胡硯+高陽

【摘要】文獻(xiàn)檢索是科學(xué)研究的基礎(chǔ)，也是數(shù)學(xué)建模競賽中重要的一個環(huán)節(jié).本文針對大學(xué)生數(shù)學(xué)建模的不同階段，根據(jù)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模的特點給出數(shù)學(xué)建模競賽中快速文獻(xiàn)檢索方法.最后給出了兩個文獻(xiàn)檢索平臺——高校數(shù)字圖書館和國家數(shù)字圖書館.

【分類號】G252.7 O29

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模；文獻(xiàn)檢索；數(shù)字圖書館

一、數(shù)學(xué)建模與文獻(xiàn)檢索

（一）數(shù)學(xué)建模

數(shù)學(xué)建模競賽起源于1985年，是美國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會為激勵學(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)模型以及利用計算機(jī)技術(shù)解決實際問題的能力而嘗試發(fā)起的一項大學(xué)生競賽活動.我國于1992年開始創(chuàng)辦全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，僅2015年就有85000名大學(xué)生報名參加本項競賽活動[1].

數(shù)學(xué)建模競賽的比賽規(guī)則是，以隊為單位參賽，每隊3人，從幾道備選題目中選擇一道，利用72小時的時間，完成一篇包括模型的假設(shè)、建立及求解、算法設(shè)計與實現(xiàn)、分析檢驗、模型改進(jìn)等方面的論文.在此期間，參賽隊員可以利用各種圖書資料、計算機(jī)和軟件，也可以通過互聯(lián)網(wǎng)方式查閱相關(guān)資料.數(shù)學(xué)建模競賽的題目一般來源于某個實際問題，具有較大的靈活性，不像通常的考試擁有標(biāo)準(zhǔn)答案，因此更能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，而這也是競賽評獎的主要標(biāo)準(zhǔn)之一.

（二）文獻(xiàn)檢索

鑒于數(shù)學(xué)建模競賽的特點，文獻(xiàn)檢索在競賽過程中有著舉足輕重的地位.文獻(xiàn)檢索（Information Retrieval）是指根據(jù)學(xué)習(xí)和工作的需要獲取文獻(xiàn)的過程.數(shù)學(xué)建模競賽中最常用的計算機(jī)文獻(xiàn)檢索則是以計算機(jī)技術(shù)為手段，通過光盤和聯(lián)機(jī)等現(xiàn)代檢索方式進(jìn)行文獻(xiàn)檢索的方法[2].目前文獻(xiàn)檢索方法大致分為直接法、追溯法和循環(huán)法三種[2].

在搜索引擎的強(qiáng)大威力下，互聯(lián)網(wǎng)可以快速地進(jìn)行信息檢索，由于其信息來源十分廣泛，因此可以提供大量的資料信息[3].但是由于正式與非正式信息并存，信息內(nèi)容與交流渠道共存，加之信息缺乏系統(tǒng)有效的組織管理，使得互聯(lián)網(wǎng)上的知識龐雜而無序.在如此龐大的信息源前，如何甄別信息的有效性又成為最大的挑戰(zhàn).特別是對于數(shù)學(xué)建模競賽來講，如何在最短的時間內(nèi)獲取到需要的文獻(xiàn)資源，直接影響著團(tuán)隊的整體發(fā)揮.

二、不同階段的不同方法

按照經(jīng)驗，團(tuán)隊只有大約半天的時間搜集材料并確定選題，如果在甄別信息上花費(fèi)大量時間，必然影響論文的質(zhì)量.并且針對不同類型的題目，不同階段信息甄別的側(cè)重點也略有不同，這就需要借助不同的搜索引擎以及不同的數(shù)據(jù)庫，按照需要有針對性地進(jìn)行信息檢索.

（一）選題階段

選題階段的文獻(xiàn)檢索需要同時兼顧科普和專業(yè)性兩方面內(nèi)容，團(tuán)隊既需要通過淺顯易懂的語言對該題目的專業(yè)知識進(jìn)行感性層面的了解，預(yù)判該方面知識的上手難易度如何，又需要專業(yè)性的描述，形成大致的思路.無論是哪種類型的題目，參考文獻(xiàn)的作用都是不容忽視的.通過查閱參考文獻(xiàn)，可以對解題的關(guān)鍵點進(jìn)行預(yù)判，同時借鑒別人的思路，激發(fā)創(chuàng)造力.

