《数学建模实践》课程教学大纲

ADDINCNKISM.UserStyle《数学建模实践》课程教学大纲一、课程基本信息课程号2023D00107开课单位网络空间安全与计算机学院课程名称（中文）数学建模实践（英文）PracticeofMathModeling课程性质选修考核类型考查课程学分1课程学时34学时课程类别学科基础课程（学科拓展课）适用专业（类）计算机科学与技术、信息安全、人工智能二、课程描述及目标（一）课程简介数学模型是研究如何将数学方法和计算机知识结合起来用于解决实际生活中存在问题的一门边缘交叉学科，是集经典数学、现代数学和实际问题为一体的一门新型课程，是应用数学解决实际问题的重要手段和途径。《数学建模实践》课程是数学模型课程的实践环节，通过用数学软件借助于计算机，完成所建立的数学模型的求解与结果分析，以培养学生的实际动手能力，提高应用数学软件的应用能力，提高应用数学原理方法解决实际问题的能力。本课程主要包括认识三大软件（Matlab、Lingo和SPSS）、初等模型、简单优化模型、数学规划模型、微分方程模型、离散模型、概率模型、统计模型等实践项目。（二）教学目标《数学建模实践》课程，通过具体实例引入使学生掌握数学建模基本思想、基本方法、基本类型。学会进行科学研究的一般过程，并能进入一个实际操作的状态。通过数学模型有关的概念、特征的学习和数学模型应用实例的介绍，培养学生双向翻译能力，数学推导计算和简化分析能力，熟练运用计算机能力；培养学生联想、洞察能力、综合分析能力；培养学生应用数学解决实际问题的能力。课程目标1：掌握数学建模的基本方法和步骤，利用Matlab、Lingo、SPSS软件，进行数学模型求解课程目标2：增强学生数学建模意识、提高数学建模能力，提升学生分析、解决实际问题的能力，培养创新能力课程目标3：培养团队合作精神，增强沟通能力。课程目标4：具备独立找到问题、分析问题、解决问题的能力，达到自主学习、终身学习的目的。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标1-2具有计算机科学、信息安全、人工智能领域需要的数据分析能力，能针对具体的对象建立数学模型并利用计算机求解课程目标12-2能基于相关科学原理和数学模型方法正确表达和分析计算机科学、信息安全、人工智能的复杂工程问题课程目标2课程目标45-2能够选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具、现代信息技术工具和相关辅助软件对计算机科学、信息安全、人工智能领域的复杂工程问题进行分析、计算与设计课程目标2课程目标49-2：能够在团队中独立承担任务，合作开展工作，完成工程实践任务；课程目标311-1掌握计算机科学、信息安全、人工智能工程项目中涉及的管理与经济决策方法课程目标2课程目标412-1能在最广泛的技术变革背景下，认识到自主和终身学习的必要性课程目标4四、教学方式与方法教学方式：教师讲授实验原理，学生上机实验和讨论，撰写实验报告。教学方法：在教师的指导下以学生在计算机上动手、动眼、动脑为主，通过利用数学软件做实验，对所建立的数学模型进行求解，并对实验结果做出分析与评价，完成实验报告。五、实践内容、基本要求与学时分配序号实践内容基本要求学时方式对应课程目标1认识Matlab软件了解Matalb软件的功能和界面、运行方式；掌握两种M文件的使用方法、函数绘图功能、符号计算和数值计算、Matlab基本程序编程及帮助。4实训课程目标12认识Lingo软件初步掌握Lingo软件的运行与安装、熟悉操作环境和基本函数的使用，模型文件(.lg4)文件的建立与运行。4实训课程目标13认识SPSS软件了解SPSS软件的功能和界面、运行方式；能够使用SPSS建立数据文件、描述数据特征、分析挖掘数据内在规律等。4实训课程目标14简单优化模型通过该模型的实验，使学生理解微分法建立模型，并利用Matlab进行模型求解，并作敏感性分析。2实验课程目标1课程目标2课程目标36数学规划模型通过该模型的实验，使学生理解数学规划建立优化模型，利用Lingo进行编程求解，并进行敏感性分析。4实验课程目标1课程目标2课程目标37微分方程模型通过该模型的实验，使学生理解微分方程稳定性分析的方法，并利用Matlab软件编程确定微分方程的平衡点，并分析平衡点稳定的条件。4实验课程目标1课程目标2课程目标38离散模型通过该模型的实验，使学生理解层次分析方法建立模型，并利用Matlab进行权向量计算以及一致性检验。2实验课程目标1课程目标2课程目标39统计模型通过该模型的实验，使学生理解回归分析方法建立模型的一般过程，并利用Matlab进行回归模型的求解，并对所建立的模型进行评价以及改进。2实验课程目标1课程目标2课程目标310数学建模竞赛实训介绍数学建模竞赛相关事项，以实际建模竞赛赛题为题目，学生三人一组，进行资料检索、建模、求解，并完成论文8合计34（注：实践内容应当具体可测，明确基本要求和实现方式，如实习、实训、社会调查、参观考察、下乡实践、写生等。）六、实践成果呈现要求实践成果呈现方式，包括实验报告、数学模型论文。七、学业评价和课程考核（一）考核类型：考试考查（二）考核方式：实践报告实践作品项目汇报其它：实验报告+数学模型论文（三）成绩评定：考核依据建议分值（百分比）考核/评价细则对应课程目标过程考核100%课堂表现20%根据学生出勤情况，以及课上实验的表现给出评价课程目标1实验报告30%主要考虑实验方案的制订和上机执行的情况进行评价课程目标1课程目标2模型论文50%实验报告是否上交、实验报告的撰写规范情况、实验报告的内容是否完整等进行评价课程目标3课程目标4期末考核0%以平时考核作为期末成绩八、课程目标达成评价课程目标的实际达成效果计算方式如下，达成值越高，教学效果越好。课程目标达成度毕业要求指标点达成度九、教材与教学参考书（一）教材《数学模型》，姜启源、谢金星、叶俊，高等教育出版社，2018年5月，第5版。（二）教学参考书1、《数学模型》，姜启源、谢金星、叶俊，高等教育出版社，2011年1月，第4版。2、《数学模型（第五版）习题参考解答》，姜启源、谢金星、叶俊，高等教育出版社，2018年5月，第1版。3、《数学建模方法与分析》(英文版)，(美)米尔斯切特著，机械工业出版社，2014年，第4版；4、《数学建模方法及其应用》，韩中庚编著，高等教育出版社，2017年12月，第3版。（三）参考资料1、《M