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为《离散数学及其应用——Python建模与实现》的序

2021-12-21 09:35阅读:
《离散数学及其应用——Python建模与实现》

关于离散数学的教材,全世界至少有上千种,全中国肯定也不下于上百种了。马殿富教授的这一本,无疑是十分有特色的。
其特色之处,简单讲就是将计算实践作为认知工具,全面有机地融入这种数学的教学过程。从而,如马殿富教授所说“使离散数学课程更易学、更有趣”。
离散数学作为计算机科学专业的一门最基础的课程,传统的教学样式基本上围绕“公理—定义—定理—证明”展开,其中为了理解定义、定理的含义,可能举一些例子。教学中,证明常常是比较困难的部分,于是在一些要求不高的场合也就省略了。这不仅对训练与证明相关的思维能力可能是个缺憾,而且也限制了对相关概念的深刻理解。
《离散数学及其应用——Python建模与实现》另辟蹊径。我们看到离散数学知识体系的铺陈,大量通过随机生成问题实例,在对应程序的执行中得到阐释和验证。尽管,就数学性质和定理而言,实例验证一般情况下还不等于证明,但其随机性却使得这种验证具有较高的可信性。因此,在不追求“会证明”的场合,创设并执行这种验证无疑对加深概念理解,增强对性质认识的信心具有十分积极的作用。
在离散数学的教学中融入计算实践,让概念、性质、推理等通过计算机程序体现出来,在程序执行的互动中强化认知与理解,预示着一种新的教学方法。在许多场合,人们都在讲用计算机技术辅助教学,早些年的热点是多媒体应用,近些年是网络应用,前卫一点的是利用所谓学习行为数据分析来改进教学。在这个意义上,《离散数学及其应用——Python建模与实现》所展示的——让计算融入教学过程——则是一个新的层面。我认为它所体现的思想不限于离散数学这门课程。
教学改革是一个永恒的话题。不是为了改而改,只是因为要满足时代提出的新需求,或是利用时代提供的新机遇。就后者而言,不同时代改革的结果,也可以从一门课教若干年,教师留下什么“资产”的视角来鉴赏。40年前,一门课教若干年,教师攒下来的是自己的一套教案;20年前开始,一门课教若干年,教师攒下来的资产就多了一套PPT;我认为,往后一门课教若干年,教师攒下来的还可以有一套与课堂教学关联的计算机程序。它
们有些直接植入教学内容,如同马殿富教授的这门离散数学课,有些则可以体现教师独特的教学设计,支持教学活动的开展。
这是计算机技术发展到今天——编程已成为一种伴手工具——给我们从事教学工作的人带来的机遇,让教学更有效,更有趣。马殿富教授通过这本书带了个头,我相信将来一定会有各种丰富的实践涌现,而且不限于计算机专业类课程。
李晓明

2021年1月20日 于 北京大学

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