基于面向过程思想的计算机数学教学研究

杨恋波

(马鞍山师范高等专科学校, 安徽 马鞍山 243041)

基于面向过程思想的计算机数学教学研究

杨恋波

(马鞍山师范高等专科学校, 安徽 马鞍山 243041)

目前计算机数学的教学方式一般跟高等数学的教学方式一致，注重数学学科内部知识的联系，缺乏与计算机知识的联系。在计算机专业学生学习编程语言时，一般都会学习面向过程的思想，而数学中的许多知识可以结合面向过程的思想来进行教学。这样就可以在计算机数学的教学中培养学生面向过程的思想。

计算机数学；面向过程；教学

0 引言

目前计算机数学的教学是基于传统高等数学的教学方式。虽然做了很多改革方面的研究，例如根据学生的水平分层次教学，或者是根据不同专业的模块化教学。这些方法的执行，在一定程度上提高了学生的学习兴趣和学习效果。但这些教学方式在执行时，其核心教学方式依旧是传统高等数学的教学方式，即注重数学学科内部的逻辑关系和结构，自成体系，缺乏与计算机学科的联系。

计算机专业的学生在学习计算机时，均会涉及编程，而编程的基础在于面向过程的思想。虽然目前普遍采用了面向对象的编程技术，但在解决底层的问题或基础理论时，依然会用到面向过程的思想。因此，面向过程思想在编程的教学中是非常重要的。面向过程思想，其实质是将需要解决的问题划分成一些更小的过程或步骤，然后利用三大结构(顺序、选择、循环)来解决。而这些内容在数学上可以称之为算法，且有对应的描述和应用。

另外，在教计算机专业学生去理解面向过程思想时，一般也需要结合数学问题(例如求和，求质数，分段函数等)来进行教学。这就要求学生有较好的素质，一方面要具备相应的数学知识，另一方面要运用相应的语言知识。在这种情况下，学生学起来会比较吃力。

仔细研究计算机数学的教学内容，会发现其中有很多数学概念的教学和问题的求解都可以用到面向过程的思想。因此在开展计算机数学教学时，可以结合面向过程的思想来辅助教学。以下结合一些数学中的概念和问题来说明如何借助面向过程的思想来进行教学。

1 顺序结构

顺序结构是最简单的编程思想，只要按照解决问题的顺序写出相应的语句，然后自上而下依次执行即可。这在计算机数学中，例如求导的过程、求函数的极值和最值，定积分的定义等都可以利用顺序结构来求解。下面以求函数极值为例来说明。

求极值的过程：

解：(1) 求定义域

(3) 列表讨论

x(-∞,-1)-1(-1,1)1(1,+∞)f'x()+0-不可导+fx()递增极大值递减极小值递增

(4)结论

2 选择结构

选择结构用于判断给定的条件，当条件为真时执行某个动作，当条件为假时执行一个不同的动作，当然也可以有多个条件。在计算机数学中的分段函数，分类讨论都可与之对应。下面用分类讨论的思想来说明，例子如下：

由于x是一个大于零的变量，故需要根据达朗贝尔判别法的结论来进行讨论：

综上可得，当0

3 循环结构

循环结构是用来描述重复执行某段算法的问题，直至问题求解完毕。在计算机数学中的行列式计算，矩阵的转换，线性方程组的求解，都可以用到循环结构的思想。下面以将矩阵化为行阶梯型矩阵为例说明。

将矩阵化为行阶梯型矩阵的过程：

(2) 将第一列a11以下的元素全部化为零；

(3) 从第二行依次用类似方法把每一行首非零元素所在列以下的元素全部化为零，即可得行阶梯型矩阵。

上述过程清楚地说明了循环的初始条件，转换过程，以及终止条件。具体例子如下：

4 结 论

综上所述，在计算机数学的教学中，完全可以结合面向过程的思想来进行教学。这样学生一方面学习了数学知识，另一方面接触并强化了面向过程的思想，这为他们今后学习计算机编程语言奠定了一个良好的基础。

[1] 刘树利．计算机数学基础(第三版)[M]．高等教育出版社，2010．

[2] Deite HM l， Deitel PJ．C程序设计教程[M]．机械工业版社，北京，2002．

[3] 李晓辉．浅析面向过程与面向对象[J]．长春大学学报，2004，14(4)：54-56．

[责任编辑：崔海瑛]

Research on computer mathematics teaching based on process-orient thought

YANG Lian-Bo

(Maanshan Teacher's College, Maanshan 243041, China)

At present, the teaching methods of computer mathematics are generally consistent with the teaching methods of higher mathematics, which paying attention to the connection of the internal knowledge of mathematics, but lacking of connection with the computer knowledge. In the course of computer major students learning programming language, it is generally to learn the thought of the process-orient, and a lot of knowledge in mathematics can be taught with the thought of the process-orient. In this way, we can develop the students' thinking of the process-orient in the teaching of computer mathematics.

Compute mathematics; the process-orient; teaching

杨恋波(1982-)，男，浙江诸暨人，副教授，主要从事计算数学的研究。

马鞍山师范高等专科学校重点教学研究项目(2016xjzdjy06)。

G642.0

A

2095-0063(2016)06-0142-03

2016-05-12

DOI 10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2016.06.031