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国内外高校工科应用型人才的数学基础课程与教材比较研究(浙江大学)

发布时间:2013-10-22浏览次数:73

        本课题研究成果受教育部高教司“国内外高等教育教材比较研究2011-194”项目资助,课题负责人:葛剑雄,项目组成员:郝群  王静  房明  徐琳  陆立强  张计龙

 
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浙江大学之机械工程学系

 

一:概况和培养目标

该系设有3个本科专业:机械工程及自动化、机械电子工程、工业工程,(四年学制,毕业均授予工学学士学位)

本调研以机械工程及自动化专业为例。培养具备扎实的机电一体化产品及系统的设计、制造、自动化和管理知识的跨学科、复合型高级技术人才。

 

二:总体课程设置

毕业要求修满169学分,方可获得工学学士学位。通识课程52.5学分(包括思政类、军体类、外语类、计算机类、通识教育实践、通识选修课程。占总学分的31%。);大类课程48学分(包括两大模块。占总学分的 28.4%。);专业必修课程32学分(占总学分的18.9%。);专业选修课程8.5学分(4门课程中任选2 :机械产品数字化建模、现代设计技术与方法、机电控制技术、自动化制造系统。及其他几门任选课。占总学分的5.1%。),实践教学环节10学分(包括机械设计认识实习等,占总学分的5.9%。),毕业论文(设计)14学分;第二课堂+4学分

 

三:数学基础课程设置

课程号

课程名称

英文课程

名称

课程性质

学分

开课学期

061K0070

数学建模

Mathematical Modeling

选修

1.5

1-2

061B0170

微积分I        

Calculus

必修

4.5

1-1,1-2

061B0180

微积分II

Calculus II

必修

2.0

1-3

061B0190

微积分III

Calculus III

必修

1.5

1-4

061B0200

线性代数

Linear Algebra

必修

2.5 

1-3,1-4

061B0010

常微分方程

Constant Differential Equations

必修

1.0

1-3,1-4

061B9090

概率论与数理统计

Probability and Statistics

必修

2.5

2-1,2-2

061B0070

计算方法

Numerical Methods

必修

2.5

2-3

 

 

四:数学课程基本情况

课程名称:数学分析

内容:

数学分析I,4+1/第一章:实数集与函数 函数的概念第二章:极限 数列的极限,第三章: 函数的极限,第四章:连续函数, 闭区间上连续函数的性质,第五章 导数与微分第六章: 中值定理 中值定理及应用,第八章:不定积分,第九章: 定积分:,第十章: 定积分应用,第十一章: 反?;?/span>

    数学分析II 4+1/周:第十二章:数项级数,第十三章: 函数列与函数项级数第十四章:幂级数,第十五章:傅氏级数,第十六章:多元函数,第十七章: 多元函数微分学,第十八章:隐函数定理及应用,第十九章: 含参量积分,第二十章 曲线积分,第二十一章 重积分,第二十二章 曲面积分

数学分析III 4+0/周:第一章 实数理论,第二章、数列和级数,第三章、连续性,第四章、微分和积分,第五章、一致收敛,第六章、广义积分和含参变量积分,

教材:《数学分析》 浙江大学出版社 ISBN978-7-308-06856-7

 

课程名称:微积分

内容:

微积分()(共80学时)

第一章   函数的连续性(18学时)

第二章   导数与微分(8学时)

第三章   微分中值定理及导数的应用(14学时)

第四章   不定积分(8学时)

第五章   定积分及其应用(16学时)

第六章   级数(16学时)

微积分()(共40学时)

第七章  矢量代数与空间解析几何(12学时)

第八章  多元函数的微分学(15学时)

第九章  重积分(8学时)

微积分()(共32学时)

第九章  重积分(续)(6学时)

第十章  曲线、曲面积分(21学时)

教材:

1)《微积分》(上)(理工类)(第二版) 高教出版社   20077  苏德矿等编 

2)《微积分》(下)(理工类)(第二版) 高教出版社   20077  苏德矿等编 

 

课程名称:常微分方程

内容:

