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谭永基
发布日期:2012/7/30
谭永基 谭永基
  数学系教授
谭永基教授是我校数学系知名教授之一,长期工作在本科教学第一线,教学效果良好,深受学生欢迎。在谭永基教授的倡导下,我校是全国首先开设“数学模型”课程的高校之一,在全国产生了较大影响,使数学模型课程成为我校数学系的特色课程,培养和建设了一支优秀的“数学模型”课程教学和指导数模竞赛的教师队伍,使许多学生在国内外数学建模竞赛中获得了优异成绩。

 

复旦大学数学系
主讲课程:数学模型系列课程
一、个人简介:
谭永基教授是我校数学系知名教授之一,长期工作在本科教学第一线,教学效果良好,深受学生欢迎。在谭永基教授的倡导下,我校是全国首先开设“数学模型”课程的高校之一,在全国产生了较大影响,使数学模型课程成为我校数学系的特色课程,培养和建设了一支优秀的“数学模型”课程教学和指导数模竞赛的教师队伍,使许多学生在国内外数学建模竞赛中获得了优异成绩。谭永基教授参加了教育部有关“数学建模课程”的教改项目,所编教材“数学模型”被列入教育部“十五”规划教材,并在工业与应用数学领域取得了重要成果,出版了专著多部,曾获得多项国家和省部级科研成果奖。
由于对“数学模型”课程教学改革和数学建模竞赛的贡献,谭永基教授被推选担任2001年第10届数学模型与应用的国际教学会议(ICTMA 10,10th International Conference on the Teaching of Mathematical Modelling and Applications)的学术委员会委员与组织委员会委员,在会上主持了“数学模型课程改革和中国大学生数学建模竞赛”专题讨论会。他还应邀担任2002年加拿大暑期研究生数学建模夏令营的导师。
数学模型系列课程”获2003年上海市精品课程。
《数学模型》课程教学改革与实践获2005年上海市教学成果一等奖和国家教学成果二等奖。
2003年上海市高校教学名师。
二、教学情况:
2003年上海市精品课程“数学模型系列课程”
负责人:谭永基
教学梯队:曹沅、蔡志杰、陆立强、徐惠平、许虹、严金海
1、《数学模型》教材建设:
“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。由于建设初期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中的数学模型经过一定的简化,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,复旦大学出版社出版了《数学模型》教材。
与很多同类教材不同,《数学模型》不仅包含了有关数学模型的经典实例,而且更注重对教师在科学实践中经验的总结,使教材更加贴近我国的社会主义实践,增加了教材的现代化程度,受到了兄弟院校的欢迎,被许多学校数学类专业采用。李大潜院士为此书写的序中特别指出:“……这不是一本‘纸上谈兵’的作品。作者们曾经多次参加过建立数学模型、并成功解决重大实际问题的实践,有着自己切身的经验和体会。书中所列举的实例中除有相当一些取材于国内外其他教材和有关文献外,还包含了不少作者及其研究集体历年来的研究成果。这使这本教材具有了自己鲜明的特色。”《数学模型》教材1999年获上海市优秀教材二等奖,并列入教育部“十五”规划教材,修订版于2005年2月出版。
    同时,针对“数学模型与实验”课程的特点,编纂了一套系列教材,共5册,收录了有关的中文论文96篇,英文论文47篇。这些论文主要以全国和美国数学建模竞赛的优秀论文为主,具有相当的深度和难度,能够充分发挥学生们的主观能动性,成为学生们学习的主要参考资料,对培养学生们的自学能力和创新意识起到了重要的作用。
此外,谭永基教授还参与了叶其孝教授主编的“大学生数学建模竞赛辅导教材”系列的编写工作,这套系列教材是目前全国参加数学建模竞赛的教师和学生的主要参考资料,受到广大师生的热烈欢迎。
2数学模型系列课程特色:
复旦大学数学系是国内高校中最早参与“数学模型”课程建设的单位之一。在20多年中,始终坚持“培养理论联系实际的优秀人才”的指导思想,坚持不懈地推进课程改革,从1982年至今,已形成了完整的数学模型系列课程,其中包括“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)”四门课程以及与之相联系的毕业实习与毕业论文。同时还为全校学生开设了“数学模型概论”综合教育选修课,在“文科应用数学”和“文科高等数学”课程中增加了相当数量的数学建模的内容,使非数学类的学生也能掌握数学建模的思想与方法。“数学模型系列课程“特色主要表现在以下二个方面:
