一、基地概况
温州医科大学数学建模竞赛基地成立于2004年,依托第一临床医学院(信息与工程学院)数学教研室开展各项活动。基地主要竞赛项目包括全国大学生数学建模竞赛(CUMCM)、美国(国际)大学生数学建模竞赛(MCM/ICM)、全国研究生数学建模竞赛和温州医科大学数学建模校赛,定位是通过数学建模培训和竞赛活动培养具有创新精神和实践能力的高素质复合型人才。
二、工作举措
1.组织管理
温医数学建模竞赛基地制定培训方案、纪律规定、运行方案及参赛章程。学院领导和办公室统筹协调,数学教研室主任负责发展规划和活动组织。
2.竞赛实施
(1)赛事承办
本基地近五年组织学生参与各级赛事人数如下表所示:
表1 温医数学建模基地近五年参赛人次统计表
年度 | 参加美赛人次 | 参加国赛人次 | 参加校赛人次 |
2020年 | 12 | 60 | 66 |
2021年 | 9 | 72 | 108 |
2022年 | 12 | 63 | 63 |
2023年 | 6 | 66 | 96 |
2024年 | 9 | 57 | 153 |
(2)培训指导
本基地探索出适合医科院校的数学建模竞赛培训模式。授课形式上,遵循“三点一线”原则,教学形式灵活,结合理论教学、案例启发、小组讨论、评审式学习等多种方式,构建了包含“三级赛事+三载体+多渠道+四层次”的培训体系,体现了系统性、全面性、实践性和创新性,实现从赛前到赛后的层层递进培训,具体内容见图1。
图1 温医数学建模基地培训指导方案图
(3)宣传展示
数学建模竞赛基地主要围绕以下内容进行宣传展示:校数学建模协会负责制作活动海报、设立咨询点、运行微信公众号“数学建模 in WMU”,基地教师负责招新宣讲、竞赛动员和赛事组织。
三、成果展示
1.近五年获奖统计
表2 温医数学建模基地近五年获奖统计表
年份 | 国际 奖项 | 省级以上 奖项 | 校级 奖项 | 总获 奖数 |
2020 | 2 | 18 | 10 | 30 |
2021 | 1 | 12 | 16 | 29 |
2022 | 2 | 14 | 9 | 25 |
2023 | 1 | 15 | 14 | 30 |
2024 | 1 | 10 | 23 | 34 |
五年汇总 | 7 | 69 | 72 | 148 |
图2 近五年获奖数量趋势图
图3 参与竞赛的学生专业分布图
2.标志性成果
(1)以赛促学的成果
本基地对2010年~2024年参加数学建模竞赛的温医学生进行了匿名的线上调查访问(收回有效样本200余份),构建了包含问题分析与拆解能力、数据建模与分析能力、跨学科知识融合能力、团队协作与沟通能力和创新思维与实践能力这五个维度的评估体系,进行程度1~5的打分,得分1代表无提升,得分5代表显著提升,具体统计结果见表3。
表3 数学建模对五个维度创新实践能力提升程度统计表
能力 打分 | 1分 | 2分 | 3分 | 4分 | 5分 | 平均分 |
问题分析与拆解能力 | 0.00% | 0.47% | 2.84% | 30.81% | 65.88% | 4.62 |
数据建模与分析能力 | 0.00% | 0.47% | 4.74% | 25.12% | 69.67% | 4.64 |
跨学科知识融合能力 | 0.00% | 0.47% | 7.11% | 26.54% | 65.88% | 4.58 |
团队协作与沟通能力 | 0.47% | 0.00% | 10.90% | 22.75% | 65.88% | 4.54 |
创新思维与实践能力 | 0.00% | 0.47% | 8.53% | 25.12% | 65.88% | 4.56 |
上表的统计结果显示,数学建模基地培养的学生普遍认同数学建模训练对其综合能力提升的正面效应。另外,数学建模竞赛相对其它学科竞赛在能力培养上的特点进行了调查分析,有超过半数的同学都认为数学建模竞赛在强调真实问题驱动(66%)、需融合多学科知识(67%)、注重系统性思维(66%)、与AI/大数据技术结合紧密(56%)这几个方面具有独特优势。
以2020年徐子暄、杨雄炀和胡伊静完成“穿越沙漠”项目为例,凭借出色的数学思维、编程能力和写作技巧,运用动态规划模型和优化算法,以及清晰的写作获得评审好评,获得国奖。这三名学生后续都顺利升入研究生阶段,其中徐子暄保送北京大学医学院硕博连读。
图4 2020年我校国奖证书
(2)以赛促教的成果
本基地通过在竞赛培训和指导过程中发现的学生能力薄弱点和积累的案例资料,优化了《医用高等数学》、《管理运筹学》等课程的知识体系和应用实践模块,从而解决了传统课本内容滞后于现代技术应用的问题,让学生专业知识结构更贴合专业需求。
例如我校主编的最新统编教材《医用高等数学(第8版)》及对应数字教材中融入医学数学实验,如在第七章线性代数初步基础的第五节线性代数在医学上的应用中,对图像处理、血液流率计算、基因繁衍、肺癌疗效评价等问题都有相应的建模计算,第八章则通过MATLAB软件进行实验应用操作。
图5 教材《医用高等数学》及其内页截图
3.典型学生案例
以数学建模学员陈波为例,他2018至2020年连续参加数学建模竞赛,曾担任校数学建模协会会长,擅长数学模型和论文表达,获得多项国家级、省级和校级奖项,并在本科和研究生阶段发表多篇SCI论文,担任审稿人,并获得多项奖学金和荣誉。
4.教学科研成果
近五年,数学建模竞赛基地将竞赛成果转化为教学和学生科研指导,基于数学建模基地主持两门市级精品在线开放课程、参编一本新版统编教材、主持省“新医科”教材建设项目、主持一项校级教改课题、指导一项校学生科研课题及指导四项学生毕业设计。
5.社会影响
本基地学生基于其在数学建模培训中掌握的数据分析、算法设计、科技论文写作等技能,参与各个科研团队,且基地主导与企业合作开发小程序服务项目。
6.基地风采照片
图6 基地负责人刘婷老师在实验室为学生指导
图7 老队员经验分享会
图8 2024年数学建模校队队员合影留念
四、创新举措
为促进数学建模竞赛基地发展,近五年实施了以下创新和特色措施。
1.完成了《医学数学建模与应用》课程视频和智慧树平台建设,在学习通平台创建了《数学建模》SPOC课程,丰富线上资源库。
2.通过公共课、专业课、实训课、创新实践课和学分制社团等课程,多途径推广普及数学建模。
3.成立数学建模科研工作室,为学生发展数学建模应用实践能力提供支持。
4.在培训中强化实战技能和经验传承。