教学内容与组织
1.课程定位
复变函数与积分变换课程是我校自动化、电子信息、机械设计制造、给水排水工程等专业的基础课,经过多年的办学经验积累,已经逐步形成了自己的具有特色的培养目标。
课程定位:本课程面向应用型普通工科院校,培养具有基础知识扎实、具有数学的思维与解决问题的方法,具有数学知识的应用、创新意识的现代学生。
2.课程目标
通过本课程的学习,使学生了解复变函数与积分变换课程的知识体系,掌握课程的基本概念、基本理论、基本方法,了解课程新的应用方向;为学习有关后继课程和进一步扩大数学知识面奠定必要的数学基础。通过数学实验培养和提高学生的实践创新能力。
3.课程知识模块顺序及对应的学时
课程内容包含八个知识模块(56学时),其总体结构如下表所示。
知识模块 |
具体内容 |
复数与复变函数 |
复数的各种表示方法及其代数运算;复变函数的概念;初等复变函数的定义及性质。 |
复变函数的导数 |
复变函数的极限、连续和导数的概念;解析函数的概念;函数解析的充分必要条件;解析函数与调和函数的关系;初等函数的解析性。 |
复变函数的积分 |
复变函数积分的定义和计算方法;柯西积分定理及其推广;柯西公式;解析函数的高阶导数 |
级数 (6学时) |
复数项级数;幂级数性质及其收敛圆、收敛半径、和函数的解析性,解析函数的泰勒展式;解析函数的罗朗展式定理、解析函数罗朗展式的求解。 |
留数 |
孤立奇点的分类及其类型的判定方法;留数的概念;留数定理;孤立奇点处留数的计算方法;应用留数计算定积分。 |
保形映照 |
理解保形映照的概念,理解复函数导数的几何意义。2. 掌握分式线性映照的性质特点。3. 了解幂函数和指数函数的映照性质。 |
总结 |
复变函数部分:内容、方法、解决的问题 |
傅里叶变换 |
傅里叶积分的概念;频谱的概念;傅里叶积分定理;傅里叶变换的定义、性质、应用; —函数的概念、性质及其傅里叶变换。 |
拉普拉斯变换 |
拉普拉斯积分的概念及其存在定理;常用函数的拉普拉斯变换;拉普拉斯变换概念、性质、定理和应用;应用部分分式、卷积性质求拉普拉斯逆变换方法;应用拉普拉斯变换求解微分方程和微分方程组方法。 |
总结 |
积分变换部分内容、方法、解决的问题。 |
4.课程的重点、难点及解决办法
基于高等数学的学习内容,实变函数与复变函数内容遥相互应的特点,本课程的重点、难点就集中在了复变函数与积分变换中的新思想、新概念、新理论和新方法上。
课程重点及其解决办法:
- 解析函数的概念;函数解析的充分必要条件;解析函数与调和函数的关系;
详细解读概念,详细证明函数解析的充分必要条件定理,通过反例说明条件存在的意义,加强解析函数与调和函数关系的题目训练。 - 柯西积分定理及其推广;柯西公式;解析函数的高阶导数;
通过对柯西积分定理及其推广详细证明,以及各种类型题目的训练,加强对柯西积分定理及其推广,柯西公式,解析函数的高阶导数的理解和运用。 - 解析函数的罗朗展式定理、解析函数的罗朗展式;
分析罗朗级数及其收敛环的客观存在性,仔细讲解解析函数罗朗展式定理的含义、定理证明的思想、方法、步骤。加强解析函数罗朗展式间接求解方法训练。 - 留数的概念;留数定理;孤立奇点处留数的计算方法;
前面内容和实变函数有某些联系,学生容易接受,这部分内容新而且重要,因此采取打破以往教师讲授为主的模式,教师提出问题,引导学生互动,共同探讨学习,而且与专业内容相结合。 - 保形映照的概念;分式线性映照及其性质特点;
详细讲解解析函数映照的基本性质,分析式线性映照的特点,引入多媒体教学手段,采用动画展示分析式线性映照的映照过程。 - 傅里叶变换和拉普拉斯变换的定义、性质、定理和应用;
加强学生运用定义、性质、定理求解各种类型题目的训练。
课程难点及其解决办法:
- 函数解析的充分必要条件;
详细推导,足量训练。 - 解析函数的高阶导数;
采用告知的方式告诉学生公式可用归纳法推出,侧重公式运用的训练。 - 解析函数的罗朗展式定理;
视学生情况,采用详细证明或仅介绍证明的思想和方法来完成授课内容。 - 孤立奇点的分类及其类型的判定方法;
内容琐碎,加强授课内容的整理。 - 分式线性映照及其性质特点;
充分发挥多媒体作用,采用动画展示分析式线性映照的映照过程。 - 应用性质、定理求解傅里叶变换、拉普拉斯变换;
加大训练题目总量。
