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“无青春,不挑战”——全国大学生数学建模大赛经验分享

谈到数学建模,一位专业人士曾生动而精妙的形容道:“数学精微何处寻,纷纭世界建模型。描摹万象之神韵,识破玄机算古今。岂是空文无实效,能生妙策济苍生。经天纬地显身手,七十二行任纵横。”

数学建模是什么❓

全国大学生数学建模竞赛创办于1992年,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。数学建模竞赛是数字科技学院优势竞赛项目,本次2022年全国大学生数学建模竞赛从报名组队到培训和赛事组织得到了学校领导的高度重视和大力支持。数字科技学院通过赛前开展讲座和培训,以训促学,以学促赛,着力培养大学生创新意识和协作精神,不断增强学生通过数学建模解决实际问题的能力。更是“学赛结合,以赛促学”的集中体现。

通俗来说就是根据实际问题来建立数学模型,并对数学模型来进行求解,然后根据结果去解决实际问题。通俗一点就是三个人的团队在规定时间内根据题目写一篇论文。

有以下特征:

三人组队:数模不是一个人的战斗,而是一个团队的合作,合作有时比实力更重要。

包罗万象:题目涉及知识范围广,包含经济、管理、电磁、生态、环境、地质、交通等各行各业。

时间有限:3-4天内完成所有任务还是很紧张的,通宵是家常便饭,数模圈流传着一句话:无通宵,不数模。

完整论文:包含至少5-10个模块,有模型、有算法、思路清晰、结论明确的半学术论文。

学术竞赛:绝大多数高校都对数模竞赛有较高的认可度,包括保研加分等。可以充分体现获奖者的科研学术能力。

总的来说,是参加一次就终身受益的比赛。

比赛ABC组的主要区别是什么?为什么有的选择B组,有的选择C组?

本科组 ABC 任选一道;专科组 D 和 E 题,也可以选 ABC 
赛题特点:

       A 题偏向物理/工程类,专业性较强,往往有标准答案,非本专业不建议选择,需要根据物理定理使用微分方程和偏微分方程模型
       B 题由于近两年改革,题型不定,具有创新性,19年物理类,20年运筹优化类等
       C 题偏向经管/运筹/统计/数据分析类,赛题较开放易读懂
       运筹优化类问题一般没有严格最优解,结果合理即可数据往往需要自己找
       对于选题,具体题目具体分析,选择最适合自己做的或者最擅长做的,首先排除背景都看不懂的题,若问题背景描述的语句都读不懂,则优先排除往往A题涉及较为深入的理工科知识,如果非相应专业,可能连题目内的学术名词都读不懂,有些大体能读懂、具体名词不明白的,可以先搜索查明关键词意义再考虑。

为了参加今年的数学建模大赛,我们做了哪些准备工作?

为准备2022年全国大学生数学建模竞赛,学校以及数字科技学院高度重视,于5月举办第二届数学建模竞赛暨2022年全国大学生数学建模竞赛选拔赛,面向全校组建了23支队伍进行暑期培训并聘请专家教授指导培训,培训时间从7月15日开始,一直到9月15日竞赛开始,许多同学仅仅只在家待了半个月左右就匆匆忙忙的返校培训,学校学院提供了良好的住宿环境和培训机房,食堂保证了日常开餐,机房保证饮用水和WIFI网络,但相比开学时,还是不太方便,所有同学仍然秉持着不怕苦不怕累的精神每天在机房培训学习、做题,从早到晚,可以一直看到及时雨214的灯一直亮着,照亮的不是机房,是所有同学的未来。许多同学更是将机房当作了家,累了就在桌子上睡会,也不在食堂寝室吃饭,而是在机房边吃饭边学习、做题,基本上每天晚上都有不回寝室睡觉的同学,一天24小时都献给了数学建模,而在竞赛72个小时中,大部分同学都只睡了仅仅十几个小时。

获奖队员的日常学习情况是怎样的?

