曹 莉，劉蓮花，王小丹

（海南醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生與全健康國際學(xué)院，海南 ?？?570100）

數(shù)學(xué)建模課程在20世紀(jì)80年代進(jìn)入我國高校，最初開設(shè)該課程的只是少數(shù)理工科大學(xué)和綜合大學(xué)。但自1992年由中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)舉辦全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽以來，20多年迅速成為全國高校中規(guī)模最大的大學(xué)生基礎(chǔ)性科技競賽[1]。為此，絕大多數(shù)本科院校和許多專科學(xué)校都開設(shè)了各種形式的數(shù)學(xué)建模課程和講座，有力地促進(jìn)了數(shù)學(xué)建模課程的發(fā)展，也為培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)方法分析、解決實(shí)際問題的能力開辟了一條有效的途徑[2-4]。2021年，來自全國及美國、馬來西亞等國家的1566所院校/校區(qū)、49529隊(duì)（本科45075隊(duì)、專科4454隊(duì)）、14萬多人報(bào)名參賽。數(shù)學(xué)競賽成為全國大學(xué)生的技能競賽中被認(rèn)可度最高的一批競賽。

數(shù)學(xué)模型競賽不同于其他的競賽，每年的題目都緊扣當(dāng)前，它來自實(shí)際問題或有明確的實(shí)際背景。2017年以前的題目一般來源于工程技術(shù)和管理科學(xué)等方面經(jīng)過適當(dāng)簡化加工的實(shí)際問題。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，從2017年開始有意識(shí)的增加了從大量的觀測數(shù)據(jù)尋找規(guī)律利用數(shù)學(xué)方法建立模型的題目。2019年以前本科組每年兩題，專科組兩題，2019年起本科組每年三題，增加了關(guān)于大數(shù)據(jù)的題目。尤其在當(dāng)前“健康中國”的理念下，利用健康大數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型、進(jìn)行分析處理，給實(shí)現(xiàn)“健康中國”提供決策建議，需要培養(yǎng)具備較強(qiáng)數(shù)學(xué)建模能力的人才，尤其有著醫(yī)學(xué)背景的醫(yī)學(xué)類院校更應(yīng)借助全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的平臺(tái)，積極組織學(xué)生廣泛參與。

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的研究更多的是定量研究，在醫(yī)學(xué)研究中采用數(shù)學(xué)模型已經(jīng)成為一個(gè)必然的趨勢，通過建立數(shù)學(xué)模型對(duì)所研究的醫(yī)學(xué)問題進(jìn)行定量分析，找出其內(nèi)在的發(fā)展規(guī)律。醫(yī)學(xué)院校作為培養(yǎng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)工作者及醫(yī)學(xué)科研人員的主要陣地，肩負(fù)著對(duì)醫(yī)療大數(shù)據(jù)分析的重要任務(wù)。醫(yī)療數(shù)據(jù)科學(xué)越來越成為當(dāng)代社會(huì)科學(xué)發(fā)展的重要學(xué)科之一。

1 目前在醫(yī)學(xué)類院校中開展數(shù)學(xué)建模競賽面臨一系列問題，缺乏恰當(dāng)定位與分析

在醫(yī)學(xué)類院校開展全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，因?yàn)獒t(yī)學(xué)類專業(yè)性強(qiáng)，大多數(shù)學(xué)生都是以學(xué)醫(yī)為目的，并不重視數(shù)學(xué)和理工類知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模興趣不大。而且?guī)熧Y少，力量低，學(xué)校重視程度不夠，相關(guān)配套措施不夠完善，成效低，很多人不愿意投入精力到數(shù)學(xué)建模中，屬于小眾競賽活動(dòng)。近幾年在海南各院校參賽的隊(duì)伍在全國的比重呈遞增趨勢，但直到2021年還沒達(dá)到1%，如表1所示。2017—2021年間在全國醫(yī)科院校參與的也不多，獲獎(jiǎng)的隊(duì)伍更寥寥無幾，在全國獲獎(jiǎng)比例只在2%左右，如表2所示。這些均不利于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)人才的培養(yǎng)。

表1 海南省院校與全國院校參賽隊(duì)伍統(tǒng)計(jì)表

表2 醫(yī)學(xué)院校與全國院校獲獎(jiǎng)隊(duì)伍統(tǒng)計(jì)表

第二，忽視自身特色，為參加大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽而開設(shè)“數(shù)學(xué)建?！闭n程。雖然組織參加數(shù)學(xué)建模競賽活動(dòng)能促進(jìn)高?！皵?shù)學(xué)建?！苯膛c學(xué)水平的提高，也在一定程度上提高了學(xué)校的地位和聲譽(yù)，但是，針對(duì)競賽的教學(xué)是對(duì)極少數(shù)參賽學(xué)生的強(qiáng)化訓(xùn)練，忽視了絕大多數(shù)學(xué)生，失去了培養(yǎng)數(shù)據(jù)人才本身的目的。

