计科实践教学活动安排手册.docx
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计科实践教学活动安排手册
2015年实践教学活动安排方案
专业：
信息与计算科学
年级：
14011402120112021301
学生人数：
200人
制定时间：
2015年12月1日
信息与计算科学专业2015年实践教学活动安排
一、实践教学的培养目标
培养具有良好的数学基础和数学应用能力、数学思维能力以及实践创新能力，熟练应用信息技术与计算技术的基本理论、方法与技能，熟练应用数学建模思想和高性能的计算技术解决经济生活中的复杂问题，适应社会经济与科学技术发明与创新的发展要求、培养富有合作精神和实践能力的应用型创新人才。
二、实践教学的时间安排及组织形式
信息与计算科学专业实践教学活动实施方案，按照《西安财经学院关于进一步加强本
科应用型创新人才培养工作的原则意见》（西财党字[2010]35号）的文件精神，结合我系实际，为实现培养应用型创新人才的目标，促进大学生合作养成精神，决定在2014-2013学年第2学期的20周、21周实施实践教学，由各个实践小组的指导教师命题，学生选题，根据选题情况采取集中与分散相结合的实践形式。
为加强对该项工作的管理，制定本方案，加强实践教学环节教学。
三、实践教学的内容安排
（一）一年级学生实践内容安排
结合本专业指导教师实践小组命题，按实践教学内容一（以计算科学与信息科学的核心课程与研究方向为主线）的教学内容（数学分析、高等代数、空间解析几何）,应用Matlab软件在《数学实践性教学基地》开展对一年级学生的基础数学运算实验教学（共两周60H）。
主要实践内容为：
①高等代数（上下册）矩阵与行列式运算（讲课10H，练习10H）；
②数学分析（上册、中册）极限、导数、不定积分、定积分、无穷级数等数值计算实验（讲课10H，练习10）；
•③空间解析几何曲线作图，曲面作图试验（讲课10H，练习10H）；
（二）二年级学生实践内容安排
根据各位指导教师的实践命题，按实践教学内容二（以数学建模活动为实践活动的龙头）开展对专业课程（C语言程序设计、VC++程序设计、运筹与优化、数学建模等）的建模与程序设计实验等各项实践，对大二学生在〈数学实践性教学基地》进行实践教学（60H）。
主要实践内容为：
①线性规划建模与程序设计（讲课4H，练习10）；
②整数规划与此0-1规划建模与程序设计（讲课4H，练习10）；
③无约束极值建模与程序设计（讲课4H，练习12）；
④非线性规划建模与程序设计（讲课4H，练习12）。
（三）三年级学生实践内容安排
根据各位指导教师的实践命题，按实践教学内容3（强化和突出计算科学与信息技术在市场经济活动中的创新与应用）相关课程（运筹与优化、数学建模、西方经济学、经济计量学、经济控制论、统计学、非参数统计、金融工程学，证券投资分析、时间序列分析、统计分析软件、分形与混沌等）聘请校外两家实习单位来校协助指导软件开发等实践活动。
实践内容：
在JAVA、VC++、VFP、Matlab等软件平台上从事小型软件开发（60H）
•
附:
各实践教学小组简介及具体安排
本科生实践教学小组活动实施方案说明材料
统计学院计科系
2015年12月1日
一、数学建模小组简介
数学模型（MathematicalModel）是一种模拟，是用数学符号、数学式子、程序、图形等对实际课题本质属性的抽象而又简洁的刻划，它或能解释某些客观现象，或能预测未来的发展规律，或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略。
数学模型一般并非现实问题的直接翻版，它的建立常常既需要人们对现实问题深入细微的观察和分析，又需要人们灵活巧妙地利用各种数学知识。
这种应用知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型的过程就称为数学建模（MathematicalModeling）。