    A.坚持“培养理论联系实际的优秀人才”的指导思想,努力改革教学内容和开展教材改革,提高学生的综合素质
努力培养学生为社会主义祖国服务的意识
随着科学技术的迅猛发展,社会上需要的高层次的专业人才,不仅需要有较好的理论基础,更要有理论联系实际的能力,能够用数学方法解决实际问题的人才是当今社会迫切需要的人才。数学模型课程是培养学生用数学解决现实生活中各种实际问题的能力的课程。在“数学模型”系列课程中,我们都会结合各种实际素材和案例向学生们强调“理论联系实际”这样的理念。
在教学中十分注意选择与我国社会主义建设和科技发展贴近的素材,例如能源勘探、制造业信息化、钢铁工业中若干重大问题的数学模型,并用课程组成员利用数学和数学模型解决重大实际问题而获奖的经历来教育学生。这些生动的材料和事迹不仅激发了学生学习数学和数学模型的积极性,而且大大增强了学生立志解决国家建设和国民经济发展中的实际问题,用自己的知识为社会主义祖国服务的意识,越来越多的同学参加了数学模型讨论班和竞赛活动,有的同学还参加了上海市重大科技攻关项目和大型国有企业组织的重点攻关项目。
持续进行课程改革
为了使学生更好地了解数学建模的思想,掌握数学建模的理论和方法,在国内率先为低年级学生开设了“数学模型”课程,从而将“数学模型”课程分为两个阶段,使学生更早地接触应用数学的思想。另开设了“数学建模与实验”课程,采用讨论班的形式,为学生提供了一个相互交流的平台,也使教学方式更加生动活泼。
“数学模型”和“数学建模与实验”等“数学模型”系列课程已成为全校最受大学生欢迎的课程之一。
组织同学结合课程参加社会实践
    学生要具备用数学方法和手段解决实际问题的能力,单单从课堂上和书本里学习是远远不够的,还需要有机会从社会实践中汲取营养。组织学生结合课程学习进行社会实践,并将应用数学方向的毕业实习作为数学建模课程的延伸,带领同学们到实际单位去实习,在老师的指导下进行研究,完成毕业论文。同时聘请实际单位的专业人员为学生讲授数学和数学模型在实践中发挥的巨大作用。20多年来,历届学生实习过的单位有杭州汽车发动机厂、杭州汽轮机厂、上海宝钢集团公司、杭州污水处理厂、萧山动力机厂、无锡动力机厂、杭州柴油机总厂、苏州丝绸研究所、江南造船厂、沪东造船厂、中国船舶工业总公司应用软件开发中心、南京航空航天大学、无锡柴油机厂、扬州动力机厂等多家单位。通过这些实习和研究活动,使同学们切实地感受到了数学的用武之地,真正地参与了重要科研项目的攻关,应用数学解决实际问题的能力大大提高。
组织学生参加重大实际课题
    在实习和实践的过程中,涌现出许多优秀学生,他们在很多课题项目的开发中起到了积极的作用,为项目的完成、鉴定甚至获奖作出了贡献。例如倪磊、杨友忠参加了国家重点科技攻关项目“放射性同位素测量脑血流量的数学模型”,丁立、刘进参加了上海市重点科技攻关项目“高性能数控编程系统”,叶伟文等参加了宝钢“连铸二冷离线控制的数学模型”项目的研究,孙修远等参加了宝钢“高炉炉底温度分布”项目的研究,陈其安参加了“三维体素碰撞检查程序”项目的开发,林杨参加了“麻醉注射的动力学研究”项目等等。每年都有优秀的毕业论文涌现出来。事实证明,学生参加科研工作,既充实了科研队伍的力量,更使学生受到了很好的锻炼,培养了理论联系实际和从事科研工作的意识和能力。
发起并组织学生参加大学生数学建模竞赛
    国内的大学生数学建模竞赛首先是由复旦大学与上海的部分兄弟院校于1990年在上海发起的,得到全国各高校的肯定和支持,并于1994年起成为教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同组织的竞赛,受到了大学生们的热烈欢迎,成为公认的全国规模最大的,也是最为成功的大学生课外科技活动。我们将准备和参加全国和美国大学生数学建模竞赛作为数学建模课程的一个教学环节,每年尽量创造条件,让尽可能多的同学有机会参加。我们指导的学生在历届竞赛中都取得了优异的成绩。
    特别值得一提的是,1996年由朱正元、谭浩南、刘剑三位同学组成的参赛队获得了美国数学建模竞赛(MCM)的特等奖(Outstanding Award),开创了中国大学生在这项赛事中获得这一最高荣誉的先例,是国内率先获得美国数学建模竞赛特等奖的两个学校之一,为复旦大学,也为中国的高等教育界争得了荣誉。
    B.深化教学方法的改革,充分发挥学生在教学中的主体作用
努力改革教学方法,采用适应课程的多种教学手段
