梁錦錦(1.西安石油大學(xué)理學(xué)院 陜西西安 710065;2.陜西師范大學(xué)教育學(xué)部 陜西西安 710072)
書 名:高等數(shù)學(xué)(上冊)
主 編:李繼成,朱曉平
出版單位:高等教育出版社
出版時間:2021年06月
定 價:42.80元
ISBN:9787040558593
互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用,推動人類社會進(jìn)入新時代信息化時代或稱數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代。新時代的基本生產(chǎn)資料是大數(shù)據(jù),解讀大數(shù)據(jù)和應(yīng)用大數(shù)據(jù)是新時代的任務(wù)和機(jī)遇。新時代數(shù)學(xué)的作用呈現(xiàn)大統(tǒng)一發(fā)展,研究內(nèi)涵快速擴(kuò)展、交叉融合,作用技術(shù)化和向數(shù)據(jù)科學(xué)演進(jìn)的趨勢;新時代數(shù)學(xué)教育內(nèi)容更加貼近社會、貼近經(jīng)濟(jì)、貼近大眾,必然推動與信息技術(shù)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的融通共進(jìn)和相互影響。信息技術(shù)時代數(shù)學(xué)的變化和特征,對大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程提出了更高的要求。用好學(xué)科交叉融合“催化劑”,打破學(xué)科專業(yè)壁壘;加強(qiáng)基礎(chǔ)學(xué)科培養(yǎng)能力,調(diào)整優(yōu)化現(xiàn)有學(xué)科內(nèi)容和專業(yè)體系,瞄準(zhǔn)科技前沿和關(guān)鍵領(lǐng)域,推進(jìn)四新建設(shè),加緊培養(yǎng)緊缺人才。契合新時代的科技呼喚、形勢推動和時代需求,高等院校結(jié)合高等數(shù)學(xué)特點,創(chuàng)新數(shù)學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容和過程,推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合,助力創(chuàng)新人才培養(yǎng)、落實“立德樹人”根本任務(wù)刻不容緩。
“立德樹人”的一個重要的落腳點是“課程思政”建設(shè)工作。“課程思政”的核心內(nèi)涵是“課程承載思政,思政寓于課程”,課程具備知識傳授能力培養(yǎng)以及思想政治教育的雙重功能,承載著培養(yǎng)學(xué)生世界觀、人生觀、價值觀的作用;要將顯性教育和隱性教育有機(jī)統(tǒng)一,將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體、不可割裂。教師在傳授課程知識的基礎(chǔ)上滲透思想政治教育,在知識、經(jīng)驗和活動過程實現(xiàn)價值理性和工具理性的統(tǒng)一;引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為內(nèi)在德行,轉(zhuǎn)化為自己精神系統(tǒng)的有機(jī)構(gòu)成,轉(zhuǎn)化為自己的一種素質(zhì)或能力,成為個體認(rèn)識世界與改造世界的能力和方法。《高等數(shù)學(xué)》是教育部規(guī)定的理工科院校最重要的核心公共基礎(chǔ)課程之一,受眾面廣、邏輯性強(qiáng)、課時長、影響大,在培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)、理性思維、創(chuàng)新應(yīng)用、空間想象、科學(xué)計算、思想政治教育等方面的作用舉足輕重。課程自帶科學(xué)精神,蘊含著唯物論和辯證法的哲學(xué)思想,蘊含量化的事物規(guī)律與社會的生產(chǎn)生活實際所反映的規(guī)律密切相關(guān)、異曲同工。在大力建設(shè)“課程思政”的背景下,利用信息技術(shù)創(chuàng)新課程思政理念,深入挖掘《高等數(shù)學(xué)》的德育元素,實現(xiàn)“在課程中育人,育人中提升素養(yǎng)”的良性循環(huán),努力培養(yǎng)擔(dān)當(dāng)民族復(fù)興重任的時代新人。
