数学模型系列课程.docx

1、数学模型系列课程 编号附件三：2003年度“上海市精品课程”申报表 推 荐 省 市 上海市 所 属 学 校 复旦大学 课 程 名 称 数学模型系列课程 课程层次（本/专） 本科课程 所属一级学科名称 数学 所属二级学科名称 应用数学，基础数学 课 称 负 责 人 谭永基 申 报 日 期 2003年9月 中华人民共和国教育部制 二00三 年 九 月 十 日填 写 要 求一、 请严格按照表中要求如实填写各项。二、 申报表文本中外文名词第一次出现时，要写清全称和缩写，再次出现同一词时可以使用缩写。三、 请以word文档格式填写表中各栏目。四、 凡涉密内容不得填写，需要说明的，请在本表说明栏中注明。凡

2、有可能涉密和不宜大范围公开的内容，请在说明栏中注明。1 课程负责人情况1-1基本信息姓 名谭永基性别男出生年月1943年1月最终学历大学本科职 称教授电 话65643046学 位职 务部重点实验室副主任传 真65642342所在院系数学系E-mailyjtan通信地址（邮编）上海市 邯郸路220号 复旦大学数学系 （200433）1- 2教学情况近五年来讲授的主要课程（含课程名称、课程类别、周学时；届数及学生总人数）(不超过五门)；承担的实践性教学（含实验、实习、课程设计、毕业论文、毕业设计的年限、学生总人数）；主持的教学研究课题（含课程名称、来源、年限、本人所起的作用）（不超过五项）；作为第

3、一署名人在国内外主要刊物上发表的教学相关论文（含题目刊物名称与级别、时间）（不超过十项）；获得的教学表彰/奖励（含奖项名称、授予单位、署名次序、时间）（不超过五项）。课程名称课程类别周学时届数学生总人数数学模型（II）选修课 3 3 150数学模型概论 校公共选修课 3 3 300专题讨论选修课 3 5 30指导本科毕业生毕业论文（1998-2003）共36人项目名称项目来源年限本人作用将数学建模的思想方法有机地融合到大学数学主干课程中去教育部20022005参加数学专业“数学模型”教材编写教育部（十五重点教材）20022004项目负责人数学模型重点课程建设复旦大学20012003项目负责人上

4、海市教学成果奖一等奖：“培养理论联系实际的应用数学人才”；上海市人民政府教育委员会；1998年；尚汉冀，谭永基，曹沅，秦铁虎，华宣积。上海普通高校教材奖二等奖：“数学模型”；上海市人民政府教育委员会；1999；谭永基。复旦大学基础学科教学奖：刘浩青数学学科奖；复旦大学；2001年；谭永基。国家级教学成果奖二等奖：“全国大学生数学建模竞赛和教学改革”；教育部；2001年；谭永基。上海市级教学名师奖；上海市人民政府教育委员会；2003年；谭永基。1- 3学术研究近五年来承担的学术研究课题（含课题名称、课题类别、来源、年限、本人所起作用）（不超过五项）；在国内外主要刊物上发表的学术论文（含题目、刊物

5、名称与级别、时间、署名次序）（不超过十项）；获得的学术研究表彰/奖励（含奖项名称、授予单位、时间、署名次序）（不超过五项）。学术研究课题：石油工业中某些反问题的数学模型、方法和理论；国家自然科学基金；1998-2000；项目负责人制造业信息化中的若干数学问题；上海市科委；20012003；项目负责人资源、环保中若干反问题的数学模型、方法和理论；国家自然科学基金；20022004；项目负责人学术论文：曲面交互设计的偏微分方程反演方法；复旦学报（自然科学版）；2003年；第一作者Multi-parameter identification and applications in well-logg

6、ing；Computational Geosciences；2002年；第二作者多电极成像测井反演问题的数学模型和数学方法；高校应用数学学报；2000年；第一作者连续铸钢问题的有限元解和参数优化；应用数学；2000年；第一作者专著：Boundary Value Problems with Equivalued Surface and Resistivity Well-Logging；London：Addison Wesley Longman；1998；第三作者2 教学队伍情况 2-1人 员构成（含外 聘教师）姓名性别出生年月职称学科专业在教学中承担的工作 谭永基男1943.1教授偏微分方程讲授

