案例应用课程：数学建模                   

课程代码：N19CX2001

课程类型： 创新创业课程 

课程开课部门：理学部               

授课对象：本科生

案例撰写人：晁增福

一、案例应用章节或知识点

本案例适用于课程微分方程建模。

二、案例意义与育人目标

讲解“新冠疫情与抗疫精神”案例，让学生了解“抗疫精神”，渗透“科学精神”和“公民意识”，通过SEIR模型的产生、完善过程及其实际意义讲解，增强学生理论联系实际的意识和能力，培养学生用数学知识理解、解释和解决实际问题的能力。

三、案例内容

思政元素挖掘：

以“新冠疫情与抗疫精神”为切入点，让学生了解“抗疫精神”及在抗疫过程中涌现出的抗疫英雄。阐述在抗疫过程中“个人防护”对“国家抗疫”的贡献，引导学生“心怀家国”，增强学生的“公民意识”和爱国情况。

设计思路：

多媒体放映、案例导入——新课讲授——课堂讨论——巩固总结——布置作业。

教学方法：

案例分析法、讲授法、课堂讨论法

教学过程：

（一）导入案例

利用多媒体播放视频向学生展示中国抗疫过程及抗疫精神，让学生了解“抗疫精神”及在抗疫过程中涌现出的抗疫英雄。

（二）新课讲授

在抗击疫情斗争中，以习近平同志为核心的党中央突出强调“人类同疾病较量最有力的武器就是科学技术，人类战胜大灾大疫离不开科学发展和技术创新”。重点介绍由兰州大学西部生态安全协同创新中心主任黄建平教授组织带领完成的《新冠肺炎疫情全球预测系统》，引导学生讨论并得出结论，科学地开展疫情预测是科学抗疫的重要组成部分。

提出问题，如何建立一个传染病传播的数学模型呢？

按照学生的认知过程，首先建立“自由增长模型”，并借助这个模型向学生介绍微分方程相关的概念。进一步求解“自由增长模型”的解，发现模型的缺陷，并引导学生建立SI（易患者——感染者）模型；求解SI 模型，并引入“康复者”，引导学生建立SIR（易患者——感染者——康复者）模型；引入“暴露者”，引导学生建立SEIR（易患者——暴露者——感染者——康复者）模型。

（三）巩固总结

让学生经历不断深入研究问题和不断改进数学模型的过程，培养学生善于采用看似见到的专业知识解决实际问题的意识和能力。联系抗疫过程中的勤洗手、戴口罩、少聚集、接种疫苗等措施，讨论和解释这些措施在SEIR模型中的意义，并利用计算机模拟相关参数变化导致的感染人数变化情况。通过展示相关结果，阐述在抗疫过程中“个人防护”对“国家抗疫”的贡献，引导学生“心怀家国”，增强学生的“公民意识”和爱国情况。

（四）布置作业

从疫情中得到的教训，你认为在搭建SEIR模型时需要考虑哪些因素？

四、育人效果

在数学建模课程《微分方程建模》一节中融入“抗疫精神”及“新冠肺炎疫情预测”的思政元素及实际背景，让学生深刻经历数学模型建立和改进的过程。学生的课堂参与度明显增强，听课注意力显著提升，对相关知识、方法的学习更加高效，培养了学生的家国情怀和奉献社会的积极性。