1．目的及意义

（1）研究目的

在数学建模中，动态模型是描述对象特征随时间发展的演变的一类模型，如，空间飞行，电路，化学反应，疾病传播和污染控制等。一般而言，动态模型易于构造，但难于求解。因此，图形表示通常成为分析动态模型的方法。常用的分析动态模型的软件包括Matlab、Mathematica等。

传统的数学建模课程中，动态模型学习强调连续性和确定性，教师一般都采用“满堂灌”、“填鸭式”的教学方法，严重影响学生学习的积极性。另外，该课程还存在着学生与课堂互动不足，教学形式单一，知识点抽象难以理解和辅导资源不足的问题。学生上课期间接触到的教材和辅导资料多为纸质书籍或PDF文档，上面记载的是冷冰冰的公式和数学推导，学生难免会感到枯燥，因为他们不能够直观感受到某一条件或假设改变导致的模型动态变化。为了改变这一现状，我们将Jupyter Notebook(简称jupyter)融入动态模型的教学当中，利用它建立学习与实践平台帮助学生进行交互式学习，提高学习效率。同时，借助对这一平台的搭建探索其他类似学科创新教学改革的新思路。

（2）研究意义

目前国外很多高校已经围绕Jupyter设置和搭建了一系列配套教学环境。美国巴德学院的计算机科学项目利用jupyter和jupyterhub平台开创了新型的AI课程教学模式。老师共享Jupyter文件供学生学习，其中包括描述性文字、代码和可视化图形，学生可以在老师的基础上制作自己的学习笔记，相互之间还可以共享笔记。在国内，虽然有很多高校和学者致力于改革教学模式，比如搭建在线教学平台和实施翻转课堂教学模式，这在一定程度上扩充了学生获取知识的渠道也加强了师生之间的交流互动，但这些方法却没有创新学生接受知识的方式，在帮助学生理解和吸收知识的过程中发挥的作用不明显。

本研究打造的学习和实践平台不仅仅是传授学生知识，而且让他们能够进行交互式学习，可以及时有效地在平台中实践自己的想法。学生可以同时写代码和做笔记，记录数学方程并实现模型的可视化，方便今后的学习整理和复习。相比于其他软件，将jupyter运用于动态模型的学习，其最大的优点在于学生可以在建模过程中随时插入学习笔记，标记学习重点，定制自己的学习资料。Jupiter支持40多种编程语言，这意味本学习与实践平台的构建将会为其他课程的教学创新提供重要的参考价值，以适应高校教学改革和人才培养的需要，取得更好的教学效果。

2. 研究的基本内容与方案

1）基本内容：

（1）查找相关参考文献，了解国内外关于将Jupyter应用于课堂教学的案例和方法，并在其基础上进行有益的思考。