7、数模课程，指导数模竞赛曹沅男1958.12副教授计算几何讲授数模课程，指导数模竞赛蔡志杰男1968.9副教授偏微分方程讲授数模课程，指导数模竞赛陆立强男1963.7副教授工业与应用数学协助指导数模竞赛徐惠平男1961.8副教授计算几何协助指导数模竞赛许虹女1965.10副教授计算几何协助指导数模竞赛严金海男1962.2副教授偏微分方程协助指导数模竞赛2-2教学队伍整体情 况概述教学队伍的知识结构、年龄结构、师资配置情况（含辅导教师或实验教师与学生的比例）主要成员的教学经历、年终考核成绩以及中青年教师培养计划与效果。本教学队伍主要由年富力强的中青年教师组成,大部分具有博士、硕士学位。来自不同的数

8、学分支，具有知识互补性，而且都有高级专业技术职称。每位成员都是长期处在教学第一线的任课教师，每人至少具有12年以上的教学经历。教师们的工作态度一贯认真负责，考核成绩每年优等。教学队伍中有5名教师曾赴欧美等国学习，进修及参加合作科研项目，获得很好的评价。2-3教学改革与教学研究近五年来教学队伍活动涉及的领域、提出的教改项目和措施、已经解决的问题和取得的教改成果；在国内外主要刊物上发表的教改教研论文（含题目、刊物名称与级别、时间、署名次序）（不超过十项）（不含第一署名人为课程负责人的成果）；获得的教学研究表彰/奖励（含奖项名称、授予单位、时间、署名次序）（不超过五项）。复旦大学“世纪之星” ；复旦

9、大学；2000年；蔡志杰。复旦大学基础学科教学奖：刘浩青数学学科奖；复旦大学；2000年；蔡志杰。应用数学(上海市普通高校“九五”重点教材)；科学出版社；2000年；蔡志杰（第三）。文科高等数学；复旦大学出版社；2000年；徐惠平（第三）。数学模型重点课程建设；复旦大学；20012003年；蔡志杰、曹沅(第二、第三)。复旦大学基础学科教学奖：刘浩青数学学科奖；复旦大学；2002年；曹沅。 数学专业“数学模型”教材编写；教育部（十五重点教材）；20022004年；蔡志杰（第二）。数学建模课程建设；复旦大学；20032004年；蔡志杰、曹沅。3课程描述3-1 课程发展的主要历史沿革复旦大学数学系是

10、国内高校中首批参与“数学模型”课程建设与组织本科生参加“数学建模竞赛”的单位。自1982年起，我们就在复旦数学系开设了“数学模型”课程；1990年12月，在上海市工业与应用数学学会的领导下，首次与兄弟院校共同发起组织“上海市大学生数学建模竞赛”（此项竞赛后来发展成为“全国大学生数学建模竞赛”，由中国教育部统一组织，中国工业与应用数学学会协办）；1991年2月，我们组织学生参加“美国大学生数学建模竞赛(Mathematical Contest in Modeling(MCM)”。以后课程和竞赛年年进行，从未间断。先后有学生数百人次参加了此项竞赛活动，获奖数十项。特别值得一提的是，1996年由朱正

11、元、谭浩南、刘剑三位同学组成的参赛队获得了MCM的特等奖（Outstanding Award），这也是中国大学生首次获得特等奖。为复旦大学，也为中国的高等教育争得了荣誉。数学建模竞赛极大地提高了同学们的学习积极性和综合素质。取得了很好的教学效果和社会效益。自2001年起，在复旦大学数学系，“数学模型”已发展成一个完整的系列课程。每学年（两个学期）均有数学模型（I）、数学模型（II）、数学建模与实验（上）、数学建模与实验（下）共四门课程；与此同时指导学生参加“全国大学生数学建模竞赛”和“美国大学生数学建模竞赛”，使同学们充分认识到数学的重要意义和绚丽多彩。该系列课程现已成为最受大学生欢迎的课程之

