医学院校开展数学建模课程和竞赛必要性的初探

徐 航，隋 文

（1.徐州医学院医学影像学院；2.徐州医学院实验动物中心）

一、数学建模的概念和应用

数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学，其发展一直和各种应用问题紧密相关。著名数学家冯纽曼曾说：“数学方法渗透并支配着一切自然科学的理论分支。它越来越成为衡量科学成就的主要标志。”而数学模型可以理解为对于现实世界的一个研究对象，为了一个特定的目的，根据对象的内在规律，做出必要的简化假设，运用恰当的数学工具，得到的一个数学结构。建立数学模型的全过程就称为数学建模。数学建模主要包括模型准备、假设、建立、求解、分析和检验等过程。它需要人们对现实问题的深入了解和观察，灵活地运用各种数学知识，并将实际问题抽象为数学模型并利用计算机技术进行求解。现在数学建模在工程、航天、经济和医学等几乎所有重要领域都发挥着重要作用。

二、医学院校开展数学建模课程的现状

目前综合性院校数学模型课程开设比较普遍，但是在医学院校开设课程的学校仍然不多，造成这种现象的原因是多方面的，包括领导重视程度不够，指导教师水平局限，缺少权威和系列化教材，数学建模软件知识匮乏，医学生对数学建模课程重视程度不够等。徐州医学院在2013 年以生物医学工程专业老师为主为本校学生开设了数学建模选修课，并制定了课程的教学大纲和教材，通过数学建模课程，提高学生对数学的兴趣。鼓励学生积极参加华东区、全国和美国数学建模竞赛来检验数学建模选修课的学习效果。在此过程中，认真把握队员选拔、课外培训、专题强化、赛前指导等环节，先后取得了全国数学建模大赛江苏赛区二、三等奖等成绩。

三、开设数学建模课程对医学生的必要性

数学建模在医学研究领域有着广阔的应用前景。生命系统是一个实时变化的动态系统，仅通过在体监测很难揭示复杂生命系统参数间的关系，而数学模型在这方面有着先天的优势。合理的数学模型可以定量描述系统变化，阐明生物作用机制等问题，可对人体的生理反应作出预测，减少实验动物的使用数量和受试者的痛苦，为临床手术方案的术前预测和术后恢复提供了有益的指导。

数学建模可以培养学生对数学的兴趣和应用数学的能力。虽然高等数学是医学生的公共基础课程，但由于其概念抽象、性质和定理繁多，导致学生对其学习积极性不高，普遍产生畏惧心理，而且并不了解所学的数学知识在实际中的应用领域。而数学建模恰恰是数学科学技术化的桥梁。通过数学建模课程的学习可以拉近学生和数学之间的距离，增强医学生应用数学知识的能力，学会解决实际问题的数学方法。

四、数学建模竞赛有利于培养医学生的综合素质

数学建模竞赛形式为在三天的规定时间内由小组同学解决源于社会、经济、医学等领域的真实问题，既可以检验医学生应用数学的能力，也有利于医学生综合素质的培养。首先，数学建模竞赛答案的不唯一性给了参赛学生发挥创造性的空间，激发了学生解决问题的求知欲。无论名次如何都是培养学生创新能力的良好途径。其次，数学建模竞赛题目多涉及各种背景知识，这就需要学生能够有检索文献、快速学习的能力，能在短时间内通过具体问题抽象出合理的数学模型，这无疑会提高学生的自主学习能力。再次，数学建模竞赛也是对学生意志品质的有益锻炼，在三天内完成实际问题的数学建模，对学生进行智力考验的同时也是对体力和心理的考验。学生常会通宵工作以使论文更加完善，虽然过程艰苦，但对学生的意志力的培养起到了很好的作用。最后，数学建模竞赛给学生提供了很好的团队合作机会。三个学生组成的队伍要具备较强的写作、数学模型建立和运用计算机软件求解的能力才能完成竞赛。小组中的学生既要分工明确又要团结协作。发挥每个学生的优势，弥补个体在知识上的短板。这种团队合作的经历对于未来的医务工作者是十分宝贵的。

综上所述，在医学院校开展数学建模课程和竞赛是十分必要的，其不仅可以提高医学生对数学的运用能力，也可以培养学生的创新能力，为国家和社会培养符合时代要求的合格的医学人才。

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