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XuetangX

偏微分方程

Capital Normal University via XuetangX

Overview

本课程入选教育部在线教育研究中心“拓金计划”课程。教学内容既侧重对基础知识的传授,又注重对学生科学素养的培育,培养学生分析问题、解决问题的能力。鉴于部分专业学生缺少对《数学物理方程》科目的预备知识,在教学中通过扩展教材等方式对相关部分进行介绍,并引导学生参与自主学习,增加对相关背景知识对补充。在课程设置方面,本课程突出师范大学的教育特点,并强调物理、几何中几类经典而又重要的物理模型广泛结合。侧重对证明思想的阐述,引出科学研究方法的框架,借助对几类经典微分方程的分类研究,有效提升研究生的理论基础和专业知识水平,为后续从事科学研究奠定基础。突出学生的中心主体地位,培养和提升学生数学建模和分析解决实际问题的创新能力,提高师范生的师范技能。不断与时俱进,更新和丰富教学内容和配套学习资源。解决学生重理论轻实践或重实践轻理论的倾向,培养教学与科研兼备的专业人才。

  本课程目前的教学形式具体如下:

(1) 针对学生学业水平差异,注重因材施教,采取小班授课的方式。

(2) 注重过程性评价。本课程每次课后留有作业, 注重对作业质量的考核。一周批改一次学生作业。总评成绩注重对学习过程的全方位考察,综合参考课堂参与情况、作业质量、阶段性测验与期中、期末成绩。

(3) 创新教学方法。把传统的以板书为主的教学方法与现代信息技术结合起来,提高学习效率。在知识传授与讲解中,加强学生对数学基础理论的思考体会和融汇贯通,为进一步学习现代分析知识和进行科研工作奠定基础。

(4) 强调探究式学习。引导学生积极融入课堂的“教与学”,开展探究式、个性化学习,将科学研究中的相关方法融入教学全过程,使学生增强分析问题、解决问题的能力


Syllabus

  • 第一章 绪论:三类方程的导出
    • 1.1.偏微分方程概况
    • 1.2.波动方程建模
    • 1.3.热传导方程建模
    • 1.4.位势方程建模
    • 1.5.主要内容
  • 第二章 波动方程
    • 2.1.输运方程
    • 2.2.一维波动方程初值问题
    • 2.3.高维波动方程
    • 2.4齐次化原理与惠更斯原理
    • 2.5分离变量法
    • 2.6初边值问题Galerkin近似法和能量估计
  • 第三章 热传导方程
    • 3.1 Fourier变换及其性质
    • 3.2 热传导方程的初值问题
    • 3.3 热传导方程的初边值问题
    • 3.4 Galerkin逼近
    • 3.5 热方程的弱极值原理
    • 3.6 最大模估计
  • 第四章 位势方程
    • 4.1 基本解与格林函数
    • 4.2 极值原理
    • 4.3 能量模估计与最大模估计
    • 4.4 调和函数的性质
  • 第五章 Sobolev空间及其相关理论
    • 5.1 Sobolev空间
    • 5.2 Sobolev空间的性质
    • 5.3 Sobolev嵌入定理
  • 第六章 二阶椭圆型方程解的存在性及正则性理论
    • 6.1 弱解的存在性
    • 6.2 弱解的正则性
  • 期末考试

    Taught by

    Hailiang Li, Jiu Quansen, Niu, Dongjuan, Yue Wang, and Weiming Shen

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