《高等数学(专一)》教学大纲
来源:Betway必威 时间:2022-06-17 点击数:
《高等数学(专一)》教学大纲
课程名称(汉):《高等数学(专一)》(1-1、1-2)
课程名称(英):College of Higher Mathematics Ⅰ (1-1、1-2)
课程代码:901160012、901260012
课程类型:公共基础平台数学课程模块
适用对象:机电一体化技术专业、建筑工程管理专业、食品检验检测技术专业等理工类,数学基础好,大一有进一步深造计划的部分专科学生。
学时/学分:160学时/10学分
先修课程:《初等数学》
方案版本:2022版
一、课程简介
《高等数学(专一A)》课程是Betway必威理工科各专业学生必修的一门重要的基础理论课程,其基本内容主要包括函数、极限与连续,导数与微分,中值定理与导数的应用,不定积分,定积分,多元函数微积分学,无穷级数,微分方程等内容。通过本课程的学习,能让学生获得相应的基本概念、基本理论、基本运算技能,还能逐步培养学生的抽象思维能力、逻辑推理能力、空间想象能力和自学能力,并能运用所学数学知识去分析和解决问题的能力。
二、课程的教学目标
通过课程思政在课程学习和各个教学环节中的融入,使学生具有良好的思想道德素质,有明确的政治方向、科学的世界观、人生观和社会主义核心价值观;有良好的职业道德、敬业精神和高度的社会责任感,有诚信意识和团队精神。通过了解微积分的起源、历史、作业基础学科的应用价值,深刻认识极限的思想和方法,弄清不变与变,有限与无限、特殊与一般、整体与部分,抽象与具体、理论与实践的内在关系,使学生具有追求科学、真理的精神,增强对新问题、新知识、新技术敏锐性,善于动脑、用脑。培养学生对数学问题的抽象思维能力、逻辑推理能力、几何直观和空间想象能力。逐步培养学生自觉的用数学思维来观察问题、思考问题、分析问题和解决问题的能力,将所学知识尽可能的应用到实际生活中。通过培养学生自学能力和实践创新能力,为学习后续课程和进一步扩大数学知识奠定必要的基本能力。
三、教学内容及其基本要求
序号 |
教学内容 |
教学要求(包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等) |
对应课程目标 |
1 |
第1章 函数 |
理解函数的概念,掌握函数的表示方法,并会建立简单应用问题中的函数关系式;了解函数的奇偶性、单调性、周期性和有界性;理解复合函数及分段函数的概念,了解反函数及隐函数的概念;掌握基本初等函数的性质及其图形。 教学重点:复合函数及分段函数的概念;基本初等函数的性质及其图形。 教学难点:复合函数、分段函数的建立与性质。 教学方法:讲授教学法、启发引导式教学法、讨论式教学法、习题讲解式教学法。 |
使学生获得函数的建立与性质的方法。 |
2 |
第2章 数列及其极限 |
理解数列极限的概念;掌握收敛数列的性质:唯一性、有界性、保号性;掌握数列极限的四则运算法则,会求解简单的数列极限;了解夹逼准则和单调有界原理。 教学重点:数列极限的概念与性质。 教学难点:收敛数列的性质 教学方法:讲授教学法、启发引导式教学法、讨论式教学法、习题讲解式教学法。 |
使学生掌握数列极限的概念与性质。 |
3 |
第3章 函数的极限与连续 |
理解极限的概念,理解函数左极限与右极限的概念,以及极限存在与左、右极限之间的关系;掌握极限的性质及四则运算法则;了解极限存在的两个准则,掌握利用两个重要极限求极限的方法;理解无穷小、无穷大的概念,掌握无穷小的比较方法,会用等价无穷小求极限;理解函数连续性的概念(含左连续与右连续),会判别函数间断点的类型;了解连续函数的性质和初等函数的连续性,了解闭区间上连续函数的性质(有界性、最大值和最小值定理、介值定理),并会应用这些性质。 教学重点:极限的概念极限的性质及四则运算法则;两个重要极限;无穷小的比较;函数连续性及初等函数的连续性;区间上连续函数的性质。 教学难点:左极限与右极限概念及应用;极限存在的两个准则的应用;间断点及其分类;闭区间上连续函数性质的应用。 教学方法:讲授教学法、启发引导式教学法、讨论式教学法、习题讲解式教学法。 |
使学生掌握函数的极限与连续的性质及相关计算。 |
4 |
第4章 导数与微分 |
理解导数和微分的概念与微分的关系和导数的几何意义,会求平面曲线的切线方程和法线方程,理解函数的可导性与连续性之间的的关系;熟练掌握导数的四则运算法则和复合函数的求导法则,熟练掌握基本初等函数的导数公式,了解微分的四则运算法则和一阶微分形式的不变性,会求函数的微分;了解高阶导数的概念,会求某些简单函数的n阶导数;会求分段函数的导数;会求隐函数和由参数方程确定的函数的一阶、二阶导数。 教学重点:导数和微分的概念与微分的关系;导数的四则运算法则和复合函数的求导法则;基本初等函数的导数公式;高阶导数;隐函数和由参数方程确定的函数的导数。 教学难点:复合函数的求导法则;分段函数的导数;隐函数和由参数方程确定的导数。 教学方法:讲授教学法、启发引导式教学法、讨论式教学法、习题讲解式教学法。 |
使学生获得导数与微分的求解方法。 |
5 |
第5章 微分中值定理及其应用 |
理解并会用罗尔定理、拉格朗日中值定理;理解函数的极值概念,掌握用导数判断函数的单调性和求函数极值的方法,掌握函数最大值和最小值的求法及其简单应用;会用二阶导数判断函数图形的凹凸性,会求函数图形的拐点;掌握用洛必达法则求未定式极限的方法。 教学重点:罗尔定理、拉格朗日中值定理;函数的极值 ,判断函数的单调性和求函数极值的方法;函数图形的凹凸性;洛必达法则。 教学难点:罗尔定理、拉格朗日中值定理的应用;极值的判断方法;洛必达法则的灵活运用。 教学方法:讲授教学法、启发引导式教学法、讨论式教学法、习题讲解式教学法。 |
使学生获得微分中值定理及其应用的技巧和方法。 |
6 |
第6章 不定积分 |
理解原函数概念、不定积分的概念;掌握不定积分的基本公式,掌握不定积分的性质,掌握换元积分法(第一,第二)与分部积分法。 教学重点:不定积分的性质及基本公式;换元积分法与分部积分法。 教学难点:换元积分法;分部积分法; 教学方法:讲授教学法、启发引导式教学法、讨论式教学法、习题讲解式教学法。 |
使学生获得不定积分的求解方法。 |
7 |
第7章 定积分及其应用 |
理解定积分的概念;掌握定积分的性质及定积分中值定理,掌握定积分的换元积分法与分部积分法;理解变上限定积分定义的函数,及其求导数定理,掌握牛顿—莱布尼茨公式;了解广义积分的概念并会计算广义积分;理解元素法的基本思想;掌握用定积分表达和计算一些几何量(平面图形的面积、平面曲线的弧长、旋转体的体积、平行截面面积为已知的立体体积)。 教学重点:定积分的性质及定积分中值定理;牛顿—莱布尼茨公式;定积分的换元积分法与分部积分法;计算平面图形的面积;旋转体的体积。 教学难点:积分中值定理;定积分的换元积分法与分部积分法;截面面积为已知的立体体积。 教学方法:讲授教学法、启发引导式教学法、讨论式教学法、习题讲解式教学法。 |
使学生获得定积分及其应用的技巧和方法。 |
8 |
第8章 常微分方程 |