在备赛期间,我们都有认真完成任务,在规定的时间内做完题目并上交。将这次做题所用的知识都总结起来。比如用到的模型和算法都保存好,在讲解时注意其他同学不同的模型和算法,将别人的和自己的对比,找到各自的优点和缺点。并在下一次练习中尝试将不同的模型组合到一起来完成题目。

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在课程的学习中,我们对课程进行了分类,认真上好每一节课,专业课属于重要课程,会花费很多时间进行学习,包括练习和复习,优先级高于通识课。比如《数学分析》和《高等代数》这两门课,书上的例题要多复习多看。把自己不懂的,或者上课时完全没搞懂的,找到互联网的资源进行学习。如果自己解决不了就去找会的同学或者找老师,在听他们讲解时,最重要的要听思路和思考问题的方式,学习他们思考问题的方式,弥补自己思考问题时所缺少的东西。特别是专业课。


本次大赛,老师是如何指导学生备赛的?

黄桂萍老师作为竞赛培训管理负责人和指导老师,在整个备赛和指导过程中发挥了极其重要的作用,黄老师将整个暑期的个人时间奉献给了我们,并且还给予了所有培训参赛同学最大的支持。在备赛过程中,她首先给所有同学确定目标——获奖,耐心细致地找每支队伍进行谈话,及时与学生交流反馈,帮助我们组建好队伍并不断鼓励我们,每天早上都可以看到黄老师在机房门口等着我们进机房。竞赛期间则是全程陪同,甚至给我们“端茶倒水”,我们什么时候休息,她也就什么时候休息,并给我们指出不足之处加以改正,真正做到了心系学生。

其他指导老师的情况也是基本相似,每位指导老师在竞赛期间都是全程陪在参赛队伍旁边,指导他们如何写好一份完美漂亮的摘要等,每位老师和学生都付出了相当大的努力。

同去年相比,今年成绩如何?

同去年相比,本次竞赛获奖率大幅提高,由去年的25%提升至60%。

取得这样的成绩,靠的是学校学院的高度重视和大力支持,靠的是学院领导老师的严格督促和关心,靠的是指导老师的耐心指导和过硬的专业知识,其他高校数学建模培训时间大多只有一个月,而我们学校所有同学则是孜孜不倦的拼搏了整整两个月。

这些成绩的取得,证明了学校学院工作方向是正确的、措施是扎实的、成效是明显的、未来是可期的;再次证明,湘潭理工学子是能干事、会干事、干成事的,学校老师是看大局、讲奉献,心系学校和学生的;再次证明,做事情的关键在于上心不上心、真心不真心、用心不用心,只要我们上心干、真心干、用心干,一定能实现突破、见到起色、取得成效的


在现实生活,数学建模对学生思维的拓展,有什么样的作用?

1)培养抽象思维,激发创新思维

通过数学建模,培养学生抽象思维在构建数学模型之前,要对实际的问题进行抽象,将具体的问题抽象成一个数学问题, 并学会用数学语言(如数学概念、数学符号和数学表达等)去描述问题中的各种关系。对大部分学生,学会利用自身所掌握的原有的理论知识框架进行问题的抽象,对于抽象思维至和创新思维的培养是非常有利的。

2)通过数学模型,培养发散思维

发散思维对于学生来讲是非常重要的,学会触类旁通,在学习中往往达到事半功倍的效果。对于同一个问题可以构建不同的模型,而同一个模型有可以应用到不同的实际问题当中。通过对事物多角度、多层次的分析,从而获得多样性的结果。

3)通过数学建模,培养想象能力

在学习知识过程中,只有对知识进行分析研究,归纳和演绎,总结和应用,遇上类似的问题的才会去进行抽象、假设并构建出数学模型。

4)在数学模型,培养逆向思维

逆向思维主要在于个人思维的独特和新颖,甚至打破常规思维,如常规的时空顺序,把问题的发生、发展顺序颠倒,把原因、结果,颠倒,沿着相反的思路对具体的问题展开分析。而数学建模是打破常规,培养逆向思维,改变学习模式的突破口,数学建模的过程可以充分的反映出模型构建者的思维特征。