不论是用数学方法在科技和生产领域解决哪类实际问题，还是与其它学科相结合形成交叉学科，首要的和关键的一步是建立研究对象的数学模型，并加以计算求解（通常借助计算机）。
数学建模和计算机技术在知识经济时代的作用可谓是如虎添翼。
师资队伍简介：
曾小龙硕士毕业于西北大学数学系。
研究方向：
微分定性与稳定性理论、金融数学、数学建模、程序设计。
王培勋教授，计科系主任。
研究方向：
非线性动力系统。
崔艳硕士毕业于西北大学计算数学。
研究方向：
优化方法。
崔喜宁硕士，毕业于西北工业大学数学系。
研究方向：
微分方程数值解。
张争力硕士毕业于陕西师范大学数学系，研究方向：
代数论
统计学院实践教学活动方案
系部：
信息与计算科学系填表日期：
2014年06月15日
实践小组名称
数学建模小组
类型
创业训练
指导
老师
信息
姓名
曾小龙
性别
男
所在系部
信息与计算科学系
职称
副教授
研究方向
数学建模方法及求解
1.选题背景
数学模型（MathematicalModel）是一种模拟，是用数学符号、数学式子、程序、图形等对实际课题本质属性的抽象而又简洁的刻划，它或能解释某些客观现象，或能预测未来的发展规律，或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略。
数学模型一般并非现实问题的直接翻版，它的建立常常既需要人们对现实问题深入细微的观察和分析，又需要人们灵活巧妙地利用各种数学知识。
这种应用知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型的过程就称为数学建模（MathematicalModeling）。
不论是用数学方法在科技和生产领域解决哪类实际问题，还是与其它学科相结合形成交叉学科，首要的和关键的一步是建立研究对象的数学模型，并加以计算求解（通常借助计算机）。
数学建模和计算机技术在知识经济时代的作用可谓是如虎添翼。
2.主要内容
第一学年：
掌握基础，数学分析、空间解析几何、高等代数；
第二学年：
概率统计、微分方程、程序设计（C）、matlab应用；
第三学年：
解决一些小模型、建模比赛的模型；
第四学年：
利用数学建模解决现实中的金融、工程、经济、决策问题。
3.组织形式
分工合作工作，培养团队合作能力。
1.预期目标根据实际问题，建立模型解决问题。
二、证券投资技术分析实验小组简介：
在市场经济迅速发展的过程中，证券投资市场已成为我国经济发展中最具有活力的一个市场。
作为财经院校学生，通过亲身参加这项实验活动，可加强学生对金融市场运作的了解和认识，学会应用数学与统计学等知识来分析和预测证券市场行情的变化。
信息与计算科学系《证券投资技术分析》实验小组成立于2012年，实验指导教师王培勋，近年来在证券投资方向发表论文多篇，实验小组成员现有5人，小组活动从开展以来，于2013年申请到陕西省大学生创新实践项目一项。
在这项活动的开展下，2012届、2013届、及2014届毕业生完成了《股票市场中的均线分析系统研究》，《股票市场中涨停板买入后收益率的统计分析》，《MACD指标发生金叉后买入的收益率统计分析》，《RSI相对强弱指标金叉后买入的收益率的统计分析》等多篇毕业论文。
在小组活动的开展下，前期小组成员已完成了从《大智慧》股票软件到MATLAB数据格式转换处理的计算机数据处理程序，对沪深两市两千多只股票按日均成交量数据的《大智慧》行情数据格式转换为MATLAB数据格式，然后按超级大盘股、大盘股、中盘股、小股股、袖珍股等五类完成分类，大约需要三百多秒时间。
利用各项技术指标进行统计分析的实验工作，目前正在进行，且已取得了一些阶段性的成果。
随着这项活动的逐步开展，将会有大批研究成果相继问世。
由于证券市场行情的变化和宏观经济形势的发展密不可分，通过本项实验，可开拓学生的视野，增强学生分析问题和解决问题的能力，进而提高学生的创新实践能力。
作为财经类院校，提高学生对证券市场活动的研究能力和预测能力，将彰显出西安财经学院的办学特色。
指导教师：
王培勋，男，教授，信息与计算科学系主任.