要求熟练掌握变量可分离的方程、一阶线性方程及二阶常系数齐次线性微分方程的解法;掌握齐次方程、可降阶的微分方程及自由项为多项式、指数函数二阶常系数非齐次线性微分方程的解法;理解微分方程及其解、通解、初始条件和特解等概念。 教学重点:可分离变量的微分方程、一阶线性微分方程、齐次方程、二阶常系数齐次线性微分方程。 教学难点:可降阶的高阶微分方程、二阶常系数非齐次线性微分方程。 教学方法:讲授教学法、启发引导式教学法、讨论式教学法、习题讲解式教学法。 |
使学生获得求解常微分方程的技巧和方法。 |
9 |
第1章 向量代数与空间解析几何 |
要求熟练掌握向量的运算(线性运算、数量积、向量积),平面方程和空间直线方程及其求法;掌握单位向量、方向角与方向余弦、向量的模、向量的坐标表达式及用坐标表达式进行向量运算的方法;理解空间直角坐标系和向量的概念;了解两个向量垂直、平行的条件,曲面方程的概念,常用二次曲面的方程及其图形,空间曲线一般方程和参数方程和空间曲线在坐标平面上投影;会利用平面、空间直线的相互关系(平行、垂直、相交等)解决有关问题。 教学重点:向量的运算,平面和直线的方程求解。 教学难点:曲面与曲线方程。 教学方法:讲授教学法、启发引导式教学法、讨论式教学法、习题讲解式教学法。 |
使学生掌握向量的运算和空间直线、曲线、平面及曲面的方程。 |
10 |
第2章 多元函数微分学及其应用 |
要求掌握求偏导数和全微分方法、复合函数一阶偏导数的求法、隐函数的求导方法、二元函数极值存在的必要条件和充分条件;理解多元函数概念、偏导数和全微分概念的概念、多元函数极值和条件极值概念;了解二元函数极限与连续性概念、全微分存在的必要条件和充分条件;会求复合函数二阶偏导数、用多元函数微分法求空间曲线的切线与法平面、曲面的切平面与法线,会求二元函数的极值,用拉格朗日乘数法求条件极值,会求简单多元函数最大值和最小值。 教学重点:偏导数、全微分的求解、复合函数、隐函数的求导,多元函数微分学的应用。 教学难点:复合函数、隐函数的求导。 教学方法:讲授教学法、启发引导式教学法、讨论式教学法、习题讲解式教学法。 |
使学生获得多元函数微分学及其应用的技巧和方法。 |
11 |
第3章 重积分 |
要求熟练掌握二重积分(直角坐标、极坐标)的计算方法;掌握二重积分的性质;理解二重积分的概念。 教学重点:二重积分的计算。 教学难点:利用极坐标计算二重积分。 教学方法:讲授教学法、启发引导式教学法、讨论式教学法、习题讲解式教学法。 |
使学生获得重积分的求解方法。 |
12 |
第5章 无穷级数 |
要求掌握级数基本性质及收敛必要条件,几何级数与p级数的收敛性,正项级数的比较审敛法、比值审敛法和极限审敛法判断级数的敛散性,幂级数的收敛半径、收敛区间及收敛域的求法;理解常数项级数收敛、发散及收敛级数和概念,绝对收敛与条件收敛的概念及它们之间的关系,函数项级数的收敛域及和函数的概念;了解幂级数在其收敛区间内的基本性质,函数展开为泰勒级数的充分必要条件;会用莱布尼茨定理判断交错级数的敛散性,会求一些幂级数在收敛区间内的和函数,并会由此求出某些数项级数的和,会用已知的麦克劳林公式将一些简单函数间接展开成幂级数。 教学重点:常数项级数审敛法的判定,幂级数的收敛性及幂级数求和。 教学难点:函数展开成泰勒级数。 教学方法:讲授教学法、启发引导式教学法、讨论式教学法、习题讲解式教学法。 |
使学生获得无穷级数敛散性的判定及其求和的技巧和方法。 |
四、各教学环节及学时分配
知识模块 |
教学内容 |
教学环节及学时 |
讲授课 |
习题课 |
讨论课 |
实验(实践) |
合计 |
第1章 函数 |
§1.1 基本概念 |
2 |
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2 |
§1.2 初等函数 §1.3 函数关系的几种表示方法 |
2 |
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2 |
第2章 数列及其极限 |
§2.1 数列的极限 |
2 |
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2 |
§2.2 数列极限的运算法则 |
2 |
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2 |
第3章 函数的极限与连续 |
§3.1 函数的极限 |
2 |
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2 |
§3.2 函数极限的性质和运算法则 |
2 |
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2 |
§3.3 无穷小量的比较 |
2 |
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2 |
§3.4 连续函数 |
2 |
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2 |
§3.5 连续函数的运算和性质 |
2 |
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2 |
第3章习题课 |
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2 |
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2 |
第4章 导数与微分 |
§4.1 基本概念 |
2 |
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2 |
§4.2 导数的运算法则 |
2 |
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2 |
§4.3 高阶导数 |
2 |
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2 |
第4章习题课一 |
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2 |
§4.4 隐函数的导数 |
2 |
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2 |
§4.5 函数的微分 |
2 |
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2 |
第4章习题课二 |
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2 |
第5章 微分中值定理及其应用 |
§5.1 微分中值定理 |
2 |
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2 |
§5.2 洛必达法则 |
2 |
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2 |
§5.3 泰勒公式 |
2 |
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2 |
