【摘要】 探討了案例教學法在醫藥類院校數學建模課程教學中的應用。提出課堂教學中需要重點解決兩個方面的問題：一是如何培養學生對數學建模持久的興趣，二是如何引導學生充分融入數學建模這個開放性的過程之中，提高其綜合素質和創新能力。強調在數學建模的案例教學法中應做到：一、注重精選案例；二、凸現學生主體地位和團隊的作用；三、注重軟件實現過程；四、注重與實驗教學、建模競賽的聯系。最后，就如何將數學建模的思想融入到高等數學等課程的教學活動中做了一定的探討。

【關鍵詞】 數學建模； 案例教學法； 創新能力

近年來，隨著概率論、數理統計、拓撲學、圖論、矩陣和矢量代數、模糊數學等一系列數學理論和方法的建立，數學生理學、數學生物物理學、數理流行病學、藥物動力學、數理診斷學等一批數理醫藥學迅速崛起。數學在醫藥學上的地位日益重要，在醫藥學方面的應用更加廣泛。因此，培養醫藥類大學生應用數學的意識和能力已經成為數學教學的一個重要方面。 數學建模是聯系數學與實際問題的橋梁，是數學在各個領域廣泛應用的媒介，越來越受到人們的普遍重視。為了培養高質量、高層次科技人才，數學建模已經在大學教育中逐步開展，越來越多的大學正在進行數學建模課程的教學和參加開放性的數學建模競賽，并將數學建模教學和競賽作為高等院校的教學改革和培養高層次的科技人才的重要方面。我校近年來在學校有關領導的大力支持下，組織學生參加了全國大學生數學建模競賽，取得了一定的成績，并開設了數學建模選修課，加大了對學生應用數學的意識和能力的培養。本研究主要就醫藥類大學生數學建模選修課程的教學方法及如何將數學建模思想融入平時高等數學課堂教學中做一些探討。

1 數學建模課程特點 一方面數學建模雖然具有很強的應用性、趣味性和挑戰性，但往往涉及知識面廣，需要的數學基礎知識較多，相對難度較大，需要付出很多時間和精力。而當代大學生多數是家庭的獨生子女，不能吃苦，自我約束能力差，遇困難易退縮。因此學生一開始可能會被數學建模的這種趣味性和實用性吸引而產生興趣，但隨著學習中遇到各種困難就會產生畏難情緒，后續學習的動力不足。 另一方面從數學建模的思維過程來看，數學建模是一個開放性的過程。數學建模要對復雜的實際問題通過合理的假設、抽象、然后用數學語言近似刻畫實際問題，這種刻畫的數學表達就是一個數學模型。得到數學模型后，利用一定的技術手段求解，并建立一定的模型自身評價方法，將得到的結果放到實際中進行檢驗，如果結果與實際情況不符還要修改模型，重復上述建模過程以達到符合實際要求的目的。從事某個問題的數學建模，實際上就是從事一項準科研活動。由于數學建模的解答過程、解答工具及結果都是開放的， 它突破了以往以教室、教師、教材為中心的狀況， 極大地調動了學生的積極性，加強了學生的動手能力，培養了學生對實際問題的數學抽象能力、借助于計算機獲得信息的能力、團隊合作的能力、以及學生個體本身的想象力、洞察力、邏輯推理能力和發散思維能力等， 多方位地提高了學生的素質。 數學建模課程的這兩方面的特點決定了數學建模的教學方法一方面要增強學生對數學建模的持久興趣，另一方面要在這個開放的教學過程中對學生進行合理的引導，讓其真正融入建模過程之中，提高其綜合素質和創新能力。

2 數學建模的教學方法 根據數學建模的特點，可以看出，案例教學法是一種比較合適的教學方法。案例教學法是在教師的指導下，根據教學目標和內容的需要，采用案例組織學生進行學習、研究、鍛煉能力的方法。它能創設一個良好的寬松的教學實踐情景，把真實的典型問題展現在學生面前，讓他們設身處地去思考、去分析、去討論，對于激發學生的學習興趣，培養創造能力及分析、解決問題的能力極有益處。這是一種具有啟發性、實踐性，能開發學生思維能力，提高學生判斷能力、決策能力和綜合素質的新型教學方法。案例教學不但豐富了教學內容，而且克服了傳統教學模式只注重知識傳播，忽視實際應用的弊端。在使用案例教學法進行教學過程中應該注意以下幾個方面的內容。

2.1 注重精選案例 案例教學法要想達到好的效果必須精選一些經典案例。選擇的案例要具有鮮明的教學目的性、趣味性、高度的擬真性以及代表性和廣泛性。在日常教學中，可有針對性的搜集和積累與日常生活息息相關或者與本專業相關的典型案例。一、案例源于現實貼近實際容易引起學生興趣和共鳴；二、案例結合學生專業，可以開發學生專業科研的潛力，培養科研能力，為學生將來的專業發展打下良好的基礎。結合我校學生的醫藥學專業背景，在講授微分方程模型時可選藥物動力學房室模型作為典型案例，講授統計回歸模型時選取藥物療效預測模型作為典型案例，講授聚類分析以及判別分析模型時選取中藥復方指紋圖譜的研究模型等等，要使學生體會到要解決很多醫藥學中的實際問題或者進行更高更深層次的醫藥學研究都必須用到數學知識和數學方法。三、還應該考慮到學生學習的特點，選取的案例由簡單到復雜逐步加大難度。