第一章 基本概念 3学时

微分方程的概念、解、阶、特解、通解、初值条件,引例

第二章 6学时

一阶线性方程以及基本线性质,伯努利方程

一阶非线性方程的分离变量法,全微分方程,积分因子法 以及通过例子说明一些非线     性现象,包括奇解等。

第三章 存在与唯一性定理 12学时

Picard存在与唯一性定理, Peano存在性定理, 以及柯西定理。解的延拓, 以及解的连续依赖性、解对初值和参数的连续可微性等性质。包括方程组与高阶方程的相关理论。

第四章 高阶微分方程 (组) 12学时

一般理论

常系数线性方程组的解法

高阶线性方程的一些解法

包括拉氏变换法、以及一些变系数方程的求解方法

幂级数解法 、 广义幂级数解法等

第五、六章 定性理论 以及非线性现象 9学时

稳定性理论初步

平面上的动力系统,奇点,极限环,非线性现象

第七章 边值问题 6学时

Sturm定理, Sturm-Liouville边值问题的特征值等。

教材:

《常微分方程》 方道元 自编教材,浙江大学出版社出版2007年,

教学参考书:

1)《常微分方程教程》, 丁同仁,李承志编, 高等教育出版社 2000
2)《常微分方程》 蔡遂林编 武汉大学出版社 2003年第二版

 

课程名称:线性代数

内容:

(一)     行列式与Cramer法则  课时 5+2

(二)     线性方程组  课时 3+1

(三)     矩阵  课时 6+3

(四)     线性空间和线性变换  课时 10+5

(五)     矩阵相似与对角化  课时 5+3

(六)     二次型   课时 3+2

教材及参考书:

1)《线性代数(第二版)》,陈维新,科学出版社,2006年;(2)《线性代数辅导》,胡金德,清华大学出版社,1995年;

3)《线性代数》,居余马,清华大学出版社,1995

 

课程名称:概率论与数理统计

  内容:

(一) 概率论的基本概念          5学时

随机试验,样本空间,随机事件,频率与概率,等可能概型(古典概型),条件概率,事件的独立性。

(二) 随机变量及其分布          6学时

随机变量,离散型随机变量及其分布,概率分布函数,连续型随机变量及其分布,随机变量函数的分布。

(三) 多元随机变量及其分布      7学时

二元随机变量(离散量及连续量)概率分布函数,联合概率分布,边际概率分布,条件概率分布,随机变量的独立性,两个随机变量的函数的分布。

(四) 随机变量的数字特征        6学时

数学期望,方差,协方差与相关系数,矩,协方差矩阵。

(五)大数定律及中心极限定理         3学时

切比雪夫不等式,大数定律,中心极限定理。

(六)样本及抽样分布                 4学时

随机样本,抽样分布。

(七)参数估计                       5学时

参数的点估计,估计量评选标准,参数的区间估计,正态总体参数估计,单侧置信限。

(八)假设检验                       6学时

假设检验,正态总体参数检验,置信区间与假设检验之间的关系,分布拟合检验。

(九)方差分析与回归分析             6学时

单因素方差分析,双因素方差分析,一元线性回归,多元线性回归。

教材及参考书:

1)《概率论与数理统计》盛骤等(第三版),高等教育出版社,2001

2)《概率论与数理统计》范大茵等(第二版),浙江大学出版社,2003。

 

课程名称:计算方法

内容:

每周2.5学时,共8

 ()误差                    2学时

 ()非线性方程求根          4学时

 () 解线性代数方程组直接法  2学时

 () 解线性数方程组的迭代法  6学时

 () 矩阵的特征值与特征向量的计算    2 学时

 () 插值法   4学时

 () 曲线拟合与函数逼近     4学时

 () 数值积分     4学时

 () 常微分方程数值解     4学时

 () 总复习                   2学时

教材:

1)《数值方法》(重点大学计算机教材)金一庆 陈越编著 机械工业出版社,ISBN - 7-111-07578-1

教学参考书:

1)《数值方法》 易大义主编 浙江科学技术出版社

 