统计学院实践教学活动方案
系部：
信息与计算科学系填表日期：
2014年6月15日
实践小组名称
证券投资技术
分析实验小组
类型
创新实践团队
指导
老师
信息
姓名
王培勋
性别
男
所在系部
信息计算科学
职称
教授
研究方向
数据挖掘与数据分析
1.选题背景
我国证券市场从1992年运行以来已经有近三十多年的发展历史，截止目前，仅股票市场就已有两千四佰多只，多加股指期货及各类基金，已形成一个种类齐全的有价证券市场。
由于证券投资是一种风险性投资，行情变化不仅受我国宏观经济形势变化的影响，而且也受上市公司的生产发展与业绩前景、市场存量资金、市场增量资金、银行存款准备金率、银行存款与贷款利率的变动等多种因素的影响。
各种因素迭加的合力挠动，形成了股价的永久性的波动走势。
由于股价的走势具有短期的惯性和超买超卖的反转性潜在规律，从而产生了形形色色的各类判定股价走势的指术指标，如随机指标KDJ随机指标、相对强弱指标RSI，量积能量线指标OBV、布林带BOLL、动力指标MTM、平滑异同移动平均线指标MACD等等。
本实践小组选定以KDJ等六类等六类指标为研究对象，针对其短周期与长周期在不同参数设置下的投资收益率进行深度的数据挖掘来开展实验与研究。
由于我国证券市场目前实行的是T+1交易制度，且各类技术分析指标因股票盘面大小而有显著性差异，如超级大盘股和创业板股票在同一指标公式在相同参数的设置下会出现不同的走势。
因此各类技术指标公式不能千遍一律地去套用，而应分盘面大小和板块种类有区别地去修改参数后再进行套用。
针对不同种类和不同的流通盘大小的股票种类，要想选出KDJ等六类指标的最优参数，需要从沪深两市的股票交易的历史数据库中调取海量的数据，并对它们进行深度的挖掘和研究，根据不同的周期参数，通过穷举法对其收益率进行对比分析，才能选出一项收益率最大的参数设置，并对其给出可信度分析的结论。
针对KDJ等六类技术指标，应用数据挖掘的方法通过对历史数据库中海量数据进行分类分析、聚类分析及不同的参数选取，从中遴选出最优的参数是一项庞大的系统工程。
通过这项实践活动的开展，可以引导大学生学会用数学与统计分析的方法去发现隐藏在经济现象中某些规律，学会用统计分析的方法来发现KDJ等六类技术指标公式中的最优化参数值。
2.主要内容（分学年写），
第一学年，组织本实践小组学生，了解我国证券市场运行的基本情况，观察股价的变化现象。
为增强学生的研究兴趣，可帮助学生在网上开设一个免费的虚拟帐户，并对应实盘,指导学生按KDJ等六类技术指标进行虚拟操作，从中感悟出股价变化的一般规律。
通过实盘观察，总结股价的变化的规律，评论现有KDJ等六类技术指标的优缺点及其应用方法，提出改进意见，写出阶段性学年论文。
第二学年，组织实践小组学生,针对KDJ等六类技术指标，观察它在不同种类和不同盘面大小的股票行情操作中的差异，根据观察结果，选出有共性特征的股票作为训练集样本，根据所选出的样本，编写寻找KDJ等六类指标的最优参数的计算机程序，选出局部最优的参数值。
在从海量数据中选出一些股票作为测试集，通过测试过程对参数进行优化修正，确立最优参数的技术指标公式。
应用优化后的公式，对沪深股市中所稳选中的样本股标进行跟踪测试，统计出不同持股周期下的最大收益率的数据，并给出能反映在不同参数下按KDJ等六类指标发生金叉后买入股票的收益率图或收益率表,并形成阶段性的实践成果报告.
