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一、实验教学体系建设

实验教学中心坚持做中学的实验教学理念,以培养社会所需的应用型、创新型人才为目标,按照重实践、柔性化和系统化的原则,构建了两个面向、三个层次、十个系列的数学实验教学体系。即开设以验证性实验为主的基础性实验,开设来源于不同应用领域的具有多学科交叉特色的综合性实验,开设具有探索意义的创新性实验来激发学生的学习兴趣,培养学生分析问题和解决问题的能力,实现循序渐进的分层次实验教学,促进学生知识、能力、素质全面协调发展。

1两个面向:即面向全校理工科、经济管理类专业和面向数学类专业。

面向全校理工科、经济管理类专业的数学实验包括高等数学基础课数学实验、数学模型、数学优化、数值仿真和数学建模课外科技活动。实验课程以实际问题为载体,把数学建模、数学知识、数学软件和计算机应用有机地结合,特别强调学生的主体地位,在教师的引导下,学习查阅文献资料、用所学的数学知识和计算机技术,借助适当的数学软件,分析、解决一些经过简化的实际问题,并撰写实验报告或论文,经受全方位的锻炼。

面向数学类专业的实验课程包括基础数学实验、计算机系列实验、数据处理系列实验数学优化系列实验以及针对数学类不同学科与专业的特点所开设的专业实验和实践环节,其目的是使学生通过实验验证专业知识、加深对理论知识的理解、增强理科学生的实践创新能力。

2三个层次:即根据学生的知识积累过程和知识水平,实验教学按基础层、综合层和创新层实验三个层次循序渐进地展开,三个层次体现了因材施教,由简单到复杂,由验证到设计,由基础到综合、到创新的培养过程。

1)基础层实验包括技能训练性、理论验证性、学科认知性等实验教学项目,以培养学生基本技能、基本素质、专业基本技能与专业基本素质为主,通过基础实验,拓宽学生知识面,培养学生掌握基本的技能与方法、基本分析与解决问题的能力,促进科学思维与实践能力的培养。

2)综合层实验包括综合性、设计性等实验实践教学项目,其功能是使学生掌握科学研究的基本思路和方法,培养实验设计、收集整理和分析数据信息及综合运用知识的能力。

3)创新层实验实践教学项目包括应用性、探索性实验项目以及结合毕业论文、大学生创新基金项目、学生社会实践和课外科技活动、参加教师科研等方式开展,其功能是让学生接受科学研究的基本训练,培养发现问题、分析问题、解决问题、设计研究方案的能力,培养创新思维和科学研究基本素质,提高学生实践能力、创新能力和综合素质。

3十个系列:按照两个面向实验课程的知识结构和能力培养层次,实验教学体系由高等数学系列、数学实验系列、数学建模系列、数据处理系列、数值仿真系列、数学专业基础系列、计算机系列、金融数学系列、数学优化系列、大学生科研系列十个系列组成。

数值仿真与数学实验教学示范中心实验教学体系

面向

实验系列

实验课程数

实验目的

实验层次

全校理工科、经济管理类

高等数学系列

6

提高学生实践能力,培养学生创新意识,激发学生学习数学的兴趣。

基础层

数学实验系列

5

数学建模系列(课程)

1

培养学生应用数学的能力,

提高学生的综合素质。

综合层

数学优化系列

2

数值仿真系列

3

数学建模系列(校赛)

1

培养学生创新能力、团结协作能力

和科技论文写作能力。

创新层

数学建模系列(全国赛)

1

大学生科研系列

3

基础数学系列

3

培养学生的初步的科学计算能力、

数学应用能力以及程序设计能力。

基础层

数学实验系列

5

计算机系列

5

数学建模系列(课程)

1

强化学生的数值计算基础和应用数学基础,培养学生的科学计算能力、

算法设计能力和应用创新能力。

综合层

数据处理系列

4

数学优化系列

2

金融数学系列

6

数值仿真系列

3

数学建模系列(校赛)

