军医大学数学建模竞赛组织策略

罗万春，马 翠，宋丽娟，周 彦

（陆军军医大学，重庆 400038）

随着信息技术的普及和发展，医疗大数据的挖掘和应用的迫切性日益凸显。数学建模作为大数据挖掘和分析的工具日益受到重视，数学建模知识需要学生在本科阶段进行系统学习，数学建模能力需要学生在竞赛中锻炼和提高。但是在医学院校，数学建模教学和竞赛开展情况一直不尽如人意，如何组织学生进行培训与竞赛，有效提高学生数学建模能力需要深入研究。

1 军医大学数学建模竞赛存在的困难

医学院校数学建模竞赛存在学生重视程度不够、数学教学内容浅显、学生自学能力差、创新能力不足等问题[1]。经调研，在军医大学还存在以下问题阻碍了数学建模竞赛的开展。

1.1 数学课时较少，教学内容简单

一般而言，我国医学院校高等数学课时数少，尤其是临床医学专业，往往不超过50学时，只能简单介绍微积分的基本知识，而且没有开设数学相关课程。在这种情况下，课堂教学往往是重直观轻抽象，重计算轻推理，重一元轻多元，重低阶轻高阶。好的现象是，不少教师会设计一些医学相关数学案例，在一定程度上涉及数学建模的思想方法。

1.2 对数学认可度低，应用困难

数学作为公共基础学科课题少，相关论文级别不高，不容易得到学校的认可。多数专业学科论文写作相对容易，只需要做实验并进行简单的统计分析，无需复杂的数学建模刻画，研究人员也不会认识到事实上自己的许多实验数据没有得到充分的挖掘和利用。数学在医学院校处于比较尴尬的地位，一方面，利用数学可以更好地分析和挖掘医学问题；另一方面，医学研究人员没有足够的数学建模能力来解决问题，甚至没有用数学建模解决问题的意识。数学教师和医学专业教师合作本来可以解决这一问题，但遗憾的是大多数合作成功率不高，主要是因为经费、署名等问题。

1.3 缺乏奖励机制，参赛积极性低

由于全军院校取消了教学奖励，教师指导学生参加竞赛完全是基于职业素养的自主行为，积极性较低。学生虽然获奖有奖金，但是数学建模竞赛获奖难度远超其他学科竞赛，因此学生不愿意花时间，而且对现在的学生来说，这点奖金可有可无，只有真正对数学感兴趣的学生才愿意参加。

2 军医大学数学建模竞赛的组织策略

数学建模竞赛存在上述困难，而数学建模能力对学生的长远发展意义重大[2]，因此，有效得当地组织筹划数学建模竞赛，让更多学生在数学建模竞赛中受益，需要组织者积极思考和实践。

2.1 渗透数学建模思想方法，整合数学建模课程内容

所有的教学设计均是基于一定的教学内容，内容设定是一切教学活动的基础和前提，因此，数学建模竞赛组织的第一要务是设计课程内容体系。传统高等数学教学内容是基于逻辑结构的纯数学，由于医学院校数学课时少，导致学生在学习数学建模时对数学基础和数学建模思想方法掌握不好。因此，我们在先导课程医学高等数学中渗透数学建模的思想方法，同时调整了课程内容体系，整个数学建模课程内容体系见图1。

在数学建模课程体系中，医学高等数学是数学建模选修课的先导课程，而数学建模选修课又是数学建模第二课堂的先导课程。在医学高等数学教学中，引入医学或军事背景的数学案例，一是激发学生学习兴趣，二是渗透数学建模的思想方法。MATLAB软件演示也是一种直观教学，与数学建模选修课中的MATLAB入门和数学建模第二课堂中MATLAB综合编程呈螺旋上升的递进关系。事实上，医学高等数学仅仅是数学建模的渗透，数学建模选修课是数学建模的基础，数学建模第二课堂是数学建模专题，是数学建模的提升和综合演练。历时一年，学生能基本掌握数学建模的基本方法。经过2～3年的数学建模竞赛锻炼，学生能较好地应用数学建模的基本方法，具有较高的数学建模能力。