2.2 教學過程中要凸現學生主體地位和團隊的作用 在案例講解過程中堅持教師主導地位和學生主體地位相結合。每次講解案例由教師提出問題，介紹問題背景，便把主動權交給學生，由學生作為主體共同分析探討解決問題的方法。教師通過引導、點撥、啟迪等方式對學生進行指導。將學生引入到案例設定的環境之中，充分發揮學生個體的創造力，增強學生本身對整個建模過程的切身體會，即使在講解一些已經很成熟的經典案例的時候，也要充分再現模型建立的思維過程，讓學生精神層面充分感受到參與數學建模的愉悅感和克服困難、解決問題后的成就感，體會到科學研究的真諦和樂趣，鞏固與提高學生個體對數學建模持久的興趣。另外，在開課時就讓學生自主組合成許多建模小隊，在課堂教學的案例討論中以及課后作業都以建模團隊協作的形式完成，最后由各自團隊選出的代表發表對模型的認識及解決問題的方法等。這樣，一方面，可以鍛煉學生團隊協作的能力，另一方面鍛煉了學生的交流表達能力和正確認識與評價自我和他人的能力。還有，無論在平時課堂教學還是作業講解過程中，給予學生更寬闊的思維想象空間，對于學生哪怕很小的創新點都要給予整個團隊充分的肯定與鼓勵，讓學生個體精神層面體會到自己對于整個團隊的重要性，增強其自信心，同時，讓團隊的其他隊員產生團隊自豪感以及充分發揮自己創造力，為團隊爭光的榮辱意識，也就增強了整個團隊的凝聚力、協作能力及整體創新的能力。

2.3 注重軟件實現過程 建立模型之后需要根據建立的模型進行問題求解，一般都是通過計算機軟件實現的，求解的精確程度直接影響著對模型的判斷，因此建模過程中要切實注重這個環節。在經典案例講解時要詳細的給學生演示軟件求解的過程，尤其對于求解編程的思想方法、具體算法和實現方法重點講述，讓學生能夠領會處理問題用到的思想方法，從而應用到自己的實際練習中，結合相應軟件的學習，最終能夠將自己的思想方法運用到編程中求解得到結果。在計算機軟件選擇上，鼓勵學生針對不同的內容學習多種軟件的使用方法，如微分方程模型采用Mathematical或Matlab，規劃模型里采用運籌學軟件Lindo或Lingo，統計模型里采用SPSS或SAS等等。實際上，無論使用哪種軟件，只要能夠解決問題就行，不同的軟件只是實現方法不同，但解決問題的思想、算法還是依賴于使用者本身。要求學生至少要精通一種軟件，能夠利用該軟件實現問題的求解。 當學生利用計算機軟件實現自己的思想方法，得到問題的結果時，自然而然產生自我成就感，從而為繼續進行下去，克服困難提供更大的動力和更濃厚的興趣，從而能夠真正把自己融入到數學建模之中，發揮學生的創造力。

2.4 注重課堂教學與實驗教學、數學建模競賽的聯系 數學建模課程本身就與數學實驗、數學建模競賽有著密不可分的關系，數學實驗側重建模過程中的軟件實現過程，數學建模競賽是對課程學習情況有效的檢驗。在該課程的開始便向學生簡單介紹數學建模競賽的相關知識，并在后期加入歷年數學建模競賽的案例，鼓勵學生積極參加全國大學生數學建模競賽和美國大學生數學建模競賽。根據我校參加全國大學生數學建模競賽的經驗發現：通過參加競賽，不論是否獲獎，參加比賽的同學收獲都非常大，不但知識水平和綜合能力上了一個新臺階，而且創新能力得到了提升，并且在科學研究方面受到了初步的訓練，為今后的畢業設計，畢業論文以及畢業后從事各方面的工作打下了堅實的基礎。

3 將數學建模的思想融入高數等課程的教學活動之中 數學建模有力的增強了學生應用數學的意識和能力，在現代高等數學教學改革中起著重要的作用。將數學建模的思想融入到高等數學的教學活動中，對于推動高等教育教學改革，培養學生創新能力，貫徹素質教育的思想，都有著重要的意義。這就要求教師在高等數學教學中，盡可能追溯數學原理產生的背景，分析當時遇到的實際問題，探討在實際問題轉化為數學問題之后遇到的困難以及前人克服困難的思想方法，讓學生在此過程中體會數學建模思想的精華，充分發揮主動性和創造力，增強創新意識和創新能力。另外，在平時教學中，要充分利用校園網、QQ群、Email以及BBS等信息化網絡資源的優勢，充分調動學生學習的積極性，使學生主動參與到問題的討論活動之中，鼓勵學生主動探究問題的解決方式，讓學生在研究性學習活動中充分發揮自己的創造力，提高綜合能力。