罗智明教授对本次比赛的总结发言

随着科学技术的飞速发展,人们越来越认识到数学科学的重要性:数学的思考方式具有根本的重要性,数学为组织和构造知识提供了方法,将它用于技术时能使科学家和工程师生产出系统的、能复制的、可以传播的知识... ..数学科学对于经济竞争是必不可少的,数学科学是一种关键性的 普遍的、可实行的技术。

在当今高科技与计算机技术日新月且日益普及的社会里,高新技术的发展离不开数学的支持,没有良好的数学素养已无法实现工程技术的创新与突破。因此,如何在数学教育的过程中培养人们的数学养,让人们学会用数学的知识与方法去处理实际问题,值得数学工作者的思考。大学生数学建模活动及全国大学生数学建模竞赛正是在这种形势下开展并发展起来的,其目的在于激励学生学习数学的积极性,提高学生建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力,拓宽学生的知识面,培养创造精神及合作意识,推动大学数学教学体系、教学内容和教学方法的改革。

这是一项极富意义的活动,于是我们组织了参加了全国大学生数学建模竞赛。是为了更好地组织、指导此项活动,让更多的学生投入此项活动并从中受益,学生根据组织与指导的实践,对数学建模活动的作用与实施谈些认识,以期起到深化数学教学改革、推动课程建设的作用方法,去近似刻画、建立相应数学模型并加以解决的过程。为参加过数学建模活动的教师与学生普遍反映,数学建模活动既丰富了学生的课外生活,又培养了学生各方面的能力,同时也促进了大学数学教学的改革。通过数学建模活动,教师与学生对数学的作用有了进一步的认识。 激发学生学习数学的兴趣。现今大学工科数学教学普遍存在内容多、学时少的情况,为此很多教师采取了牺牲应用、偏重理论讲解以完成教学进度的方法,使学生对数学的重要性认识不够,影响了学生学习数学的兴趣,很多学生进入专业课学习阶段才感觉到数学的重要,但为时已晚。

数学建模活动及竞赛的题目是社会、经济和生产实践中经过适当简化的实际问题,体现了数学应用的广泛性;学生参与数学建模及竞赛活动,感受到了数学的生机与活动,感受到了对自己各方面能力的促进,从而激发起他们学习数学的兴趣。培养学生多方面的能力,培养综合应用数学知识及方法进行分析、计算、推理的能力。

最后,希望我校学子能够在未来能够再接再厉,取得更多的数学建模奖项并在各类学科竞赛中看到我校学子的身影。 

比赛期间,我校参赛选手,三天四夜,82小时的奋战,废寝忘食,不放过每一分钟。一心一意只为建模。经过深挖题意、合理假设、科学建模、密切合作、通宵作战,顺利提交论文,完成竞赛。

为了给参赛选手们和想了解数学建模的同学提供经验,提供经验借鉴,深化对学生数学建模竞赛的认识,增强竞赛能力,我们对参赛并获奖的同学进行了个人专访。

 

一等奖获奖代表:戴杰


参加数学建模是一种锻炼思维、培养创新能力的好方法,也是一个能够不断激发自己潜能的挑战。数学建模让我发现,在课堂之外,还有一个更加缤纷多彩的世界等待着去探索发现。无数次的坚持与放弃,这种不服输的情感已成为我人生中宝贵的财富。通过本次比赛我们队对所学知识的运用有了更深的看法、团队协作有了更深层次的理解、对数学建模有了更深的认识。在平时的学习中,我们注重于专业基础知识的学习,同时也注重基础知识的融合,例如:在《数值分析》中的插值与拟合、常微分数值解、线性方程组求解等在数学建模中有许多应用,另外像数学建模中的主成分分析其原理其实是基于高等代数中的正交变换依次将方差近似于0剔除来解除各指标之间相关性,从而将高维空间数据线性映射到低维空间中实现对数据的降维、特征提取等操作;蒙特卡洛算法是基于概率论的大数定律可以来对模型进行检验等,还有像《数学分析》、《常微分方程》、《运筹学》等课程都融入到数学建模的各个方面。

