《数学建模与实验》实验教学大纲

课程代码

045101341

课程名称

数学建模与实验

英文名称

MathematicalModeling and Experiment

课程类别

选修课

课程性质

选修

学时

总学时:40实验学时:16 实习学时:0其他学时:0

学分

2

开课学期

5

开课单位

计算机科学与工程学院

适用专业

计算机科学与技术,网络工程,信息安全

授课语言

中文

先修课程

线性代数、概率统计、高等数学等

毕业要求(专业培养能力)

本课程对学生达到如下毕业要求有如下贡献:

1.专业知识:掌握扎实的数学建模基本原理、方法和手段,能够将数学、计算机等基础知识用于解决复杂的现实问题。

2.问题分析:针对复杂问题,学习识别问题、做出假设、提出模型、收集数据,并能够应用数学、计算机等专业知识分析、优化模型。

3.科学研究:能够基于科学原理并采用科学方法对现实问题进行研究,并学会将现实问题转化为数学问题,以及将数学问题的解转化为实际问题的解。

4.使用现代工具:能够针对现实问题,选择合适的信息技术工具进行求解。

课程培养学生的能力(教学目标)

完成课程后,学生将具备以下能力:

1)掌握如何将实际问题转化为数学问题,进而将数学问题的解转化为实际问题的解。

2)通过学习数学模型以及数学建模案例,学生应用数学知识解决实际问题的能力得到进一步提升。

3)熟练掌握一门及以上运算软件,如MatlabLingo等。

4)学会撰写科技论文。

课程简介

本课程是研究如何将数学方法和计算机知识结合起来用于解决实际问题的一门交叉学科,是应用数学、计算机解决实际问题的重要手段和途径。本课程主要介绍数学建模的概述、初等模型、概率统计模型、图论与决策论模型、计算机经典算法等基本建模方法及求解技术,通过具体实例引入使学生掌握数学建模基本思想、基本方法、基本类型。通过数学模型有关的概念、特征的学习和数学模型应用实例的介绍,培养学生应用数学知识、计算机技术解决实际问题的能力。

主要仪器设备与软件

PC机,MATLAB,C++编程环境等。

实验报告

实验报告包括实验目的及要求、实验步骤、实验数据及实验总结等。

考核方式

本课程注重过程考核,成绩比例为:

平时作业和课堂表现:20%

上机实验及报告:30%

课程报告:50%

教材、实验指导书及教学参考书目

现用教材:《数学建模》(AFirst Course in Mathematical Modeling译著),叶其孝,姜启源等译,机械工业出版社

参考书:

[1]《数学模型》,姜启源主编,高等教育出版社

[2]《经济数学模型》,洪毅等主编,华南理工大学出版社

[3]A First Course in Mathematical Modeling, Frank R. Giordano等编著

制定人及发布时间

汪秀敏20195


《课程名称》实验教学内容与学时分配

实验项目编号

实验项目名称

实验学时

实验内容提要

实验类型

实验要求

每组人数

主要仪器设备与软件

1

Maltlab学习

2

掌握Matlab中常用函数与变量定义方式;熟悉插值、拟合等数据处理函数。

演示性、验证性

必做

1

PC机,Matlab

2

统计回归模型方法实验

2

掌握Matlab中回归函数;学习回归结果的参数分析方法

验证性、设计性

必做

1

PC机,Matlab

3

数学规划模型实验

4

使用数学规划解决最优化问题,并分析模型结果及参数的敏感性

设计性、综合性

必做

1

PC机,Matlab

4

聚类分析模型实验

4

学习并掌握聚类分析算法

设计性、综合性、

必做

1

PC机,C++Java

5

数模综合大实验                 

4

综合使用数学建模方法求解现实问题,并分析模型完成综合报告。

设计性、综合性、探索性

必做

24

PC机,C++Java




























MathematicalModeling and Experiment” Syllabus

CourseCode

045101341

CourseTitle

MathematicalModeling and Experiment

CourseCategory

ElectiveCourses

CourseNature

ElectiveCourse

ClassHours

Totalclass hours are 40, including 16 experiment hours.

Credits

2

Semester

5

Institute

Schoolof Computer Science and Engineering

ProgramOriented

Computerscience and engineering, network engineering, information security

TeachingLanguage

Chinese

Prerequisites

Math,Probability theory

StudentOutcomes (Special Training Ability)

1.Engineering KnowledgeStudentsget the basic theory and method of mathematical modeling.

2.Problem AnalysisStudentscan use the mathematical modeling theory to analyze the practicalcomplex problem, make problem assumption, and model the problem.

3.ResearchBasedon scientific principles and the use of scientific methods,students can know how to solve the mathematical modeling problems,including designing experiments, analyzing the data, and makingreasonable and effective conclusions.

4.The Use of Modern Tools: Students can choose, use and develop theproper modern engineering tools and information technology tosolve complex problems.

TeachingObjectives

Uponthe completion of the course, students will acquire the followingabilities:

(1)Knowing how to convert a practical problem into a mathematicalproblem, and solve the problem.

(2)Improving the ability of addressing the practical problem.

(3)Learning at least one mathematical tool, e.g., Matlab, Lingo.

(4)Getting the writing ability of the research paper.

CourseDescription

Learnthe basic conceptions, and some important mathematical modelingtools; Get familiar with the classic mathematical models and learnhow to collect data to support the mathematical model; Master themathematical modeling tools to solve the practical problem; Studyhow to make analysis on the mathematical experiment and makeappropriate conclusion.

Instrumentsand Equipments

PC,Matlab software, C++ software

ExperimentReport

Reportshould include the objective, the procedures, and analysis of theexperiments

Assessment

Thiscourse focuses on process assessment, the score ratio:

Normal(including class, homework): 20%

Experiment:30%

Finalreport: 50%

TeachingMaterials and Reference Books

TeachingBook:

QixiaoYe, et al. Mathematical modeling (Translate from A First Course inMathematical Modeling). China Machine Press.

ReferenceBook:

[1]Qiyuan Jiang, et al. Mathematical Modeling. High Education Press.

[2]Yi Hong, et al. Economic Mathematical Modeling, South ChinaUniversity of Technology.

[3]Frank R. Giordano, et al. A First Course in Mathematical Modeling.

Preparedby Whom and When

XiuminWang, 2019/5

CourseTitle”ExperimentalTeaching Arrangements

No.

ExperimentItem

ClassHours

ContentSummary

Category

Requirements

Numberof StudentsEach Group

Instruments,Equipments and Software

1

MatlabSoftware

2

MATLABenvironment and functions

DemonstrationVerification

Compulsory

1

Matlabsoftware

2

Experimenton statistical regression

2

Usingstatistical regressionto model the problem and analyze the result

VerificationDesign

Compulsory

1

Matlabsoftware

3

Experimenton mathematical programming

4

Usingmathematicalprogramming to model the practical problem and analyze

ComprehensiveDesign

Compulsory

1

Matlabor Lingo software

4

Experimenton clustering analysis method

4

Usingclustering analysismethod to model the problem and analyze the result

ComprehensiveDesign

Compulsory

1

C++or Java software

5

ComprehensiveExperiment on mathematicalmodeling

4

Comprehensiveexperiment on mathematical and complete the report

ComprehensiveDesignExploratory

Compulsory

2~4

C++or Java software