《高等数学(第2版)》是根据教育部制定的《高职高专教育高等数学课程教学基本要求》《高职高专教育专业人才培养目标及规格》等相关文件精神,充分汲取高等职业学校和普通高等专科学校在探索培养应用型专门人才方面取得的经验、教训,结合当前我国高职高专的教学实际在第1版的基础上修订而成的。 《高等数学(第2版)》共十一章,内容包括函数、极限与连续,导数与微分,一元函数微分学的应用,不定积分,定积分及其应用,常微分方程,向量与空间解析几何,多元函数微积分,无穷级数,数学软件Mathematica简介,数学建模初步等。书中的重要知识点配有讲解视频,读者可以通过扫书中二维码及时获取。 《高等数学(第2版)》适合高职高专院校、成人高校、继续教育学院和民办高校学生使用,也可作为有关人员学习数学知识的参考书。
《高等数学》(第一版)出版以来,得到了众多同行教师及广大学生的使用和厚爱,并于2015年5月获得了山东省职业教育优秀教材二等奖。同时,许多教师希望结合当前高等教育信息化教学改革和高职高专人才培养模式的变化对本教材进行修订和完善,我们收集了很多教师对本教材修订所提出的建议,在此表示诚挚的感谢!
当前,教育已经全面进入了信息化时代,互联网、云计算、多媒体等技术的快速发展,给高等教育的信息化建设带来了深刻的影响,高等职业教育信息化已进入一个“跨越式”发展的新阶段。信息化教学对高职数学教学具有革命性的影响,是信息技术与数学教学过程的全面深度融合,是教与学的双重变革。编者一直坚持结合不断发展的高职高专人才培养目标进行数学信息化教学改革研究和教学实践,在实践中理清了许多认识,总结了一些规律。
1.、高职数学信息化教学是什么?
高职数学信息化教学是在信息化教学理论的指导下,充分利用先进的信息技术实现教学组织形式的多样化、教学内容的数字化、教学方法和教学手段的信息化,从而拓展师生之间信息交流的渠道,突破数学教学难点,实现教学目标,提高教学效率的系统改革过程。
2.高职数学信息化教学有哪些特征?
第一,教学理念现代化。转变教学理念是数学教学信息化首要解决的问题,数学教师需要不断提升信息技术素养,转变单纯“黑板十粉笔”“教师教、学生学”的传统观念,树立现代化的教学观。在信息化课堂教学中应以学生为主体,以问题为中心,运用先进的信息技术,开展任务驱动式、探究式、协作式等灵活多变的教学模式。
第二,教学环境智能化。随着智能手机、平板电脑在学生中的普及化,网络信息处理的共享化和大数据化、信息服务的智能化和个性化的发展,数学教学必须采用信息技术手段,创设全新的教学环境。通过利用多媒体技术、虚拟现实技术、网络技术、数学软件等,打破时空界限,实现学生随时随地进行课程学习。
第三,教学内容数字化。在信息化环境下,高职数学教学内容的载体要实现纸质媒介和数字媒介相融合。
第四,教学过程合作化、交互化。通过信息技术,在教学过程中,教师和学生之间、学生之间相互讨论,合作共同完成学习任务。教师和学生通过网络有更多的交流互动,能够及时解答学生的疑惑,了解学生对知识的掌握情况。
第五,学习方式个性化。在信息化环境下学生通过信息资源随时随地进行自由学习。高职学生数学基础差异性很大,数学教学更应该体现学习的个性化。
3.高职数学信息化教学有哪些原则?
