中醫藥類本科院校數學建模課程開設的探討

邵光明

【摘 要】目前，部分中醫藥類院校的數學建模課程未能將數學與醫學問題有機地結合起來，致使學生未能深切領會到數學在解決醫學問題中的重要作用。本文主要以安徽中醫藥大學數學建模課程開設為例，分別從課程定位、教學目標、教學內容、教學評價及考核方式、課程建設改進措施幾方面進行探討。

【關鍵詞】數學建模;醫藥類本科

中圖分類號： G434 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）16-0255-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.16.113

Discussion on the Course of Mathematical Modeling in Universities of Traditional Chinese Medicine

SHAO Guang-ming

（Anhui University of Traditional Chinese Medicine，Hefei Anhui 230012，China）

【Abstract】At present，some universities of traditional Chinese medicine have failed to combine mathematics with medical problems，which makes students fail to understand the importance of mathematics in solving medical problems. This paper mainly takes the course of Mathematical Modeling in Anhui University of Traditional Chinese Medicine as an example to discuss the course orientation，teaching objectives，teaching content，teaching evaluation and assessment methods， and improvement measures of course construction.

【Key words】Mathematical Modeling;Universities of Traditional Chinese Medicine

0 引言

生命科學在現代技術的飛速發展過程中開始向著精確、可計算、可控制、可預測的方向前進。2010年發布的《中國本科醫學教育標準》明確指出，知識目標的第一點是掌握與醫學相關的數學、物理、化學、生命科學和社會科學等基礎知識與科學方法，并能用于指導未來的學習和醫學實踐。鑒于現在我國醫藥類院校中數學建模這門課程具有的特征，醫藥類院校數學建模課程的開設有很多需要探索和研究的課題。

數學建模課程主要由數學理論基礎和數學實驗兩大部分組成，是利用所學數學知識解決實際問題的橋梁，在綜合類院校甚至中學已經開設了數學建模的必修課或選修課，組隊參加全國大學生數學建模比賽，以賽促學，效果極佳。而在中醫藥類院校起步較晚，重視度相對不夠，我們希望通過數學建模這門課程的開設，意圖使得學生深切領會到數學在解決醫學問題中的重要作用。因此，站在培養學生角度來說在醫藥類院校開設數學建模課程是有很強的實踐價值。

1 課程分析

1.1 課程定位

《數學建模》是信息管理與信息系統專業的一門專業基礎課。是集數學、計算機、管理學、運籌學、編碼學等諸多學科于一身的交叉學科。本課程以實際問題為載體，通過拓展和加深學生的數學基礎，把數學建模、數學知識、數學軟件和計算機應用有機地結合起來，提高學生的學習興趣，提高學生應用數學知識建立數學模型，解決實際問題的實踐能力。培養學生發現問題、分析問題和應用數學知識、通過使用數學軟件解決實際問題的意識和能力。為將來從事信息管理工作的畢業生提供了深刻的理論依據和豐富的應用實踐。在信息管理中占有重要地位，建設發展好數學建模課程體系是做好信息管理、數學建模教學科研工作的核心和基礎之一。

1.2 教學目標

1.2.1 知識目標

1）掌握建立數學模型的基本步驟、基本方法和技巧;

2）熟悉線性規劃模型的構建方法和最短路問題數學模型及其提法;

3）了解運籌學模型的主要用處和圖論方法建模特點及相關概念。

1.2.2 能力目標

1）培養學生具備應用數學理論和數學思想方法，利用計算機技術等輔助手段，分析、解決實際問題的技術能力;

2）培養學生從具體問題中抽象出概念的抽象思維能力以及分析判斷歸納概括的邏輯思維能力;

3）讓學生具備會靈活應用基本數學模型的能力。

1.2.3 素質目標

1）學生知曉了數學在解決醫學問題中的重要性;

2）學生能夠欣賞了數學邏輯的美;

3）學生樹立了尊重他人、樂于團隊協作的合作意識;

4）學生掌握了應用知識信息的能力、獨立思考能力和創造能力。

1.3 教學內容

根據信息管理與信息系統專業培養學生的知識、能力和素質等的要求，數學建模教學內容可以分為6個模塊，共64學時，其中理論32學時，試驗實訓24學時和自主學習8學時。

1）《數學建模》課程框架及學時分配

2）《數學建模》課程內容及重難點分析

1.4 教學評價及考核方式

《數學建模》課程對學生的成績評定采用形成性評價方式，考核性質為考查。學生最終成績由期末卷面成績和平時成績綜合構成，其中期末卷面成績占比70%，平時成績占比30%。期末考試采取開卷考試形式。平時成績包括三部分：1）自主學習任務量化成績;2）編程、撰寫實驗報告量化成績;3）課堂出勤量化成績。這種考核方式會使學生不再拘泥于學習課本知識，更加注重動手實踐能力，將課本所學知識應用于建立數學模型解決實際問題中去。同時以小組為單位，更加鍛煉學生組織協調及與合作意識和提高學生的創新精神。

