羅萬春，馬 翠，宋麗娟，周 彥

（陸軍軍醫(yī)大學(xué)，重慶 400038）

隨著信息技術(shù)的普及和發(fā)展，醫(yī)療大數(shù)據(jù)的挖掘和應(yīng)用的迫切性日益凸顯。數(shù)學(xué)建模作為大數(shù)據(jù)挖掘和分析的工具日益受到重視，數(shù)學(xué)建模知識(shí)需要學(xué)生在本科階段進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，數(shù)學(xué)建模能力需要學(xué)生在競(jìng)賽中鍛煉和提高。但是在醫(yī)學(xué)院校，數(shù)學(xué)建模教學(xué)和競(jìng)賽開展情況一直不盡如人意，如何組織學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)與競(jìng)賽，有效提高學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力需要深入研究。

1 軍醫(yī)大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽存在的困難

醫(yī)學(xué)院校數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽存在學(xué)生重視程度不夠、數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容淺顯、學(xué)生自學(xué)能力差、創(chuàng)新能力不足等問題[1]。經(jīng)調(diào)研，在軍醫(yī)大學(xué)還存在以下問題阻礙了數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的開展。

1.1 數(shù)學(xué)課時(shí)較少，教學(xué)內(nèi)容簡單

一般而言，我國醫(yī)學(xué)院校高等數(shù)學(xué)課時(shí)數(shù)少，尤其是臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)，往往不超過50學(xué)時(shí)，只能簡單介紹微積分的基本知識(shí)，而且沒有開設(shè)數(shù)學(xué)相關(guān)課程。在這種情況下，課堂教學(xué)往往是重直觀輕抽象，重計(jì)算輕推理，重一元輕多元，重低階輕高階。好的現(xiàn)象是，不少教師會(huì)設(shè)計(jì)一些醫(yī)學(xué)相關(guān)數(shù)學(xué)案例，在一定程度上涉及數(shù)學(xué)建模的思想方法。

1.2 對(duì)數(shù)學(xué)認(rèn)可度低，應(yīng)用困難

數(shù)學(xué)作為公共基礎(chǔ)學(xué)科課題少，相關(guān)論文級(jí)別不高，不容易得到學(xué)校的認(rèn)可。多數(shù)專業(yè)學(xué)科論文寫作相對(duì)容易，只需要做實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行簡單的統(tǒng)計(jì)分析，無需復(fù)雜的數(shù)學(xué)建?？坍嫞芯咳藛T也不會(huì)認(rèn)識(shí)到事實(shí)上自己的許多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)沒有得到充分的挖掘和利用。數(shù)學(xué)在醫(yī)學(xué)院校處于比較尷尬的地位，一方面，利用數(shù)學(xué)可以更好地分析和挖掘醫(yī)學(xué)問題；另一方面，醫(yī)學(xué)研究人員沒有足夠的數(shù)學(xué)建模能力來解決問題，甚至沒有用數(shù)學(xué)建模解決問題的意識(shí)。數(shù)學(xué)教師和醫(yī)學(xué)專業(yè)教師合作本來可以解決這一問題，但遺憾的是大多數(shù)合作成功率不高，主要是因?yàn)榻?jīng)費(fèi)、署名等問題。

1.3 缺乏獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，參賽積極性低

由于全軍院校取消了教學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)，教師指導(dǎo)學(xué)生參加競(jìng)賽完全是基于職業(yè)素養(yǎng)的自主行為，積極性較低。學(xué)生雖然獲獎(jiǎng)有獎(jiǎng)金，但是數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽獲獎(jiǎng)難度遠(yuǎn)超其他學(xué)科競(jìng)賽，因此學(xué)生不愿意花時(shí)間，而且對(duì)現(xiàn)在的學(xué)生來說，這點(diǎn)獎(jiǎng)金可有可無，只有真正對(duì)數(shù)學(xué)感興趣的學(xué)生才愿意參加。

2 軍醫(yī)大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的組織策略

數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽存在上述困難，而數(shù)學(xué)建模能力對(duì)學(xué)生的長遠(yuǎn)發(fā)展意義重大[2]，因此，有效得當(dāng)?shù)亟M織籌劃數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，讓更多學(xué)生在數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中受益，需要組織者積極思考和實(shí)踐。

2.1 滲透數(shù)學(xué)建模思想方法，整合數(shù)學(xué)建模課程內(nèi)容

所有的教學(xué)設(shè)計(jì)均是基于一定的教學(xué)內(nèi)容，內(nèi)容設(shè)定是一切教學(xué)活動(dòng)的基礎(chǔ)和前提，因此，數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽組織的第一要?jiǎng)?wù)是設(shè)計(jì)課程內(nèi)容體系。傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容是基于邏輯結(jié)構(gòu)的純數(shù)學(xué)，由于醫(yī)學(xué)院校數(shù)學(xué)課時(shí)少，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模時(shí)對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)建模思想方法掌握不好。因此，我們?cè)谙葘?dǎo)課程醫(yī)學(xué)高等數(shù)學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模的思想方法，同時(shí)調(diào)整了課程內(nèi)容體系，整個(gè)數(shù)學(xué)建模課程內(nèi)容體系見圖1。

