本教材以問題為導向,以應(yīng)用為目的,以“必需、夠用”為原則,以為專業(yè)服務(wù)為宗旨。按照學生的特點和認知規(guī)律及工科專業(yè)的需求選取、編排內(nèi)容,做到由淺入深,符合高職高專工科類專業(yè)人才培養(yǎng)目標。
本教材內(nèi)容共九章,內(nèi)容包括三角學,向量與復數(shù),解析幾何,函數(shù)、極限與連續(xù),導數(shù)及其運算,導數(shù)的應(yīng)用,不定積分與微分方程,定積分及其應(yīng)用,MATLAB及其應(yīng)用。為讀者學習方便,書后附有初、高等數(shù)學常用公式。
本教材適合高職高專工科專業(yè)學生使用,也可作為工程技術(shù)人員的數(shù)學參考用書。
。1)體現(xiàn)以問題為導向。每章的開始是問題導入,提出與本章內(nèi)容有關(guān)的實際問題,讓學生帶著問題進入學習狀態(tài)。激發(fā)學生的興趣,引導其思考。
(2)內(nèi)容直觀形象。對概念性的知識使用幾何直觀的解釋和敘述性的語言,以求學生更好地理解和領(lǐng)會。
(3)突出應(yīng)用。在本教材中列舉了大量與專業(yè)相關(guān)和學生的生活相關(guān)的實例,恰當引入數(shù)學建模的思想與方法。讓學生在學習的過程中了解數(shù)學之用,進一步引發(fā)學習興趣和學習的動力。加強對數(shù)學概念與數(shù)學思想的理解,培養(yǎng)學生的知識遷移能力。
(4)學習目標明確清晰。在每章具體內(nèi)容之前給出學習本章的具體學習目標,使學生在學習的過程中始終目標明確,不迷茫。
“數(shù)學”是高職高專學生必修的重要基礎(chǔ)課程之一。它具有基礎(chǔ)性、工具性、綜合性、邏輯性和應(yīng)用性等特點,是高職高專學生進一步學習后續(xù)課程的基礎(chǔ)和工具,也是學生進一步提高思維能力和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。因此,一本好的數(shù)學教材對學生的成長有著十分重要的積極作用。
隨著教育教學的不斷深入,高職高專院校的招生形式呈現(xiàn)多樣化,學生的層次差異進一步擴大。為此,我們進行了大量的調(diào)查研究工作,了解到現(xiàn)有學生的基礎(chǔ)和工科專業(yè)對數(shù)學的需求,根據(jù)學生的實際特點與專業(yè)需要對數(shù)學課程的教學內(nèi)容進行改革,本教材就是這幾年教學改革成果的固化。
針對學生的特點和工科專業(yè)的需求,我們調(diào)整了數(shù)學課程的教學內(nèi)容,重新修訂了教學大綱,建立了新的模塊體系,實現(xiàn)了數(shù)學教學從教師“教數(shù)學”到學生“學數(shù)學,用數(shù)學”的轉(zhuǎn)變,達到學能所會,學能所用的目的。本教材內(nèi)容共九章,主要包括三角學,向量與復數(shù),解析幾何,函數(shù)、極限與連續(xù),導數(shù)及其運算,導數(shù)的應(yīng)用,不定積分與微分方程,定積分及其應(yīng)用,MATLAB及其應(yīng)用。
本教材編寫的指導思想是以問題為導向,以應(yīng)用為目的,以必需夠用為原則,以為專業(yè)服務(wù)為宗旨,以學生的基礎(chǔ)為起點。書中數(shù)學概念盡可能用深入淺出的描述性語言進行說明,注重學生對概念的理解和領(lǐng)會;不強調(diào)定理證明的嚴格性和數(shù)學嚴謹?shù)难堇[體系,注重數(shù)學思想的建立與運用;注重基本知識的敘述、基本運算的訓練和數(shù)學方法的應(yīng)用;指導學生使用現(xiàn)代的計算工具解決數(shù)學問題(計算器、數(shù)學軟件等)。
本教材具有以下特點:
。1)以問題為導向。每章的開始是問題導入,提出與本章內(nèi)容有關(guān)的實際問題,讓學生帶著問題進入學習狀態(tài)。激發(fā)學生的興趣,引導其思考。
