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 

1-31-4

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I4+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: 反常积分

    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