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2017年省(校)级实验示范中心年度报告

作者:时间:2018-03-30点击数:

2017年省(校)级实验示范中心年度报告

院系名称:数学与信息科学学院

中心名称:数学建模实验教学中心

中心网址:http://web.ytu.edu.cn/syzx/index.htm

联系电话:13723947906

填写日期:2018.03.01

填写说明:

1. 以下各项内容据实填写。

2. 表格空间不足的,可以扩展。

1.基本情况

实验示范中心名称

数学与信息科学学院

虚拟仿真实验教学中心名称/级别(国家、省、校级)


批准时间

2015.7.2

实验教学示范中心主任

姓名

陈传军

性别

年龄

40

专业技术 职务

副教授

学位

博士

联系电话

13723947906

主要职责

全面负责中心建设、实验室管理和实验教学工作,组织建立各种规章制度并监督实施,制定中心整体发展规划和阶段性建设目标,申报实验室建设项目,组织实验教学体系改革和实验教材建设,负责实验队伍建设及人员的引进、培养提高工作以及实验教学与管理人员的聘任。

教学科研主要经历

自2006年以来,一直工作在教学科研第一线,曾主讲过本科数学分析、高等数学、数值逼近、微分方程数值解法、数学软件与实验、计算方法、数学建模课等多门专业基础课、专业课及实验课程。目前主讲:数学建模、微分方程数值解法及相关实验课程;研究生有限体积元方法、椭圆问题的有限元方法、发展方程的有限元方法等课程。

科研方面一直从事计算数学微分方程数值解法的研究工作,主持国家自然科学基金面上项目、青年项目各1项,主持山东省自然科学基金和教育厅高等学校科技计划项目各1项,先后获得获山东省高等学校科学技术奖一等奖、山东高等学校优秀科研成果三等奖,发表SCI/EI论文近20篇。

教学科研主要成果

1. 山东省高等学校科学技术奖一等奖(1/3),2016,山东省教育厅。

2. 山东高等学校优秀科研成果三等奖(1/3),2011,山东省教育厅。

3. 第三届青年教师教学竞赛一等奖,2009,烟台大学。

4. 第五届青年教师教学竞赛一等奖,2013,烟台大学。

5. 美国大学生数学建模竞赛特等奖提名奖1项、二等奖7项。

6. 全国大学生数学建模竞赛全国一等奖2项,二等奖2项,山东省一等奖10余项。

7.主持烟台大学教学改革与研究立项B类课题(2014年立项,已结题)。

8.获烟台大学第六届教学成果一等奖(2017.12)。

9.主持国家自然科学基金面上项目1项(在研)、主持国家自然科学基金青年项目1项(已结题)、主持中国博士后科学基金面上项目一等资助(在研);作为第三参与人,承担国家自然科学基金面上项目和山东省自然科学基金面上项目各1项。

虚拟仿真实验教学中心

教师基本情况


正高

副高

中级

其它

博士

硕士

学士

其它

总人数

平均

年龄

人数











占总人数比例









实验教学情况

实验课程数

面向专业数

实验学生

人数/年

实验人时数/年





















2.实验示范中心的建设概况

烟台大学数学建模实验教学中心是在数学与信息科学学院教学实验室的基础上,将原有的数学建模实验室、统计建模实验室、信息与计算科学实验室进行整合,于2014年4月由数学与信息科学学院正式组建成立,本中心包括数学建模实验室、统计建模实验室、信息与计算科学实验室。2014年5月申请烟台大学实验教学示范中心。本中心依托数学建模精品课程建设、数学建模优秀教学团队、应用数学省级重点科学和数学一级学科硕士点。在正式组建之前,已开展了大量的实验教学改革和实验室建设工作。2006年《概率论与数理统计》获批省级精品课程;2007年《数学建模》获批省级精品课程。组织教师参与了能力培养型实验教材的编写,其中严喜祖教授主编的《数学建模及其实验》获得山东省高等学校优秀教材二等奖。2013年数学建模实验室、统计建模实验室、信息与计算科学实验室获得山东省名校工程建设、应用数学重点学科建设、高等学校骨干学科教学实验中心建设等项目的资质100余万元,对实验室的设备进行了大规模的更新换代,使得实验室能够更好地为学生和老师服务。2017年山东省高水平高水平应用型立项建设培育专业投入45万,更新换代信息与计算科学实验室。目前,实验中心面积近400平方米,可以容纳150人同时上机实验,并且承担了每年的全国大学生数学建模竞赛和美国大学生数学建模竞赛的任务,近五年来,共获得美国大学生数学建模竞赛国际特等奖提名奖1项,一等奖2项,二等奖20余项,全国大学身数学建模竞赛国家一等奖2项、国家二等奖10余项。

数学建模实验中心现拥有一支学术水平高、教学经验丰富、理论教学、实验教学和科学研究互通的师资队伍,现有专职实验教学队伍25人,其中教授7人,副教授8人,16人具有博士学位,6人具有硕士学位,中心的管理队伍实力也得到了进一步加强。近5年来,共获得山东省省级教学成果三项(二等奖1项、三等奖2项),山东省高等学校优秀教材二等奖1项,省教育电视节目评比三等奖1项,教育部优秀奖1项,校级教学成果奖4项,出版教材7部,省级优秀学士论文3项,发表教研论文32篇,校级精品课程1门,校级优秀课程3门,自编实验讲义6本,实习教材2本,教改项目12项,承担科研项目(在研、结题、鉴定及专利)37项,科研获奖9项,共发表学术论文315篇,其中被SCI和EI收录57篇。经过近年来的建设和实验教学改革,数学建模实验教学中心不断发展完善,已建立了系统、科学的实验教学体系,在美国大学生数学建模竞赛和全国大学生数学建模竞赛的推动下,加大数学实验和实验教学的力度,推动开放实验室,为学生的创新研究提供实验平台及充分利用本地资源建立校外实践教学基地等方面形成了自己的特色;步入了教学资源共享、实验教学质量不断提高的良性发展轨道。

