本书编写时以案例为基础,以建模为导向, 以建立数学思想和培养创新意识为目的,突显数学知识的简便性、应用性和实用性,不仅注重知识的严密性,也注重内容分层次编排、将MATLAB实训融入教学等特色。全书分十二章,内容有微积分文化思想概论、函数与极限、微分学运算法则、导数的应用、积分、积分方法、微元法的应用、常微分方程、多元微积分基础、概率论基础、Fourier级数和积分变换。
前 言
很久以前就曾有过利用工科专业案例引领工科微积分教学的愿景。
众所周知,微积分来源于工程实践,也广泛应用于工程计算之中。然而,在微积分的教材编写或教学过程中,想对不同的工科专业,分别用相应的专业背景,诱导出所有的微积分概念、定理和公式,的确有些困难。
此前编写的改革教材《应用数学基础》(王新华编著,清华大学出版社,2010)参考了国外优秀教材Applied Calculus([美]S.T.Tan著,机械工业出版社,2004),分别用经典的几何、物理案例和众多的社会生活案例基本诱导出了所有的微积分概念、定理和公式,但工科专业案例涉及的不多。
本次编写,以数学文化为主线,继承和发扬了前期改革教材中的鲜明特色,编写的指导思想除仍然以案例为基础、以建模为导向、以建立数学思想和培养创新意识为目的,突显数学知识的简便性、应用性和实用性外,也优化了原有的知识结构和内容,强化了电子技术和信号处理等方面的专业案例诱导,并企图使微积分字母返璞归真。
本教材分12章,内容有微积分文化思想概述、函数与极限、微分学运算法则、导数的应用、积分、积分方法、微元法的应用、微分方程、多元微积分基础、概率论基础、Fourier级数和积分变换。第1章是文化学习内容,侧重于对微积分概貌地了解和学习方法的引导;第2~5章为数学基础教学内容,适用于工科各专业;第6章、第7章为进阶学习内容,侧重于知识的提升;第8~12章为专业要求的教学内容,可因专业不同而恰当取舍。
本教材中的*号标记内容在教学中应因学习对象的学习状况而适当取舍,非教学内容也可选择性地规划为学生课外自主学习内容,并作为评价学习的加分项。那种试图利用本教材教会学生学习的想法是美妙的,但不是本教材编写的初衷。
本次编写,以工科类专业需求和数学文化普及为背景,试图引导学生自主学习,启发学生改变看待事物的角度和方法也就是培养创新意识,并在教学中引领学生渐入悟境。
针对本书中每章的核心知识点,编者增加了相对应的数学名人介绍知识,为节省篇幅,数学名人以二维码链接方式呈现,请读者扫码阅读。
感谢教研室同仁王文智教授(博士)、齐松茹教授、雷田礼副教授(博士)、郑红副教授、康晓红副教授、梁兵副教授、刘志勇副教授(博士)、魏东平副教授(博士)、罗葵副教授(博士)和王珏博士的审校!感谢教研室主任雷田礼和副主任梁兵的工作支持!感谢上述各位及教研室同仁赵洪雅教授(博士后)和外聘教师彭红生、吴超、刘钦伟等的课程教学参与与建设支持!
由于精力所限,书中不当之处,恳请读者批评指正,E-mail地址:szwxh108@szpt.edu.cn。
2017年5月 于深圳
王新华,浙江大学应用数学专业毕业,研究生学历,副教授,现为深圳职业技术学院专职教师,长期从事高职高等数学课程的教学,带领学生参与多次全国和世界数学建模大赛,均取得优异成绩。