1.時事背景方面

數(shù)學(xué)建模題目往往具有很強(qiáng)的時代信息，當(dāng)前的新聞熱點、科技熱點都會成為建模試題的選題點.在時事背景方面，一般的搜索引擎都能夠快速檢索到相關(guān)信息，尤其對一些時事熱點，在百度百科、搜狗百科等網(wǎng)站都能快速檢索到.以“2011高教社杯全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽題目”的C題“企業(yè)退休職工養(yǎng)老金制度的改革”一題為例，首先需要了解什么是養(yǎng)老保險基金，該基金的統(tǒng)籌平衡方面會出現(xiàn)哪些問題，是什么原因?qū)е铝诉@些問題的出現(xiàn)，只有了解了這些背景問題才能夠更有針對性地提出解決方案，即建立數(shù)學(xué)模型.同樣，以“2010高教社杯全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽題目”的B題“2010年上海世博會影響力的定量評估”一題為例，題目只有短短的131個字，沒有任何相關(guān)附件和其他輔助信息，一切背景資料都需要通過互聯(lián)網(wǎng)自行檢索.這樣的題目具有很強(qiáng)的開放性，為參賽隊員提供了很大的思考空間，但對文獻(xiàn)檢索的要求相當(dāng)高，熟練運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)資源進(jìn)行計算機(jī)信息檢索，成為本題至關(guān)重要的一環(huán).

2.參考文獻(xiàn)方面

然而并非所有涉及新聞熱點的題目都可以通過一般的搜索引擎快速檢索信息.以“2014高教社杯全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽題目”的A題“嫦娥三號軟著陸軌道設(shè)計與控制策略”為例，該題目雖然是當(dāng)下科技熱點，但一般網(wǎng)頁提供的信息大多是著陸視頻以及新聞報道，根本不足以解決該題目提出的問題.本題需要一定的數(shù)學(xué)物理知識，但如果選擇一本相關(guān)的教科書來讀，根本無法在三天時間內(nèi)理清知識脈絡(luò)，因此只能選擇涉及相關(guān)知識的論文，在瀏覽論文的過程中形成自己的解題思路，并且通過借鑒他人的思考模式提出自己的創(chuàng)新性觀點.此時如果只是借助一般的搜索引擎，很難快速檢索到相關(guān)期刊論文，因此就需要借助數(shù)據(jù)庫，在專業(yè)數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行遴選，目前較常用的數(shù)據(jù)庫包括“中國期刊全文數(shù)據(jù)庫”、“維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫”、“萬方數(shù)字化期刊”等等.

3.名詞概念方面

與教材相比，論文的內(nèi)容更加精煉，這也意味著閱讀過程遠(yuǎn)比圖書艱難的多.源于篇幅的限制，論文作者已經(jīng)將讀者默認(rèn)為具有一定相關(guān)知識的人群，對于論文中出現(xiàn)的名詞定理往往不會給出解釋，而參賽的隊員往往并不是該專業(yè)的學(xué)生，他們雖然具有一定的高等數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)建模知識，但對題目中涉及的專業(yè)內(nèi)容并不精通.為了更加深入地了解論文的內(nèi)容，隊員首先要對論文中提出的概念進(jìn)行一定的了解.以“2011高教社杯全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽題目”的A題“城市表層土壤重金屬污染分析”一題為例，可能涉及的概念包括半方差函數(shù)、塊金值、基臺值等等，運(yùn)用一般的搜索引擎往往很難找到專業(yè)的概念描述，因此，“中國工具書資源全文數(shù)據(jù)庫”、“中國工具書網(wǎng)絡(luò)出版總庫”以及“中國大百科全書網(wǎng)絡(luò)版”往往成為最快捷的檢索通道，通過這些專業(yè)數(shù)據(jù)庫的檢索入口，可以快速對定義進(jìn)行檢索.

（二）模型建立階段

數(shù)學(xué)建模自20世紀(jì)70年代便引入課堂，經(jīng)過近五十年的發(fā)展，數(shù)學(xué)建模的模型已經(jīng)趨于成熟，論文里基本都是對這些模型的應(yīng)用，而在理論層面的介紹較少，如果要查找這些模型的理論知識以及適用范圍等等，則必須借助教科書等相關(guān)書籍.如果花費(fèi)半天的時間在圖書館查找圖書資料，則大大降低了效率，因此可通過“方正電子圖書”等數(shù)字資源平臺的方式，獲取電子書籍.與紙質(zhì)書籍相比，電子書籍具有全文搜索的方式，可以快速定位知識點，大大提高了閱讀效率.

可喜的是，很多高校都不同程度地購買了一些數(shù)據(jù)庫供師生使用，以中國石油大學(xué)（北京）為例，在該校區(qū)域內(nèi)進(jìn)入該校圖書館頁面（http：//library.cup.edu.cn/），即可輕松地獲取這些電子資源.其中最具特色的是，該校購買了“石油類高校聯(lián)盟文獻(xiàn)資源共建共享平臺”，該平臺整合了8大石油高校圖書館購買的電子圖書和期刊資源，對于石油類文獻(xiàn)的查找具有無可比擬的優(yōu)勢.遺憾的是，基于該校石油專業(yè)的特點，在石油相關(guān)領(lǐng)域，該校購買的數(shù)據(jù)庫種類多，覆蓋內(nèi)容全，但是在其他領(lǐng)域，受到經(jīng)費(fèi)等諸多條件的限制，覆蓋面則是十分有限的.這不僅是一所高校的問題，而是所有高校都面臨的問題.對于參賽的隊員來說，本校圖書館提供的電子資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以應(yīng)對類似數(shù)學(xué)建模競賽這類需要短時間內(nèi)檢索大量電子資源的情況.