第三学年，根据第二学年的实践成果，针对你发现KDJ等六类指标所存在的缺陷，应用各类挖掘工具从沪深股市的海量数据库中进行深度挖掘,提出对该指标公式的改进与创新。
针对所提出的新的公式进行测试分析，反复修改，直到检测通过，形成创性实践成果，并撰写成学年论文。
第四学年，根据前三学年的阶段性结论，对KDJ等六类指标进行系统化研究与分析，按章节组织材料，组织成一项系统化的研究报告，形成KDJ等六类技术指标使用方法的系统化材料。
并将其中最精彩的具有创新内容的部分整理成毕业论文。
3.组织形式
由指导教师拟学出实践步骤与指导意见，组织学生在数学实践性教学基地进行实盘演练，指导学生了解证券市场中股票投资知识，了解KDJ等六类技术指标的使用方法及操作原则。
针对该项技术指标与各类股票的股价运行的关系，分类型编写计算计程序，按不同参数下指标发出买入信号后买入所得收益率的数学期望对指标进行选优。
这是一个边实验，边研究，边修改的反复实践过程。
计划每五周开展一次集体操作与讨论，每次都要给出一个实践结果的结论。
每为学期最后一次分布置学生完成实践总结材料。
4.预期目标。
（1）按学年完成一篇实践报告，组织申报一次省级及以上的创新实践项目.
（2）对研究成果要求发表两篇实践结果的小论文.能够在证券行业胜任软件编写与研究工作
三、统计信息处理方法及应用实践小组简介
随着社会的发展，科技的进步，数据积累越来越多，基于数据的分析与
处理越来越重要起来，本实践题目主要面向我院统计学的特色，我专业信息与计算科学专业这一实际情况，希望将两者有机联系起来，开展经济统计与统计数据处理实践探索，培养学生统计信息处理的能力。
整个内容主要包括：
1.经济、社会等某一行业数据的调查、收集。
2.学生学习统计学数据处理的常用方法：
相关分析、回归分析、主成分分析、因子分析等，同时学习掌握处理这些方法的软件如spss，Matlab等。
3.根据学习的统计学方法处理得到的经济、社会行业数据，给出相关的分析结果，解释社会现象。
4.数据分析高级方法：
神经网络、支持向量机、大数据挖掘等初步问题。
上述4个内容可作为大学4年实践内容来开展，其中第4个内容可作为大四毕业论文来开展。
因此，上述4个内容是分阶段分步骤的：
大一可开展第1个内容，会简单根据直觉给出主要结论。
大二可开展第2个内容，学习相关统计处理方法。
大三可开展第3个内容，针对相关问题数据，开展统计分析。
大四可开展第4个内容，完成一篇有一定创新的毕业论文。
本实验课题针对喜好统计学的学生或者喜好数据信息分析处理的学生，因材施教，有所侧重，达到学以致用，以期提高大学生的实践能力与专业技能。
师资队伍简介：
李爽博士毕业于西北工业大学。
研究方向：
非线性动力系统
统计学院实践教学活动方案
系部：
计科系填表日期：
2014年6月15日
实践小组名称
统计信息计算方法及应用
类型
创新训练
指导
老师
信息
姓名
李爽
性别
男
所在系部
计科系
职称
副教授
研究方向
非线性动力学
实践教学活动计划：
1.选题背景，2.主要内容（分学年写），3.组织形式，4.预期目标。
1.选题背景
本实践活动主要培养学生对社会、经济等问题调查、调研能力，进而尝试利用统计学、信息计算科学方法对调查得到的数据进行分析处理的能力，根据分析结果给出合理解释，为企业、政府等提供良好的建议或参考。
2.主要内容
（1）大一、大二侧重调查、调研实际经济、社会问题中某一具体情况；
（2）大三主要学习进一步处理这些问题的统计与信息处理方法；
（3）大四利用学习的方法完成调研问题的数据分析与处理，完成毕业论文设计。
3.组织形式
采用分散与集中相结合形式。
4.预期目标
锻炼学生实践能力，提高学生创新能力，完成一篇高质量毕业论文，培养应用创新型人才。
四、科学计算与图像处理实践小组简介
图像作为信息的一种载体，已成为人们获取信息的主要形式。
在图像的采集、传输、存储等过程中需要对其做各种各样的处理。