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在数学建模前期,我们通过模仿国一论文来逐步形成自己的论文风格,并通过对这些论文的学习来逐步提升自己论文写作水平,其中像葡萄酒评价问题和2019B题同心鼓这两篇论文对我来说是影响比较大的。当然了前期的文献检索能力的训练也非常重要,通过提炼出问题中的关键字来检索相关文献会有助于模型的建立。

 

一等奖获奖代表:张梓杭 

对于数学建模,我已经接触了一年多了,参加过两次校赛,一次五一数学建模竞赛,两次国赛。从第一次参加校赛获奖的沾沾自喜到第一次国赛时的颗粒无收,再到这次的一等奖,从一个小白到如今的一等奖,经历了很多也成长了很多。

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备赛的话,首先需要一个相互配合的团队,数学建模不是个人的比赛,数学建模是团队比赛,每个人都要各司其职,尽量不拖团队后腿。早在4月份我就已经组好了队伍,准备五一数学建模竞赛和校赛为国赛打好基础,到后来培训时队伍出现一些问题,及时调整了队伍。然后最重要的还是得靠自己有想去学习的心,学习是自己的事情,要主动学习,这样才学得进去。

接下来的话,准备明年国赛再来一次,冲击国一,对美赛和其他一些数学建模赛事也还是有兴趣的,可能也会准备参赛。总结出本次竞赛的不足,加以改进,好好学习建模和编程,提高自己的论文写作能力。

  

 

一等奖获奖代表:浣朗茜

谈及经验的话,我认为首先是认真对待每一场模拟赛,把每场模拟赛当成国赛来经历,其次要在模拟赛时保持专注,除了点午饭和查找文献少碰手机。最重要是是模拟赛后进行复盘,总结得失,总结各位队友的发挥情况,并提出改进意见。

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就备赛而言,大概是三天一道模拟题,两道题中休息一天。因为我是刚接触数学建模模型,掌握的模型没有同队的张梓杭和宬哥刘宬丰富,大部分模型都是现学现用。当时得知奖项公示是在图书馆,非常激动,出乎意料的结果,就像是夏天尝到的第一口冰激凌的甜腻。就数学建模方面而言,现今至明年国赛前,我将继续参加数学建模小比赛,积累经验,提升自我,争取在明年的国赛赛场弥补今年的遗憾。最后感谢相遇,很高兴认识我的队友并期待以后继续并肩作战!    

此外,张俊熙同学说:“参赛期间我们集体熬夜,彻夜鏖战。队员们互相加油打气。不断的克服困难,一遍又一遍的检查、修改自己的结题论文。只为在规定时间内交出一份满意的结题论文。做到严谨、求精。”

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彭明同学也谈及自己的收获:这次比赛收获良多,通过比赛我学到了很多知识,很多知识与我计算机专业相关,我在之后的学习当中受益匪浅,也认识了很多优秀的人,他们良好的学习态度和学习方法值得我去学习。但也有很多遗憾,当得知我们队获得二等奖,我心情既兴奋又有点遗憾,兴奋在于经历了两个月的培训和比赛终于有了结果,遗憾在于这次比赛期间我们队没有把控好时间,导致进度落后没有时间去修改和完善论文。接下来的学习中我会再接再厉,努力学习专业知识,争取明年参加比赛取得更好的成绩。

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相信在今后我校将会有越来越多的数模人不忘初心,奋力前行,勇夺佳绩,共同点燃湘理的“数模”精神!

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                                                                                                                                   (撰稿:童珏瑛,图:曹家慧)