在數(shù)學(xué)建模課程體系中，醫(yī)學(xué)高等數(shù)學(xué)是數(shù)學(xué)建模選修課的先導(dǎo)課程，而數(shù)學(xué)建模選修課又是數(shù)學(xué)建模第二課堂的先導(dǎo)課程。在醫(yī)學(xué)高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，引入醫(yī)學(xué)或軍事背景的數(shù)學(xué)案例，一是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，二是滲透數(shù)學(xué)建模的思想方法。MATLAB軟件演示也是一種直觀教學(xué)，與數(shù)學(xué)建模選修課中的MATLAB入門和數(shù)學(xué)建模第二課堂中MATLAB綜合編程呈螺旋上升的遞進(jìn)關(guān)系。事實(shí)上，醫(yī)學(xué)高等數(shù)學(xué)僅僅是數(shù)學(xué)建模的滲透，數(shù)學(xué)建模選修課是數(shù)學(xué)建模的基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)建模第二課堂是數(shù)學(xué)建模專題，是數(shù)學(xué)建模的提升和綜合演練。歷時(shí)一年，學(xué)生能基本掌握數(shù)學(xué)建模的基本方法。經(jīng)過2～3年的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽鍛煉，學(xué)生能較好地應(yīng)用數(shù)學(xué)建模的基本方法，具有較高的數(shù)學(xué)建模能力。

2.2 改進(jìn)數(shù)學(xué)建模教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率

數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的主體是學(xué)生，數(shù)學(xué)建模能力的獲取途徑是學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的主要方式是課堂教學(xué)。因此，數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽組織的第二要?jiǎng)?wù)就是選擇有效的有針對(duì)性的教學(xué)方法。數(shù)學(xué)建模教學(xué)方法仍然沿襲傳統(tǒng)純數(shù)學(xué)教學(xué)方法，以理論講授為主，教學(xué)內(nèi)容枯燥，教師教學(xué)呆板，學(xué)生學(xué)習(xí)吃力，學(xué)習(xí)效率低下，不符合醫(yī)學(xué)院校學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)，不適應(yīng)醫(yī)學(xué)院校學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)。改進(jìn)的總體思路為將“講數(shù)學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝脭?shù)學(xué)”。數(shù)學(xué)建模理論講授是理工科院校數(shù)學(xué)教學(xué)的重要方式，也取得了較好的效果，對(duì)于學(xué)生數(shù)學(xué)理論水平的提升、正確建模能力的培養(yǎng)、建模求解理論的推導(dǎo)都大有裨益。鑒于醫(yī)學(xué)院校實(shí)際情況，建議采用“簡介模型、模型能解決的問題、如何應(yīng)用、如何求解、結(jié)果解讀”的順序進(jìn)行教學(xué)，也就是說教會(huì)學(xué)生如何正確“用數(shù)學(xué)”。所謂“用數(shù)學(xué)”并不是不講數(shù)學(xué)理論，而是淡化概念、簡化推導(dǎo)、強(qiáng)化應(yīng)用，讓學(xué)生在應(yīng)用中學(xué)習(xí)理論，在學(xué)習(xí)理論中強(qiáng)化應(yīng)用。事實(shí)上，對(duì)于非數(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生而言，數(shù)學(xué)推導(dǎo)難理解、易放棄、非必要，只要通過數(shù)學(xué)軟件就能實(shí)現(xiàn)求解，求解快、入門易、效率高，沒必要通過推導(dǎo)得到解析。

圖1 數(shù)學(xué)建模課程內(nèi)容體系

2.3 制訂數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽程序，構(gòu)建高效的競(jìng)賽管理體系