自2015年6月学校批准数学建模实验教学中心成立以来,实验中心取得了一些成果如下:2017年山东省高水平高水平应用型立项建设培育专业投入45万,更新换代信息与计算科学实验室,购置《数学建模》相关图书二十余种,建成数学建模实验教学中心网站,在此平台上,全校理工科的学生600余人受益,数学建模获奖取得突破,共获得美国大学生数学建模竞赛特等奖提名奖1项,一等奖2项,二等奖15项;获得全国大学生数学建模竞赛一等奖3项、二等奖8项,山东省奖一、二、三等奖50项。多个开放实验室项目获批,每年承担数学学院的实验实践课程、学生选课、学生科技活动、开放实验、数学建模兴趣小组及数学建模竞赛培训、杰瑞公司举行的大学生实习培训等。实验示范中心获批国家自然科学基金面上项目5项(陈传军、吴昭景、毕春加、杨玉军、李健)、青年项目1项(张国栋),山东省自然科学基金3项(吕文、刘乃伟、陈文健),厅级项目2项(吴春雪、曲风龙)。获得山东省高等学校优秀科研成果奖一等奖1项、山东省高等学校科学技术奖一等奖1项。获得山东省教学成果二等奖1项,烟台大学第六届教学成果一等奖2项、二等奖1项。

3.实验教学

3.1教学理念与改革思路(教学理念、改革思路、建设方案等)

本中心实验教学改革思路是:依据经济建设和信息发展对人才素质需求,以现代教育方法、现代教育手段为支撑,对传统的数学与信息科学教学进行改革;以提高学生数学素养和创新能力为核心,解读适应新时期社会需求的人才培养方案。通过科学地设置实验项目,组织新的教学体系,更新教学思想,逐步完善实验教学体系。通过实验手段,使实验教学与理论教学有机结合,建立理论与实验互渗互动、互为支撑的教学体系,使理论教学得以活化、深化,培养学生较强的实践能力、创新能力。

具体改革方案是:

1.针对人才需求,解读人才培养方案,构建实验教学新体系

现代社会对人才综合素质提出了较高要求,这就要求高校在教学中转变教学理念,实施厚基础、宽口径的教学。以往数学教学中重理论、轻实践,对此,教学活动中可根据学科发展和人才培养的需求,重构数学实践教学体系,实现多学科实践课程间的紧密衔接,建立一个分层次(基本技能——综合实践——创新能力)、分阶段、多模块的渐进式教学内容体系。

2.依据数学建模和理工学科的专业特点,完善立体化实验教学模式,推进实验教学改革

数学建模实验对象和其应用的广泛性、专业性决定了理工科专业实验的独特性。为更好地给数学建模教学科研提供支撑,保证建模实验的顺利实施,本中心在充分开展实验教学的基础上,逐步建立了基本技能——综合实践——创新能力三个层次的实验教学模式,明确的针对性使实验教学的效果获得最大化。完善中心教学管理网站的功能,加强信息平台建设,实行学生网上资源共享、推进网络教学等,全面推行立体化的教学模式。探索开放环境下为学生提供更有效教学指导的方法和策略,探索在多学科交叉条件下,提高课程体系的科学性和柔性适应能力的有效途径。

3.加强教师队伍建设、教材建设,开展教学研究

数学建模实验教学中心队伍建设坚持职称结构合理化、学历结构合理化、知识结构合理化、年龄结构合理化、学缘结构合理化。加大引进和接收实验教学人员的力度,学院制订一系列的政策鼓励教师进行教学研究,对获得教研成果的教师给予一定的奖励,不断提高教学水平。中心与外界紧密交流,定期邀请知名专家前来讲学,邀请企事业单位的成功人士讲授经验教训,邀请数学院校友开展讲座。实现中心环境、教学内容、教师队伍的与时俱进和可持续性发展。

4.加强大学生数学建模竞赛活动,提高学生的综合应用素质

结合烟台大学的实际情况,开设数学建模全校通选课程,开展校级大学生数学建模竞赛活动,以美国大学生数学建模竞赛和全国大学生数学建模竞赛活动为平台,全面提高学生的综合素质和实战技能,培养学生的创新合作精神。大学生数学建模竞赛着重强调研究问题、解决方案的原创性、团队合作、交流以及结果的合理性。竞赛以三名本科生为一组,在指定的时间内,就指定的问题完成从建立数学模型、求解、验证到论文撰写,以清楚的格式、流畅的英文提交一篇20页左右的论文到竞赛组委会,以此来提高大学生建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力,提高大学生科技论文写作能力,培养大学生的创造精神及合作意识。

5.加强统计建模能力的培养,提高数据信息处理的能力

统计学的本质就是“数据”与“规律”,大数据时代已然来临,每个人的身边都存在着海量、丰富并且有待深入挖掘的数据与信息,人人生产数据,时时产生数据。在方兴未艾的大数据时代,对统计工作者而言最大的考验和“本领”,一是看能否对这些海量的数据信息进行充分的开发与利用,使大数据为我所用,成为中国统计基础数据的“第二轨”;二是看能否寻找出数据之间隐藏的“规律”与“关系”,深度开发利用大数据,使大数据更好地服务于经济社会发展。统计建模中的“模型”便是“规律”、“关系”。在大数据时代,对数据的利用要更加强调对其中“规律”以及“关系”的挖掘与探索。把大数据开发应用与统计建模有机地结合起来,努力增强开发与利用海量数据的过硬本领,鼓励学生参加统计建模大赛,提高学生的数据处理的能力。利用统计学专业及数据信息研究所的优势,为企业和兄弟院系提供统计建模方法,帮助他们解决实际问题。

