spContent=《初等数论》是数学与应用数学专业的一门专业必修课程,它是研究整数性质和方程(组)整数解的一门学科,也是一个古老的数学分支。初等数论与中学数学教育有着密切的联系,并给现代数学提供理论基础。初等数论在计算技术、通信技术、组织数学等领域中有着广泛的应用。数论中的一些问题,解决起来灵活而富有技巧,是培养数学思维能力的重要内容,是中学数学竞赛题的丰富源泉之一,是数学教育工作者必备的基础知识。
本课程开设的目的在于使学生熟悉和掌握整数的整除性、同余、不定方程的基本理论、基本思想方法和基本的解题技能技巧,培养学生的数学抽象、逻辑推理等数学基本能力,为从事中学数学教学、指导数学课外活动和进一步学习其它数学学科打下坚实的基础。
《初等数论》是数学与应用数学专业的一门专业必修课程,它是研究整数性质和方程(组)整数解的一门学科,也是一个古老的数学分支。初等数论与中学数学教育有着密切的联系,并给现代数学提供理论基础。初等数论在计算技术、通信技术、组织数学等领域中有着广泛的应用。数论中的一些问题,解决起来灵活而富有技巧,是培养数学思维能力的重要内容,是中学数学竞赛题的丰富源泉之一,是数学教育工作者必备的基础知识。
本课程开设的目的在于使学生熟悉和掌握整数的整除性、同余、不定方程的基本理论、基本思想方法和基本的解题技能技巧,培养学生的数学抽象、逻辑推理等数学基本能力,为从事中学数学教学、指导数学课外活动和进一步学习其它数学学科打下坚实的基础。
—— 课程团队
课程概述
(一)目标设置
1.理解和掌握整除、同余、不定方程、同余方程等初等数论的基础知识和基本理论。了解数论研究经典问题以及中国在数论发展过程中所作出的贡献,增强文化自信。【毕业要求 3/7,学科素养/学会反思】
2.在学习过程中经历知识形成的过程,领会初等数论的基本数学思想和一般研究方法,数学抽象能力、逻辑推理能力以及数学思维品质得到提升。【毕业要求 3/7,学科素养/学会反思】
3.了解初等数论与其它数学分支的联系,能运用初等数论的思想及方法解决有关实际问题、中学数学竞赛中有关数论的常见问题,提升数学应用意识和能力,增强数学反思能力,提高数学教学能力。【毕业要求 3/7,学科素养/学会反思】
本课程主要支撑以下4个毕业要求指标点:
毕业要求指标 3.1 掌握数学学科的基础知识和基本技能,理解数学学科知识体系、基本思想和方法,具有良好的数学抽象、逻辑推理、直观想象、数据分析、数学建模和科学计算等专业素养和关键能力;
毕业要求指标 3.4 了解数学学科与实践应用的联系,能进行数学建模和数据分析,运用数学知识和思想方法解决有关的实际问题,掌握一定的学习科学的相关知识。
毕业要求指标 7.2 具有反思意识和批判性思维素养,初步掌握教育教学反思的基本方法和策略,能够对教育教学实践活动进行有效的自我诊断,提出改进思路;
毕业要求指标 7.3 掌握数学研究与教育科学研究的基本方法,能分析和解决中学数学教育教学实践问题,具有撰写教育教学研究论文的基本能力。掌握专业发展所需的信息技术手段和方法,能在信息技术环境下开展自主学习。
(二)课程目标与毕业要求的关系
课程目标 | 支撑毕业要求 | 支撑的毕业要求指标点及力度 |
课程目标1 | 3.学科素养 7.学会反思 | 指标3.1(H) 指标7.2(L) |
课程目标2 | 3.学科素养 7.学会反思 | 指标3.1(H) 指标3.4(M) 指标7.3(M) |
课程目标3 | 3.学科素养 7.学会反思 | 指标3.4(M) 指标7.2(L) 指标7.3(M) |
成绩 要求
1.考核方式
课程考核方式分为过程性考核和结课性考核(期末考核)。
平时考核包括课堂表现与出勤、课后作业、单元测试等,计算出来的成绩记为平时成绩。期中考试安排在学期中间,一般在第10周,其成绩记为期中成绩。结课性考核采用闭卷考试,其成绩记为期末考试成绩。
2.过程性考核的成绩评定
过程性成绩分为平时成绩和期中考试成绩,综合两种过程管理形式进行评价,具体如下:
(1)平时成绩(以100分计):由以下3个部分组成。
1课堂表现与出勤(占20%):通过学生在课堂上的表现情况、发言与提问情况,来评价学生相关的能力。
2课后作业(占30%):围绕课程的学习目标进行作业的设计,布置14次课外作业,帮助学生理解和掌握所学的内容,考核学生对所学内容的理解和掌握情况。
3单元测验(占50%):每单元学习结束后安排1次单元测验,共4次,考核学生对单元教学内容掌握情况。
(2)期中考试成绩(以100分计):第10周安排期中考试,考核学生上半学期对所学内容的掌握情况。
(3)过程性成绩评定:过程性成绩=平时成绩×50%+期中测验成绩×50%。
3.结课性成绩(期末成绩)评定
结课性考核主要考查学生对基本概念、基本定理和方法的理解与运用等。考核方式为闭卷考试。结课性成绩以100分记,依据期末考试试题的参考答案与评分细则阅卷打分。
4.总成绩评定
总成绩=平时成绩×20%+期中考试成绩×20%+期末考试成绩×60%
=过程性成绩×40%+结课性成绩(期末考试成绩)×60%。
课程大纲
第一章 整数的可除性(10学时)(支撑课程目标1、目标2、目标3)
