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课程思政示范课程:数学模型
日期:2021-09-26 信息来源: 点击数:

一、课程基本信息

1.课程类型:学科拓展课

2.课程性质:选修

3.面向专业:计算机科学与技术、信息安全、人工智能

4.学时:34学时

5.学分:2学分

二、课程团队

1.课程负责人简介(附小二寸电子照片1张)

王苗,网络空间安全与计算机学院,人工智能系,系主任,副教授。主讲《数学模型》、《程序设计基础》、《人工智能数学基础》等课程,主持省级、校级教改项目多项,主编、参编教材多部。


2.课程团队主要成员简介(附团队成员合影1张)

司建辉,网络空间安全与计算机学院,人工智能系,讲师。主讲《数学模型》、《数字图像处理》、《运筹学》等课程。

杨芳,网络空间安全与计算机学院,计算机系,副教授。主讲《数学模型》、《专业英语》、《离散数学》等课程。


三、课程思政教学理念与目标

1.教学理念

1)潜移默化、有心无痕。

结合课程“案例式教学”特点,挖掘案例所蕴涵的思政元素,通过分析实际问题为切入点,培养学生思辨能力,将思政元素与专业知识的有机融合,在专业课的教学中伴随润物细无声的思政教育。

2)遵循认知规律,以学生为主体。

以学生为中心,调动学生的积极性和主动性,有技巧的设置互动环节,以避免学生产生倦怠情绪。发挥教师的引领作用,实现能力培养和价值引领的协同。

2、教学目标

知识

传授

目标

掌握数学模型的基本概念、建模的方法和步骤。

培养数学建模思维,为人工智能、软件开发等领域的课程奠定理论基础和实践能力。

利用数学的方法和理论分析、解决实际问题,提升思维的高阶和创新性。

思政

育人

目标

挖掘课程中蕴涵的马克思主义认识论政治经济学等思政元素,激发学生认知、情感和行为的认同。

结合辩证唯物主义的思想,通过分析教学案例,探寻合理的切入点,培养辨证思维能力。

培育求真务实、精益求精、追求卓越的工匠精神,引领学生成为有时代担当的高素质人才。

四、课程思政教学设计

1.设计理念

《数学模型》是数学理论与实际问题相结合的一门科学,具有多学科交叉和实践性强的特点。该课程以问题驱动为主,通过讲授来自工农商业、科学等领域的真实案例,培养学生应用数学工具解决实际问题的能力。结合建模案例中所蕴涵的思政元素,以实际问题分析为切入点,培养学生思辨能力,激发学生认知、情感和行为的认同,实现价值引领和能力培养相统一。

2、探寻思政元素融入点,重构教学内容

挖掘教学内容中蕴涵的辩证唯物主义认识论、矛盾论以及马克思政治经济学等思政元素,探寻专业知识与思政元素的切入点,将思政元素的育人功能与专业知识传授进行有机的融合。

部分授课案例

思政融入点

教学方法

核军备竞赛模型

国家意识

案例教学

传染病模型(SIS、SIR)

政治认同、国家意识

文化自信

案例教学、讨论、调研、分析

消费者的选择

生产者的决策

经济增长模型

马克思主义政治经济学理论

案例教学

捕鱼业的持续收获

食饵与捕食者模型

矛盾论、对立统一规律、

人与自然的和谐共生

案例教学

双层玻璃窗的功效

报童的诀窍

数学规划模型

工匠精神、责任担当

案例教学

种群的相互竞争

种群的相互依存

质量互变规律、世界普遍联系性定理

案例教学

解读CPI

市场经济中蛛网模型

实物交换模型

马克思主义政治经济学理论商品价格与供需关系

案例教学讨论

森林救火

轧钢中的浪费

传送带的效率

工匠精神、国家意识

案例教学、讨论

存在公平的选举吗

公平席位分配模型

辩证思维、矛盾论

案例教学、讨论

核军备竞赛

原子弹爆炸的能量估计

国家意识对立统一规律

案例教学、讨论

3、课程思政教学设计案例之一:

传染病模型(SIR)---微分方程模型

长期来各种传染病的肆虐给人们的生命财产带来极大的危害。随着人类文明的发展和医疗卫生水平的提高,一些传染性疫病得到了有效的控制,但一些新的、不断变异着的传染性病毒却又悄悄袭来。

在本课程中,不从医学角度分析各种传染病的特殊机理,而是按照传播规律建立微分方程模型,用数学方法描述传染病的传播过程,分析感染规律,探索抑制传染病蔓延的手段和措施。

我们以身边正在发生的“新冠疫情”为切入点,培养学生的辨证思维和集体主义观念。通过对当前疫情的分析,结合政府采取的隔离等系列措施,渗透政治认同、国家意识、文化自信等思政要素,层层深入,引导学生理解和支持政府决策,坚定爱国主义信仰。

我们引导学生自己收集国内外的真实数据,参照所学案例建立数学模型,然后分析、预测不同地区的疫情传播情况。

针对搜集到的各个地区的疫情数据,进行动态的分析,尝试预测未来走势。我们从数学建模的角度,组织学生讨论哪些因素会影响传染病的高潮到来时机、控制疫情的关键时间等。界定了医疗水平、卫生水平这两个概念,指出医疗水平与治愈率成正比、卫生水平与日接触率成反比,由此强调:当前的隔离措施体现了我国具备较高的卫生水平,这对于传染病的控制至关重要。对比某些国家的所谓“群体免疫”,指出真正的“群体免疫”应采用预防接种疫苗的手段实现。通过分析和比较,触及内心,增强民族自豪感和国家认同感。

五、课程思政教学效果与学生评价

融入思政的专业课教学取得了一定的教学效果,通过将德育内容融入数学建模的案例,层层深入、由表及里,引导学生知信行统一、践行社会主义核心价值观;在现在的学习中、未来的工作中,要锐意进取、精益求精,坚定信仰,坚持批判精神,提升科学素养。

五、教学反思

互联网时代方兴未艾,自媒体时代已然兴起,在社会多元价值观交织渗透的背景下,当代大学生的认知、情感等方面有着与以往不同的特点。坚持立德树人,是我们专业课教师责无旁贷的神圣职责。

以后的教学中,拟通过调查问卷、征询意见等多种措施,了解学生对教学环节的接受程度、对思政内容的感受等。根据反馈及时调整,切实优化教学,提升课程思政效果,更好的实现显性教育和隐性教育的协同、价值引领和能力培养的统一。




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