第5章习题课一 |
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§5.4 函数的性态Ⅰ— 单调性与凸性 |
2 |
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2 |
§5.5 函数的性态Ⅱ— 极值与最值 |
2 |
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2 |
第5章习题课二 |
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2 |
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2 |
第6章 不定积分 |
§6.1 基本概念与性质 |
2 |
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2 |
§6.2.1 第一类换元积分法 |
2 |
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2 |
第6章习题课一 |
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2 |
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2 |
§6.2.2 第二类换元积分法 |
2 |
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2 |
§6.3 分部积分法 |
2 |
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2 |
第6章习题课二 |
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2 |
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2 |
第7章 定积分及其应用 |
§7.1 定积分的概念 |
2 |
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2 |
§7.2 定积分的存在条件与性质 |
2 |
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2 |
§7.3 微积分基本公式 |
2 |
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2 |
§7.4 换元积分法与分部积分法 |
2 |
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2 |
第7章习题课一 |
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2 |
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2 |
§7.5 反常积分 |
2 |
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2 |
§7.6 定积分在几何中的应用 |
2 |
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2 |
第7章习题课二 |
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2 |
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2 |
总复习一 |
一元函数微积分学(第1~ 7章) |
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2 |
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2 |
总复习二 |
一元函数微积分学(第1~ 7章) |
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2 |
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2 |
第8章 常微分方程 |
§8.1 微分方程的基本概念 |
2 |
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2 |
§8.2 常微分方程的初等积分法(Ⅰ) |
2 |
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2 |
§8.3 常微分方程的初等积分法(Ⅱ) |
2 |
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2 |
第8章习题课一 |
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2 |
§8.4 高阶线性微分方程 |
2 |
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2 |
§8.5.1 高阶常系数齐次线性微分方程的解法 |
2 |
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2 |
§8.5.2 高阶常系数非齐次线性微分方程的解法 |
2 |
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2 |
第8章习题课二 |
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2 |
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第1章 向量代数与空间解析几何 |
§1.1 空间直角坐标系和向量 |
2 |
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2 |
§1.2 向量的坐标表示 |
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2 |
§1.3 向量的数量积和向量积 |
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2 |
§1.4 平面及其方程 |
2 |
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第1章习题课一 |
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§1.5 空间直线及其方程 |
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2 |
