《高等数学》课程整体设计
一、课程基本信息
课程代码 | 300003、300004 | 课程性质 | 必修 |
适用专业 | 建筑工程技术3 2专本贯通班 | 开设学期 | 第一、二学期 |
课程类别 | 基础通用课程 | 课程类型 | A类 |
学 分 | 8 | 总 学 时 | 124学时 |
学时分配 | 理论学时:124 ;实践学时:0 | ||
实施场所 | 教室 | 授课方式 | 理论讲授 |
二、课程目标设计
总体目标:
通过本课程的学习,使学生从理论、方法、能力三方面得到基本训练;使学生掌握经济数学的基础知识和基本技能,为后继课程和终身学习打下扎实的基础;使学生掌握数学的思维方式和特点,培养学生应用数学的意识,从而进一步增进对数学的理解和兴趣;使学生具有一定的创新精神和提出问题、分析问题、解决问题的能力。
知识目标:
1.理解函数的定义,了解函数的几何特性,知道数列极限、函数极限的概念,掌握极限的四则运算法则,能解决有关复利和贴现的计算问题;
2.理解导数概念及其几何意义,掌握基本初等函数的导数与微分公式、导数的四则运算法则和复合函数的求导法则,了解微分概念并能正确求出函数微分;
3.理解极值的概念,掌握函数单调性、极值的充分条件,能正确求出函数的单调区间与极值;掌握边际与弹性的经济意义,能求出边际经济函数及经济函数的弹性,并能进行合理的经济分析,能利用极值知识求解几何与经济中的最大值与最小值问题;
4.了解不定积分的概念、定积分的概念及其性质;掌握不定积分的基本积分公式和牛顿-莱布尼兹公式,掌握不定积分和定积分的换元法和分部积分法;能利用积分知识求解平面图形的面积 ,能利用积分知识解决经济中原函数问题及经济函数的总量变化问题;
5.理解随机事件及其关系与运算,理解随机变量的概念及其分类,掌握两点分布、二项分布、均匀分布、正态分布以及均值与方差的概念,能正确计算,能根据均值与方差的定义和计算公式进行风险性决策;
6.理解总体、个体、样本、点估计的概念,能用点估计对总体的均值与方差进行估计,会用频率直方图整理数据,理解一元线性回归的基本思想,能分析数据之间是否存在相关关系,进而能求出一元线性回归方程并能用其进行预测。
能力目标:
1.概念互译能力:会将实际问题相关概念与数学概念相互转换;
2.模型构建能力:会将实际问题转换成数学问题,并构建出数学模型;
3.数学计算能力:培养学生比较熟练的运算能力;
4.解释能力:会将数学解转换成实际问题的解决方案;
5.迁移能力:会将一个实际问题的解决过程迁移转换成其它问题的解决方案;
素质目标:
1.具有“严谨细致”的品质:在任务的解决过程中,考虑问题要具有全面性,严谨性,在计算过程中时刻要细心,切勿粗心大意;
2.具有“交流和沟通”的素质:在小组讨论活动,学生能做到积极交流和沟通,能积极发表自己的意见;
3.具有“自主学习、团结协作”的品质:课堂上讨论组内学生互相帮助、共同探讨所遇的问题;
4.具有“主动探索,勇于发现”的科学精神:以案例引入为开端,引导学生为主线,激发学生主动学习的欲望,并能够将知识迁移到其他问题中。
三、参考学时
总学时:124学时
四、课程学分
总学分:8学分
五、课程内容和要求
序号 | 教学项目 | 教学内容与教学要求 | 参考 课时 |
1 | 函数与极限 | 理解函数概念;了解函数的单调性、奇偶性、周期性和有界性;理解复合函数的概念,了解反函数的概念;掌握基本初等函数的性质及其图形;会建立简单实际问题中的函数关系式;理解极限的概念;掌握极限四则运算法则,了解两个极限存在准则,会用两个重要极限求极限;了解无穷小、无穷大,以及无穷小阶的概念,会用等价无穷小求极限;理解函数在一点连续的概念,了解间断点的概念,并会判别间断点的类型;了解初等函数的连续性和闭区间上连续函数的性质。 | 16 |
2 | 导数与微分 | 理解导数和微分的概念,理解导数的几何意义及函数的可导性与连续性之间的关系,会用导数描述一些物理量;掌握导数的四则运算法则和复合函数的求导法,掌握基本初等函数的导数公式;了解微分的四则运算法则和一阶微分形式的不变性;了解高阶导数的概念,掌握初等函数一阶、二阶导数的求法;会求隐函数和参数式所确定的函数一阶、二阶导数。 | 10 |
3 | 微分中值定理与导数的应用 | 理解罗尔定理和拉格朗日定理;理解函数的极值概念,并掌握用导数判断函数的单调性和极值的方法;会用导数判断函数的凹凸性,会求拐点;会描述函数的图形;会求解较简单的最值应用问题;会用洛必达法则求不定式的极限;了解曲率和曲率半径的概念。 | 16 |