图像处理作为信息技术核心之一受到了广泛关注。
图像处理已成为计算数学、应用数学、信息与信号处理、自动化等专业关注的热点方向之一。
图像处理的数学本质是对高维矩阵进行处理的过程，因此基于科学计算的理论与方法目前已成为图像处理的核心技术。
结合信息与计算科学专业特点，基于科学计算的图像处理方向，确定成立科学计算与图像处理实践活动小组，该小组将信息科学与计算科学紧密的联系在一起，相互促进发展。
师资队伍简介：
景明利博士毕业于西安交通大学电子与信息工程学院信息与通信工程专业。
研究方向：
小波理论、数值优化、压缩感知理论及其在图像处理中的应用。
窦井波博士毕业于西北工业大学理学院应用数学专业研究方向：
偏微分方程理论及其在图像处理、金融统计中的应用。
周雪芹在读博士西安电子科技大学数学与统计学院博士生研究方向：
小波理论图像处理中的数学方法。
叶中华硕士西安建筑科技大学理学院硕士研究方向：
小波分析与图像处理。
统计学院实践教学活动方案
系部：
信息与计算科学填表日期：
2014年6月15日
实践小组名称
科学计算与图像处理
类型
创新团队
指导
老师
信息
姓名
景明利\窦井波
性别
男
所在系部
信息与计算科学
职称
讲师
研究方向
小波理论、数值优化算法、压缩感知、信号处理、基于偏微分方程的图像处理
1.选题背景
自然科学规律通常用各种类型的数学方程式表达，科学计算的目的就是寻找这些方程式的数值解。
这种计算涉及庞大的运算量，简单的计算工具难以胜任。
图像作为信息的一种载体，已成为人们获取信息的主要形式，在图像的采集、传输、存储等过程中需要对其做各种各样的处理。
图像处理的数学本质是对高维矩阵进行处理的过程，因此基于科学计算的理论与方法成为图像处理的核心技术。
结合信息与计算科学专业特点，基于科学计算的图像处理小确定成立科学计算与图像处理小组。
2.主要内容（分学年写）
第一学年：
指导学生针对数学分析与高等代数课程中与科学计算相关内容进行重点学习并进行适当的拓宽相关内容。
指导学生开始简单数学软件Matlab学习，并完成矩阵的各种基础运算，为以后的图像处理打下基础。
第二学年：
继续高等代数、数学分析课程学习并指导学生开始数值线性代数的学习，开始图像处理讨论班的学习，主要以教师辅导学生自学为主。
第三学年：
开始基于正交变换的图像压缩、稀疏信号的恢复、图像的去噪、图像的超分辨率增强的实践活动，根据自己的实践内容撰写学年论文。
第四学年：
在第三学年学生学习的基础上，开始完成毕业论文的实验与写作工作。
3.组织形式
根据学生的兴趣，将实践活动分为不同的小组，指导教师根据不同小组的内容进行针对性的书籍推荐、经典论文学习、计算机数值实验。
主要以学生自学与教师讨论为主。
计划每两周进行教师与学生的讨论活动。
4.预期目标
在实践活动基础上申请校级、省级、国家级大学生创新项目；对其中的原创性成果建议发表科学论文。
选拔其中的优秀学生参加全国各种竞赛活动，如挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生数学建模竞赛等。
五、网络控制系统实践小组
进入21世纪以后，随着控制系统规模的日益扩大，传统控制系统的点对点的通讯方式已经不能满足工业控制某些新的需求，比如模块化、集散分布、综合诊断、快捷方便的维护及低成本化等。
而同时随着计算机的迅猛发展，网络软硬件成本大幅度下降，于是局域控制网和各种现场总线进入制造业和化工厂等工业控制，采用分布式控制方式，具有简单、快捷、连线减少、可靠性提高、容易实现信息资源共享等优点。
例如新一代飞行器，由于计算机、智能终端、传感器和执行器散落在不同空间，它们之间的信息处理需要通过数据通讯网络来实现，因此就产生了网络控制系统。
网络化的控制模式虽然具有信息资源能够共享；可以实现远程操作与控制；具有高的诊断能力；连接线路大大减少、易于扩展、易于维护、高效率、高可靠性、灵活；廉价等很多优点，但由于将网络引入到了系统控制中，在实际分析设计中就出现了很多问题，比如网络时延、丢包以及多包传输等问题。