 

◆课程名称:数学建模

内容:数学建模概论,初等模型,微分方程建模,线性代数与状态转移问题,优化模型,线性规划与计算复杂性简介,离散模型,对策与决策模型,逻辑建模,随机模型

教材:

数学建模,高教出版社,2005.5 ISBN - 7-04-014421-2

 

 

浙江大学之信息与电子工程学系

 

一:概况和培养目标

该系现有信息与通信工程(通信工程领域国家级特色专业)、电子科学与技术(集成电路领域国家级特色专业)2个本科专业。学制四年,均授予工学学士学位。

本调研以电子科学与技术专业为例,该专业被列入卓越工程师培养计划。主要培养具备微电子学、信息电子学、光电子学、光纤电子学、集成电路设计和制造、光通信器件与系统、射频与微波技术等宽口径专业知识、以及研究开发与管理能力的复合型高层次创新人才。

 

二:总体课程设置

如下图,学分,方可取得工学学士学位。

三:数学基础课程设置

课程号

课程名称

英文课程名

课程性质

学分

开设学期

061B0170

微积分I

 

CalculusI

必修

4.5

1-1,1-2

061B0180

微积分II

 

CalculusII

必修

2.0

1-3

061B0190

微积分III

 

CalculusIII

必修

1.5

1-4

061B0200

线性代数

 

Linear Algebra

必修

2.5

1-1,1-2

061B0010

常微分方程

 

Ordinary Differential Equations

必修

1.0

1-4

061B9090

概率论与数理统计

 

Probability and Statistics

必修

2.5

2-1,2-2

061B0020

复变函数与积分变换

 

Complex Variable Functions and Integral Transformation

必修

1.5

2-1

061B0090

偏微分方程

 

Partial Differential Equations

选修

2.0

2-2

061B0160

随机过程

Stochastic Process

选修

1.5

3-1

11193011

离散数学

Discrete Mathematics

选修

2.5

3-1

67120080

数值分析方法

Numerical methods

选修

2.0

3-2

 

 

四:数学课程基本情况

课程名称:复变函数与积分变换

  内容:

第一章  预备知识    3学时

复数、复数的运算、复球面与无穷远点、复平面上的点集。

第二章  解析函数  4学时

复变函数  解析函数解析函数的充要条件、解析函数与调和函数的关系、初等解析函数

第三章  复变函数的积分    5学时

复变函数的积分及其性质、柯西(Cauchy)积分定理、柯西积分公式、解析函数的无穷可微性。

第四章  级数         5学时

复数项级数与幂级数、台劳(Tayor)级数、解析函数零点的孤立性及唯一性定理,罗朗(Laurent

第五章  留数                5学时)

解析函数零点的孤立性及唯一性定理

第六章  保角映射    6学时

保角映射的概念、若干初等函数所确定的映射、分式线性映射、举例

第七章 拉普拉斯变换    5学时

拉氏变换的基本概念、拉氏变换的本性质、拉氏逆变换、(*)函数简介及其拉氏变换、拉氏变换的应用。

(机动1学时)

附录I 留数公式表

附录II 某些积分的计算公式

附录III 拉氏变换的主要公式表

附录IV 拉氏变换简表

习题答案

教材:

《复变函数与拉普拉斯变换》  金忆丹  浙大出版社  1994

教学参考书:

 

课程名称:随机过程

  内容:

(一)大数定律及中心极限定理        3学时

切比雪夫不等式,大数定律,中心极限定理。

(二) 随机过程及其统计描述          8学时

随机过程的概念,随机过程的统计描述,泊松过程及维纳过程。

(三)马尔可夫链                    5学时

马尔可夫过程及其概率分布,多步转移概率的确定,遍历性。

(四)平稳随机过程                  8学时

平稳随机过程的概念,各态历经性,相关函数的性质,平稳随机过程的功率谱密度。

教材:

《概率论与数理统计》盛骤等(第三版),高等教育出版社,2001

 

课程名称:偏微分方程

  内容:

