工程數(shù)學(xué)可讓工科學(xué)生更加方便地處理工程常見問題。工科專業(yè)的學(xué)生在大一學(xué)習(xí)完高等數(shù)學(xué)課程后，基本會(huì)被要求學(xué)習(xí)線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、復(fù)變函數(shù)、數(shù)值分析方法等工程數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程。在進(jìn)入信號(hào)與系統(tǒng)、自動(dòng)控制原理、電機(jī)學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的學(xué)習(xí)后，會(huì)用到工程數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。然而，部分講授數(shù)學(xué)課程的老師通常主要從事數(shù)學(xué)方面的研究和教學(xué)工作，缺乏一定的專業(yè)背景，會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)在專業(yè)中的應(yīng)用缺乏連貫性的講解，從而會(huì)導(dǎo)致本科生在學(xué)習(xí)這些數(shù)學(xué)知識(shí)時(shí)，存在一定的困惑，例如，線性代數(shù)中矩陣的奇異性判斷為什么定義為行列式為0與否，在工程上有什么用？復(fù)變函數(shù)中計(jì)算留數(shù)是為了做什么？為什么在傅里葉變換公式的基礎(chǔ)上多加一個(gè)就成了拉普拉斯變換？拉普拉斯變換顯然是復(fù)變函數(shù)形式的，它又為什么可以用來解高等數(shù)學(xué)中的微分方程？工程上實(shí)際不能實(shí)現(xiàn)的沖激函數(shù)為什么在信號(hào)處理和自動(dòng)控制原理中那么重要？它與經(jīng)常用的階躍信號(hào)有什么關(guān)系？ 本書作者在求學(xué)的過程中，也對(duì)類似的問題心存疑惑，后長期從事自動(dòng)化和電力系統(tǒng)仿真方面的教學(xué)和科研工作，逐漸有所理解。因此，作者嘗試在MATLAB課程教學(xué)中，將MATLAB編程與工程數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)融合，使學(xué)生在大一或大二學(xué)習(xí)MATLAB課程的過程中，回顧和總結(jié)所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)，并與正在開展的專業(yè)基礎(chǔ)入門課程融合，更好地理解專業(yè)知識(shí)點(diǎn)。作者在長沙理工大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院進(jìn)行了近十年的教學(xué)嘗試，從學(xué)生反饋的意見來看，該課程起到了承前啟后的作用，在一定程度上能夠幫助學(xué)生更好地掌握專業(yè)知識(shí)， 同時(shí)避免了在MATLAB教學(xué)過程中，僅講授語法和編程，從而與C語言課程功能重疊的缺陷。經(jīng)十年左右的規(guī)劃和持續(xù)努力，該項(xiàng)目在2022年入選了湖南省一流本科課程(線上線下混合)。本書的特色如下。(1) 大多數(shù)章節(jié)以二階電路的響應(yīng)計(jì)算為基本例題，結(jié)合物理過程，介紹數(shù)學(xué)原理，在完成具體目標(biāo)的過程中，將MATLAB軟件的使用方法、常用數(shù)據(jù)類型、編程語法、內(nèi)建函數(shù)、simulink工具箱的使用等內(nèi)容分散在各章節(jié)中介紹。由于MATLAB的語法相對(duì)松散，內(nèi)建函數(shù)眾多，只需要確實(shí)掌握基本內(nèi)容，就可以舉一反三地學(xué)習(xí)其他內(nèi)容。(2) 本書配套實(shí)現(xiàn)了多種數(shù)字資源，除了常規(guī)的PPT、程序，還提供MATLAB的mlx文件形式的交互式課件、融入思政內(nèi)容的課堂教學(xué)過程，具體可掃描本頁二維碼查看。(3) 開發(fā)了對(duì)外開放的參數(shù)化網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在長沙理工大學(xué)官網(wǎng)試運(yùn)行。參數(shù)化的習(xí)題系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)克服了傳統(tǒng)題庫數(shù)量有限的缺點(diǎn)，題目的變量名稱、數(shù)值等由算法隨機(jī)生成，學(xué)生完成代碼后的核對(duì)過程由后臺(tái)算法實(shí)現(xiàn)，在避免學(xué)生抄襲作業(yè)的同時(shí)，大幅度減小了教師檢查作業(yè)的工作量，并在大數(shù)據(jù)分析和查詢功能不斷完善的條件下，進(jìn)一步輔助教師和教學(xué)管理人員監(jiān)控教學(xué)質(zhì)量。本書可以作為工科生的MATLAB編程類課程的教材，也可以作為研究生電力系統(tǒng)仿真課程的輔助資料，同時(shí)，對(duì)工科專業(yè)的科研技術(shù)人員而言，該書對(duì)掌握相關(guān)理論基礎(chǔ)知識(shí)也有一定的參考價(jià)值。由于作者水平有限，看問題的角度單一，書中難免存在不足之處，也期待同行專家進(jìn)行批評(píng)指正。本書的撰寫得到了長沙理工大學(xué)曾喆昭教授、王文副教授、席燕輝副教授等老師的相關(guān)指導(dǎo)和幫助，研究生程浩宇、符彪世、夏楚恒，本科生羅冰倩、扶祺等同學(xué)也在查找資料和編寫部分源代碼方面做出了非常有益的工作。本書編寫時(shí)間較長，期間還有很多參與過的同學(xué)，不一一列舉，在此一并致謝。作者2023年5月