6.促进校企合作,打造实践实训基地

校企共建实践实训基地,共同培养适应现代企业所需要的应用型技术人才,将丰富实验教学内容,推动专业建设和课程改革。努力创新校企合作体制机制,实现双赢,共同培养适应现代企业所需要的应用型技术人才,充分发挥实验教学示范中心的作用,吸引学生主动参与,形成一套适合我院的应用型人才培养机制,促进校企合作育人、合作就业、合作发展。校企共建实践实训基地使合作双方互惠互利、合作共赢,学生可以更快的融入企业,企业可以找到合适的人才。在互利双赢的基础上,实现校企深度融合、常态运行,以增强办学活力,实现可持续发展。

3.2教学体系与教学内容(实验教学体系、实验教学内容、教学大纲、实验教材等)

通过实验教学、科研的紧密结合,促进具有自身特色的实践教学精品课程建设和重点课程建设,形成丰富多彩的课外科技活动,使更多学生有机会在教师指导下参与课外科学研究,培养其动手能力、创新能力,实现对优秀学生的精英教育。具体措施包括:组织学生参加美国大学生数学建模竞赛,全国大学生数学建模竞赛及数学竞赛,校级和院级网页设计大赛、数学建模竞赛,以及大学生科技创新和挑战杯等活动,邀请各大企业来校进行最新知识的讲座、研习、培训,并与杰瑞等知名企业共建实习实训基地。结合学生的毕业设计,为其提供实验指导和实践场地、设备,鼓励学生将平时实验课程所学的技术方法、毕业设计的成果与社会应用实践相结合。本中心现主要承担数学与信息科学学院本科3个专业的数学建模实验系列课程,1门全校选修课程。实验项目包括数学建模、C语言、数学软件、数值逼近、计算方法、数据结构、高级语言程序设计、数值代数等16个项目。开设实验项目119个,实验学生920人次/年,实验人时数36800学时,按教学计划实验课程开出率100%,综合性型占实验课程总数比例的51.55%,设计型实验占实验课程总数比例的45.36%,创新型占实验课程总数比例的3.09%。另外本中心常年开设数学建模课程培训课程,通过本实验教学平台已有100多支队伍获得各类数学建模竞赛奖项。实验教学项目明细见下表:

实验项目一览表

序号

实验

类型

实验项目名称

实验简介

(包含实验功能)

实验效果

1

综合

上机环境和数据的输入输出

1、 熟悉C语言的上机环境及简单的程序调试方法

2、 掌握常见的格式化输入输出方法


2

设计

表达式与顺序结构程序设计

1、 掌握基本运算符和表达式的使用

2、学会顺序结构程序设计的基本方法


3

设计

选择结构程序设计

掌握if语句、if else语句和switch语句


4

设计

循环结构程序设计

掌握while、do while和for语句以及循环的嵌套


5

设计

一维数组及其应用

掌握一维数组、字符数组的使用


6

设计

二维数组及其应用

掌握二维数组的使用


7

设计

函数的应用

掌握函数的定义和使用


8

设计

指针的应用

理解指针的定义和使用


9

设计

结构体类型及其应用

理解结构体类型的定义和使用


10

验证

统计软件基本操作

R的工作环境、

帮助系统及数据结构


11

设计

描述性统计分析

基本语句

画图命令


12

设计

均值向量和协方差阵的检验

检验的基本语句

编写程序


13

设计

聚类分析

聚类分析常用命令

编写程序


14

设计

主成分分析

主成分分析常用命令

编写程序


15

设计

因子分析

因子分析常用命令

编写程序


16

设计

对应分析

对应分析常用命令

编写程序


17

设计

典型相关分析

典型相关分析常用

命令 编写程序


18

综合

综合练习

编写复杂程序


19

设计

简单网页设计

熟悉网页设计语言,基本操作。


20

设计

复杂网页制作

多页面展示,页面之间的链接,内容复杂页面布局


21

设计

动态页面制作

通过数据库记录内容,进行展示记录。


22

设计

数值处理

纯数据的计算操作,含展示、页面计算


23

设计

字符串处理

字符串操作的定义、实现,采用两种方式实现(顺序、链表)