2.2 改进数学建模教学方法，提高学生学习效率

数学建模竞赛的主体是学生，数学建模能力的获取途径是学习，学习的主要方式是课堂教学。因此，数学建模竞赛组织的第二要务就是选择有效的有针对性的教学方法。数学建模教学方法仍然沿袭传统纯数学教学方法，以理论讲授为主，教学内容枯燥，教师教学呆板，学生学习吃力，学习效率低下，不符合医学院校学生的数学知识结构，不适应医学院校学生的学习特点。改进的总体思路为将“讲数学”转变为“用数学”。数学建模理论讲授是理工科院校数学教学的重要方式，也取得了较好的效果，对于学生数学理论水平的提升、正确建模能力的培养、建模求解理论的推导都大有裨益。鉴于医学院校实际情况，建议采用“简介模型、模型能解决的问题、如何应用、如何求解、结果解读”的顺序进行教学，也就是说教会学生如何正确“用数学”。所谓“用数学”并不是不讲数学理论，而是淡化概念、简化推导、强化应用，让学生在应用中学习理论，在学习理论中强化应用。事实上，对于非数学专业学生而言，数学推导难理解、易放弃、非必要，只要通过数学软件就能实现求解，求解快、入门易、效率高，没必要通过推导得到解析。

图1 数学建模课程内容体系

2.3 制订数学建模竞赛程序，构建高效的竞赛管理体系

数学建模竞赛涉及教务、教室、授课、竞赛场地、请假等方方面面，因此，竞赛组织的第三个要务是构建竞赛管理体系。本科竞赛是按照“教务处发文、学院协调、教研室承办”的组织程序，从数学建模选修课、第二课堂到竞赛，教研室均需要上下协调、多方咨询、反复磋商。教研室采用“主任统筹、总教练负责、课代表协助”的管理模式，针对全国大学生军事数学建模竞赛、全国大学生数学建模竞赛、美国大学生数学建模竞赛单独指派总教练，负责从制订计划、培训到竞赛的一切事务。教练组无条件服从总教练的工作安排，而教研室主任负责对教务处、学院及其他相关科室的工作汇报和协调。其中全国大学生军事数学建模竞赛既是军队数学建模竞赛（全国大学生均可参加），又是全国大学生数学建模竞赛和美国大学生数学建模竞赛的实战培训与选拔依据，参赛人数多，学生基础差，协调工作忙，需要细致耐心、责任心强、善于与学生交流的教师担任总教练。全国大学生数学建模竞赛是本科竞赛的中心工作，经过选拔后的参赛人员队伍整体水平较好。该竞赛难度大，需要所有参赛学生请假一天，竞赛场地比较难安排，需要总教练有较丰富的经验。美国大学生数学建模竞赛参赛学生从全国大学生数学建模竞赛参赛队员中挑选，学生数学建模能力更好，而且参赛人数较少，总教练的工作相对较容易，可以让年轻教师担任总教练，以锻炼和培训人才。学生层面，每项竞赛设立总课代表，各专业或班级设立分课代表，负责报名、通知下发、竞赛场地维护、竞赛协助等工作。按照这种管、教、学三方协同、专人负责、计划实施的管理体系，竞赛能有条不紊、按时高效地推进。

2.4 遵守数学建模竞赛规则，制定良好竞赛指导制度

要参加数学建模竞赛，就必须遵守数学建模竞赛的规则，因此竞赛组织的最后一个要务是制定符合规范的竞赛指导制度。通过课堂讲解、文件下发传达的方式让学生了解每项竞赛的规则，其中几个重要的规则包括论文格式、交卷时间、MD5码（全国大学生数学建模竞赛）、个人信息以及指导教师不得参与竞赛。就论文格式而言，数学建模论文写作专题能为学生参加数学建模竞赛提供指导。为严格落实竞赛期间教师不参与规则，指导教师在赛前必须进行培训。为此，可提前确定指导教师，对学生进行单独的有针对性的竞赛指导，使学生具备良好的参赛能力。竞赛组织者要策划好整个竞赛培训活动，既要充分考虑教练团队的集体授课，又要留有充足的时间让指导教师对学生进行一对一指导，体现教师的指导作用。

3 结语

数学建模竞赛已成为我国科技类竞赛中体量最大的竞赛，对于学生利用数学思想方法定量解决实际问题的意识以及团队协作、程序编写、论文写作等能力培养具有重要的作用。近30年来，数学建模竞赛也锻炼了一大批能力突出的学生，在各行各业都有着突出贡献和较高成就。医学院校学科设置的特殊性导致对数学建模的重视程度不如理工科院校，但是通过科学的组织也能收获丰硕的成果。我校从2003年开始参加数学建模竞赛，在全国大学生数学建模竞赛中获得了23个全国一等奖，1项MATLAB创新奖，在军队院校军事建模竞赛中4年两次问鼎拿奖，在美国大学生数学建模竞赛中也获得了特等奖。竞赛不仅让学生有收获，教师也提高了能力，通过努力，我校数学教研室的教学和数学建模竞赛已经得到了全校师生的认可。