12、一。 在系列课程的影响下，自2000年以来，复旦数学系的本科生和学生会还自发地组织了一系列的校际数学建模竞赛。华东地区的多所高校踊跃参加，每次都取得圆满成功，成为国内为数不多的本科生组织的竞赛，得到广大教师、学生和家长的称赞。 3-2 教学内容（含课程内容体系结构；教学内容组织方式与目的；实践性教学的设计思想与效果）1982年，复旦数学系在全国率先开设了“数学模型（I）”（二年级，基础课）和“数学模型（II）(又称“数学模型与实习”)”（高年级，选修课）二门课程, 编写出版了数学模型教材。每学年各讲授一次。教材全部选自科学论文和实际课题，内容新颖，着重培养学生理解实际问题以及运用数学工具解决问

13、题的能力。由于严格教学，采用PROJECT（小课题实习），课堂讨论，同学上讲台等新颖教学方法和改革措施，大大提高了同学用数学为社会主义建设服务的积极性和分析问题、解决问题的能力以及创新精神，受到同学的欢迎。通过这些课程的学习为同学们参加“数学建模竞赛”打下了良好的基础。为了指导学生参加每年二次的中国与美国的数学建模竞赛，我们每学期都组织 “数学建模竞赛讨论班”。指导同学们阅读历年的优秀参赛论文，模拟参赛试题，撰写读书报告并且在讨论班上报告。听讲者可以提出疑问或建议，报告者则作出解答。这个讨论班同时对全校开放，前后有应用力学系、计算机系、统计运筹系的学生踊跃参加。在校教务处的主持下，我们参加了各

14、专业教师开办的讲座，为同学们补充各种专业知识。这些都为学生参加数学建模竞赛铺平了道路，受到同学们广泛的好评。这个富有特色的讨论班从2001年起已成为数学系正式的选修课程：数学建模与实验（上）；数学建模与实验（下）。我们还编辑影印了4本中英文的优秀参赛论文集，每学期都吸引了一批优秀本科生参加。在“数学模型”系列课程和“数学建模竞赛”的影响下，学生们还发挥主观能动性，在学生会的协调下，组织了5次本科生校际“数学建模竞赛”。即：2000年复华杯“数学建模竞赛”；2000年长江新城杯“数学建模竞赛”；2001年复旦-长江杯“数学建模竞赛”；2002年华东地区“数学建模竞赛”；2003年华东地区“数学建

15、模竞赛”。参加此项竞赛的高校有：南京大学、浙江大学、上海交通大学、华东理工大学、上海大学、同济大学、上海理工大学、上海水产大学、东华大学等。由于所有的工作如组织、宣传、征题、选题、打印、分发等均由学生完成，在学校和社会上引起相当的反响，同时得到学生，家长和教师的广泛的好评。课程教学组的教师们应邀参加了所有5次竞赛的命题、阅卷和评奖工作。3-3 教学条件（含教材使用与建设；促进学生主动学习的扩充性资料使用情况；配套实验教材的教学效果；实践性教学环境；网络教学环境） “数学模型”系列课程的教材建设也经过了一个循序渐进的过程。由于当时国内从未有过此类课程，故在1982年的数学模型课上采用的是英文的原

16、版教材“数学模型（Mathematical Modelling）”，基本上属于“拿来主义”，由教师阅读理解后进行教学，同学们的反应是比较新奇。此后，我们就有意识地进行改进和提高。首先是将教师们从事的一批与生产实践有关的科学研究工作经过一定的简化，充实到教材之中，让同学们认识到数学不仅是抽象的，也是很具体的。具体到与我们的周围生活密切相关。同时我们也注意到一些科学论文研究的实际问题和“数学建模竞赛”的题目，可以分门别类归结为优化问题、统计问题、方程问题、几何问题等，经过整合重组，也是好教材。在多年辛勤工作的基础上，在复旦大学出版社的支持下，出版了数学模型一书。此书在全国被多个高校争相采用，受到热

17、烈欢迎。课堂教学使学生掌握有关“数学模型”的基本概念和基本方法。但对于参加“数学建模竞赛”的学生来说还需要补充更多的知识。为此，我们组织了“数学建模竞赛讨论班”。讨论班由教师主持，指导学生阅读历年的优秀论文，撰写读书报告等。在读与写的过程中，学生们会遇到相当多的尚未学过的专业知识。于是我们就鼓励学生自找资料，甚至自学某些课程。使学生们养成学而不厌，锲而不舍，自立自强的好习惯。因为讨论班和竞赛是以小组形式参加的，这对学生的团队精神也是一个考验。每个学生必须学会如何阐述自己的观点和容纳别人的想法，最终形成一个集体的文字意见。我们的讨论班向全校各系开放。迄今为止，各系（包括数学系）参加的学生已达数百