24

设计

大文本显示处理

对大文本进行多种方式的数据预处理,为数据库处理提供支持


25

设计

多文件显示处理

对于多文件进行分析处理,包括文本文件、数据文件。


26

设计

Visio软件的应用

学会用该软件绘制图形


27

设计

计算机网络拓扑结构

设计并绘制出一个网络系统的拓扑结构图


28

设计

E-R模型分析

做一个教学管理系统的E-R模型分析,并画出E-R图


29

设计

系统分析报告的编写

了解系统分析报告的内容和编写方法


30

设计

系统概要设计和详细设计报告的编写

了解学生档案管理信息系统的设计目标、要求,编写出相应的报告


31

设计

开发学生档案管理信息系统,能够进行信息的录入、查询、修改

用VB开发学生档案管理信息系统


32

综合

非线性方程(组)解法

二分法、Newton法


33

综合

线性方程组的直接解法

高斯消去法


34

综合

线性方程组的迭代法

Jacobi迭代法,Gauss-Seidel迭代法


35

综合

代数插值

Lagrange插值、Newton插值


36

综合

数值积分

梯形公式和Simpson公式、Romberg算法


37

综合

常微分方程的数值解法

欧拉方法、改进欧拉方法


38

综合

集线器组网

学习双绞线的制作;单一集线器组网;多集线器组网


39

综合

交换机组网

单一交换机组网;多交换机组网;局域网的扩展


40

综合

无线局域网的组建

利用无线路由器,组建一个无线局域网


41

综合

网络互联

利用路由器实现网络互联


42

综合

网络常用命令

ping, ipconfig, tracert, netstat, arp, hostname, net等的用法


43

综合

虚拟机的安装

虚拟机软件VMware的安装与使用


44

综合

WEB服务器的搭建

IIS服务器的安装与配置

Apache服务器的安装与配置


45

综合

FTP服务器的搭建

FTP服务器的建立、管理和应用


46

综合

网页设计制作

学习使用html5制作网页


47

综合

R软件的基本操作

熟悉R软件上机环境


48

综合

绘制时序图和平稳性与纯随机检验

掌握利用R软件绘制时序图,并进行平稳性与纯随机检验


49

综合

平稳时间序列分析

掌握利用R软件进行模型识别、参数估计和序列预测


50

综合

非平稳时间序列的确定性分析

拟合线性和非线性趋势,X-11过程,Forecast过程


51

综合

非平稳序列的随机分析

拟合ARIMA、Auto-regressive和GARCH模型


52

综合

多元时间序列分析

单位根检验和ARIMAX模型建模


53

设计

简单字符串操作

熟悉C语言上机环境


54

设计

顺序表操作

熟练掌握顺序表的类型定义和各种使用方法


55

设计

链表基本操作

通过单链表的定义掌握线性表的链式存储结构的特点和基本操作


56

设计

链表其它操作

掌握循环链表和双链表的定义和构造方法以及链表的其它操作


57

设计

栈及其操作

掌握栈的定义和构造方法以及操作


58

设计

表达式计算

熟悉对栈的基本操作,并运用这些操作来实现求表达式值的问题


59

设计

二叉树基本操作

掌握二叉树的顺序和链式存储结构及其在链式存储结构上的基本操作,学会利用递归对二叉树这种递归数据结构进行处理的方法


60

设计

图的基本操作

熟练掌握图的邻接矩阵和邻接表存储结构,掌握图的各种遍历算法


61

设计

二叉排序树操作

熟悉二叉排序树的定义和有关操作及其算法


62

综合

哈希表操作

熟悉构造哈希表的方法,掌握处理冲突的闭散列法和开散列法


63

综合

大试验

完成某一种数据结构的计算机编程,并能运行。


64

验证

SQL SERVER 2005的安装和配置

练习SQL SERVER 2005的安装和配置


65

设计

使用SQL SERVER 2005创建数据库,创建、维护表

学会使用SQL SERVER 2005提供的工具创建数据库,创建、修改、删除表,建立和维护表之间的关联


66

设计

使用SQL访问数据

练习并掌握结构化查询语言SQL访问数据的方法,包括查询数据、插入数据、更新数据、删除数据,控制语句的使用。


67

验证

使用索引

练习并掌握索引的建立、使用方法


68

验证

使用视图

练习并掌握视图的创建、使用方法


69

验证

使用存储过程

练习并掌握存储过程的创建、调用方法


70

验证

使用触发器

练习并掌握触发器的创建、管理和使用


71

验证

数据保护

练习使用授权用户访问数据、约束、事务等方法保护数据;练习数据库的备份与恢复方法


72

设计

ADO数据库编程接口

使用一门熟悉的高级语言,利用ADO访问数据库


73

设计

复杂数据库设计

利用本课程学习的理论,设计一个管理信息系统的数据库


74

综合

Matlab程序设计

曲线图形、曲面图形的绘制


75

综合

插值模型

插值模型的软件建模


76

综合

拟合模型

拟合模型的软件建模


77

综合

微分方程模型

微分方程模型的软件建模


78

综合

差分方程模型

差分方程模型的软件建模


79

综合

线性规划模型

线性规划模型的软件建模


80

综合

非线性规划模型

非线性规划模型建模


81

综合

概率统计模型

概率统计模型的软件建模


82

综合

MATLAB软件

Matlab基础、Matlab帮助系统、Matlab的数据结构


83

综合

MATLAB编程与作图

程序流的控制、函数调用及变量传递、数据的输入与输出及作图


84

综合

插值与拟合

函数插值、数据拟合


85

综合

微分方程数值求解

微分方程的建立及数值求解


86

综合

规划问题

最优化问题、线性规划、非线性规划


87

演示

误差分析

算法稳定性与误差分析


88

设计

函数插值

各种常用函数插值的程序实现


89

设计

龙格现象

通过龙格现象理解高次插值的不稳定性


90

设计

最佳逼近

最佳平方逼近的算法实现


91

设计

数值积分

牛顿-柯特思及复化公式的数值积分实现


92

设计

非线性方程求根

迭代法及牛顿法求根


93

综合

线性方程组的直接解法

LU分解、Cholesky分解、Gauss列(全)主元消去法


94

综合

线性方程组的敏度分析

条件数与扰动的关系


