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常微分方程
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spContent=你是否想掌握常微分方程的基础知识,一探其在实际中的巧妙应用?是否好奇男生追女生的过程如何被数学模型描述?一群大雁南飞蕴含着怎样的动力学机制?你想知道怎样科学估算一棵大树上所有树叶的质量吗?是否疑惑天气预报难以实现长期精准的根源?又或者,你是否想了解 Hilbert 第16问题的前沿进展?天体力学中三体运动的稳定性如何? 来吧,朋友们!加入国防科技大学理学院微分方程教学团队,我们将一同夯实理论根基,体验常微分方程在科技前沿与真实世界中的生动应用,共同探索学术研究的深广边界。在这场知识与创造交织的旅程中,让我们彼此启发、并肩成长!
—— 课程团队
课程概述

常微分方程是数学专业一门承上启下的核心专业基础课程。课程以三大模块为主线展开:第一部分深入讲解基本理论,包括解的存在唯一性、连续依赖性、延拓定理与奇解等核心内容,帮助学员建立严密的理论根基;第二部分聚焦求解方法,系统介绍初等积分法、线性方程组基础解法,以及非齐次情形的常数变易法,提升实际计算能力;第三部分引入定性与稳定性理论的初步知识,并结合丰富实例展现其在实际应用中的建模分析思路。

常微分方程不仅理论体系完整,更与现实世界紧密相连。依托国防科技大学教学团队15年研究型教学积累,课程融入了大量来源于科研前沿与工程实践的典型案例。通过学习,学员将系统掌握常微分方程的基本理论和分析方法,初步形成运用微分方程工具解决工程与科研中关键问题的能力——既夯实理论功底,也走向真实世界的探索与创新。

授课目标

本课程在实际教学中采用研究型教学方法,通过设置与军事、经济、工程技术等领域紧密联系的实际问题,帮助学员深化对微分方程思想、方法和理论的理解与应用,提升利用微分方程理论解决实际问题的能力,同时充分激发学员的创新潜能,增强其自主学习和智慧学习能力。

知识目标:

掌握微分方程的基本概念与理论、初等积分法与线性方程组求解、定性与稳定性理论初步等基本概念、理论与方法。

能力目标:

着重培养学员高度的抽象思维能力、严密的逻辑推理能力、丰富的空间想象能力、敏锐的实验观察能力,强调综合运用能力;通过信息化教学手段提升教学容量、拓展教学内容,突出现代数学思想的渗透,结合军事应用案例,融入数学建模与实验的思想方法,切实增强应用数学解决实际问题的能力;优化教学设计,综合运用发现式、启发式、研讨式等符合深度学习特征的教学方法,激发学员学习动力,细化学法指导,提升自主学习和智慧学习能力,开发学习潜能与创新思维能力。

价值目标:

贯穿课程思政,锤炼学员忠诚品质,筑牢献身国防的理想信念;揭示数学概念形成过程中的唯物辩证法思想,穿插数学史上的重大事件和名家故事,使学员感受数学文化的熏陶,善于理性思考和定量分析,增强科学精神与创新实践能力;强调严格的数学训练,磨练学员不畏困难、坚韧不拔的意志品质,学会在复杂形势下理性分析、果敢应对各类问题。

课程大纲
预备知识

微积分和线性代数基础知识。

参考资料

1.教材

  袁荣,常微分方程(第2版),高等教育出版社,2020.8

2.推荐参考书

(1)丁同仁,李承治,常微分方程(第3版),高等教育出版社,2022.3

(2)柳彬,肖冬梅,张伟年,微分方程 I,北京大学出版社,2025.7

(3)方道元,薛儒英,常微分方程,高等教育出版社,2017.7

(4)伍卓群,李勇,史少云,常微分方程(第2版),高等教育出版社,2023.9

(5)东北师范大学微分方程教研室,常微分方程(第3版),高等教育出版社,2022.1

(6)马知恩,周义仓,李承志,常微分方程定性与稳定性方法(第2版),科学出版社,2015.6

(7)廖晓昕,稳定性的理论、方法和应用(第2版),华中科技大学出版社,2010.1

(8)C.Henry Edwards, David E. Penney,Elementary differential equations with boundary value problems (11th),Pear Education Inc. 2017

(9)Strogatz Steven,Nonlinear dynamics and chaos : with applications to  physics, biology, chemistry,  and engineering,Perseus Books Publishing, 2000.

  孙梅、汪小帆 等译中文版,机械工业出版社,2016.10

(10)王玉文,史峻平,侍述军,刘萍,常微分方程简明教程,科学出版社,2010.9

3.线上资源

(1)国家高等教育智慧平台https://higher.smartedu.cn/,搜索优秀教师的常微分方程慕课课程

(2)麻省理工学院 https://learn.mit.edu/ 或者 ocw.mit.edu 搜索微分方程课程

(3)https://www.bilibili.com/ 亦有众多微分方程课程供大家比较学习

常见问题

1. 因为这门课程是智慧课程,大家在学习时可以积极使用AI工具,提高自己的学习效率,检查学习效果。例如可以通过能力图谱中的知识点做牵引开展学习、可以通过智能助手咨询相关问题等。

2.课程会在讨论区公布一些开放性的问题,大家可以积极参与研讨、留言。

3.鼓励学习者提出有难度的、有意思的问题,这个占比10%。