電子信息專業(yè)課程對數(shù)學(xué)的需求

鄧星宇

電子信息專業(yè)課程對數(shù)學(xué)的需求

鄧星宇

數(shù)學(xué)作為一門公共基礎(chǔ)學(xué)科，是其他學(xué)科學(xué)習(xí)的輔助性學(xué)科。本文具體分析了電子信息專業(yè)課中涉及到的數(shù)學(xué)內(nèi)容，以及電子信息專業(yè)課對數(shù)學(xué)內(nèi)容的深度需求，希望能為電子信息專業(yè)的學(xué)生和老師提供參考和借鑒。

數(shù)學(xué)是一門公共基礎(chǔ)學(xué)科，很多學(xué)生都覺得數(shù)學(xué)難學(xué)，且對數(shù)學(xué)課并沒有充分重視。電子信息專業(yè)是一門以應(yīng)用為基礎(chǔ)的學(xué)科，數(shù)學(xué)作為它的輔助性學(xué)科，學(xué)好數(shù)學(xué)對于學(xué)好電子信息專業(yè)具有重要的輔助意義。所以，要想學(xué)好電子信息在專業(yè)的課程，就要了解電子信息專業(yè)對數(shù)學(xué)內(nèi)容的需求，從而更好地掌握數(shù)學(xué)的側(cè)重點(diǎn)，讓數(shù)學(xué)更好的為專業(yè)服務(wù)。

電子信息專業(yè)概述

電子信息工程是一門應(yīng)用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行電子信息控制和信息處理的學(xué)科，主要研究信息的獲取與處理，電子設(shè)備與信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用和集成等。在當(dāng)今社會，電子信息專業(yè)的應(yīng)用涉及到了我們社會生活的各個(gè)方面，如電話交換機(jī)處理電話信號，手機(jī)傳輸聲音和圖像，我我們利用網(wǎng)絡(luò)傳遞信息和數(shù)據(jù)等，都用到了電子信息專業(yè)的技術(shù)。電子信息專業(yè)主要培養(yǎng)的是具備電子技術(shù)和信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識，能從事各類電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用和開發(fā)的高等工程技術(shù)人才，屬于與理工科交叉的計(jì)算機(jī)專業(yè)。

電子信息專業(yè)的學(xué)習(xí)課程主要包括電路理論的系列課程、計(jì)算機(jī)技術(shù)的系列課程、信息理論與編碼、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、電磁場理論、自動(dòng)控制原理、感測技術(shù)等。

電子信息專業(yè)課中涉及到的數(shù)學(xué)內(nèi)容

據(jù)了解，電子信息專業(yè)主要涉及的數(shù)學(xué)知識包括以下內(nèi)容：復(fù)數(shù)、微積分、常微分方程、邏輯代數(shù)、線性代數(shù)等方面的知識，學(xué)好這幾個(gè)方面的數(shù)學(xué)知識對以下這些課程具有很強(qiáng)支撐作用。

電工基礎(chǔ)課程涉及的數(shù)學(xué)知識。電工基礎(chǔ)課程是電子類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，其中涉及了大量數(shù)學(xué)知識。例如，正弦交流電路，電路中的電流和電壓采用的是相量的表示方法，其中涉及到了數(shù)學(xué)中的復(fù)數(shù)知識；再如，在分析電路的基本方法中，電路的求解常常應(yīng)用到KVL、KCL列方程，這其中涉及到了數(shù)學(xué)中的線性代數(shù)；還有正弦穩(wěn)態(tài)交流電路和動(dòng)態(tài)電路，在分析時(shí)也常常涉及到微積分、反常積分、常微分方程等數(shù)學(xué)知識。另外，不僅電工基礎(chǔ)課程中需要線性代數(shù)知識，圖像處理技術(shù)、數(shù)字信號處理課程中都有涉及到矩陣的應(yīng)用知識。

電力電子技術(shù)課程涉及的數(shù)學(xué)知識。電力電子技術(shù)課程是電子信息專業(yè)的重要專業(yè)課之一，其中，在求晶閘管及單相可控整流電路中的平均電壓值時(shí)，在分析晶體管放大電路和帶電源的簡易函數(shù)發(fā)生器時(shí)，都會涉及到導(dǎo)數(shù)、極值、定積分等數(shù)學(xué)知識。