18、人次，取得了很好的教学效果。自2001年起，这个讨论班已改为正式的选修课程：数学建模与实验（上）；数学建模与实验（下）。与此配套的教材是4本“数学建模与实验（一，二，三，四）”，共收录了相关的中文论文82篇，英文论文32篇。3-4 教学方法与教学手段（含多种教学方法灵活使用的形式与目的；现代教育技术应用与教学改革）系列课程的教学方法是多种多样的。我们认为除了课堂上的传统的教授法以外，让学生自己动手动脑，相互讨论是值得提倡的。国家的综合国力的极大提高与人民生活的普遍改善使得现代化教育成为可能。为了支持“数学模型”系列课程，复旦数学系开放了专供学术交流用的多媒体教室。在这里，学生们能获得各种现代化

19、设备所带来的便利。在课程中，同学们以小组为单位，参加小课题（Project）研究，从互联网上搜集资料，结合自己的调查分析，写成小论文。以规范的格式制作成PowerPoint文件。利用笔记本电脑在大屏幕上显示出来，或利用软件Matlab在教室中实时演算，进行课堂讨论。这样就使知识的融汇，思想的交锋变得快捷，清晰而且惬意。现在已完成“激光钻孔”，“流水线设计”等多个多媒体教学课件，在教学中获得了很好的效果。竞赛也是一种教学手段，这对学生的基础知识的掌握与否是一个检验，对学生的反应速度也是一个考验。机 学建）列Contest in Modeling(MCM)_3-5 教学效果（含校内同事举证评价、校

20、外专家评价及有关声誉的说明；近三年学生的评价结果；课堂教学录像资料评价）自1998年以来，共组织本科生参加“全国大学生数学建模竞赛”5次；参加“美国大学生数学建模竞赛” 5次。共获全国等奖3项，全国二等奖5项，上海赛区一等奖8项，上海赛区二等奖16项；美国一等奖3项，美国二等奖6项。 同学们由衷地说：现在我们懂得了学数学最好的方法是做数学！一些赴美国留学的学生发回的email在谈起“数学模型”系列课程也说：“数学模型”课程的形式和内容都是与国际接轨的。课程负责人谭永基教授曾担任第十届数学建模教学大会（2001年）科学委员会和组织委员会委员，并主持中国大学生数学建模竞赛与大学数学教学改革专题会议

21、。谭永基教授还被推选为“全国大学生数学建模竞赛”全国组委会委员和上海赛区的主要负责人。2003年又当选为上海市工业与应用数学学会的理事长。 谭永基教授的课堂教学录像资料见光盘。4自我评价4-1 本课程的主要特色（不超过三项）（1） 起点高。一开始就瞄准了国际先进水平，认真选编教材，努力办好讨论班，积极组织好竞赛。（2） 水平高。每年教材补充新内容，每年讨论班报告新论文，每年竞赛获奖。（3） 影响大。当年的“上海市大学生数学建模竞赛”的星星之火，现在已是得到中国教育部承认的“全国大学生数学建模竞赛”，而且是公认的最为成功的大学生竞赛。4-2 本课程在国内外同类课程中的地位 从竞赛的获奖次数与等级；所编写的教材被广泛使用；教师被学会推选可知：本课程在国内外同类课程中已达到先进水平。4-3 目前本课程还存在的不足之处 本系列课程的主要对象是数学系学生或与数学关系密切的系的学生，如力学系、计算机系等。我们正在计划多做普及工作。现已开出面向全校文理科的“数学模型概论”，希望引起更多学生的关注和参与。5课程建设规划5-1 本课程的建设目标、步骤、课程资源上网计划等对教材做进一步的修订。计划在二、三年内出版新教材。与兄弟院校进一步合作做好普及工作，让更多的大学生了解和参与“数学建模竞赛”这项活动。5-2 本课程已经上网的资源名称列表