大学数学《数学流行病学》教案（2025-2026学年）

大学数学《数学流行病学》教案（2025—2026学年）一、教学分析1.教材分析《数学流行病学》教案针对大学阶段的学生设计，属于数学学科中的应用数学分支。该课程内容紧密结合教学大纲和课程标准，旨在培养学生运用数学工具解决流行病学问题的能力。本课程在单元乃至整个课程体系中占据重要地位，既是对基础数学知识的巩固和拓展，也是连接数学与其他学科的桥梁。核心概念包括流行病学模型、参数估计、预测分析等，技能则涵盖数学建模、数据分析、概率统计等。2.学情分析针对大学数学《数学流行病学》的教学，学生通常具备一定的数学基础和逻辑思维能力。然而，由于流行病学领域涉及的专业知识，学生可能对相关概念和模型理解不够深入。此外，学生在实际操作中可能面临数据处理、模型建立等方面的困难。因此，教学设计需关注学生的已有知识储备和生活经验，针对可能存在的易错点和混淆点，如概率分布的理解、参数估计的误差分析等，进行针对性的教学设计。3.教学目标与策略本课程的教学目标包括：帮助学生掌握流行病学模型的基本原理和方法，提高运用数学工具解决实际问题的能力；培养学生批判性思维和创新能力。为实现这些目标，教学策略应注重理论联系实际，采用案例教学、小组讨论等方式，激发学生的学习兴趣，同时通过练习和测试，确保学生达到课程要求的达标水平。二、教学目标1.学生能够在给定流行病学问题的情况下，运用数学建模方法（ABCD：学生在给定流行病学问题的条件下，能够通过设计数学模型，以书面形式表现出使用数学方法分析问题的能力，达到至少80%的准确率。）2.学生能够理解并解释基本的流行病学模型，包括SIR模型、SEIR模型等（ABCD：学生在阅读相关材料后，能够在小组讨论中，通过口头和书面形式，准确解释至少两种流行病学模型的基本原理，达到至少70%的准确性。）3.学生能够运用统计学方法对流行病数据进行初步分析，并解释分析结果（ABCD：学生在分析流行病学数据集时，能够正确选择和运用适当的统计方法，并在报告中准确解释分析结果，达到至少85%的准确性，并在课堂测试中取得平均分数高于75分的成绩。）本教学目标结合了数学学科核心素养与人才培养的全面能力提升，旨在通过具体、明确、可观测的学习活动，培养学生解决实际问题的能力，并为学生提供评价个人进步和课程成效的标准。三、教学重难点教学重点：掌握流行病学模型的基本原理和参数估计方法，能够设计简单的数学模型分析流行病问题。教学难点：理解模型的动态行为，处理复杂的数据分析，以及准确解释模型预测结果的实际意义。难点产生原因在于模型的抽象性和数据分析的复杂性，需要结合具体案例和实际数据进行深入讲解和练习。四、教学准备为了确保教学活动的顺利进行，我将准备以下教学资源：制作包含图表、公式和实例的多媒体课件；准备相关的教具和模型，以便直观展示流行病学模型；收集并整理音频视频资料，以丰富教学案例；设计任务单和评价表，以引导学生进行主动学习和自我评估。同时，学生需要预习教材内容，收集相关资料，并准备好画笔、计算器等学习用具。此外，我还会精心布置教学环境，包括合理排列小组座位和设计黑板板书框架，以营造良好的学习氛围。五、教学过程1.导入（5分钟）1.1教师活动播放一段关于流行病学研究的视频，引起学生的兴趣。提问：什么是流行病学？它在公共卫生领域有何重要性？1.2学生活动观看视频并思考视频中的问题。学生分享对流行病学的初步理解。1.3预期行为学生能够理解流行病学的基本概念和重要性。学生对学习流行病学产生兴趣。2.新授（30分钟）2.1教师活动介绍流行病学的基本模型，如SIR模型、SEIR模型等。讲解模型的基本原理和参数估计方法。通过实际案例展示如何运用模型分析流行病问题。2.2学生活动跟随教师学习流行病学模型的基本原理和参数估计方法。通过小组讨论，分析案例中的流行病问题。2.3预期行为学生能够理解流行病学模型的基本原理和参数估计方法。学生能够运用模型分析简单的流行病问题。3.巩固（15分钟）3.1教师活动提供一些练习题，让学生巩固所学知识。组织学生进行小组练习，解答疑难问题。3.2学生活动独立完成练习题，并在小组内讨论问题。3.3预期行为学生能够巩固所学知识，并能够独立解决简单的流行病问题。4.小结（10分钟）4.1教师活动总结本节课的重点内容。强调流行病学模型在实际应用中的重要性。4.2学生活动回顾本节课的学习内容，提出自己的疑问。4.3预期行为学生能够总结本节课的重点内容，并理解流行病学模型在实际应用中的重要性。5.作业（10分钟）5.1教师活动布置作业，要求学生完成相关的练习题。提醒学生注意作业的时间和格式要求。5.2学生活动完成作业，并认真检查。5.3预期行为学生能够完成作业，并能够在规定的时间内提交。6.评价与反思（5分钟）6.1教师活动收集学生的作业，评价学生的学习效果。反思教学过程中的不足，并提出改进措施。6.2学生活动参与评价过程，了解自己的学习情况。6.3预期行为学生能够参与评价过程，了解自己的学习情况，并能够根据评价结果调整学习方法。7.教学延伸（5分钟）7.1教师活动提供一些参考资料，鼓励学生进行进一步的学习。组织学生进行小组讨论，分享自己的学习心得。7.2学生活动查阅资料，进行小组讨论。7.3预期行为学生能够通过查阅资料和小组讨论，拓宽自己的知识面，并能够分享自己的学习心得。8.总结本节课通过导入、新授、巩固、小结、作业等环节，帮助学生掌握流行病学模型的基本原理和参数估计方法，并能够运用模型分析简单的流行病问题。通过评价与反思，教师能够了解学生的学习情况，并调整教学策略。通过教学延伸，学生能够拓宽自己的知识面，并能够分享自己的学习心得。六、作业设计1.基础性作业内容：完成教材中的练习题，包括流行病学模型的参数估计、数据分析和模型验证。完成形式：书面练习，要求学生独立完成，并附上解题过程。提交时限：下节课前。预期能力培养目标：巩固学生对流行病学模型基本原理的理解，提高计算能力和数据分析技能。2.拓展性作业内容：选择一个实际的流行病案例，运用所学知识进行模型构建和分析。完成形式：研究报告，包括模型构建、数据分析、结果解释和结论。提交时限：两周内。预期能力培养目标：培养学生的应用能力和批判性思维能力，提高学生将理论知识应用于实际问题的能力。3.探究性/创造性作业内容：设计一个新的流行病学模型，并尝试解决一个假设性的流行病问题。完成形式：研究报告，包括模型设计、数学推导、模拟分析等。提交时限：一个月内。预期能力培养目标：激发学生的创新思维，培养学生的科研能力和独立解决问题的能力。七、教学反思1.教学目标达成情况通过本次教学，学生基本掌握了流行病学模型的基本原理和参数估计方法，能够运用模型分析简单的流行病问题。然而，部分学生在处理复杂的数据分析时仍显困难，说明教学目标在数据分析能力方面的达成度有待提高。2.教学环节与学情分析学情分析中，对学生已有知识储备和生活经验的估计较为准确，但对学生可能存在的学习困难估计不足。例如，在模型验证环节，部分学生对