    为了克服数学课程教学中存在的单纯课堂讲授,“满堂灌”的弊病,根据数学模型课程的特点,我们对课堂教学进行了全面的改革,除了传统的教师课堂讲授以外,还针对不同的课程和授课对象,运用多种不同的教学手段。
    在“数学模型”课程中,同学们以小组为单位,参加小课题的研究。老师对实际问题作适当简化,将其分解成相对简单的小问题,请学生自己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多媒体课件,或利用各种数学软件在教室中进行实时演算,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。
    在“数学建模与实验”课程中,采用讨论班的形式,由教师主持,提供给学生阅读材料,主要是历届全国和美国大学生数学建模竞赛的优秀论文。这些材料有相当的深度和难度,有些知识学生们可能还没有学过,老师指导同学们详细阅读数学建模的有关资料和素材,要求同学们首先读懂材料上的内容,自己动手实现其中的算法,验证材料中的结果,然后结合自己的想法,指出材料中的数学方法和相应的算法可能出现的错误,并对之做出改进,撰写读书报告,然后在课堂上进行讲解,由老师和其他同学提问,进行互相讨论,最后再由老师作出点评,帮助同学们掌握其中的主要方法和难点,在互动的教学过程中,更好地掌握材料中的内容。“数学建模与实验”课程是在本科二年级下和三年级上开设的,在读与写的过程中,学生们自然会遇到相当多的尚未学过的专业知识,也会遇到某些不熟悉的其他专业领域的内容,我们就鼓励和指导学生如何从图书馆和网上寻找相关的背景资料和数学书籍,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。通过这一课程的学习,普遍提高了学生们的专业素质和分析问题、解决问题的能力。课堂教学形式也受到了同学们的热烈欢迎,同学们在课堂上踊跃发言,进行热烈的讨论,使得对问题的理解、方法的掌握都更加透彻。
    小课题、讨论班和数学建模竞赛都是以小组为单位组织进行的,对学生的团队精神是一个考验。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。这对培养学生的集体意识也是非常有帮助的。
采用互动式教学,发挥学生的主体作用
    在以往的课堂教学中,特别是数学课的教学中,主要采用教师课堂讲授的形式。这种单一的教学形式造成了学生在教学中处于被动的状态,影响了学生的学习积极性和教学效果。
    根据数学建模课程的特点,十分注重教学互动,充分发挥学生在教学中的主体和能动作用。例如在“数学模型(II)”课程中,将课堂教学一分为三,约二分之一的时间由教师讲授若干典型问题的数学模型,然后围绕这些典型问题有关的6-7个小课题,用约四分之一的课时进行课堂讨论,另外四分之一的时间由学生上讲台报告自己小课题的结果。这种教学方法充分调动了学生的学习积极性,每年都有原来成绩一般或较差的同学,在本课程中有较大的提高和优异的表现,学习的自信心和积极性得到很大的提升,教师也在同学的讨论中发现教学的问题,及时加以改进。
    在教师的指导下,主要由学生为主制作的多媒体课件模块有:激光钻孔、用放射性同位素测量脑血流量、植物生长模型、分子数学模型、糖尿病检测模型、波传播模型等。通过这些模块的制作过程,师生紧密接触交流,教学相长的效果明显地得到显示。
    3、教学模型系列课程建设与改革的主要成果
人才的质量得到了提升
    通过“数学模型”课程的学习、“数学建模与实验”的训练,以及全国和美国数学建模竞赛的锻炼,很多学生从中脱颖而出,在本科阶段就做出了非常出色的工作。很多同学在本科阶段就完成了论文,在国内外期刊上正式发表,获得了好评,如王伟叶、朱正元、谭浩南、钱春江、叶伟文、林杨、陈建芳、宁毋庆等同学的论文分别在《工程数学学报》(EI杂志)、《数学的实践与认识》、《复旦学报》以及《UMAP》等期刊上发表。王伟叶、姜文华、吴家麒因此获得了复旦大学首届校长奖,这是复旦大学设立的最高奖项。
    虽然本系列课程改革的效果随时间的推移还将进一步显现出来,但从参与本课程改革的毕业不久的学生的优异表现,可以发现本课程的改革已有力地推动了理论联系实际的应用数学人才的培养。如吴伟标同学获得密歇根大学统计学的博士学位,现为芝加哥大学(University of Chicago)理学院统计系助理教授;倪磊同学现在加州大学洛杉矶分校(UCLA,University of California, Los Angeles)数学系任助理教授;韩斌同学现为加拿大阿尔伯达大学(University of Alberta)数学与统计系的副教授;吴晓明同学目前是谢帕得大学(Shepherd University)计算机信息科学系助理教授;张浩同学获得复旦大学数学系博士学位后,进入国润通信公司,现为该公司的总经理;丁立、邢浩波、刘进等同学在获得硕士或博士学位后,分别在各自所在公司中担任经理或技术主管职务,成为公司中重要的骨干力量;姚一隽同学在法国留学期间就获得法国综合工业大学最高的优秀学生大奖。