1.5 課程建設改進措施

1.5.1 存在的問題

目前，《數學建模》課程在我校僅信息管理與信息系統專業單獨開設，考核方式為考查，其在本專業中的地位較為邊緣化，而在實際教學中也存在一些問題，為此必須給予足夠的重視。我校在《數學建模》教學過程中主要存在以下問題：

1）學生整體基礎薄弱

《數學建模》是一門新興的交叉學科，涉及的知識面廣，其各基礎數學模型都是借助多個領域中的知識和方法來解決現實生活中的實際問題，高等數學、概論統計、運籌學、離散數學等通常為數學建模課程的理論基礎。許多學生基礎知識不扎實，知識欠缺，相對匱乏的知識面變成了數學建模中理論及應用問題的絆腳石。

2）課程與本專業結合較少

課程難度大，與主干課程脫節，學生沒有學習的動力。事實上，數學建模與信管專業后續課程《衛生信息管理》、《醫院管理學》、《經濟預測與分析》等聯系緊密。

3）課程評價方式本質上仍未擺脫應試機制

學生為通過考試而獲取學分，將數學建模的學習程式化，將一門重實踐的課程淪于注重理論學習的課程。大部分學生學習這門課程是為了獲取學分，考試結束將其拋之腦后。不能提高學生建立數學模型和運用計算機技術解決實際問題的綜合能力。

1.5.2 改進措施

我校是教學研究型高校，以培養應用型人才為主。對以上教學中出現的問題，可從以下幾個方面進行整改。

1）關注交叉學科

數學建模課程涉及到的知識面廣，在教學過程中及時掌握學科前沿發展動態，積極了解數學建模與其他學科的交叉，了解本專業其他相關課程中數學建模的應用，并在教學中反饋給學生。如同運籌學模型與信息管理緊密聯系。如最小路徑在經濟預測中的應用等。在教學中使學生體會到本課程的基礎性和應用性。

2）改進課程教學模式和教學評價模式

數學建模不同于高等數學、線性代數、概率論與數理統計等課程，其既包含大量的數學基礎知識，也包含了許多實踐能力的培養。通常采用講授方式上課，實驗與理論間隔時間長等問題，導致基礎相對薄弱的學生將不能很快理解授課內容而跟不上進度。對于課堂如何調動學生的積極性，是授課教師一大挑戰。數學建模是一門實踐性強的課程，理論聯系實際，將枯燥的數學理論同實際問題的應用結合起來，引導學生自主學習、探究。在形成性評價方案中，側重于解決實際問題個人想法的題目，鼓勵學生積極思考發散思維。

3）加強實踐教學

我校教學理念是培養應用型的人才，需要通過實踐教學、課程設計等實踐教學環節提高學生的專業技能。實踐性強是數學建模的主要特點，數學建模的實踐性主要體現在編程和數學建模比賽上。在教學活動中，培養學生將實際問題數學化、建立數學模型解決實際問題的能力。通過帶領學生參加數學建模比賽，激勵學生學習數學的積極性，提高學生建立數學模型和運用計算機技術解決實際問題的綜合能力，鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動，開拓知識面，培養創造精神及合作意識，推動大學數學教學體系、教學內容和方法的改革。

【參考文獻】

[1]姜啟源.《數學模型》[M].高等教育出版社，第四版，2015.

[2]韓中庚.《數學建模方法及其應用》[M].高等教育出版社，2005.

[3]吳孟達.《數學建模的理論與實踐》[M].國防科技大學出版社，1999.

[4]李尚志.《數學建模競賽教程》[M].江蘇教育出版社，1996.

[5]白其崢.《數學建模案例分析》[M].海洋出版社，2000.

[6]李大潛.《中國大學生數學建模競賽》[M].高等教育出版社，第2版，2001.

[7]王秀鳳，張磊.醫藥類院校數學建模案例教學法的實踐與探索[J].數理醫藥學雜志，2009，22（06）：728-730.

[8]魏興民，王世欽，周菲.醫藥學院校開設數學建模的分析與設想[J].數理醫藥學雜志，2010，23（06）：747-749.