§1.6 空间曲面、曲线及其方程 |
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2 |
§1.7 几类特殊的曲面及其方程 |
2 |
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2 |
第1章习题课二 |
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2 |
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第2章 多元函数微分学及其应用 |
§2.1 多元函数的极限与连续 |
2 |
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2 |
§2.2 偏导数与全微分 |
2 |
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2 |
§2.3 多元复合函数的微分法 |
2 |
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2 |
§2.4 隐函数求导法则 |
2 |
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2 |
第2章习题课一 |
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§2.5 高阶导数 |
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§2.6 偏导数与全微分的应用Ⅰ—几何应用 |
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2 |
§2.7 偏导数与全微分的应用Ⅱ—极值与最值 |
2 |
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2 |
第2章习题课二 |
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2 |
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第3章 重积分 |
§3.1 二重积分的概念与性质 |
2 |
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2 |
§3.2 二重积分的计算方法一 |
2 |
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2 |
§3.2 二重积分的计算方法二 |
2 |
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2 |
§3.4 重积分的应用 |
2 |
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第3章习题课 |
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第5章 无穷级数 |
§5.1 常数项级数Ⅰ— 基本概念与性质 |
2 |
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2 |
§5.2 常数项级数Ⅱ— 正项级数的敛散性 |
2 |
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2 |
§5.3 常数项级数Ⅲ — 任意项级数的敛散性 |
2 |
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第5章习题课一 |
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2 |
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§5.4 函数项级数Ⅰ— 幂级数 |
2 |
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2 |
§5.4 函数项级数Ⅱ— 泰勒级数 |
2 |
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2 |
第5章习题课二 |
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2 |
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2 |
总复习三 |
常微分方程、向量代数与空间解析几何、多元函数微积分学、无穷级数 |
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2 |
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2 |
总复习四 |
常微分方程、向量代数与空间解析几何、多元函数微积分学、无穷级数 |
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2 |
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2 |
合计 |
160 |
五、成绩考核及基本要求
考核 环节 |
建议分值 |
考核/评价细则 |
对应课程 目标 |
期末 考试 |
50% |
统一考试、批卷,满分为100分,按50%计入总成绩。 |
全面检查学生对本学期所学知识的理解、掌握、运用及计算能力,提高数学水平。 |
统一下发的16开纸 |
10% |
根据学生在统一下发的16开半开卷纸(期末考试时可带入考场的)上整理的知识点,按全面程度给予评定成绩,6~10分,直接计入总成绩。 |
通过对知识的系统整理和复习,让学生掌握并会运用归纳总结的学习方法,提高学习能力。 |
平时 成绩 |
40% |
共为40分,占总成绩的40%,其中出勤占总成绩的10%,作业占总成绩的20%,课堂表现占总成绩的10%。 |
提高学生的思想道德素质,具有良好的职业道德、自我责任感,以及明确的人生观和价值观。 |
六、教材与主要教学参考资源
(一)教材
《高等数学微课版》(上、下册),袁学刚、张文正主编,清华大学出版社,2021。
(二)主要教学参考资源
1.《高等数学学习指导》(上、下册),袁学刚、张友主编,清华大学出版社,2018;
2.《高等数学学、思、用一体化方案》,房元霞、赵汝木主编,机械工业出版社,2019;
3.《高等数学》(上、下册)(第七版),同济大学数学系主编,高等教育出版社,2014;
4.《经济数学·微积分》(第三版),吴传生主编,高等教育出版社,2015;
5.《高等数学及其应用》(第二版),同济大学应用数学系主编,高等教育出版社,2008。
制定者:李高尚
审核者:赵斐
批准者:高谦
编写时间:2022年6月16日