4 | 不定积分 | 理解不定积分和定积分的概念及性质;掌握不定积分的基本公式、换元法和分部积分法;会求简单的有理函数的积分。 | 14 |
5 | 定积分 | 理解变上限的积分作为其上限的函数及其求导定理,掌握牛顿-莱布尼兹公式。 | 10 |
6 | 定积分的应用 | 掌握用定积分表达一些几何量与物理量的方法 | 6 |
7 | 常微分方程 | 了解微分方程、解、通解、初始条件和特解等概念;掌握可分离变量的微分方程及一阶线性方程的解法;会解齐次方程和伯努利方程并从中领会用变量代换求解方程的思想;会用降阶法求一些简单的高阶微分方程;理解二阶线性微分方程解的结构,会求二阶常系数齐次线性微分方程的解,会求简单的二阶常系数非齐次线性微分方程的解 | 12 |
8 | 空间解析几何与向量代数 | 理解空间直角坐标系,理解向量的概念及其表示,掌握向量运算,了解两个向量垂直、平行的条件,掌握单位向量、方向余弦、向量的坐标表达式及用坐标表达式进行向量计算的方法;掌握平面的方程和直线的方程及其求法,会利用平面、直线的相互关系解决有关问题;理解曲面方程的概念,掌握常见的二次曲面的方程及其图形 | 10 |
9 | 多元函数微分法及其应用 | 理解多元函数的概念,了解二元函数的极限与连续的概念,以及有界闭区域上连续函数的性质理解偏导数和全微分的概念,了解全微分存在的必要条件和充分条件;掌握复合函数一阶偏导数的求法,会求复合函数的二阶偏导数,会求隐函数的偏导数;理解多元函数极值和条件极值的概念,会求二元函数的极值;了解求极值的拉格朗日乘数法,会求解一些较简单的最值应用问题 | 14 |
10 | 重积分 | 理解二重积分的概念;了解重积分的性质;掌握二重积分的计算方法 | 8 |
11 | 无穷级数 | 理解无穷级数收敛、发散以及和的概念,了解无穷级数的基本性质及收敛的必要条件;掌握几何级数和p-级数的收敛性;掌握正项级数的比较审敛法、比值审敛法;了解交错级数的莱布尼兹定理;了解无穷级数绝对收敛与条件收敛的概念以及绝对收敛与收敛的关系;了解函数项级数的收敛域的概念,掌握较简单的幂级数收敛区间的求法,了解幂级数在其收敛区间内的一些基本性质 | 8 |
六、教学建议
1.教学方法
为实现本课程的目标,体现本课程的基本理念,提倡多种教学形式,教师应结合实际情况,创造性开展教学,在教学中总结经验,探索教学规律。
(1)用“案例教学法”引入数学概念
在微积分的教学过程中,对于极限、导数、微分、不定积分、定积分、微分方程、向量、偏导数、全微分、重积分、级数、极值与最值等重要数学概念都通过不同实例引入,以增加学生的学习兴趣和学习动力,为学生利用所学知识解决类似的实际问题奠定基础。
(2) 用“问题驱动法”展开教学内容
在微积分的教学过程中,用问题驱动法逐步展开教学内容,问题一环扣一环,便于启发式教学原则的实现,充分调动学生听课的积极性,提高课堂教学效率。
(3) 用“讨论法”展开习题课的教学
在高等数学习题课的教学过程中,提出问题,并引导大家讨论问题,不但可以达到释难解疑的目的,而且还能培养锻炼学生的表达能力,激发学生学习热情。
(4)用“对比法”引入新的数学概念与运算
在高等数学课程的教学过程中,根据教学内容的需要,适时采用对比法引入新的数学概念与运算。这样,有利于学生消化吸收新的数学概念与运算,达到事半功倍的教学效果。
(5)适时地利用直观性教学原则处理抽象的数学概念
直观性教学法帮助学生理解抽象的数学概念,还帮助学生记忆,培养学生形象思维能力。
2.评价方法
本课程关注学生平时的学习,注重过程监控与期末考核结合对学生评价。
肯定性评价:对学生的闪光点,及时地给予鼓励,加以肯定,帮助学生认识自我,建立自信。
形成性评价:考核由平时成绩、期末考试成绩组成,具体如下:
平时成绩:包括课堂表现、课后作业和研究报告,占总成绩的(30—40)%。
期末考试:本课程由学院统一命题,采取闭卷考试,满分100分,考试时间120分钟,考试成绩占总成绩的(70—60)%。
3.教学条件
(1)师资队伍要求
本课程的教学队伍主要以专任教师为主,教学团队的学历结构合理,知识结构优化、年龄结构合理,形成传、帮、带梯队,是一支学历层次高,教育理论扎实,教风严谨,结构合理的优秀教学团队。
(2)教学场所要求
主要授课场所为普通教室和多媒体教室。
4.教材编选
参考教材:
教材名称 | 主编(著)姓名 | 出版社名称 | 出版日期 |
高等数学 | 同济大学等 | 高等教育出版社 | 2012.7 |
高等数学 | 方晓华 | 机械工业出版社 | 2011.7 |
数学模型 | 姜启源 | 高等教育出版社 | 1992.5 |
数学建模 | 颜文勇 | 高等教育出版社 | 2011.3 |