95

综合

最小二乘问题的解法

正则化方法、Household正交变换


96

综合

线性方程组的迭代解法

Jacobi迭代法,GS迭代法、SOR迭代


97

综合

共轭梯度法

最速下降法、共轭梯度法


98

综合

非对称特征值问题计算

幂法、加速、上Hessenberg化


99

综合

对称特征值问题计算

对称QR方法、Jacobi算法


100

综合

R语言简介及网站

介绍网站、R安装、工作环境安装、文件读入


101

综合

向量及相关操作

创建向量、向量筛选

运算、最值等


102

综合

编程基本语言

条件语句等,实例:排序


103

综合

矩阵

矩阵创建、筛选、填充、特征根、合并等


104

综合

R作图

基本作图、文字修饰及统计图形等


105

综合

frame的介绍

Frame的基本操作


106

综合

List介绍

List基本操作


107

综合

数学函数、概率基本函数

list基本操作


108

演示

向前和向后Euler方法

用两种Euler方法求解一个常微分方程初值问题


109

设计

Euler方法、改进的Euler方法和Runge-Kutta

掌握各种算法的基本步骤

2、通过绘图和列表比较各种方法的实验结果


110

设计

一维差分格式

用一维差分格式求解两点边值问题


111

设计

矩形网格差分格式

用矩形网格差分格式求解二维Poisson方程


112

设计

有限元方法

用有限元方法求解Poisson方程,熟悉有限元方法的基本步骤和思想,复习数值积分方法


113

验证

统计软件

基本操作

R的工作环境、

帮助系统及数据结构


114

设计

多元线性

回归分析

建立回归模型、

进行参数估计、

假设检验及预测


115

设计

逐步回归

实现逐步回归

进行自变量选择


116

设计

回归诊断

进行回归诊断


117

设计

非线性回归

建立多项式回归模型

及常见的非线性回归模型


118

设计

含定性变量

的回归

建立logistic回归

模型


119

综合

综合练习

进行综合的回归分析






3.3教学方法与教学手段(教学方法的改革及效果、教学手段的与时俱进、实验考核方法等)

数学建模实验教学中心的实验教学本着以改革与创新为动力,积极采纳和引进国内外先进的实验技术及教学方法,积极推行开放式实验教学方法;积极探索符合学生认知规律和实际水平的教学方法。另外,实验教学中心还面向全院学生开放。为此我们按照一定的教学目标、教学计划,要求学生在教师的指导下,到中心进行教学实验,以培养学生实验技能和创新能力。要求教师积极进行教学研究,改革教学内容,改进教学方法和手段,逐步推行运用多媒体教学手段进行实验教学,积极进行实验教学的信息化研究,教学过程中,主要启发学生独立思考、独立观察、独立工作的能力,重视提高学生分析问题、解决问题的能力及创新能力。在此基础上,在教学内容方面着重突出以学生为本,开放教学内容,尊重学生的认知规律,按夯实基础、逐步放开的原则,选择和设计实验内容。在此基础上进行项目观念的强化和导入。按照处理实际案例的模式撰写实验指导书,将项目的观念、思维导入基础教学环节。

本中心实验技术的应用:

教学数字化、多媒体化,是本中心实验课教学的基本形式。数字化技术有利于教与学之间、师生之间的交流和信息传达;教学多媒体化,有利于发挥多媒体课件的表现力,可以自由模拟宏观和微观事物,对抽象和无形事物作生动直观表现,提高了教学媒体的表现力和交互性。

网络技术是本中心的主要技术凭借之一。本中心拥有噢易电脑教室教学系统,可实现D/W双模数据差异拷贝模式和同时可对整个实验室的PC实现操作系统及软件环境的网络部署功能;具备提供授权虚拟系统创建;支持软件统一注册;教师可选择多种组合方式对学生进行教学,实现教学互动,教学直播,教学监控,学生演示直播等。

利用团队自主学习方式,中心激发了学生的学习兴趣、提高了学生学习建模知识的自主性,较大程度地实现了学生个性化学习,并缓解了师资紧张的压力,提高了教学质量。

本中心实验教学方法:

针对数学建模系列课程的特点,结合我校学生的认识规律和实际水平,采用的实验教学方法是:

1.实验课教师在学生进行实验操作前向学生讲授实验的基本理论、实验内容、实验方法、实验数据的处理、实验误差的计算、以及实验报告的撰写方法等;

2.实验教学的目的重在培养学生的应用能力,因此实验的核心是学生的自我训练。对于技能训练和基础型实验,学生先预习实验内容,然后每个学生在实验中心独立完成实际操作;

3.对于综合型、设计型和创新研究型实验,为3人一组,在教师的指导下,从了解实验背景、学习相关理论知识开始,学生须自行完成查阅文献、设计实验方案,最后撰写一篇数学建模论文作为实验报告;

4.通过实验课程的基本训练,使学生不仅熟练掌握数学实验的基本原理和方法,而且学会提出问题、分析问题和解决问题的科学方法,开拓思路,熟悉和体验研究过程,使学生形成数学建模的思维,拥有用数学建模方法解决实际问题的精神,提高其综合应用素质。

本中心实验教学手段:

本中心采用先进的网络教学管理软件,实施实验教学课堂管理。任课教师可随时对所有学生电脑进行查看、共享、分发等操作,表现在:为学生提供丰富的学习素材,帮助学生掌握研究方法与实验技术,认识各类操作软件,为学生进行课程复习、自我测试提供全新的学习平台。

采取多元互动的方案探讨方式。让学生有机会讲解自己的想法,让其他同学与老师一起参与讨论,提建议,谈看法,这样可以拉近师生之间的距离,激发学生的思路,开阔学生的视野,活跃课堂气氛。

数学建模实验教学中心实验考核方法:

实验教学是高校本科教学的一个重要环节,为规范本中心实验教学,加强实验课管理,提高实验教学效果,制定了如下相关的实验考核办法:

1.每次实验后,教师根据学生的考勤、回答问题、实验操作技能、实验态度、实验原始记录、实验结果、实验报告情况综合评定打分,并按规定登记存档。

2.非单独设课的实验课以实验课总评成绩参照实验学时在课程总学时中所占比例记入课程总成绩,其比例最低不低于20%,最高不高于50%。指导教师也可根据具体情况,以其他方式进行实验课考查,考查成绩作为实验课总评成绩的一部分,所占比例一般不超过50%。

3.单独设立的实验课独立考核、单独计分。凡实验课考核不及格者均按理论课考试不及格同样对待。

4.实验课考核不合格的学生按规定应重修该课程。

5.实验课的学生成绩按学校学籍管理制度执行。

对于“开放式、研究型”的实验,实施开放式实验教学,要求学生先申请,再由中心审批,在实验课的研究中,学生需经历从文献查阅、建模方案设计,到程序设计,以及实验数据处理、论文撰写和交流答辩等一系列过程。

