当前位置: 首页 >> 教学工作 >> 课程建设 >> 正文

《数学建模》优秀课程建设简介

发布者:    发表时间:2015-09-10    来源:     浏览次数:

我们组织参加了多次全国大学生数学建模竞赛,通过参赛经验,探讨了如何提高我校学生数学建模能力与水平,以及我们数理学院《数学建模》课程的教学改革措施。总的来讲,我们采取了多模块、分层次的教学模式。

一、多模块

数学建模课程的开设有助于培养学生的创新能力和提高学生应用数学知识计算机技术解决实际问题的能力。为了使学生真正做到知识、能力与素质相结合,我们把教学分成以下三个模块教学:

模块一、理论课

在理论课上,以能力培养为主要目标,明确教学指导思想。在教学中,我们将教学目的牢牢锁定在“能力培养”上。这些能力包括:

(1)发现问题、提出问题的能力。在教学中,要唤醒学生问题意识,由关注学生回答问题转向关注学生发现问题和提出问题。发现问题是思维活动中最重要的环节,没有问题的思维是肤浅的,被动的。提出问题是建立在一定的知识积累和较强的逻辑思维和语言组织能力的基础上实现的。

(2)分析问题的能力。针对具体问题,要分清主次、抓住问题实质;如果把所有因素都考虑进去,往往很难建立其数学模型。一般我们需要抓住该问题实质,把其次要因素忽略,才好把具体问题数学化。

(3) 建模能力。数学模型可以描述为,对于现实世界的一个特定对象,为了一个特定目的,根据特有的内在规律,做出一些必须的简化假设,运用恰当的数学工具,等到的一个数学结构。本课程重点不在于介绍现实对象的数学模型是什么样子,而是要讨论建立数学模型全过程。在数学建模课程的教学中,重点就是培养学生针对具体实际问题建立模型的能力。

(4) 解模的能力。当我们建立其数学模型,还需要会使用计算机求解。计算机语言是一种建模语言,因此特别在实验课的教学中,要注重学生数学解模的能力的培养

课堂教学中,“以问题为载体”,突显学生的中心地位。在课堂教学中,注重把握“五个环节”,即“提出问题一试验探索一分析归纳一课堂讨论一证明总结”。无论是实验课还是建模课,无论是开始上课还是结束内容,始终是“学生围绕问题转,教师围绕学生转”。学生的主体地位与教师的主导地位被“问题”所明确分工。

模块二、实验课

实验课是数学建模课程的一个重要组成部分,实验课主要考察学生用数学软件的解模能力。针对实验课,我们做了以下两点工作:

1、实验内容的选取 对于实验的内容,我们都是从现实问题出发,设计的问题具有开放性,体现一定的“趣闻性”;在实验数据方面,一般采取随机产生或由学号产生, 这样,有效避免了抄袭和浑水摸鱼的现象。

2、实验类型的优化 一般而言,实验的类型可以分为验证性、设计性、综合性、创新性。其中验证性实验是最为简单的。我们削减验证性实验,增加综合性、设计性与创新性实验。综合性、设计性实验是要求学生运用某一课程或多种课程知识,依靠掌握的基础理论知识和基本操作技能,完成实验全程操作的实验教学。实验题目具有一定的综合性、探索性。综合性、设计性实验教学方案的精心设计与组织实施,营造了适宜培养学生创新能力和提高素质的良好环境。

模块三、课程设计

我们明确提出了《数学建模》课程设计要为毕业设计服务的口号。 在《数学建模》课程设计中,要求大家针对具体的实际问题,参照要求参照全国大学生数学建模竞赛的格式写一篇论文。在课程设计中,我们注重培养学生查找资料、建模、计算机求解的能力,最为重要的是教会学生如何写论文。这为今后的毕业设计打下一定的基础。

二、分层次

为扩大数学建模的受益面,进一步提高我校学生的创新能力和应用能力,我们采取了以下五个层次

  1. 专业课

数学建模教学,是培养学生创新能力的重要途径。在课堂上,精心设计教学案例,开展案例教学法。教师以具体的案例作为主要的教学内容,通过具体问题的建模示例,介绍建模的思想方法。课堂上的活动一部分是老师讲授,另一部分是让学生进行课堂讨论,即由学生发言,提出对问题的理解和所建立的数学模型的认识,并提出新的数学模型,对其求解、分析、讨论,进行比较检验。

2、翔宇数学建模实验班

为了进一步提高我校学生的创新能力和应用能力,同时为9月份举行的全国大学生数学建模竞赛选拔人才, 我们开设了翔宇数学建模实验班, 使得全校师生都能有机会享受到数学建模带来的乐趣。

  1. 公选课

由于数学建模必然涉及到数值计算,而不少学生没有系统的学习过数学软件课程,在利用算法编程存在一定困难。为了进一步提高学生计算机解题能力,推广数学软件Matlab的使用,我们针对全校学生开设了“Matlab与数学实验”公选课。该门课程非常实用;例如利用Matlab数学软件包作函数图像、计算极限、积分求值、解线性方程组、求矩阵的特征值与特征向量、随机仿真、统计分析等。通过对数学现象的仔细观察,体验有关数学理论的基本思想和典型方法,加深对抽象概念的感性认识。另外,由胡平开设的《数学建模》公选课,也受到了学生的欢迎。

  1. 淮阴工学院数学建模培训平台

2010年4月到2011年4月,姜红燕老师承担了淮阴工学院数学建模培训平台建设工作,现在已结题,投入使用,近一步扩大了我校数学建模收益面。

5、数学建模协会 通过数学建模协会,组织数学建模爱好者参与数学建模各项活动;我们每年从数学建模协会会员中选拔优秀者参与暑期数学建模培训和全国大学生数学建模竞赛。

6、举办各类竞赛 在课外,我们通过一些竞赛来提高数学建模爱好者的热情例如通过数学建模协会举办的“数学建模群英赛”、学校举办的淮阴工学院数学建模竞赛以及全国大学生数学建模竞赛,提高学生数学建模能力。

近三年本科生、研究生数模竞赛获奖情况

2012年

江苏赛区一等奖: 范春歌 卢婷 高杰

江苏赛区二等奖: 张志成 周美媛 白双杰

2013年

全国二等奖: 仝伟亮 陈雪 董琪

江苏赛区二等奖: 袁海峰 孙国瀚 丁盼

2014年

全国二等奖:刘峥 徐天雷 沈程

全国二等奖:张宇 仝伟亮 白双杰

江苏赛区一等奖:丁鲁荣 陆东升 宗其军

江苏赛区一等奖:陆嘉文 董浩 张其

辅导全国研究生数学建模竞赛获奖情况

2013

全国三等奖 徐湖、余程凤、曹月乔

2014

全国三等奖 徐湖、余程凤、曹月乔

全国三等奖 王菲菲 袁小青 柳晓平