第三，缺乏軟件應(yīng)用能力的培養(yǎng)，缺少應(yīng)用平臺(tái)。忽視了軟件的教學(xué)，缺乏運(yùn)用所學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決實(shí)際問題的能力，缺乏創(chuàng)新意識(shí)，不能滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的需求。

第四，醫(yī)學(xué)院校組織開展大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的時(shí)間較短，指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)、社團(tuán)組織建設(shè)不完善，沒有形成一個(gè)完整的宣傳、開展、激勵(lì)系統(tǒng)。

2 全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽在海南醫(yī)學(xué)類院校開展的效果及意義

以海南醫(yī)學(xué)院為例，從2017年學(xué)院首次組織學(xué)生參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽以來，在這五年時(shí)間里，通過課堂教學(xué)、建模培訓(xùn)、創(chuàng)新項(xiàng)目來培養(yǎng)學(xué)生建模能力，在全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽中，取得了較為理想的成績，2017年11隊(duì)參加“高教杯”全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，獲得了國家二等獎(jiǎng)，省一等獎(jiǎng)，省三等獎(jiǎng)的成績，在全省獲獎(jiǎng)?wù)急?.5%；2018年12個(gè)隊(duì)參加“高教杯”全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，獲得省三等獎(jiǎng)5項(xiàng)（5.5%）。2019年12個(gè)隊(duì)參加“高教杯”全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，獲得省二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省三等獎(jiǎng)2項(xiàng)（4.3%）。2020年23個(gè)隊(duì)參加“高教杯”全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，獲得省二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省三等獎(jiǎng)6項(xiàng)（7.4%）。2021年26個(gè)隊(duì)參加“高教杯”全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，獲得國家一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省三等獎(jiǎng)3項(xiàng)成績（5.3%）。雖然并獲獎(jiǎng)比沒有大的提高，但是基于零基礎(chǔ)，五年時(shí)間里獲得的榮譽(yù)等級(jí)的提高還是充分的印證了組織參賽的方案是行之有效的。

綜上所述，在這幾年的數(shù)學(xué)建模競賽組織中，無論學(xué)生和老師都做到了師生相長。從學(xué)生方面，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力；學(xué)生會(huì)將自己學(xué)過的理論知識(shí)應(yīng)用到解決實(shí)際問題中；在競賽中，通過查閱文獻(xiàn)，收集數(shù)據(jù)，訓(xùn)練了學(xué)生快速獲取信息和資料的能力；競賽鍛煉了學(xué)生在原有的技能知識(shí)基礎(chǔ)上快速了解新的知識(shí)和掌握新的技能；通過競賽更加培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神，現(xiàn)在社會(huì)知識(shí)和技能越來越精細(xì)化，具有良好的合作意識(shí)和合作精神是學(xué)生適應(yīng)社會(huì)、快速融入社會(huì)的硬件條件；競賽增強(qiáng)了學(xué)生的寫作技能和排版技術(shù)，使得學(xué)生更具有規(guī)范性和嚴(yán)謹(jǐn)性。不僅如此，對(duì)于榮獲國家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)的學(xué)生受益更廣。通過與其他院校展開合作，可以對(duì)在數(shù)學(xué)建模競賽中表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生提供推薦面試研究生資格。學(xué)生在攻讀研究生時(shí)也會(huì)得心應(yīng)手；對(duì)于榮獲國際級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)的學(xué)生還有利于申請(qǐng)出國留學(xué)，數(shù)學(xué)建模競賽在國際上也是認(rèn)可度很高的競賽。更重要的是訓(xùn)練了學(xué)生的邏輯思維和開放性思考方式。從教師方面，提供了進(jìn)行教學(xué)改革的思路。（1）建立更加科學(xué)、符合實(shí)際的課程體系；針對(duì)數(shù)學(xué)建模教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)實(shí)施過程中，分成一般教學(xué)與競賽培訓(xùn)教學(xué)兩類，形成不同的課程體系。（2）改革教學(xué)方法、豐富教學(xué)內(nèi)容；本著培養(yǎng)學(xué)生建模素質(zhì)的目標(biāo)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)的作用，并從中體會(huì)到數(shù)學(xué)在其他學(xué)科中的應(yīng)用過程。對(duì)數(shù)學(xué)建模課程的內(nèi)容作相應(yīng)的調(diào)整和完善，如結(jié)合醫(yī)學(xué)專業(yè)特色，將一些比較完整的理論模型、賽題（傳染病模型問題）作為案例進(jìn)行介紹；補(bǔ)充近些年來比較熱門的優(yōu)化算法介紹，如：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、蟻群算法；選取國內(nèi)外建模競賽中一些經(jīng)典優(yōu)秀的案例和論文進(jìn)行介紹等。（3）在數(shù)學(xué)建模課程中對(duì)學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)；我國著名科學(xué)家錢學(xué)森在20世紀(jì)80年代發(fā)表了《關(guān)于思維科學(xué)》一文，其中首次提出“思維科學(xué)”這一理論。錢老認(rèn)為人的思維是有規(guī)律的，可以用科學(xué)的方法去研究它。而人的創(chuàng)造性思維是科學(xué)思維的重要組成部分。自人類社會(huì)進(jìn)入21世紀(jì)以來，具有創(chuàng)新性能力的人才成了當(dāng)今社會(huì)的寵兒，而在大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中，《數(shù)學(xué)模型》等建模課程正是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維最有效的課程。

