中醫(yī)藥類(lèi)本科院校數(shù)學(xué)建模課程開(kāi)設(shè)的探討

邵光明

【摘 要】目前，部分中醫(yī)藥類(lèi)院校的數(shù)學(xué)建模課程未能將數(shù)學(xué)與醫(yī)學(xué)問(wèn)題有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，致使學(xué)生未能深切領(lǐng)會(huì)到數(shù)學(xué)在解決醫(yī)學(xué)問(wèn)題中的重要作用。本文主要以安徽中醫(yī)藥大學(xué)數(shù)學(xué)建模課程開(kāi)設(shè)為例，分別從課程定位、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)評(píng)價(jià)及考核方式、課程建設(shè)改進(jìn)措施幾方面進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模;醫(yī)藥類(lèi)本科

中圖分類(lèi)號(hào)： G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 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(xué)在現(xiàn)代技術(shù)的飛速發(fā)展過(guò)程中開(kāi)始向著精確、可計(jì)算、可控制、可預(yù)測(cè)的方向前進(jìn)。2010年發(fā)布的《中國(guó)本科醫(yī)學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》明確指出，知識(shí)目標(biāo)的第一點(diǎn)是掌握與醫(yī)學(xué)相關(guān)的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生命科學(xué)和社會(huì)科學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)與科學(xué)方法，并能用于指導(dǎo)未來(lái)的學(xué)習(xí)和醫(yī)學(xué)實(shí)踐。鑒于現(xiàn)在我國(guó)醫(yī)藥類(lèi)院校中數(shù)學(xué)建模這門(mén)課程具有的特征，醫(yī)藥類(lèi)院校數(shù)學(xué)建模課程的開(kāi)設(shè)有很多需要探索和研究的課題。

數(shù)學(xué)建模課程主要由數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)兩大部分組成，是利用所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的橋梁，在綜合類(lèi)院校甚至中學(xué)已經(jīng)開(kāi)設(shè)了數(shù)學(xué)建模的必修課或選修課，組隊(duì)參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模比賽，以賽促學(xué)，效果極佳。而在中醫(yī)藥類(lèi)院校起步較晚，重視度相對(duì)不夠，我們希望通過(guò)數(shù)學(xué)建模這門(mén)課程的開(kāi)設(shè)，意圖使得學(xué)生深切領(lǐng)會(huì)到數(shù)學(xué)在解決醫(yī)學(xué)問(wèn)題中的重要作用。因此，站在培養(yǎng)學(xué)生角度來(lái)說(shuō)在醫(yī)藥類(lèi)院校開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)建模課程是有很強(qiáng)的實(shí)踐價(jià)值。

1 課程分析

1.1 課程定位

《數(shù)學(xué)建模》是信息管理與信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。是集數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、管理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、編碼學(xué)等諸多學(xué)科于一身的交叉學(xué)科。本課程以實(shí)際問(wèn)題為載體，通過(guò)拓展和加深學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，把數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)軟件和計(jì)算機(jī)應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)建立數(shù)學(xué)模型，解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐能力。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)、通過(guò)使用數(shù)學(xué)軟件解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)和能力。為將來(lái)從事信息管理工作的畢業(yè)生提供了深刻的理論依據(jù)和豐富的應(yīng)用實(shí)踐。在信息管理中占有重要地位，建設(shè)發(fā)展好數(shù)學(xué)建模課程體系是做好信息管理、數(shù)學(xué)建模教學(xué)科研工作的核心和基礎(chǔ)之一。

1.2 教學(xué)目標(biāo)

1.2.1 知識(shí)目標(biāo)

1）掌握建立數(shù)學(xué)模型的基本步驟、基本方法和技巧;

2）熟悉線性規(guī)劃模型的構(gòu)建方法和最短路問(wèn)題數(shù)學(xué)模型及其提法;

3）了解運(yùn)籌學(xué)模型的主要用處和圖論方法建模特點(diǎn)及相關(guān)概念。

1.2.2 能力目標(biāo)

1）培養(yǎng)學(xué)生具備應(yīng)用數(shù)學(xué)理論和數(shù)學(xué)思想方法，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)等輔助手段，分析、解決實(shí)際問(wèn)題的技術(shù)能力;

2）培養(yǎng)學(xué)生從具體問(wèn)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(xué)生具備會(huì)靈活應(yīng)用基本數(shù)學(xué)模型的能力。

1.2.3 素質(zhì)目標(biāo)

1）學(xué)生知曉了數(shù)學(xué)在解決醫(yī)學(xué)問(wèn)題中的重要性;

2）學(xué)生能夠欣賞了數(shù)學(xué)邏輯的美;

3）學(xué)生樹(shù)立了尊重他人、樂(lè)于團(tuán)隊(duì)協(xié)作的合作意識(shí);

4）學(xué)生掌握了應(yīng)用知識(shí)信息的能力、獨(dú)立思考能力和創(chuàng)造能力。

1.3 教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)信息管理與信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)等的要求，數(shù)學(xué)建模教學(xué)內(nèi)容可以分為6個(gè)模塊，共64學(xué)時(shí)，其中理論32學(xué)時(shí)，試驗(yàn)實(shí)訓(xùn)24學(xué)時(shí)和自主學(xué)習(xí)8學(xué)時(shí)。

