工程數(shù)學可讓工科學生更加方便地處理工程常見問題。工科專業(yè)的學生在大一學習完高等數(shù)學課程后，基本會被要求學習線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、復變函數(shù)、數(shù)值分析方法等工程數(shù)學基礎(chǔ)課程。在進入信號與系統(tǒng)、自動控制原理、電機學等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的學習后，會用到工程數(shù)學基礎(chǔ)知識。然而，部分講授數(shù)學課程的老師通常主要從事數(shù)學方面的研究和教學工作，缺乏一定的專業(yè)背景，會對數(shù)學在專業(yè)中的應(yīng)用缺乏連貫性的講解，從而會導致本科生在學習這些數(shù)學知識時，存在一定的困惑，例如，線性代數(shù)中矩陣的奇異性判斷為什么定義為行列式為0與否，在工程上有什么用？復變函數(shù)中計算留數(shù)是為了做什么？為什么在傅里葉變換公式的基礎(chǔ)上多加一個就成了拉普拉斯變換？拉普拉斯變換顯然是復變函數(shù)形式的，它又為什么可以用來解高等數(shù)學中的微分方程？工程上實際不能實現(xiàn)的沖激函數(shù)為什么在信號處理和自動控制原理中那么重要？它與經(jīng)常用的階躍信號有什么關(guān)系？ 本書作者在求學的過程中，也對類似的問題心存疑惑，后長期從事自動化和電力系統(tǒng)仿真方面的教學和科研工作，逐漸有所理解。因此，作者嘗試在MATLAB課程教學中，將MATLAB編程與工程數(shù)學知識點融合，使學生在大一或大二學習MATLAB課程的過程中，回顧和總結(jié)所學的數(shù)學知識，并與正在開展的專業(yè)基礎(chǔ)入門課程融合，更好地理解專業(yè)知識點。作者在長沙理工大學電氣與信息工程學院進行了近十年的教學嘗試，從學生反饋的意見來看，該課程起到了承前啟后的作用，在一定程度上能夠幫助學生更好地掌握專業(yè)知識， 同時避免了在MATLAB教學過程中，僅講授語法和編程，從而與C語言課程功能重疊的缺陷。經(jīng)十年左右的規(guī)劃和持續(xù)努力，該項目在2022年入選了湖南省一流本科課程(線上線下混合)。本書的特色如下。(1) 大多數(shù)章節(jié)以二階電路的響應(yīng)計算為基本例題，結(jié)合物理過程，介紹數(shù)學原理，在完成具體目標的過程中，將MATLAB軟件的使用方法、常用數(shù)據(jù)類型、編程語法、內(nèi)建函數(shù)、simulink工具箱的使用等內(nèi)容分散在各章節(jié)中介紹。由于MATLAB的語法相對松散，內(nèi)建函數(shù)眾多，只需要確實掌握基本內(nèi)容，就可以舉一反三地學習其他內(nèi)容。(2) 本書配套實現(xiàn)了多種數(shù)字資源，除了常規(guī)的PPT、程序，還提供MATLAB的mlx文件形式的交互式課件、融入思政內(nèi)容的課堂教學過程，具體可掃描本頁二維碼查看。(3) 開發(fā)了對外開放的參數(shù)化網(wǎng)絡(luò)實驗平臺，在長沙理工大學官網(wǎng)試運行。參數(shù)化的習題系統(tǒng)的實現(xiàn)克服了傳統(tǒng)題庫數(shù)量有限的缺點，題目的變量名稱、數(shù)值等由算法隨機生成，學生完成代碼后的核對過程由后臺算法實現(xiàn)，在避免學生抄襲作業(yè)的同時，大幅度減小了教師檢查作業(yè)的工作量，并在大數(shù)據(jù)分析和查詢功能不斷完善的條件下，進一步輔助教師和教學管理人員監(jiān)控教學質(zhì)量。本書可以作為工科生的MATLAB編程類課程的教材，也可以作為研究生電力系統(tǒng)仿真課程的輔助資料，同時，對工科專業(yè)的科研技術(shù)人員而言，該書對掌握相關(guān)理論基礎(chǔ)知識也有一定的參考價值。由于作者水平有限，看問題的角度單一，書中難免存在不足之處，也期待同行專家進行批評指正。本書的撰寫得到了長沙理工大學曾喆昭教授、王文副教授、席燕輝副教授等老師的相關(guān)指導和幫助，研究生程浩宇、符彪世、夏楚恒，本科生羅冰倩、扶祺等同學也在查找資料和編寫部分源代碼方面做出了非常有益的工作。本書編寫時間較長，期間還有很多參與過的同學，不一一列舉，在此一并致謝。作者2023年5月