“機電數(shù)學”是高等職業(yè)院校機電類專業(yè)(如機電一體化、機械制造、數(shù)控技術(shù)、模具設計與制造等)的一門創(chuàng)新性特色課程,它貫徹了“突出應用性,與專業(yè)結(jié)合,為專業(yè)服務”的課程思想,能為機電類專業(yè)技術(shù)人才的能力培養(yǎng)提供有效的支持。本書內(nèi)容包括三角函數(shù)及其應用、坐標與方程、導數(shù)與微分、定積分及其應用等4章,特別注重數(shù)學知識在專業(yè)實踐中的應用,著力學生數(shù)學應用能力的培養(yǎng)。本書的邏輯結(jié)構(gòu)清晰,語言敘述簡明,例題講解詳實,習題配備適當。
近8年來,我們一直致力于高等職業(yè)院校數(shù)學課程的理論研究與教材開發(fā),已先后出版了《計算機數(shù)學》(2013年)和《電路數(shù)學》(2014年),這兩本教材突破了傳統(tǒng)《高等數(shù)學》的藩籬,已經(jīng)對我國高職數(shù)學課程與教材改革產(chǎn)生了積極影響。
2014年5月,我就開始與機電一體化、數(shù)控技術(shù)、模具設計與制造等相關(guān)專業(yè)的主任和教師進行坦誠交流,一是說明教材編寫的意義和真實想法,二是因為存在知識上的盲區(qū),想請他們指導,并解決疑惑。在接下來的近兩年時間里,我心無旁騖,反復查閱機電一體化和機械加工等專業(yè)的相關(guān)資料和教材,希望能從中找到一些有用的素材或得到一些啟發(fā),以便能建構(gòu)一門在體系或結(jié)構(gòu)上具有機電類專業(yè)特色的數(shù)學教材,直到2016年初才有了呈現(xiàn)在大家面前的這本《機電數(shù)學》。
“機電一體化”是機械工程學、電子學與信息技術(shù)等合為一體的技術(shù),它包含許多復雜的構(gòu)成要素(比如控制器技術(shù)、軟件技術(shù)、傳感器技術(shù)、傳動技術(shù)、接口技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)等),其中最典型的技術(shù)是機器人技術(shù)和數(shù)控機床技術(shù),所以本書所使用的“機電”也意指廣義的“機電一體化”。從某種意義上講,大學里開設的“機電一體化技術(shù)”、“機械設計與制造”、“數(shù)控加工技術(shù)”都可以歸屬到“機電”大類,而“機電數(shù)學”就是這個大類比較基礎性的課程?紤]到高職高專機電類人才培養(yǎng)目標和學習要求,我們只選擇了非;A的初等微積分,削減了不必要的內(nèi)容,并對《機電數(shù)學》做了如下的內(nèi)容選擇和結(jié)構(gòu)設計。它包括三角函數(shù)及其應用、坐標與方程、導數(shù)及微分、定積分及其應用等4個部分。其中,第1章和第2章的主要內(nèi)容都是中學階段已經(jīng)學習過的,當前側(cè)重點是學會使用它們解決機械加工與設計中的計算問題。有些讀者可能會有疑問: 這兩章的內(nèi)容是不是偏多了?其實不然,因為它們是機電類專業(yè)的基本功,其應用是如此的普遍以至于不能不有所加強。第3章導數(shù)與微分主要介紹導數(shù)與微分的概念、求導法則與公式、函數(shù)的極值、曲率等。第4章定積分及其應用主要介紹不定積分與定積分的概念、性質(zhì)與計算方法、定積分的應用等。這兩章并不只是單純地講解數(shù)學知識,還包括了它們在機電類專業(yè)中的一些應用。同時,我們還降低了知識難度和數(shù)學技巧,增加了許多具有鮮明專業(yè)特色的例題和習題。希望大家通過適當?shù)呐,就能掌握和運用這些數(shù)學知識,為專業(yè)技能發(fā)展奠定良好基礎。