    以上这些同学在谈到“数学模型”课程,都深有感触地说:“数学模型课程是本科4年中最有价值的课程之一”、“学数学的最好方法是做数学”。
数学模型课程的教学体系与模式已初步形成,在国内外产生了良好的影响
“数学模型系列课程”获2003年上海市精品课程,谭永基教授获2003年上海市高校教学名师,并获2004年上海市育才奖。曹沅和蔡志杰也因在课程改革中的杰出表现,被评为优秀青年教师和被授予“世纪之星”称号。
由于在全国大学生数学建模竞赛活动中的贡献,谭永基和蔡志杰担任全国大学生数学建模竞赛组织委员会委员和副秘书长。
《数学模型》课程教学改革与实践项目获2005年上海市教学成果一等奖和国家教学成果奖二等奖。
“全国大学生数学建模竞赛和教学改革“获2001年国家教学成果二等奖(排名第四)。
承担教学改革项目有:
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(2002-2005年) 参加者
三、科研情况:
谭永基教授的科研领域在以下几个方面:
1.等值面边值问题和电阻率测井的研究
从电阻率测井问题中建立了一种新的等值面边值问题数学模型,对这类问题的数学理论,数值方法进行了研究,在国内外重要期刊发表了论文十余篇,在国内外各发表专著一部(包括和李大潜院士等合作),为此获1989年上海市科技进步一等奖和国家教委科技进步二等奖;
2.机械制造业计算机辅助设计与制造中的数学方法的研究
参加多项国家和上海市重点科技攻关项目,发表论文十余篇,专著两部(含合作),“中小功率柴油机CAD”获1994年国家科技进步二等奖和机械工业部科技进步一等奖;另有农机部科技三等奖和上海市科技振兴奖二、三等奖四项;
3.能源、环境中的数学物理反问题的数学模型,方法和理论的研究,国家自然科学基金会课题(2002-2004年),项目负责人;
4.中法先进科技合作项目一项,发表论文十余篇,曾应邀担任反问题国际会议科学委员会委员,在国内有较大影响;
5.其他工业问题的数学模型和方法的研究。
具有代表性的论文:
1.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4月 第一作者;
2.Multi-parameter identification and applications in well-logging Computational Geosciences 2002年1月 第二作者;
3.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9月 第一作者;
4.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;
5.Mathematical problems and methods in resistivity well-logging Survey on Mathematics for Industry 1996年1月 第二作者;
6.Mathematical methods for the SP well-logging Applied and Industrial Mathematics 1991年9月;
7.Mathematical model and method for spontaneous potential well-loggings Europe Journal of Applied Math 1994年12月 第二作者。
四、推荐意见:
谭永基教授是我校数学系知名教授之一,长期工作在本科教学第一线,教学效果良好,深受学生欢迎。在谭永基教授的倡导下,我校是全国首先开设“数学模型”课程的高校之一,在全国产生了较大影响,使数学模型课程成为我校数学系的特色课程,培养和建设了一支优秀的“数学模型”课程教学和指导数模竞赛的教师队伍,使许多学生在国内外数模竞赛中获得了优异成绩。谭永基教授参加了教育部有关“数学建模课程”的教改项目,所编教材“数学模型”被列入教育部“十五”规划教材,并在工业与应用数学领域取得了重要成果,出版了专著多部,曾获得多项国家和省部级科研成果奖。
 

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