这些问题使得传统的控制理论在网络控制系统的分析设计中无法使用，这给控制理论的发展带来了新的机遇和挑战，因此网络控制系统逐步成为国际控制界研究的热点，对网络控制系统的研究具有非常重要的实际价值。
“网络控制系统实践小组”整个实践内容如下：
1.学习数学分析、高等代数、随机过程等数学方面的基础课程以及matlab
程序设计等程序设计方面的内容，具备基本的编程能力。
2.阅读最新资料，掌握网络控制系统的最新研究现状。
3.选取网络控制系统中的一些最新问题进行研究。
4.撰写论文。
针对“网络控制系统实践小组”我们计划在总计三个学年的教学实践环节过程中，让学生能够掌握网络控制系统的最新研究现状，培养学生具备一定的科研能力。
师资队伍简介：
于水情博士毕业于西安电子科技大学。
研究方向：
网络优化与控制。
统计学院实践教学活动方案
系部：
信息与计算科学系填表日期：
2014年6月15日
实践小组名称
网络控制系统
类型
创新团队
指导
老师
信息
姓名
于水情
性别
女
所在系部
信息与计算科学系
职称
讲师
研究方向
网络控制系统的分析与控制
1.选题背景
进入21世纪以后，随着控制系统规模的日益扩大，传统控制系统的点对点的通讯方式已经不能满足工业控制某些新的需求，比如模块化、集散分布、综合诊断、快捷方便的维护及低成本化等。
而同时随着计算机的迅猛发展，网络软硬件成本大幅度下降，于是局域控制网和各种现场总线进入制造业和化工厂等工业控制，采用分布式控制方式（分布控制是指利用组成大系统的各局部子系统信息构成若干局部控制器，以实现整个大系统的控制），具有简单、快捷、连线减少、可靠性提高、容易实现信息资源共享等优点。
例如新一代飞行器，由于计算机、智能终端、传感器和执行器散落在不同空间，它们之间的信息处理需要通过数据通讯网络来实现，因此就产生了网络控制系统。
网络化的控制模式虽然具有信息资源能够共享；可以实现远程操作与控制；具有高的诊断能力；连接线路大大减少、易于扩展、易于维护、高效率、高可靠性、灵活；廉价等很多优点，但由于将网络引入到了系统控制中，在实际分析设计中就出现了很多问题，比如网络时延、丢包以及多包传输等问题。
这些问题使得传统的控制理论在网络控制系统的分析设计中无法使用，这给控制理论的发展带来了新的机遇和挑战，因此网络控制系统逐步成为国际控制界研究的热点，对网络控制系统的研究具有非常重要的实际价值。
2．主要内容
第一学年：
学习数学分析、高等代数等基础课程；
第二学年：
学习概率论与数理统计、matlab程序设计等课程；
第三学年：
阅读最新资料，掌握网络控制系统的最新研究现状。
第四学年：
选取网络控制系统中的一些最新问题进行研究。
3．组织形式
由5—10名学生成立实践小组。
4．预期目标
能够对网络控制系统中存在的一些问题进行解决。
六、SAPERP企业环境模拟实践小组
随着世界经济一体化的发展,我国要想建立具备国际竞争力的企业将面临前所未有的竞争压力。
在这种形势下,企业必须意识到在激烈的市场竞争中仅仅靠价格、质量、产品和服务已无法赢得竞争优势,只有在企业管理方面多下工夫,引入先进的管理理念,才有望在全球化的市场竞争中脱颖而出。
“SAPERP企业环境模拟实践小组”整个实践内容如下：
2.了解SAP及ERP行业大方向，掌握当前企业大环境。
3.学习SAPBusinessOne相关解决方案的配置和应用。
3.仿真企业环境。
对环境的设计和全部流程的设计皆使学生有一个濒临或者似乎放身于企业的实际环境中的感觉。
环境模拟不只包含一个单位外部的工作环境，还包含当企业与内部联系关系双位之间的工作关系。
4.模拟职能岗位。
每个学生以企业实践业务流程为牵引，针对一个特订系统的业务，由学生模拟企业不同部门、不同的工作岗位，单独实现业务处
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