1）《數(shù)學(xué)建?！氛n程框架及學(xué)時(shí)分配

2）《數(shù)學(xué)建模》課程內(nèi)容及重難點(diǎn)分析

1.4 教學(xué)評(píng)價(jià)及考核方式

《數(shù)學(xué)建?！氛n程對(duì)學(xué)生的成績(jī)?cè)u(píng)定采用形成性評(píng)價(jià)方式，考核性質(zhì)為考查。學(xué)生最終成績(jī)由期末卷面成績(jī)和平時(shí)成績(jī)綜合構(gòu)成，其中期末卷面成績(jī)占比70%，平時(shí)成績(jī)占比30%。期末考試采取開(kāi)卷考試形式。平時(shí)成績(jī)包括三部分：1）自主學(xué)習(xí)任務(wù)量化成績(jī);2）編程、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告量化成績(jī);3）課堂出勤量化成績(jī)。這種考核方式會(huì)使學(xué)生不再拘泥于學(xué)習(xí)課本知識(shí)，更加注重動(dòng)手實(shí)踐能力，將課本所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于建立數(shù)學(xué)模型解決實(shí)際問(wèn)題中去。同時(shí)以小組為單位，更加鍛煉學(xué)生組織協(xié)調(diào)及與合作意識(shí)和提高學(xué)生的創(chuàng)新精神。

1.5 課程建設(shè)改進(jìn)措施

1.5.1 存在的問(wèn)題

目前，《數(shù)學(xué)建?！氛n程在我校僅信息管理與信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)單獨(dú)開(kāi)設(shè)，考核方式為考查，其在本專(zhuān)業(yè)中的地位較為邊緣化，而在實(shí)際教學(xué)中也存在一些問(wèn)題，為此必須給予足夠的重視。我校在《數(shù)學(xué)建?！方虒W(xué)過(guò)程中主要存在以下問(wèn)題：

1）學(xué)生整體基礎(chǔ)薄弱

《數(shù)學(xué)建模》是一門(mén)新興的交叉學(xué)科，涉及的知識(shí)面廣，其各基礎(chǔ)數(shù)學(xué)模型都是借助多個(gè)領(lǐng)域中的知識(shí)和方法來(lái)解決現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問(wèn)題，高等數(shù)學(xué)、概論統(tǒng)計(jì)、運(yùn)籌學(xué)、離散數(shù)學(xué)等通常為數(shù)學(xué)建模課程的理論基礎(chǔ)。許多學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)，知識(shí)欠缺，相對(duì)匱乏的知識(shí)面變成了數(shù)學(xué)建模中理論及應(yīng)用問(wèn)題的絆腳石。

2）課程與本專(zhuān)業(yè)結(jié)合較少

課程難度大，與主干課程脫節(jié)，學(xué)生沒(méi)有學(xué)習(xí)的動(dòng)力。事實(shí)上，數(shù)學(xué)建模與信管專(zhuān)業(yè)后續(xù)課程《衛(wèi)生信息管理》、《醫(yī)院管理學(xué)》、《經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)與分析》等聯(lián)系緊密。

3）課程評(píng)價(jià)方式本質(zhì)上仍未擺脫應(yīng)試機(jī)制

學(xué)生為通過(guò)考試而獲取學(xué)分，將數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)程式化，將一門(mén)重實(shí)踐的課程淪于注重理論學(xué)習(xí)的課程。大部分學(xué)生學(xué)習(xí)這門(mén)課程是為了獲取學(xué)分，考試結(jié)束將其拋之腦后。不能提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型和運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。

1.5.2 改進(jìn)措施

我校是教學(xué)研究型高校，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主。對(duì)以上教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行整改。

1）關(guān)注交叉學(xué)科

數(shù)學(xué)建模課程涉及到的知識(shí)面廣，在教學(xué)過(guò)程中及時(shí)掌握學(xué)科前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)，積極了解數(shù)學(xué)建模與其他學(xué)科的交叉，了解本專(zhuān)業(yè)其他相關(guān)課程中數(shù)學(xué)建模的應(yīng)用，并在教學(xué)中反饋給學(xué)生。如同運(yùn)籌學(xué)模型與信息管理緊密聯(lián)系。如最小路徑在經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用等。在教學(xué)中使學(xué)生體會(huì)到本課程的基礎(chǔ)性和應(yīng)用性。

2）改進(jìn)課程教學(xué)模式和教學(xué)評(píng)價(jià)模式

數(shù)學(xué)建模不同于高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等課程，其既包含大量的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，也包含了許多實(shí)踐能力的培養(yǎng)。通常采用講授方式上課，實(shí)驗(yàn)與理論間隔時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，導(dǎo)致基礎(chǔ)相對(duì)薄弱的學(xué)生將不能很快理解授課內(nèi)容而跟不上進(jìn)度。對(duì)于課堂如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，是授課教師一大挑戰(zhàn)。數(shù)學(xué)建模是一門(mén)實(shí)踐性強(qiáng)的課程，理論聯(lián)系實(shí)際，將枯燥的數(shù)學(xué)理論同實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究。在形成性評(píng)價(jià)方案中，側(cè)重于解決實(shí)際問(wèn)題個(gè)人想法的題目，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考發(fā)散思維。

3）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

我校教學(xué)理念是培養(yǎng)應(yīng)用型的人才，需要通過(guò)實(shí)踐教學(xué)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能。實(shí)踐性強(qiáng)是數(shù)學(xué)建模的主要特點(diǎn)，數(shù)學(xué)建模的實(shí)踐性主要體現(xiàn)在編程和數(shù)學(xué)建模比賽上。在教學(xué)活動(dòng)中，培養(yǎng)學(xué)生將實(shí)際問(wèn)題數(shù)學(xué)化、建立數(shù)學(xué)模型解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)帶領(lǐng)學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模比賽，激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型和運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力，鼓勵(lì)廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動(dòng)，開(kāi)拓知識(shí)面，培養(yǎng)創(chuàng)造精神及合作意識(shí)，推動(dòng)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和方法的改革。

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