谓词逻辑教学策略的优化
摘 要: 本文以谓词的导入、导出为例,探讨离散数学中谓词逻辑教学策略的优化。通过导入抽象概念的实际应用背景、强化概念的详细分析和解读、设计教学过程等,并且在教学过程中采用启发式教学和双语教学,对提高教学质量、实现培养抽象思维和逻辑推理能力的课程教学目的进行创新探索。
关键词: 谓词逻辑教学策略 导入 导出
目前,为计算机类专业开设的离散数学课程,通常分为五部分:数理逻辑、集合论、代数结构、图论、组合数学等。在离散数学教学中,不少学生和教师觉得离散数学很“离散”,对知识的来龙去脉把握不准。其中,数理逻辑被公认为离散数学的难点之一,但在国内外地教材中都无一例外地把数理逻辑作为核心内容研究,可见它的意义重大。而数理逻辑分为命题逻辑和谓词逻辑,谓词逻辑又是比命题逻辑更抽象的问题。所以,本文以谓词的导入、导出为例,探讨离散数学中谓词逻辑教学策略的优化。
1.全面明确导入概念的目的
命题逻辑是关于连接词的推理理论。在命题逻辑中,原子命题是被当做基本单位讨论,对它的内部结构不再分析。因此,命题逻辑能够解决的问题是有局限性的,它只能进行命题之间关系的推理,无法解决命题的结构和成分有关的推理。也就是说,用这样简单的手段,很多思维过程不能在命题逻辑中表达出来。
2.正确使用启发式教学和双语教学手段导入概念
将现代教学论中的启发式教学思想融入抽象的谓词逻辑教学中,使学生成为主体,启发学生思考,更好地掌握知识的来龙去脉。而双语教学能够使学生掌握一些离散数学中概念的出处和背景,便于理解符号的表达方式及更好地激发学生的学习兴趣。还是以谓词逻辑的教学为例,进行问题的设置。
既然上述类似推理中,各个命题之间的关系在于命题中的各种成分,那么我们不妨进一步分解命题,以便体现这些成分间的关系。那么,命题逻辑研究的基本“成分”是命题,谓词逻辑中的基本“成分”是什么呢?我们又是依据什么把命题进行分解的呢?命题是具有真假意义的陈述句,从语文中语法的角度分析,一个陈述句主要由主语、谓语、宾语组成。而且,任何命题从内容上看不外乎两类:
(a)表达事物具有或不具有什么性质;(b)表达事物与实务之间具有或不具有某种关系。
例如:(1)“我是学生”表达“我”具有“学生”这一属性;
(2)“小张不是李老师的学生”表达“小张”和“李老师”之间不具有“师生关系”。
于是,有了这样的演变过程:
从而,在谓词逻辑中,原子命题被分解为个体词和谓词两部分。
3.注意导入剩余“成分”,完善知识结构
3.1个体常项(Individual Constant):表示具体或特定的个体词,一般用小写英文字母a、b、c等表示。
3.2 个体变项(Individual Variable):表示抽象或泛指的个体此,一般用小写英文字母x、y、z等表示。
3.3个体域(Individual Flied):个体词的取值范围,一般用D表示。个体域可以是有穷集合,如{1,2,3}、{花,草,树}等,也可以是无穷集合,如自然数集N、实数集R等。特别地,将宇宙间一切事物组成的个体域称为全总个体域(Universal Individual Flied)。
4.拓宽概念的导出
既然导入谓词的目的是解决命题逻辑推理中的问题,并且我们已经成功地导入谓词,那么我们如何将原子命题进一步符号化呢?
在命题逻辑中,我们讨论过命题符号化,在谓词逻辑中,命题一旦被分解为个体词和谓词后,对于原来只用命题变项表示的原子命题,现在可以使用较小的逻辑单位更精确地符号化了。那么,在研究这个问题前,如何先将表示个体词的符号与表示谓词的符号联系起来呢?
往往是这样做的:
个体常项a或变项x具有性质F,表示成:F(a)或F(x)。
个体常项a与b或变项x与y具有性质F,表示成:F(a,b)或F(x,y)等。
依此类推,定义了命题函数。
4.2零元谓词:不含个体变项的谓词,如P(a)、G(a,b)等都是零元谓词。零元谓词实际上就是一般的命题,也就是说,谓词逻辑包含命题逻辑。
参考文献:
[1]The logical basis for computer programming[M].Reading MA:Addison-Wesley Z.Manna.1985.
[2]王元元.计算机科学中的现代逻辑学[M].科学出版社,2000.
[3]杨风.离散数学教学实践的探索[J].信息技术.2010.7.
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