另外,对于重点与难点,除教师在课堂上重点讲解,辅助以课件演示,要求学生课前预习课后通过作业复习,在网上提供大量自主学习的各类资源之外,还在指定地点由指定教师负责为学生答疑,同时通过网络教学条件为学生在线答疑,达到学生与教师的紧密沟通。
5. 课程教学环节设计
(1)该课程的教学大纲由数学系统一制定,教学日历由各任课教师根据数学系的要求及个人授课表填写,填好后交教学秘书复制。开课前没有教学大纲和教学日历要求的老师可向教学秘书索取。各任课教师务必于开学后一周内将所代课程的教学日历交教研室。
(2)开新课教师必须在开课学期的开学前准备至少2/3以上的教案,并在报到时交教学秘书以便检查。
(3)各任课教师授课必须携带教材、教案、教学日历和教师工作手册。无教师工作手册的可从学生所在院系索取,以便上课点名或抽点。
(4)所有课程必须有书面作业,每个学生的作业至少要批改1/3以上,并按作业质量分A、B、C登记。任课教师要对作业完成情况和批改情况负全责,并及时更正作业中普遍存在的问题。
(5)全学期累计缺作业达1/3及其以上的学生,任课教师应通知其不得参加考试(若参加考试,则试卷无效),课程成绩按不及格处理。学生如在假期内补齐作业,经任课教师审阅合格后可签字同意补考,并将签字手续及全部作业交教研室验收。
(6)所有课程必须定期安排答疑,答疑的学时数要求不低于上课学时数的1/4,任课教师应于开课后一周内将所代课程的答疑时间、地点以书面形式交教研室。
(7)教研室是教师的办公场所,由于教师多,地方小,故任何教师不得使用教研室为本科生答疑,也不得在教研室存放学生作业。作业全部放数学系作业柜中。
6. 课程考核
(1)考试课程的任课教师务必于课程结束前两星期告知教研室主任,以便安排命题、考试教室及监考等事宜。
(2)考查课程的考核形式由任课教师自定,成绩按五级分(优秀、良好、中等、及格、不及格)评定,考查成绩单由任课教师填写并交教学秘书备案后送交各院系。
(3)所有考试课程均应有平时成绩。平时成绩应由学生的出勤情况、作业情况、期中考试和平时测验等考查结果产生,并记录在教师手册上。
(4)高等数学、线性代数、概率论与数理统计等三门课程结束后,任课教师应在一星期内将含有学生平时成绩的教师手册交教学秘书。平时成绩(一般为班级平均85分)将以20-30%的比例记入课程总成绩。填写好的成绩单由任课教师签字,并交教学秘书备案后送交各院系。
(5)只有一位任课教师的考试课程,由该任课教师命题;有两位及两位以上任课教师的课程,由教研室指定教师命题;所有试题均需教学主任审定、签字后方可印刷。
(6)考试试题一律使用Word系统、A4纸排版(电子版封面格式从教学秘书处索取),同时要制定A4纸排版的标准答案和评分标准(含全部试题),所有考试课程的命题必须采用A、B卷笔试形式,并注明使用专业、考试日期和考试时间(时间不超过150分钟)。
(7)考试结束后,出题老师要将考试试题、标准答案与评分标准交负责改卷的老师,同时将电子版交教学秘书收集。负责改卷的老师要注意收集有关数据以便填写试卷分析,并将标准答案与评分标准装订成附件交教学秘书。任课教师要以班为单位装订好试卷册(含封面、教学日历、学生成绩和学生试卷)。
(8)考试结束后,出题老师需将A、B卷各3套试题及标准答案交教研室。
(9)学生对考试成绩有疑问时,可向院系教学办公室提出要求,必要时由教研室主任核查。
7. 课程成绩的评定
(1)试卷批阅必须使用红色,每小题要题题见红。若某题全错,则只打“×”号;若某题全对,则只打“√”号,若部分出错,则只用红线画出出错部分,并指出所扣分数(填写负分)。
(2)大题前填写本题所得分(直接填写正分,不要画圈),小题前不得填写正分(以免重复加分)。
(3)每份试卷的封面要有各大题所得分数、总分以及阅卷人、总分人和核查人的签名。
(4)作弊试卷全部按0分记,不必批阅,但必须有至少两位监考教师的签名。
(5)平时成绩(满分为100分)必须填写在平时成绩单上,并在旷课次数及迟到次数栏中写明旷课次数及迟到次数。成绩单上应有平时成绩及平时成绩所占比例。
(6)成绩单上所规定的数据,要全部填写且准确无误,无学生姓名的空白行要用“∫”线划掉,有学生但无成绩的应在成绩栏画斜线“∕”。教师签名要使用兰色(不得使用黑色或红色)。
(7)考试结束后一周内要将试卷装订好,并随同原始成绩单及复印件一份交教学秘书。