水利工程中高等數(shù)學(xué)的應(yīng)用

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隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是信息化、大數(shù)據(jù)和智能化理念的深入，高等數(shù)學(xué)理論和知識(shí)得到了更加廣泛的應(yīng)用和研究。在水利工程建設(shè)中，高等數(shù)學(xué)以及數(shù)學(xué)建模的運(yùn)用，可以更加高效而精準(zhǔn)地解決流域防洪、城市防汛、水資源綜合利用等問(wèn)題?！端麛?shù)學(xué)》(黃河水利出版社，2017年8月出版)一書(shū)由趙紅革、黃建國(guó)主編。本書(shū)作者嚴(yán)格遵循水利教育協(xié)會(huì)全國(guó)水利水電高職教研會(huì)制定的水利教學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，以水利工程建設(shè)為研究對(duì)象，將函數(shù)、微積分、線性代數(shù)等高等數(shù)學(xué)知識(shí)融入水利工程建設(shè)中，構(gòu)建出水利、水文、水環(huán)境等相關(guān)數(shù)學(xué)模型，為水利工程建設(shè)深度數(shù)據(jù)處理提供理論依據(jù)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)?？傆[全書(shū)，本書(shū)具備三方面的顯著特色:

一、內(nèi)容全面，適用于各類(lèi)人才的教學(xué)培養(yǎng)

水利工程與高等數(shù)學(xué)之間既有著明顯的學(xué)科和專(zhuān)業(yè)差別，也存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。而無(wú)論是高等數(shù)學(xué)還是水利工程，各自又有著相應(yīng)的分支科目，這對(duì)學(xué)科跨界融合來(lái)說(shuō)是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。作為一本水利工程專(zhuān)業(yè)的教材用書(shū)，本書(shū)旨在全面透徹地理順高等數(shù)學(xué)與水利工程之間的內(nèi)在聯(lián)系，使高等數(shù)學(xué)相關(guān)知識(shí)能夠與水利工程建設(shè)的相關(guān)環(huán)節(jié)銜接起來(lái)，使內(nèi)容更加豐富全面，同時(shí)又不失規(guī)范和有序。從書(shū)目編排上看，本書(shū)以高等數(shù)學(xué)為基本的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，選取了13個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目，以函數(shù)、極限與連續(xù)作為切入口，逐漸向?qū)?shù)、微積分乃至概率論、數(shù)理分析等更深層次的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)推進(jìn)，形成具有邏輯性的教學(xué)體系，從而減少了水利工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生以及其他學(xué)習(xí)人員的高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)難度，使他們的學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率得到保障。從教學(xué)內(nèi)容上看，本書(shū)的每一個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目中都列舉了非常典型的水利工程案例，實(shí)現(xiàn)了數(shù)學(xué)文化、數(shù)學(xué)原理、數(shù)學(xué)計(jì)算等在水利工程實(shí)踐中的應(yīng)用，可為水利工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生提供更加專(zhuān)業(yè)的指導(dǎo)。

二、專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，構(gòu)建水利數(shù)學(xué)模型

學(xué)科跨界融合研究是一種全新的學(xué)科研究思維，雖有助于不同學(xué)科的共贏發(fā)展，但同時(shí)也存在一定挑戰(zhàn)，對(duì)作者的專(zhuān)業(yè)性提出了更高要求。水利與數(shù)學(xué)的結(jié)合，必然要求作者既精通高等數(shù)學(xué)，又充分了解水利專(zhuān)業(yè)理論和實(shí)務(wù)，才能夠保證作品的客觀性和專(zhuān)業(yè)性。本書(shū)的整體結(jié)構(gòu)具有非常清晰的脈絡(luò)和邏輯，采取由淺入深、層層遞進(jìn)的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生逐步構(gòu)建水利數(shù)學(xué)模型，夯實(shí)學(xué)生的水利數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)根基。從本書(shū)的前言和內(nèi)容來(lái)看，作者在編寫(xiě)過(guò)程中并不是閉門(mén)造車(chē)、憑空想象，而是廣泛征求了高校數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)和水利專(zhuān)業(yè)的教師意見(jiàn)，對(duì)水利數(shù)學(xué)建模等內(nèi)容進(jìn)行多方論證、校驗(yàn)分析，從而確保高等數(shù)學(xué)在水利工程中的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)符合客觀實(shí)際，保證其專(zhuān)業(yè)性。通篇而論，本書(shū)成功地實(shí)現(xiàn)了高等數(shù)學(xué)與水利工程的跨界融合，具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值和教學(xué)價(jià)值，可以為高校的專(zhuān)業(yè)化教學(xué)提供更多的輔助和參考。

三、易懂實(shí)用，有助于理論知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用

水利工程專(zhuān)業(yè)雖然有著較強(qiáng)的理論性，但從其社會(huì)功能性來(lái)講更加強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性。高等數(shù)學(xué)在水利工程中的應(yīng)用研究，最大的誤區(qū)就是容易陷入理論陷阱，過(guò)多地講述高等數(shù)學(xué)的邏輯技巧，而忽視了水利工程中的具體實(shí)踐應(yīng)用。因此，如何將理論頗深的數(shù)學(xué)知識(shí)融入追求實(shí)務(wù)的工科知識(shí)，真正實(shí)現(xiàn)高等數(shù)學(xué)在水利工程中的價(jià)值，是水利數(shù)學(xué)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本書(shū)的優(yōu)點(diǎn)在于作者在編寫(xiě)過(guò)程中沒(méi)有過(guò)多地糾纏于高深的數(shù)學(xué)概念和邏輯，而是在確保數(shù)學(xué)教學(xué)基本體系的基礎(chǔ)上，以大量的鮮活案例進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生在理解相對(duì)晦澀難懂的高等數(shù)學(xué)知識(shí)時(shí)，可以借助水利工程案例進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而更好地掌握復(fù)雜多樣的邏輯關(guān)系與數(shù)學(xué)思維。如在學(xué)習(xí)項(xiàng)目3中，作者在深入分析導(dǎo)數(shù)建立法則之后，沒(méi)有進(jìn)一步探討導(dǎo)數(shù)的建立與應(yīng)用原理，而是轉(zhuǎn)為研究用導(dǎo)數(shù)來(lái)解決水利工程的相關(guān)問(wèn)題，并對(duì)水利函數(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)和判斷，助力水利工程領(lǐng)域的數(shù)字化、智能化發(fā)展。

作者：楊秀杰 單位：遼寧民族師范高等專(zhuān)科學(xué)校理科教研室