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21世纪数学教育信息化精品系列教材正式出版

2009-04-23 10:04:47【字体大小:

      此次经由中国人民大学出版社出版的“21世纪数学教育信息化精品系列教材”综合了我们最新的研究与建设成果,在原有面向普通本科高校、独立院校、高职高专院校理工类与经管类的18套公共数学教材基础上,新增了专业适应面,扩展建设了农林类的高等数学、线性代数、概率论与数理统计3套教材、医药类的高等数学、线性代数、概率论与数理统计3套教材、医科类的医用高等数学1套以及面向综合类的高职高专教材2套,使得“21世纪数学教育信息化精品系列教材”共计包含了27套公共基础数学教材。

 

      教材征订信息http://www.math168.cn/zdlx/

 

      “21世纪数学教育信息化精品系列教材”对原有大学数学立体化教材教材在多方面做了重大的修订与提升,粗略总结起来包括以下几个方面:

      一、紧密联系实际,服务专业课程,力图同步融入数学建模的思想和方法。数学建模几乎是一切应用科学的基础,古今中外凡是要用数学来解决的实际问题,都是应用数学建模的思想和方法来解决的,因此,怎样把数学建模的思想和方法真正有机地融入大学数学的课程中对于培养学生的创新意识和创新能力具有重要意义。在本次教材的升级改版中,我们特别精选了只涉及较为初等的数学知识、能体现数学建模精神、能吸引学生且学生以后又可能碰到的应用范例和数学建模问题,如函数模型的建立及其应用,作为变化率的导数在几何学、物理学、经济学和医药学中的应用,对抛射体运动的数学建模及其应用,最优化方法及其在工程、经济、农业、医药领域中的应用,定积分微元法在几何学、物理学、经济学、社会学中的应用,衰变模型及其在考古学中的应用,逻辑斯谛模型及其在人口预测、新产品的推广模型与经济增长预测方面的应用,网络流模型及其应用,人口迁移模型及其应用,投入产出模型及其应用,电网模型及其应用,离散动态系统模型及其应用,常用概率模型及其应用,常用统计模型及其应用等等。并为所有应用范例配备了相应的应用习题,这样可以尽可能多地训练学生的“双向翻译”能力,即把实际问题用数学语言翻译为明确的数学问题,再把数学问题的结论用自然语言翻译为常人能懂的语言。这些实际应用范例和数学建模问题既为学生理解数学的抽象概念提供了认识基础,也有助于加强与后续专业课程的联系,使学生学有所用。

      二、与数学建模紧密相连的是数学实验,长期以来人们对数学的一个很大的误解是数学是从来不做实验的,数学家就是凭脑袋、纸和笔进行推理、证明和计算云云,实际上,人们早就认识到数学实验在解决各种实际问题中的重要性,问题在于用手工计算进行训练太费时、太繁琐甚至太困难以致无法进行下去。但是,随着计算机技术的迅速发展,现在进行数学实验的手段已经大大发展了,优秀的数学软件不仅为用数学方法解决复杂的实际问题提供了良好的平台,也为加速数学本身的发展提供了更多的机会。因此,在本次教材的升级改版中,我们与时俱进地把数学建模与数学实验的思想和方法有机地融入大学数学的课程教学中,为每门课程安排了若干个数学实验项目,每个实验项目的内容分为基础实验与综合实验两部分,基础实验部分着重通过案例介绍基本算法,目的在于让学生知道和掌握大学数学课程中几乎所有的数值计算、符号计算和图形动画(如函数计算、导数计算、积分计算、二维三维作图、微分方程求解、方程组求解、统计分析等)都可以通过Mathematica、Maple和Matlab这样一些常用的数学软件来解决,因此,学生在学习过程中不必将过多的精力花在手工计算上,而应专注于理解数学的概念和方法本身;综合实验的设计则着重通过应用案例来培养学生的数学建模能力与解决实际问题的能力,而应用案例的设计则与教材的主体内容有机融合并贯穿始终,如在《高等数学》课程中的对抛射体运动的建模问题,首先在导数的应用部分中设计了对理想抛射体运动建模的例题,然后以1992年巴塞罗那奥运会开幕式上用火箭点燃主火炬的实际案例设计了应用例题,并安排了诸如运动员推铅球和踢足球的应用习题,而在数学实验<项目一>中进一步安排了大炮打坦克的综合实验,最后还在实验<项目二>中安排了更接近实际情况的考虑了空气阻力和重力的抛射体运动的建模问题。又如在《线性代数》课程中的网络流模型,我们首先介绍了网络流模型的概念,然后设计了可供手工计算的教学例题,安排了供学生训练的应用习题,最后在数学实验<项目五>的综合实验中安排了网络流模型在交通规划中的一个应用案例。配套的学习系统光盘中,不仅提供了教材所附的《大学数学实验指导》中的全部案例的计算程序和数据,而且还提供了内容更为丰富、案例更为广泛的实验案例库,便于学生课后作进一步的学习训练。

      三、编者还对原有教材内容作了为数不少的改进和提升,如数列极限的概念,先从其描述性定义来引入,然后以定量分析的观点进一步给出数列极限的严格定义,这样的安排既符合数学发展的本源,又利于学生更好地理解极限的概念。又如“线性化”观点是用数学解决实际问题的一种重要思想方法,改版后的教材中很好地引入并发展了这种观点,既利于学生更加直观地理解相应的数学概念,又利于培养学生的数学建模能力。此外,还改写或重新撰写了许多章节的引言,如数学建模——函数关系建立的引言、函数连续性的引言、数学建模——最优化的引言、矩阵的引言、线性方程组的引言等等,这些引言对于学生理解即将学习的数学内容的实质能起到重要的作用。关于习题调整方面,除前面提到的补充了不少应用习题外,还从难度梯度角度对习题进行了调整,尤其是增补了部分计算比较简单又利于加强概念理解的习题,并重新校订了全部习题及其答案。值得一提的还有,在《高等数学》与《微积分》中插入了历史上对数学尤其是近代数学有杰出贡献的八位伟大数学家的简介,从他们的身上既能管窥近代数学发展的基本过程,又能领略数学家坚忍不拔追求真理的人格魅力和科学精神。