课时目标:教学的目的和要求:1.理解整数的整除概念,掌握整除的基本性质,熟悉带余数除法定理,能运用整除性质、奇偶数特性和带余数除法解决有关数论的问题。2.理解公因数、最大公因数、互素、两两互素的概念,掌握最大公因数的基本性质,特别是两个数最大公因数的性质,熟悉运用展转相除法,会求两个数或多个数的最大公因数。3.理解公倍数、最小公倍数概念,掌握最小公倍数的基本性质,会求两个数或多个数的最小公倍数。掌握最大公因数与最小公倍数的关系,能利用这关系求最小公倍数。4.理解素数、合数概念,理解算术基本定理,会求一个数的标准分解式,能运用标准分解式求最大公因数和最小公倍数。5.理解函数[x]与{x}的概念,掌握函数[x]与{x}性质,能运用函数[x]与{x}性质解决有关数论问题。教学重点:整除的基本性质和带余除法及其应用,最大公因子的基本性质和求法,算术基本定理。教学难点:整除性质;算术基本定理;运用函数[x]与{x}性质解决有关问题。
主要内容:
1.1整除的概念、带余数除法
1.2最大公约数与辗转相除法
1.3整除的进一步性质及最小公倍数
1.4质数、算术基本定理
1.5高斯函数[x]及其应用
思政元素:介绍华罗庚、陈景润等数学家在数学方面的贡献,以及介绍相关知识点的起源,让学生明白万物皆有起源,通过数学家的事迹引导学生做任何事情都要脚踏实地,不可急功就进,要学会独立思考,激发学生要有刻苦钻研,不畏困难,不断进取,勇于攀登,勇于探索的精神。
第二章 不定方程(6学时)(支撑课程目标1、目标2、目标3)
课时目标:教学的目的和要求:1.了解二元一次不定方程、多元一次不定方程的概念,掌握二元一次不定方程有整数解的充要条件、多元一次不定方程有整数解的充要条件,会求二元一次不定方程、多元一次不定方程的一切整数解。2.知道不定方程 的正整数解的形式,会求一些简单的特殊形式二次方程形如 正整数解。了解费马大定理。教学重点:求二元一次不定方程、多元一次不定方程的整数解。教学难点:不定方程 的整数解的形式,求解形如 的不定方程的整数解。
主要内容:
2.1 二元一次不定方程
2.2多元一次不定方程
2.3勾股数
思政元素:介绍张丘建、刘徽在不定方程方面的贡献,介绍丢番图小传、孙子算经,引导学生了解知识的起源,提高学习兴趣,帮助学生建立不怕困难,勇于探索的精神,培养学生抽象到具体的辩证思维,提高学生的应用意识。培养学生追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感的教育。培养学生特殊到一般,一般到特殊,具体到抽象,抽象到具体的辩证思维。树立凡事脚踏实地,从基础做起,举一反三;从点滴做起,积跬步以至千里的理念。
第三章 同余(8学时)(支撑课程目标1、目标2、目标3)
课时目标:教学的目的和要求:1.理解整数同余的概念,掌握同余的基本性质,能运用同余基本性质解决有关数论问题。2.理解剩余类概念,掌握剩余类的基本性质。理解完全剩余系概念,知道最小非负完全剩余系、最小正完全剩余系、绝对最小完全剩余系,掌握完全剩余系的判定、整体性质和结构。3.理解欧拉函数的定义,掌握欧拉函数的基本性质。理解简化剩余系概念,掌握简化剩余系的判定、整体性质和结构;能运用欧拉函数和简化剩余系的性质解决有关数论问题。4.理解欧拉定理、Fermat定理,会运用其解决简单的有关数论问题。教学重点:同余的基本性质及其应用,完全剩余系、简化剩余系的整体性质与结构。教学难点:完全剩余系、简化剩余系的整体性质与结构,欧拉函数性质。
主要内容:
3.1同余的概念及其基本性质
3.2剩余类及完全剩余系
3.3简化剩余系与欧拉函数
3.4欧拉定理、费马定理及其应用
思政元素:介绍高斯在同余的贡献和李冶的事迹,培养学生追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。介绍数学家朱世杰的事迹,培养学生一般到特殊,抽象到具体的辩证思维培养学生利用循序渐进的方法认识、分析问题的能力。介绍欧拉在数论方面的贡献,培养学生利用应用数学知识解决问题的能力,同时培养学生的创新的精神和能力。
第四章 同余式(8学时)(支撑课程目标1、目标2、目标3)
课时目标:教学的目的和要求:1.理解同余式、一次同余式的定义,掌握一次同余式有解的充要条件,会求解一次同余式。2.理解和掌握中国剩余定理,能运用中国剩余定理求解一次同余式组。3.理解和掌握同余式 与同余式组等价及解数有关定理,会将一个一元高次同余式转化为与之等价的同余式组,会求解素数幂模一元高次同余式。4.知道素数模同余式的次数化简、同余式的次数与解的个数的关系、n次同余式有n个解的条件,了解Wilson 定理。教学重点:解一次同余式、一次同余式组。教学难点:中国剩余定理、解高次同余式的算法。
主要内容:
4.1基本概念及一次同余式
4.2孙子定理
4.3高次同余式的解数及解法
4.4素数模的同余式
思政元素:介绍秦九韶在一次同余方程中的贡献和科学家程大位的事迹,培养学生追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感,培养学生一般到特殊,抽象到具体的辩证思维,培养学生利用应用数学知识解决问题的能力,同时培养学生的创新的精神和能力。
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