3.4 教学效果与教学成果(专业覆盖面、实验开出率、实验创新成果、示范辐射作用等)

专业主要为数学与信息科学学院的三个专业:信息与计算科学、数学与应用数学、统计学的实验课程,数学建模培训及竞赛面向全校理工科院系。实验开出率100%,自2015年以来的成果有:

1、获得全国大学生数学建模竞赛国家一等奖3项、国家二等奖8项,山东省奖50项。

2、获得美国大学生数学建模竞赛国家特等奖提名奖1项,一等奖2项,二等奖15项。

3、山东省第八届高等教育教学成果奖二等奖1项。

4、烟台大学第六届教学成果一等奖2项、二等奖1项。

本中心的示范辐射作用,不仅体现于本校,也在兄弟院校中得以发挥。通过这一系列交流活动,本中心扩大了影响,也积累了更多经验,为今后发展打下了良好基础。主要有:

1、为校企科研协作提供技术支撑。科研协作,以中心拥有的强大的硬件平台,高水平的师资,通过与企事业单位的共同努力,建立了杰瑞网络有限公司实训基地等实习基地,与他们进行科研协作,共谋发展,对于促进学科发展和毕业生就业产生了良好的效果。

2、积极服务地方经济建设,赢得良好的社会声誉。近年来,学院利用数学建模实验教学中心的优势,以中心拥有的强大的硬件平台,高水平的师资,积极为地方经济建设服务。

3、受到同行专家的高度认同。经过几年时间的持续建设和不断完善,数学建模实验教学中心的功能不断增强,作用与日俱增,借鉴理工科教育理念进行实验教学体系建设也受到有关专家学者的高度认同。

4.实验教学队伍

4.1队伍建设(政策措施、培养培训制度等)

重视实验教师的在职培训和提高,有目的引进具有先进教学理念和丰富教学经验的名师,在更高的层次上加强师资队伍建设,逐步形成一支结构合理、学术造诣高、教学经验丰富、教学效果好、强悍精干的教师梯队和实验技术管理队伍;重视教学观念的更新和实验教学方法的改革。以提高学生科学实验素质和创新能力为目标,深入持久地开展实验教学研究,建立更加科学合理的实验教学质量评价体系和有效的实验考核办法。进一步完善课程网站,丰富教学资源,加大综合型、设计型、创新型实验的比重,建立新型的适应学生能力培养的实验教学模式,扩大开放性实验的覆盖面,推进学生自主学习、合作学习、研究型学习。

4.2队伍结构与素质(人员配比、教学队伍结构、教风等)

中心共有25位老师,其中18位老师具有博士学位,博士占比72%,6位教授,11位副教授,2名专职实验员。

中心的人员素质过硬,具有山东省教学名师1人(王宪杰教授),另有烟台大学优秀教师、青年教师教学竞赛获得者5人,教学队伍结构合理,教风良好。

5.管理模式

5.1管理体制与运行机制(管理体制、实验教学评价、运行经费等)

一、管理体制

数学建模实验教学示范中心于2014年4月正式成立,其建制采用专兼职教师、专职实验技术人员混合编制模式,本实验教学中心实行学院主管,资源上为学院统一支配,各有关专业共享;业务上接受教务处(实验教学管理科)的主管和指导;教学上接受教务处和数学与信息科学学院提出的教学任务,由中心统一安排。中心实施学校和学院两级管理,利用完善的规章制度和较为充足的实验教学经费保证实验教学正常开展,并保障实验资源共享。在运行机制上实行中心主任负责制,中心设主任1人,副主任2人,实验员1人,各门实验课负责人负责制定相关的实验教学规划、教学改革、实验室管理等,以保证教学资源的充分合理利用,形成了较为科学的、职责分明的实验教学中心管理模式。

中心采取主任负责制,主管中心的全面工作,对学校和学院负责;副主任分工负责实验室建设、仪器设备、实验用品采购计划、供应,技术保障、与管理等工作。为此制定了实验中心主任岗位职责,进一步完善实验教学中心的管理体制,使之做到“规范化、规模化、中心化、网络化”。

实验教学中心建立后,实验人员、仪器设备、实验室由中心统一管理,实现了资源共享。转变了实验室专为某一课程或专业服务的传统做法,根据各分支学科功能和特点进行了重组和建设,减少重复投资,对实验室仪器设备进行实时动态管理,提高了仪器使用效率,最大程度地满足了各专业应用型人才的培养,保障了实践教学的正常进行,为培养高素质应用型人才创造了优良的硬件环境。中心还构建了优质教学资源的网络共享平台,利用强大的后台数据库支持,可实现实验软件大范围共享,从而大大提高中心教学的质量和效率。

二、实验教学评价

实验中心工作重点在于培养数学建模、统计学和信息科学方面具有较为广博宽厚的基础知识、扎实的理论和方法论基础、适应性强的有较强实践能力和创新能力的基础性人才和适应信息发展的应用型人才。数学建模教学示范中心作为学校的实验教学载体,目标是培养更多具有创新精神和实践能力的基础教育教师和适应信息发展要求的应用型人才。实验教学中秉着“在实践中学习,在学习中应用”的理念,围绕实验教学定位,中心以“实践第一”的哲学观、素质教育的人才观,不仅重视培养学生的实践和动手能力,更着重培养学生的创新能力、研究能力和解决问题的能力。

设立专门的教学质量与评估机构,制定并实施教师教学工作规范、教学质量评定办法,修订并实施教学质量事故认定与处理规定,进一步完善教学指导委员会评议、教学监督、期中教学检查、领导听课、学生反馈等制度,接受学生评议。实验结束后,实验教师必须认真填写《实验教学记录》。实验中心定期召开会议总结、研讨教学工作。

