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和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。