本课程以Python软件为基础, 详细讲解数学建模的各种常用模型、算法及其软件实现, 在讲述算法原理的同时, 配有数学模型案例和Python程序的介绍,力求为本科生和研究生的数模竞赛和科研工作提供一个较系统的数模知识体系和一个较完整的工具库,为科研工作和论文撰写打下良好的理论基础。
知识目标:学生将掌握Python编程的基础知识和科学计算库的使用,学习数据结构和基本算法。此外,学生还将全面了解数学建模的基本理论知识,常用模型和算法,包括数学建模的基本步骤和方法,熟悉常用的数学软件及其在数学建模中的应用,并掌握数学建模竞赛的基本流程和要求。
能力目标:学生将掌握数学建模的全过程能力,包括问题抽象、模型建立、模型求解和模型验证等环节。此外,学生还将学会运用数学建模的方法来解决现实生活中的复杂问题,提高发现问题、分析问题、解决问题的能力。通过实践活动,学生将培养创新意识和批判性思维,并提高科研与论文撰写的能力。
素养目标:学生将通过解决实际问题的过程,锻炼逻辑思维、创新思维和科学分析能力,通过团队合作加强学生的沟通协调和团队精神,通过数据的处理和模型的构建提升信息素养和计算技能。数学建模还培养学生的批判性思维、问题解决能力、时间管理以及终身学习的态度,为学生适应快速变化的世界和未来职场需求奠定坚实基础。
本课程特色:注重理论与实践相结合,通过丰富的案例分析和实践活动,让学生在实践中掌握数学建模的基本方法和技术。同时,课程还强调跨学科知识的整合应用,鼓励学生将所学知识应用于其他学科领域,提升解决复杂问题的能力。此外,课程还重视培养学生的创新能力,鼓励学生探索新的建模方法和技术。
课程整体结构分为两大部分,分别是Python软件入门和数学模型的建模及求解方法,旨在帮助大家逐步掌握数学建模的全过程,从基础到高级,从理论到实践,层层递进地展开。开篇引入Python软件的介绍,然后逐步介绍最优化方法、动力学模型、随机模型、不确定模型、大数据分析。整个课程体系层层递进,逐步深化,旨在全方位提升学生的数学建模能力和解决实际问题的综合素质。