《高等數(shù)學(xué)》依托新工科背景下對理工類專業(yè)人才培養(yǎng)的要求,從大學(xué)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識出發(fā),以貼近現(xiàn)代生活特點的案例、前沿科技領(lǐng)域的數(shù)學(xué)問題、數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實驗、數(shù)學(xué)文化和數(shù)學(xué)家精神等內(nèi)容為切入點,將信息技術(shù)與課程教材深度融合,拓展技術(shù)應(yīng)用能力、發(fā)揮課程文化育人功能。該書共分為四章。第一章是極限與連續(xù),從函數(shù)的基礎(chǔ)概念和運算引入,再到極限的定義和計算方法,最后是連續(xù)函數(shù)的定義、運算及性質(zhì);滲透數(shù)學(xué)家與數(shù)學(xué)家精神,拓展“探異今古,革新變舊”的光輝典范——中國古代數(shù)學(xué)家祖沖之。第二章是一元函數(shù)微分學(xué),對導(dǎo)數(shù)和微分的概念以及幾何意義進(jìn)行介紹,梳理不同類型函數(shù)的求導(dǎo)和求微分方法,進(jìn)而講解導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用:研究曲線形態(tài)、求解函數(shù)的極最值、方程的近似解;融數(shù)學(xué)家精神于三大微分中值定理,拓寬觀察實際問題中數(shù)學(xué)之美的視野,拓寬數(shù)學(xué)有用性的視窗,滲透“一心為人民,慷慨?dāng)S此身”的數(shù)學(xué)家華羅庚的生平。第三章是一元函數(shù)積分學(xué),由不定積分的概念和性質(zhì)引出換元積分法和分部積分法,有理函數(shù)的不定積分;進(jìn)而引出定積分的定義和求解方法,及其在幾何、物理等實際問題中的應(yīng)用;拓展講解瘟疫中的科學(xué)巨人——數(shù)學(xué)家牛頓與微積分的發(fā)明。最后一章是微分方程,從基本概念,引出可分離變量、齊次、一階線性微分方程的求解方法,再到可降階的二階微分方程及應(yīng)用舉例,最后講解線性微分方程解的結(jié)構(gòu)和二階常系數(shù)線性微分方程,最后拓展講解最多產(chǎn)數(shù)學(xué)家歐拉在漫長黑暗歲月里,在數(shù)學(xué)王國里不斷探索,為人類知識的天空帶來光明。
《高等數(shù)學(xué)》注重知識傳授,在教學(xué)內(nèi)容中涉及豐富的經(jīng)濟(jì)生活和工程應(yīng)用案例、典型例題,強(qiáng)化基礎(chǔ)知識,增加理論與實踐的聯(lián)系;注重應(yīng)用能力培養(yǎng),結(jié)合工程背景知識滲透數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實驗的思想,分析解決問題的數(shù)學(xué)思維;注重“求真、逐善、完美”的價值引領(lǐng),融入數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)家精神和數(shù)學(xué)文化等德育元素,培養(yǎng)不怕困難、勇攀高峰、求真求實的科學(xué)精神,樹立正確的人生觀和價值觀,培養(yǎng)民族自豪感和社會責(zé)任感。通過對書中內(nèi)容和設(shè)計思路的詳細(xì)梳理,認(rèn)為該書符合數(shù)學(xué)教育發(fā)展形勢和高等數(shù)學(xué)特征,凸顯“思想性、系統(tǒng)性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”,具有以下五個顯著特點。
一是融入思政元素,發(fā)揮數(shù)學(xué)的德育引領(lǐng)作用。該書運用具體化、生動化的有效教學(xué)載體,呈現(xiàn)課程蘊含的文化基因和價值范式,在知識學(xué)習(xí)中融入理想信念方面的精神指引。知識內(nèi)容融入數(shù)學(xué)史料、數(shù)學(xué)家精神、數(shù)學(xué)文化、人文素材和哲學(xué)思想等“課程思政”素材;每個章節(jié)最后都增加了課外閱讀“光輝典范——數(shù)學(xué)家與數(shù)學(xué)家精神”專欄,由數(shù)學(xué)史專家講授數(shù)學(xué)家事跡,弘揚數(shù)學(xué)家報效祖國的高尚品行和淡泊名利的精神境界;傳遞科學(xué)精神,引導(dǎo)學(xué)生攻克探索、主動探究,樹立勇攀科學(xué)高峰、不畏艱難的學(xué)習(xí)態(tài)度。