三、运行经费

本中心依靠数学与信息科学学院及校实验室设备处提供的经费运行。学院主要在教学经费中固定划拨日常运行所必需的费用,如专职人员实验课程讲授补贴,兼职人员参加实验指导的工作量补贴,易耗易损材料、各种配件的购置等。本中心严格遵守学校制定的实验教学中心管理的相关制度,所有支出和建设方案均由中心根据需要精心设计,提出预案,保证经费管理的规范化和制度化。

5.2信息平台(网络实验教学资源、信息化管理等)

实验室网络教学资源要灵活多样,寻求多种途径,利用网络实验室及网络的资源,开展开放式实训和自主实训,以网络教学平台为基础,以市场就业为导向,规划人才资源,培养市场需求的人才。

一、网络实验教学资源

针对数学建模系列课程教学的特点,依据实验课程体系,建立网络化实验教学平台。网络化实验教学资源,是实验课程体系的拓展与延伸,由以下几部分组成:

1. 基础型资源

基础型资源是实验教学的必备资源。在网络平台公布精品课件、优秀论文、实验大纲、教学视频、实验课程等相关资料,同时还有师生互动模块,使学生整体了解中心教学内容。更加充分的了解开设的课程体系和培养体系。

2. 辅助型资源

辅助型实验教学资源,是针对各专业而设置的。包括对于实验课具有辅助作用的各种网络资源。把课程的详细内容提前挂在网上,有助于学生了解课程进度。

3. 核心型资源

建立实验教学示范中心管理网站,学生可登陆网站,查看实验教学课件、电子资料、录像和图片等大量的网络实验教学资源,成为学生实验教学、教师教学和科研的重要资源基础。

二、实验室信息化管理

高校实验室是进行教学、科研、技术开发以及生产实践的重要场所,在培养大学生的实践动手能力、开拓创新能力和提升大学生综合素质等方面起着举足轻重的作用。随着高校实验教学与实验室管理改革的不断深入,实验室信息化建设正在全面展开。如何创新实验室管理体制,改革实验室信息化、开放式实验室管理模式,更好的规范利用实验室教学活动,提高实验室利用率、培养创新型人才是当下实验室管理的主要工作。

本实验中心为了推动实验室信息化建设,建立了数学建模实验教学中心网站,网站实现了视频教学、精品案例解析、师生互动、资料共享、课件下载上传等等功能。中心实验教学和实验室管理实现了“信息化、网络化、智能化、虚拟化”,引进噢易电脑教室教学系统,并利用其进行教学管理。实验教学中心设立了管理制度、教学管理和实验教学资源等均实现网上查看。高性能的服务器不但为实验教学管理提供便利,也为实验教学改革提供了更多现代化手段。利用服务器,一方面简化了实验室在计算机维护上的工作程序,另一方面满足了实验室繁重的教学科研任务的需求,提高了实验室工作效率。利用服务器实现混合平台的管理与共享,降低系统管理费用,增加网络的适应性,节省多次下载的费用,同时也减少带宽消耗。实验室的教学设备现代化、教学管理计算机化、教学手段多样化、实验室管理程序简单化和实验室工作的高效低耗,是实验教学高质量的保证。

6.设备与环境

6.1仪器设备(仪器配置、设备维护、使用效益、改进或自制仪器等)

实验教学中心建立后,实验人员、仪器设备、实验室由中心统一管理,实现了资源共享。转变了实验室专为某一课程或专业服务的传统做法,根据各分支学科功能和特点进行了重组和建设,减少重复投资,对实验室仪器设备进行实时动态管理,提高了仪器使用效率,最大程度地满足了各专业应用型人才的培养,保障了实践教学的正常进行,为培养高素质应用型人才创造了优良的硬件环境。中心还构建了优质教学资源的网络共享平台,利用强大的后台数据库支持,可实现实验软件大范围共享,从而大大提高中心教学的质量和效率.

本中心建立了数学建模实验教学中心网站,中心实验教学和实验室管理实现了“信息化、网络化、智能化、虚拟化”,引进噢易电脑教室教学系统,并利用其进行教学管理。实验教学中心设立了管理制度、教学管理和实验教学资源等均实现网上查看。高性能的服务器不但为实验教学管理提供便利,也为实验教学改革提供了更多现代化手段。利用服务器,一方面简化了实验室在计算机维护上的工作程序,另一方面满足了实验室繁重的教学科研任务的需求,提高了实验室工作效率。利用服务器实现混合平台的管理与共享,降低系统管理费用,增加网络的适应性,节省多次下载的费用,同时也减少带宽消耗。实验室的教学设备现代化、教学管理计算机化、教学手段多样化、实验室管理程序简单化和实验室工作的高效低耗,是实验教学高质量的保证。

仪器配置:实验中心包括两个实验室,主要设备有150台高性能计算机;8台华为光纤交换机;4台柜式空调;2台实物投影仪;2台爱普生投影仪;2套语音授课系统;2套奥易教学软件等。计算机配置全部为I7处理器,其中89台配置4G内存/22寸显示器/1T机械硬盘/GT730独立显卡;61台配置8G内存/256G固态硬盘/1T机械硬盘/GT730独立显卡;交换机全部为千兆光纤交换机,其中3台48口,6台24口。

设备维护:实验中心定期对计算机进行网络同传,保证电脑系统运行的高速流畅,每学期不定期更新计算机中的软件保证实验教学的教学质量,同时中心每一台机器都有使用问题记录本,实时记录计算机的问题,并实时解决,保证所有机器都能正常使用。

使用效益:实验中心承担数学与信息科学学院三个专业的16门课程的实验教学,除此之外还承担全校的“全国大学生数学建模竞赛”、“美赛”,每年举办多次,并取得了非常丰硕的成果。为了提高资源的使用效率,进一步加大了实验室开放力度,有条件的实验室保证教学计划规定的任务安排面向学生开放,学生在管理人员和教师的指导下使用实验室资源最大限度的利用现有设备资源,提高设备利用率,并取得了良好的效果。