社會在變化,教育在發(fā)展,人及其周遭的一切都處在改變之中傳統(tǒng)的高等數(shù)學課程是不是應該為高等教育大眾化時代的學生專業(yè)發(fā)展而做出積極的改變呢?因此,應該打破固有框架,去構(gòu)建一個沒有“高等”之標識、基于專業(yè)應用的類別化高職數(shù)學課程。轉(zhuǎn)換到這個思想軌道上來需要多大的力度,我從來沒有估量過,也沒辦法去估量,而我的探索悄悄地經(jīng)歷了八年之久。為此,我非常感謝廣州大學數(shù)學與信息科學學院院長、博士生導師、首屆國家級教學名師曹廣福教授,他的專業(yè)學識與人格魅力一直都令我敬佩。他建議我要聯(lián)合多方面的力量,深入到專業(yè)課之中去尋找和發(fā)現(xiàn)結(jié)合點。與他學術(shù)交流多年,不管得到的是贊同或是疑議,最終都促使我對高職數(shù)學課程做了更多、更深入地思考。
感謝珠海城市職業(yè)技術(shù)學院機電工程學院的領導和老師,特別是李軍利院長、廖桂波副院長和龍海團主任,他們積極支持我所倡導的高職數(shù)學課程類別化建設,并參與了編寫本書的具體工作。還要感謝機電工程學院青年教師楊寶鵬,他花費了許多時間帶我參觀十多個實訓室,給我講解了許多專業(yè)設備及其工作原理、工件加工方法,回答了我的諸多問題。
還要感謝廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學院數(shù)學教學部主任黃偉祥副教授和廣東松山職業(yè)技術(shù)學院曾慶武老師熱情地參與編寫工作。
在編撰本書的過程中,我們參閱了機電類專業(yè)相關(guān)的書籍,在此要對這些書籍的作者表示衷心感謝。當然,最后要感謝電子工業(yè)出版社朱懷永先生,他希望我能把高職數(shù)學課程與教材改革系列教材做得更廣泛、更深入、更有特色。在這樣一個如此躁動的時代,他一如既往地給予我支持與鼓勵,實在是彌足珍貴。
另外,我們?yōu)楸緯峁┝讼嚓P(guān)的教學資源,包括課程教學大綱、教學進度表、PPT課件等,請大家到電子工業(yè)出版社相關(guān)網(wǎng)站下載。
由于編者才疏學淺,書中不足之處在所難免,期待廣大讀者和專家在使用與閱讀過程中提出您的建議和批評,并發(fā)送至郵箱anjun65@sina.com。對此,我們將心存感激。
編者
游安軍,男,1965年生,珠海城市職業(yè)技術(shù)學院高職數(shù)學課程研究中心主任、數(shù)學教育教授、數(shù)學學科帶頭人,兼任北京師范大學珠海分校應用數(shù)學學院數(shù)學教育碩士生導師。
第1章三角函數(shù)及其應用
1.1三角函數(shù)的定義
1.2基本三角公式
1.3正弦型函數(shù)
1.4反三角函數(shù)
1.5解直角三角形
1.6解斜三角形
第2章坐標與方程
2.1坐標變換及其應用
2.2直線與二次曲線
2.3參數(shù)方程及其應用
2.4極坐標及其應用
2.5空間坐標與曲面方程
第3章導數(shù)與微分
3.1函數(shù)的極限
3.2導數(shù)與微分
3.3求導法則
3.4基本求導公式
3.5高階導數(shù)
3.6函數(shù)的單調(diào)性與極值
3.7曲率
第4章定積分及其應用
4.1不定積分的概念
4.2基本積分公式
4.3不定積分的方法
4.4定積分的概念
4.5定積分的性質(zhì)與方法
4.6定積分的應用
部分習題參考答案
參考文獻