。2)內(nèi)容直觀形象。對概念性的知識使用幾何直觀的解釋和敘述性的語言,以求學生更好地理解和領(lǐng)會。
。3)突出應(yīng)用。在本教材中列舉了大量與專業(yè)及生活相關(guān)的實例,恰當引入數(shù)學建模的思想與方法。讓學生在學習的過程中了解數(shù)學之用,進而激發(fā)學習興趣和學習動力,加深對數(shù)學概念與數(shù)學思想的理解,培養(yǎng)學生的知識遷移能力。
。4)學習目標明確、清晰。在每章開頭給出具體學習目標,使學生在學習的過程中始終目標明確,不迷茫。
學生通過本教材的學習,可以獲得必需的數(shù)學知識,為專業(yè)學習打下良好的基礎(chǔ),同時提高自身的可持續(xù)發(fā)展能力。更重要的是,通過學習本教材,學生可以加深對數(shù)學思想的認識與理解,能有意識地應(yīng)用數(shù)學思想思考問題,應(yīng)用數(shù)學方法解決問題;提高邏輯思維能力,全面提高學習能力和數(shù)學素質(zhì)。
本教材由石家莊職業(yè)技術(shù)學院牛銘任主編,王鳳莉、陳佩寧、敦冬梅任副主編,參與編寫的老師還有劉降玉、許彪、石寧、曹侃。其中,第一至四章由牛銘、許彪、曹侃編寫,第五章由劉降玉編寫,第六章由王鳳莉編寫,第七、八章由敦冬梅、石寧編寫,第九章由陳佩寧編寫,附錄A由許彪編寫。全書框架結(jié)構(gòu)安排、統(tǒng)稿、定稿由牛銘、王鳳莉承擔。另外,此次教材的編寫得到了石家莊職業(yè)技術(shù)學院工科專業(yè)教師的大力支持,尤其是機電系的專業(yè)教師為我們提供了大量的專業(yè)實例,在此表示由衷的感謝!
在本教材的編寫中,有不少地方進行了大膽的嘗試,目的是推動高職高專數(shù)學教育教學的進一步改革。由于編者水平有限,加之時間倉促,本書難免有不足之處,敬請廣大讀者批評指正。
編者2016年4月
牛銘,石家莊職業(yè)技術(shù)學院。
第一章三角學1
第一節(jié)角1
第二節(jié)三角函數(shù)4
第三節(jié)反三角函數(shù)12
第四節(jié)解三角形16
第二章向量與復數(shù)21
第一節(jié)建立坐標系21
第二節(jié)向量(矢量)代數(shù)及其運算26
第三節(jié)復數(shù)及其運算32
第三章解析幾何41
第一節(jié)直線及其方程41
第二節(jié)圓及其方程49
第三節(jié)圓錐曲線55
第四節(jié)極坐標與參數(shù)方程65
第四章函數(shù)、極限與連續(xù)74
第一節(jié)函數(shù)74
第二節(jié)極限的概念88
第三節(jié)極限的運算95
第四節(jié)函數(shù)的連續(xù)性103
第五節(jié)極限的應(yīng)用107
第五章導數(shù)及其運算112
第一節(jié)導數(shù)的概念112
第二節(jié)求導法則與公式119
第六章導數(shù)的應(yīng)用130
第一節(jié)函數(shù)的單調(diào)性與極值130
第二節(jié)圖形的形狀136
第三節(jié)曲率及其應(yīng)用140
第四節(jié)建模與最優(yōu)化143
第五節(jié)微分與線性化146
第七章不定積分與微分方程151
第一節(jié)不定積分的概念和性質(zhì)151
第二節(jié)換元積分法156
第三節(jié)分部積分法163
第四節(jié)積分表的使用167
第五節(jié)微分方程簡介169
第八章定積分及其應(yīng)用175
第一節(jié)定積分的概念及性質(zhì)175
第二節(jié)微積分的基本定理182
第三節(jié)定積分的換元法和分部積分法186
第四節(jié)無窮區(qū)間上的廣義積分191
第五節(jié)定積分的應(yīng)用193
第九章MATLAB及其應(yīng)用205
第一節(jié)MATLAB簡介205
第二節(jié)MATLAB應(yīng)用實例220
附錄A初、高等數(shù)學常用公式225
附錄B積分簡表228
參考文獻233