实验中心主要设备一览表

序号

仪器设备名称

型 号

数 量

购置时间

原值

(万元)

1

方管单椅

椅凳

188

2009-10-21

0.8272

2

台式电脑

启天M4350

61

2014-06-30

43.432

3

台式电脑

OptiPlex 7010MT

28

2014-01-06

18.816

4

光电交换机(网络交换机)

S5700-24TP

5

2014-01-14

2.4

5

空调

KFR-72LW/E1

4

2010-07-05

2.188

6

多媒体教室(控制台)

三雅SY—2004

2

2009-06-19

5.7

7

实物投影仪

鸿合HV-8100

2

2009-06-19

0.47

8

机柜

1.8m

2

2009-06-19

0.31

9

电脑桌

实木颗粒板

47

2014-06-03

1.974

10

音响

DSP-100

2

2017-03-06

3.6

11

奥易电脑教室教学

奥易

2

2014-06-30

9.6

12

台式电脑

联想启天

62

2017-07-06

40.3

13

电脑桌

1.1x0.7x0.73

55

2004-11-18

1.32

14

爱普生投影机

EB-CS500WN

2

2014-06-30

4.4

15






总计





135.34

6.2环境与安全(实验室布局、应急措施及设备、安全教育等)

我国著名的物理学家冯瑞院士说:“实验室是现代大学的心脏”。实验室是高等学校教学和研究的重要基地,是新形势下培养高素质人材,出高水平成果,服务经济建设的主要场所,我们基础实验室教学中心为了更好履行高等院校实验室所承载的使命,我们把实验室的安全放在首位,只有安全方能使实验室诸项工作得以顺利进行。

实验室布局:实验中心共有两个实验室,实验室面积均为150平米左右,布局基本一致。实验室的前部和后部均有一台空调,能够满足对室温的要求。算计分成三排排列,每一排都一个独立的漏电保护器,三排三个独立的漏电保护器,两台空调分别两个独立漏电保护器,这样在任何一排出现故障的时候能够不影响其它两排计算机的使用,这样的布局能够满足安全和上课便利方面的需求,另外实验室南侧和北侧都有通风窗户,保证空气的新鲜洁净。

应急措施:计算机配备硬盘保护系统,当系统发生崩溃时,只需重新启动便会自动回复,不影响正常授课;在实验室的后部,每个实验室配备两个灭火器,以备意外情况的发生,另外每个实验室有实验室情况记录本,实验室管理员每天都会对实验室进行安全检查,并做好记录,发现的问题及时上报,及时解决,排除安全隐患。

安全教育:安全知识和防范技能是大学生知识结构的组成部分,安全意识和安全责任是大学生人文素养的重要内容,安全观也是大学生综合素质必不可缺的重要内容之一。从“全面发展”教育理念上讲,缺少安全知识,不具备安全意识、技能、素质和安全责任的人不能称其为“全人”。安全教育使学生一方面要自我约束,遵纪守法,另一方面,其学习和生活又要有必要的外部条件和稳定的治安秩序作保障,既是素质教育的体现,也是实现学生全面发展的根本要求。

上课之前实验室上课老师都会做好安全方面的守则和规范,做到安全进出实验室,让实验室更好的为我们服务。在实验室的前部和后部都张贴有实验室的安全行为规范,以备师生随时查看。

7.特色与创新

7.1特色与创新

(1)培养学生创新精神和创新能力、团队协作的精神、分析问题和解决问题的能力,培养应用型人才。

(2)以竞赛为引导,以任务(项目)为依托,采用实战教学法进行教学。通过研究型的任务进行数学建模的训练,培养具有渴望知识和具有创新能力的人才。

(3)通过开展教研科研课题,数学建模竞赛指导和探索,培养教师的创新精神和科研能力。

7.2示范中心大事记(媒体评价、领导视察等)

1、获得山东省自然科学二等奖1项;

2、获得山东省第八届高等教育教学成果奖二等奖1项;

3、烟台大学第六届教学成果一等奖2项、二等奖1项;

4、获得美国大学生数学建模竞赛特等奖提名奖1项;

5、获得全国大学生数学建模竞赛一等奖3项。

8.目前存在的主要问题

目前存在的主要问题是:1.实验示范中心的教师投入积极性不高,网站利用率较低、网站更新较慢,学生关注网站的积极性不高。2.经费使用受限较大,教师缺乏积极性,投入精力少。3.中心软实力的建设上还重视不够、投入不多、水平不高。

9.下一年发展思路

本年度的发展思路为:1.提高网站的利用率、

1.优化资源配置,完善实验教学平台。中心根据应用型人才能力培养的需要,按照学校和学科专业设置的特点,整合院系资源,打造了一流的实验教学平台。

2.深化教学改革,完善实验教学体系。实验教学改革通过多学科基础知识交叉渗透,整合相关学科内容,构建全新的机能与形态、局部与整体、虚拟与现实相结合的实验教学模式,引入“以问题为中心、案例为导向、学生为主体”的PBL教学方法,促进知识向技能的转化,使学生成为宽口径、厚基础的应用型人才。

3.加大政策力度,建设实验教学队伍。进一步加大教师队伍建设的力度,教学科研能力强的高水平教师队伍,进一步加强对师资队伍的培养,尤其是参与实验教学的教师和实验教辅人员的培训措施得到进一步落实,实行试讲制度、督导听课制度、师生信息反馈制度、实训课前沟通制度、观摩听课制度、集体备课制度等,着力建设一支结构合理、爱岗敬业、勇于创新的实验教学队伍。

10.院(系)意见

院(系)意见

负责人签字 (公章)

年 月 日

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