第一,有效性原则。信息化手段的运用要致力于解决传统教学无法解决或解决不好的问题,问题的解决要有助于突破数学教学难点,提高学生的理解能力,而不是将简单问题复杂化,更不是搞教学形象工程。高职院校的学生形象思维能力强,逻辑思维能力弱,他们在学习高等数学知识时对知识理解模糊不清、效率低。信息技术将复杂的理论直观地展示出来,能够让学生“看得见、看得明白”,提高教学效率。因此,信息化教学设计要针对某个数学理论难点,运用信息化手段设计有效教学方案,让学生能迅速理解复杂、抽象的数学理论知识。
第二,适度性原则。信息化教学要因材施教、分层次进行。数学教学信息化并非屏蔽传统教学,对于数学基础较好的学生要多发挥学生思维和想象的空间,运用传统加现代的混合式教学模式;对于基础差的学生要多利用信息技术,激发学生的兴趣,让学生从抽象的理论和计算中解放出来,重点发展运用数学工具解决实际问题的能力。
第三,学生为主体的原则。教学信息化的关键是教师和学生的信息化,这其中要以学生为主体。学生不仅要主动参与数学教学活动,实现有意义学习,还要发挥自己的个性化优势,为数学教学提供建设性意见。理想的数学课堂应在“学生质疑,教师引导;师生互动,共同探索”的氛围中展开。教学实践表明,以学生为中心的信息化教学能引发学生对于学习内容或任务的兴趣,促进学生学习的能动性和主动性,主动用信息化的手段解决数学问题,真正学会用数学解决问题。
第四,优化教学程序原则。优化教学程序是根据教学目标和教学内容采取适当的教学方针,运用合适的信息化教学手段取得最佳教学效果的过程。要想使现代信息技术对数学教学起到积极的推动作用,优化的教学程序设计是其首要保障。因此,在高职数学信息化教学中务必注重教学设计,在实践中不断改进教学程序。
第五,以问题为中心的原则。高职数学课堂信息化教学设计应以问题为中心展开,加强学生对数学思想的体会和揣摩,这有利于学生深刻理解数学知识的内涵,提高数学实践水平。将数学理论融合到问题的提出、分析、讨论、归纳的过程中,可以将数学问题解决的过程通过数学软件生动形象地向学生展示出来,从而化抽象为形象、化传承为发现、化演绎为实验,将数学教学“学与问”有机结合起来。以问题为中心设计,不仅锻炼了学生运用信息手段获取数学知识的能力,还培养了学生自主学习的习惯,真正把因材施教、个性化学习落到实处。
第一章 函数、极限与连续
第一节 函数及其性质
第二节 初等函数
第三节 极限的概念
第四节 极限的运算
第五节 无穷小与无穷大
第六节 函数的连续性
数学家简介
习题一
第二章 导数与微分
第一节 导数的概念
第二节 导数的运算与高阶导数
第三节 微分及其在近似计算中的应用
数学家简介
习题二
第三章 一元函数微分学的应用
第一节 微分中值定理
第二节 洛必达法则
第三节 函数的单调性与极值
第四节 函数的最值问题
第五节 导数在经济分析中的应用
数学家简介
习题三
第四章 不定积分
第一节 不定积分的概念与性质
第二节 换元积分法
第三节 分部积分法与积分表
数学家简介
习题四
第五章 定积分及其应用
第一节 定积分的概念与性质
第二节 微积分基本公式
第三节 定积分的积分方法
第四节 广义积分
第五节 定积分的应用
数学家简介
习题五
第六章 常微分方程
第一节 微分方程的基本概念
第二节 可分离变量的微分方程
第三节 一阶线性微分方程
数学家简介
习题六
第七章 向量与空间解析几何
第一节 空间直角坐标系与向量的概念
第二节 向量的点积与叉积
第三节 平面及其方程
第四节 空间直线及其方程
第五节 曲面与空间曲线的方程
数学家简介
习题七
第八章 多元函数微积分
第一节 多元函数的概念
第二节 偏导数
第三节 全微分
第四节 多元复合函数与隐函数微分法
第五节 多元函数的极值
第六节 二重积分
数学家简介
习题八
第九章 无穷级数
第一节 无穷级数的概念与性质
第二节 数项级数的审敛法
第三节 幂级数
第四节 傅里叶级数
数学家简介
习题九
第十章 数学软件Matiaematica简介
第一节 Mathematica概述
第二节 Mathematica的基本运算和绘图
第三节 Mathematica中微积分的基本操作
数学“诺贝尔奖”
习题十
第十一章 数学建模初步
第一节 数学建模简介
第二节 初等数学模型举例
第三节 微积分数学模型举例
全国大学生数学建模竞赛简介
习题十一
附录A 初等数学常用公式
附录B 常用平面曲线及其方程
附录C 常用积分公式
附录D 希腊字母表
习题参考答案
二维码资源索引表
参考文献