。使用不同的分辨率对设计的页面进行分别观察，正常的情况应为在不同分辨率下，都能够正常显示出网页。

视觉平衡

通常情况下，紫黄、蓝黑、黑灰白、蓝白、黑白等色彩的组合能够使版面看上去较为醒目、提神。而在设计主页色彩时不应超过三种颜色的搭配。为了使用户在视觉上能够获得感官平衡，因此，应有效搭配色彩来在内容链接、文本图片媒体形式上控制视觉平衡。在字号、风格、字体等属性上，同一层级页面的风格应保持一致。背景颜色应避免使用较深的颜色，通常建议选择淡色、白色等色泽柔和的颜色来进行设计。

整体布局

在整体布局中，所有的内容不能都放在一个页面中，应避免页面过于单一，可将多层信息组织起来，并通过明了、简单的目录进行分类、归类。避免使用户点过更多的页面才获得需要的内容。可采用分层、表格等方法或手段来整齐排版各种媒体元素，而不要过于花俏点缀版面，还应避免与主题无关的内容、图片。

4、处理多媒体素