1

培养学生探索精神、实践能力、创新能力和综合素质,推进学生自主学习。

创新层

数学建模系列(全国赛)

1

大学生科研系列

3

二、实验课程、实验项目名称及综合性、设计性、创新性实验所占比例

中心根据各学科的专业特点,构建了包括十个系列的完备的实验课程体系,分别涵盖基础型、设计综合应用型、应用创新型等,比例搭配合理。具体见下表。

数学实验教学示范中心课程表

实验系列

实验课程名称

实验类型 项目数

学时

学分

基础型

综合、设计型

应用、创新型

高等数学系列

一元函数微积分实验

3

1

1

16

1

多元函数微积分实验

2

2

1

16

1

离散数学实验

2

2

2

32

2

线性代数实验

3

1

2

32

2

经济数学实验

3

 

3

32

2

概率统计实验

3

3

2

48

3

数学实验系列

Matlab软件实验

3

1

1

32

2

Lingo软件实验

2

2

1

32

2

SAS软件实验

2

2

1

32

2

Mathematic软件实验

2

2

1

32

2

数学实验

2

3

1

48

3

数学建模系列

数学建模实验

2

3

3

96

6

校级数学建模竞赛

 

1

3

32

2

国家级数学建模竞赛

 

1

3

64

4

数据处理系列

数据分析实验

3

2

2

32

2

数据挖掘实验

1

3

2

32

2

概率论与数理统计实验

3

3

2

48

3

多元统计分析实验

2

 

2

24

1.5

数值仿真系列

数值分析实验

1

6

 

32

2

数字图形图像处理实验

3

1

1

32

2

数值仿真实验

1

6

 

64

4

基础数学系列

数学分析实验

3

3

 

24

1.5

高等代数实验

2

2

 

24

1.5

解析几何实验

2

3

 

24

1.5

计算机系列

程序设计与算法语言实验

4

1

1

40

2.5

数据结构与算法实验

3

2

2

48

3

面向对象程序设计实验

2

3

1

32

2

数据库系统实验

1

2

1

32

2

软件工程实验

1

2

1

32

2

数学优化系列

运筹学实验

 

3

2

32

2

最优化方法实验

4

4

 

48

3

金融数学系列

国际金融实验

2

2

 

16

1

金融工程实验

4

3

 

32

2

保险精算实验

1

1

 

16

1

证券投资实验

1

3

 

16

1

金融风险管理实验

1

3

 

16

1

计量经济学实验

1

3

 

16

1

大学生科研系列

大学生科研

 

2

2

64

4

学年论文

 

2

2

32

2

毕业设计(论文)

 

2

2

64

4

 

三、实验教学与科研、工程和社会应用实践结合情况

数值仿真与数学实验教学示范中心十分重视数学实验教学与科研、工程和社会应用实践的结合,依托强大的学科背景,利用科研模式进行实验项目开发和实验教学改革。另外,实验教学在教学的研究和发展中异军突起,发挥着举足轻重的作用。

第一,实验教学中心开设的基础性、综合性、创新性实验项目,充分体现了实验教学内容循序渐进的实验教学方式。

第二,学生的研究创新实验内容几乎都与中心承担的科研课题相关。

第三,实验教师既从事实验教学,又开展科学研究。

数学实验的特征就是与工程、与社会应用实践相结合,中心在实验教学中充分体现了这一特征。中心开设的面向全校学生的系列课程中,大部分来源于工业工程、金融工程、生物工程、医药工程、航天工程、军事工程等各领域,几乎涵盖了社会应用实践所有领域。实验教学中心每年组织几十名学生参加以数学实验与工程、与社会应用实践相结合为主题的全国大学生数学建模活动,其实验教学内容不但涵盖了社会应用实践所有领域,而且还包含了国内外许多热点问题。由于教学内容具有趣味性、知识性,引起了学生极大兴趣,使学生进一步认识了数学实验在实际应用中的地位和作用,增强了实验教学的效果,彰显了数学实验的社会价值。

 

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