二是注重教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性,強(qiáng)化對基礎(chǔ)知識的理解掌握。該書用描述性語言講解概念、命題,深入淺出地證明定理,對重要概念進(jìn)一步探究,精講典型例題,甄選大量習(xí)題并給出詳細(xì)求解過程,加強(qiáng)例題與習(xí)題的銜接;設(shè)計建模題目與應(yīng)用題目,鞏固數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)與數(shù)學(xué)思維的訓(xùn)練;系統(tǒng)性闡述重要數(shù)學(xué)思想、概念和方法的背景、延伸及應(yīng)用。同時,該書注重與高中內(nèi)容的緊密銜接,運用中學(xué)熟知的案例引入概念或定理,適度簡化某些難以理解的知識點,在學(xué)生已有知識基礎(chǔ)上提供必需的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識、數(shù)學(xué)方法和計算工具。
三是滲透數(shù)學(xué)實驗和數(shù)學(xué)建模意識,強(qiáng)化應(yīng)用實踐能力。全書在保證數(shù)學(xué)教學(xué)基本要求的前提下,抓住數(shù)學(xué)有建模、計算、數(shù)據(jù)、證明的特點,將工程應(yīng)用背景和高等數(shù)學(xué)課程的相關(guān)知識點做深度融合,注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力,適當(dāng)降低數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)難度和嚴(yán)謹(jǐn)性要求。該書每個章節(jié)均配有數(shù)學(xué)實驗,有利于進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解,在知識發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造中培養(yǎng)創(chuàng)新思維和研究習(xí)慣,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和潛能、喚起求知欲。
四是優(yōu)選經(jīng)典案例,凸顯數(shù)學(xué)實用性。該書體現(xiàn)新成果、新技術(shù),與時俱進(jìn)抓住數(shù)學(xué)的科學(xué)性、邏輯性、應(yīng)用性的特點,拓寬視野、激發(fā)興趣、完善知識結(jié)構(gòu)。融入貼近生活實際的問題案例、經(jīng)濟(jì)案例,闡明“為什么學(xué),如何學(xué),學(xué)了有什么用”,真正地做到學(xué)以致用;設(shè)置前沿視角,講解大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識在最新科技應(yīng)用領(lǐng)域中的典型案例,從最新應(yīng)用追溯理論研究成果,感受數(shù)學(xué)的價值。案例內(nèi)容體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的廣泛應(yīng)用,尤其是重大科學(xué)問題和前沿領(lǐng)域中的應(yīng)用,具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度。
五是融合數(shù)字資源創(chuàng)新教材形態(tài)。該書以新形態(tài)教材建設(shè)為核心,拓展紙質(zhì)教材內(nèi)容,呈現(xiàn)專家名師講授的前沿視角、應(yīng)用案例、重要概念、典型例題等:例如,配套數(shù)字課程,通過計算機(jī)訪問或手機(jī)掃描二維碼展開學(xué)習(xí);提供配套的電子教學(xué)課件,以及全程教學(xué)活動支持和課堂教學(xué)工具。課件以圖形、動畫、音視頻等形式呈現(xiàn),注重趣味性、交互性和兼容性;資源學(xué)習(xí)平臺能夠記錄、分析并有效反饋教學(xué)過程中的預(yù)習(xí)、測試、作業(yè)、討論、答疑等活動,為創(chuàng)新課堂教學(xué)提供支撐,利于實踐線上線下混合式教學(xué)模式改革。
總體而言,該書由專家名師團(tuán)隊打造,注重思政元素的價值引領(lǐng),以科研前沿拓寬學(xué)生視野,強(qiáng)化數(shù)學(xué)建模及實驗的應(yīng)用能力,數(shù)字資源制作精良,適合新形勢下理工類專業(yè)高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)需求;利于“課程思政”的“三位一體”目標(biāo),通過“知識傳授”載體,更好地實現(xiàn)“能力培養(yǎng)”和“價值引領(lǐng)”。依托該書展開高等數(shù)學(xué)課程思政,對提高思政育人的創(chuàng)新性與實效性具有重要的指導(dǎo)意義。