(一)方程的建立与方程的一些概念  4学时

方程的一般概念经典方程的导出、定解条件和定解问题、二阶线性方程的分类;

(二)行波法   4学时

一维波动方程的初值问题、一维波动方程的半无界问题;

(三)固有值问题与特殊函数   8学时

正交函数系与广义Fourier级数、Sturm-Liouville固有值问题、Bessel方程与Bessel函数、Legendre方程与Legendre多项式;

(四)分离变量法    6学时

波动方程初边值问题、热传导方程初边值问题、二维Laplace方程及Poisson方程的边值问题、非齐次问题的处理;

(五)积分变换法    4学时

Fourier变换、Fourier变换的应用;

(六)Green函数  6学时

Green公式、Green函数、Laplace方程的Dirichlet问题

教材及参考书:

1)《数理方程》,车向凯、谢彦红、缪淑贤,高等教育出版社,出版日期:2006-5,本馆索书号:O175.24 /C43

2)《数学物理方程与特殊函数》,杨奇林,清华大学出版社,出版日期:2004-11,本馆索书号O411.1 /Y28

3)《数学物理方程与特殊函数》,孙金海,高等教育出版、施普林格出版,出版日期:2001-4,本馆索书号O411.1-43 /S97

4)《工程技术中的偏微分方程》,潘祖梁、陈仲慈,浙江大学出版社,出版日期:1995-10,本馆索书号TB115 /P18

 

课程名称:离散数学

  内容:

(一)引言     2学时

     基本内容简介; 趣味例子、参考书介绍               

(二)集合论初步   2学时

   集合论基础 ;幂集、笛卡尔乘积 

(三)关系和映射   6学时

     关系的基本概念;关系的运算;关系的性质;关系上的闭包运算;次序关系;相容关系;等价关系;映射

(四)组合计数   4学时

  基本计数原理、排列与组合;鸽笼原理、容斥原理

(五)代数系统    10学时

    基本概念;半群;群论;环、理想和域;格与布尔代数                      

(六)初等数论    4学时

    基本概念;带余除法、算术基本定理;同余关系、同余式

(七)图论    10学时

    基本概念;欧拉图;哈密尔顿图;图的矩阵表示;树;平面图;补充

(八)数理逻辑    10学时

    命题演算;谓词演算;公理化理论;非经典逻辑介绍

教材:

《离散数学》[]S. 利普舒尔茨、M. 利普森著,周兴和、孙志人、张学斌译科学出版社和麦格劳-希尔教育出版集团, 2001年。本馆索书号O158 /L37A

教学参考书:

《图论》,王朝瑞编,高等教育出版社,1981年,本馆索书号O157.5 /W31

 {C}{C}{C}《离散数学教程》,耿素云,屈婉玲,王捍贫 编著北京大学出版社, 2002年,本馆索书号O158 /G47A

《离散数学》金一庆, 金廷赞, 张三元编,    浙江大学出版社, 1998年,本馆索书号O158-43 /J67

《离散数学导论》王元元,张桂芸 编著科学出版社, 2002年。

《趣味离散数学》,王俊邦,罗振声编,北京大学出版社,1998年,本馆索书号O158-49 /W33

《离散数学》李盘林、李丽双、李洋、王春立 编著高等教育出版社, 1999年,本馆索书号O158 /L331

《离散数学导论》第三版,徐洁磬编著,高等教育出版社,2004年,本馆索书号O158 /X74(3)

 

五:两个专业的数学课程设置的比较

1)相同的课程有:

微积分、常微分方程、线性代数、概率论与数理统计

2)不同之处:

机械工程及自动化专业培养方案有选修课数学建模及计算方法,而教学计划中则没有数学建模。电子科学与技术专业要必修偏微分方程、复变函数与积分变换,另外需选修随机过程、离散数学、数值分析方法。

 

 

 

 

参考资料

http://me.zju.edu.cn/chinese/index_show.php?id=14

http://me.zju.edu.cn/chinese/index_show.php?id=136

http://me.zju.edu.cn/chinese/display.php?newsId=189