數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽涉及教務(wù)、教室、授課、競(jìng)賽場(chǎng)地、請(qǐng)假等方方面面，因此，競(jìng)賽組織的第三個(gè)要?jiǎng)?wù)是構(gòu)建競(jìng)賽管理體系。本科競(jìng)賽是按照“教務(wù)處發(fā)文、學(xué)院協(xié)調(diào)、教研室承辦”的組織程序，從數(shù)學(xué)建模選修課、第二課堂到競(jìng)賽，教研室均需要上下協(xié)調(diào)、多方咨詢、反復(fù)磋商。教研室采用“主任統(tǒng)籌、總教練負(fù)責(zé)、課代表協(xié)助”的管理模式，針對(duì)全國大學(xué)生軍事數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽單獨(dú)指派總教練，負(fù)責(zé)從制訂計(jì)劃、培訓(xùn)到競(jìng)賽的一切事務(wù)。教練組無條件服從總教練的工作安排，而教研室主任負(fù)責(zé)對(duì)教務(wù)處、學(xué)院及其他相關(guān)科室的工作匯報(bào)和協(xié)調(diào)。其中全國大學(xué)生軍事數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽既是軍隊(duì)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽（全國大學(xué)生均可參加），又是全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽和美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的實(shí)戰(zhàn)培訓(xùn)與選拔依據(jù)，參賽人數(shù)多，學(xué)生基礎(chǔ)差，協(xié)調(diào)工作忙，需要細(xì)致耐心、責(zé)任心強(qiáng)、善于與學(xué)生交流的教師擔(dān)任總教練。全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是本科競(jìng)賽的中心工作，經(jīng)過選拔后的參賽人員隊(duì)伍整體水平較好。該競(jìng)賽難度大，需要所有參賽學(xué)生請(qǐng)假一天，競(jìng)賽場(chǎng)地比較難安排，需要總教練有較豐富的經(jīng)驗(yàn)。美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽參賽學(xué)生從全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽參賽隊(duì)員中挑選，學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力更好，而且參賽人數(shù)較少，總教練的工作相對(duì)較容易，可以讓年輕教師擔(dān)任總教練，以鍛煉和培訓(xùn)人才。學(xué)生層面，每項(xiàng)競(jìng)賽設(shè)立總課代表，各專業(yè)或班級(jí)設(shè)立分課代表，負(fù)責(zé)報(bào)名、通知下發(fā)、競(jìng)賽場(chǎng)地維護(hù)、競(jìng)賽協(xié)助等工作。按照這種管、教、學(xué)三方協(xié)同、專人負(fù)責(zé)、計(jì)劃實(shí)施的管理體系，競(jìng)賽能有條不紊、按時(shí)高效地推進(jìn)。

2.4 遵守?cái)?shù)學(xué)建模競(jìng)賽規(guī)則，制定良好競(jìng)賽指導(dǎo)制度

要參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，就必須遵守?cái)?shù)學(xué)建模競(jìng)賽的規(guī)則，因此競(jìng)賽組織的最后一個(gè)要?jiǎng)?wù)是制定符合規(guī)范的競(jìng)賽指導(dǎo)制度。通過課堂講解、文件下發(fā)傳達(dá)的方式讓學(xué)生了解每項(xiàng)競(jìng)賽的規(guī)則，其中幾個(gè)重要的規(guī)則包括論文格式、交卷時(shí)間、MD5碼（全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽）、個(gè)人信息以及指導(dǎo)教師不得參與競(jìng)賽。就論文格式而言，數(shù)學(xué)建模論文寫作專題能為學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽提供指導(dǎo)。為嚴(yán)格落實(shí)競(jìng)賽期間教師不參與規(guī)則，指導(dǎo)教師在賽前必須進(jìn)行培訓(xùn)。為此，可提前確定指導(dǎo)教師，對(duì)學(xué)生進(jìn)行單獨(dú)的有針對(duì)性的競(jìng)賽指導(dǎo)，使學(xué)生具備良好的參賽能力。競(jìng)賽組織者要策劃好整個(gè)競(jìng)賽培訓(xùn)活動(dòng)，既要充分考慮教練團(tuán)隊(duì)的集體授課，又要留有充足的時(shí)間讓指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行一對(duì)一指導(dǎo)，體現(xiàn)教師的指導(dǎo)作用。

3 結(jié)語

數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽已成為我國科技類競(jìng)賽中體量最大的競(jìng)賽，對(duì)于學(xué)生利用數(shù)學(xué)思想方法定量解決實(shí)際問題的意識(shí)以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作、程序編寫、論文寫作等能力培養(yǎng)具有重要的作用。近30年來，數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽也鍛煉了一大批能力突出的學(xué)生，在各行各業(yè)都有著突出貢獻(xiàn)和較高成就。醫(yī)學(xué)院校學(xué)科設(shè)置的特殊性導(dǎo)致對(duì)數(shù)學(xué)建模的重視程度不如理工科院校，但是通過科學(xué)的組織也能收獲豐碩的成果。我校從2003年開始參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，在全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中獲得了23個(gè)全國一等獎(jiǎng)，1項(xiàng)MATLAB創(chuàng)新獎(jiǎng)，在軍隊(duì)院校軍事建模競(jìng)賽中4年兩次問鼎拿獎(jiǎng)，在美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中也獲得了特等獎(jiǎng)。競(jìng)賽不僅讓學(xué)生有收獲，教師也提高了能力，通過努力，我校數(shù)學(xué)教研室的教學(xué)和數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽已經(jīng)得到了全校師生的認(rèn)可。