數(shù)字電路課程涉及的數(shù)學(xué)知識。數(shù)字電路課程中主要涉及的是三種基本邏輯門和七種組合邏輯門，其中就涉及到了邏輯代數(shù)的應(yīng)用。不過，不只數(shù)字電路中要應(yīng)用邏輯代數(shù)，單片機(jī)、C語言等課程中也要運(yùn)用到，但表示符號和名稱都有所不同。

電子信息專業(yè)課對數(shù)學(xué)內(nèi)容的深度需求

電子信息專業(yè)學(xué)生對數(shù)學(xué)課程知識的學(xué)習(xí)是為了更好地學(xué)習(xí)專業(yè)課知識，因此，不僅要指導(dǎo)需要學(xué)習(xí)哪些數(shù)學(xué)知識，還要了解所需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容深度。在電子信息專業(yè)課的學(xué)習(xí)中，我們也不難總結(jié)出數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用深度，下面以實(shí)例分析數(shù)學(xué)知識運(yùn)用的深度問題。

復(fù)數(shù)知識應(yīng)用的實(shí)例分析。正弦交流電路中的電流和電壓的瞬時(shí)表達(dá)式，就是利用三角函數(shù)的形式來表示正弦交流電變化的規(guī)律。但是由于分析和計(jì)算正弦電路時(shí)，使用三角函數(shù)表達(dá)式（或者正弦量的波形圖）比較繁瑣，十分不便。為了簡化表示方法和求解電路，引入了相量表示方法。由此可見復(fù)數(shù)知識在電子信息專業(yè)課程中的應(yīng)用深度需求：第一，要理解并掌握復(fù)數(shù)的相關(guān)概念、復(fù)數(shù)的代數(shù)表示、復(fù)數(shù)的向量表示等。第二，熟練掌握復(fù)數(shù)的加減乘除法則，能進(jìn)行計(jì)算。第三，掌握復(fù)數(shù)的三角函數(shù)和極坐標(biāo)的乘除法則，并能進(jìn)行計(jì)算。第四，熟練掌握復(fù)數(shù)的幾何意義。

微積分知識應(yīng)用的需求深度分析。微積分課程是電子信息工程類專業(yè)的必修課，它的不僅應(yīng)用在專業(yè)基礎(chǔ)課中，在專業(yè)課中也有所應(yīng)用。電子信息專業(yè)對微積分知識的需求深度主要表現(xiàn)在以下幾方面：掌握導(dǎo)數(shù)的概念、運(yùn)算法則以及導(dǎo)數(shù)的基本公式;掌握復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)方法;掌握定積分的意義，以及定積分中的換元積分法。另外，三角函數(shù)和指數(shù)函數(shù)經(jīng)常應(yīng)用在電子信息專業(yè)課中，所以這兩種函數(shù)的相關(guān)知識也要熟練掌握，如函數(shù)概念、導(dǎo)數(shù)求最值、反常積分等。

常微分方程的應(yīng)用深度分析。微分方程指描述未知函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與自變量之間的關(guān)系的方程，在電子信息專業(yè)課程中也經(jīng)常用到。常微分方程知識的需求深度分析如下：掌握微分方程的概念;熟練掌握可分離變量微分方程的解法，熟練掌握一階線性微分方程的公式求法。

邏輯代數(shù)的應(yīng)用深度分析。邏輯代數(shù)時(shí)研究和簡化邏輯函數(shù)的工具，又稱布爾代數(shù)。邏輯代數(shù)知識的需求深度主要表現(xiàn)在以下幾方面：掌握邏輯變量及其運(yùn)算方法;掌握邏輯式和真值表;掌握邏輯代數(shù)多的運(yùn)算方法。第四，還要掌握二進(jìn)位制、邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)表達(dá)式等相關(guān)知識。

線性代數(shù)的應(yīng)用深度分析。線性代數(shù)主要處理的是線性關(guān)系的問題，在電路系統(tǒng)、通信等學(xué)科課程中都有所應(yīng)用。同時(shí)，通訊中的圖像存儲也是一個(gè)二維矩陣。所以，電子信息專業(yè)的學(xué)習(xí)需要學(xué)生掌握線性代數(shù)的概念及變量方程的求解。

綜上所述，明確了電子信息專業(yè)課程學(xué)習(xí)中所涉及的數(shù)學(xué)知識內(nèi)容，以及所要學(xué)習(xí)的深度要求，能夠更好地在應(yīng)用在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中，同時(shí)更好地學(xué)習(xí)專業(yè)課的內(nèi)容知識。

（作者單位：湖南省長沙市第一中學(xué)）