3 在醫(yī)學(xué)類院校開展數(shù)學(xué)建模競賽的建議

目前數(shù)據(jù)、模型知識(shí)將越來越多的地貫穿到醫(yī)學(xué)教育中，在臨床上利用醫(yī)療大數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)模型的診斷將越來越成為醫(yī)生診斷的輔助工具，機(jī)器診斷結(jié)果經(jīng)驗(yàn)更為準(zhǔn)確，這些都需要有具備較強(qiáng)數(shù)學(xué)建模能力的人才，培養(yǎng)這樣的人才就成為醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)領(lǐng)域中重要的發(fā)展方向之一，對(duì)未來醫(yī)療、衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)發(fā)展也都具有長遠(yuǎn)的意義[5]。近年來，人們逐漸認(rèn)識(shí)到將數(shù)學(xué)建模的思想和方法真正融入大學(xué)課堂，才是有效的途徑。

（1）建立并形成一套較為成熟、完整的數(shù)學(xué)建模類課程的教學(xué)模式，并以此模式作為培養(yǎng)和提高大學(xué)生科技創(chuàng)新的能力和素質(zhì)的主要手段。

（2）把“數(shù)學(xué)建模”的思想融合到大學(xué)數(shù)學(xué)的主干課程中去，并以此作為培養(yǎng)和提高大學(xué)生創(chuàng)新的能力和素質(zhì)的重要載體。

（3）以“數(shù)學(xué)建?！弊鳛榕囵B(yǎng)和提高大學(xué)生創(chuàng)新能力和素質(zhì)的一個(gè)重要突破口。開展校園活動(dòng)，不定期開設(shè)數(shù)學(xué)建模講座，讓更多的學(xué)生了解、喜歡進(jìn)而參與數(shù)學(xué)建?；顒?dòng)；學(xué)校也可與社會(huì)單位建立廣泛聯(lián)系，學(xué)生有計(jì)劃、有組織地收集和整理他們工作中的實(shí)際問題，針對(duì)企業(yè)單位、科研院所提出的實(shí)際問題，在進(jìn)行建?；蚍抡婺M予以解決。通過這種方式，既能鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，也實(shí)現(xiàn)了學(xué)生與就業(yè)單位的“零距離”接觸，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)能力。

（4）建立多樣化的數(shù)學(xué)建模實(shí)踐平臺(tái)；在學(xué)校全面宣傳數(shù)學(xué)建模競賽，并對(duì)獲得省級(jí)以上優(yōu)異成績的學(xué)生和指導(dǎo)老師進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。對(duì)獲得國家獎(jiǎng)的學(xué)生，在評(píng)先評(píng)優(yōu)等方面給以加分，并給予獎(jiǎng)學(xué)金。每年在寒假和暑假兩個(gè)假期的前兩周開展數(shù)學(xué)建模競賽系列培訓(xùn)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，增加學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備，掌握分析數(shù)據(jù)的軟件技能，每個(gè)系列培訓(xùn)后安排一次實(shí)戰(zhàn)，通過每一次實(shí)戰(zhàn)增強(qiáng)學(xué)生的自信心。在每學(xué)期的周日半天可以安排第二課堂進(jìn)行技術(shù)輔導(dǎo)。也可以鼓勵(lì)學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模社團(tuán)，鼓勵(lì)更多的教師開設(shè)數(shù)學(xué)建模第二課堂，參與數(shù)學(xué)建模社團(tuán)的指導(dǎo)。

總之，依托大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽平臺(tái)是提高大學(xué)生建模能力的手段之一，其成果對(duì)各地方醫(yī)學(xué)類院校數(shù)學(xué)建模教學(xué)及創(chuàng)新人才培養(yǎng)起到促進(jìn)作用。當(dāng)前數(shù)據(jù)健康已經(jīng)深入人心，培養(yǎng)利用健康大數(shù)據(jù)來管理人們的生活的復(fù)合型人才也成為醫(yī)學(xué)院校當(dāng)仁不讓的責(zé)任，但由于參加數(shù)學(xué)建模競賽的同學(xué)還不夠多，范圍還不夠大，這樣一項(xiàng)重要的活動(dòng)要想更有效地?cái)U(kuò)大到更多甚至所有學(xué)生，還是亟待研究的重要課題。