三、國家數(shù)字圖書館

在互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展下，數(shù)據(jù)庫的數(shù)量與日俱增，無論是期刊數(shù)據(jù)庫還是電子圖書數(shù)據(jù)庫，無論是域名還是網(wǎng)址，想要將這些數(shù)據(jù)庫一一羅列出來都是費(fèi)時又費(fèi)力的.對于大多數(shù)數(shù)據(jù)庫來說，他們的使用都是需要一定費(fèi)用的，參賽的隊員們即便在學(xué)校提供的場地集中參賽，也很難保證該校購買了足夠多數(shù)據(jù)庫的使用權(quán).如果能夠有一個平臺，可以將常用的數(shù)據(jù)庫羅列其中，那么將大大提高檢索效率，國家數(shù)字圖書館（http：//www.nlc.cn/）則剛好起到了這個作用.

由于國家圖書館為公益性圖書館，不以營利為目的，因此，即使在國家圖書館之外，也可通過注冊登錄（免費(fèi)）為虛擬用戶后，進(jìn)入國家數(shù)字圖書館進(jìn)行資源檢索.

國家圖書館資源列表頁面（http：//dportal.nlc.cn：8332/zylb/zylb.htm）收錄了該館購買使用權(quán)的全部數(shù)據(jù)庫，涵蓋電子圖書、期刊、報紙、學(xué)位論文、會議文集、年鑒等多種電子資源.在中文數(shù)據(jù)庫電子圖書頁面，可以看到“方正電子圖書”數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫擁有電子圖書40萬余種、80萬余冊，并且擁有年鑒1千余種，便于快速查找數(shù)據(jù).在中文數(shù)據(jù)庫全文期刊頁面，則是提供了包括“中國期刊全文數(shù)據(jù)庫”、“人大復(fù)印資料全文數(shù)據(jù)庫”等眾多期刊數(shù)據(jù)庫，可以快捷搜索相關(guān)資源.值得一提的是，在特色資源頁面，可以看到“館藏中文圖書數(shù)字化資源庫”，這是國家圖書館自行建設(shè)的數(shù)據(jù)庫，其中不乏理工類專業(yè)教科書.

除電子圖書外，國家數(shù)字圖書館還有一大亮點，即提供各類統(tǒng)計數(shù)據(jù).以“2011年中國石油大學(xué)（北京）大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽題目”的B題“從養(yǎng)老壓力來探討延長工齡的必要性”為例，學(xué)生需要通過網(wǎng)絡(luò)找到幾年內(nèi)的老年人口比例，數(shù)據(jù)找到的越多，模型的真實度就越高.但是無論是某一地區(qū)還是全國范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)的搜集并不那么容易.因此借助國家數(shù)字圖書館搜集數(shù)據(jù)，則是最高效的方法.數(shù)據(jù)事實列表中，不僅包括國家統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫這類的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，也包括中經(jīng)網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫、國務(wù)院發(fā)展研究中心信息網(wǎng)等專業(yè)數(shù)據(jù)庫.利用此類數(shù)據(jù)庫，可以快速高效地檢索到需要的數(shù)據(jù)信息，提高檢索效率.

隨著數(shù)學(xué)建模競賽的逐步推廣，很多高校都為有意參加建模競賽的學(xué)生開設(shè)了數(shù)學(xué)建模課程，但是，數(shù)學(xué)建模競賽所考查的，并不僅僅是建模知識.德國柏林圖書館門前有這樣一段話：“這里是知識的寶庫，你若掌握了它的鑰匙，這里的全部知識都是屬于你的.”這里所說的“鑰匙”即是指文獻(xiàn)檢索的方法.文獻(xiàn)檢索是一門應(yīng)用性學(xué)科，也是素質(zhì)教育的一部分，學(xué)生掌握了文獻(xiàn)檢索的方法和技能，不僅能在建模競賽中提高自己的適應(yīng)能力、綜合能力、開拓能力和競爭能力，對于迎接未來的挑戰(zhàn)也具有十分重要的意義.與手工檢索一樣，計算機(jī)信息檢索作為未來科技人員的一項基本功，在科技人員適應(yīng)未來社會和跨世紀(jì)科研方面都具有極其重要的意義.

【參考文獻(xiàn)】

[1]http：//www.mcm.edu.cn/

[2]http：//baike.baidu.com/view/4314068.htm

[3]馬杰.數(shù)學(xué)文獻(xiàn)信息的檢索工具及利用[J].農(nóng)業(yè)圖書情報學(xué)刊，2007（4）：109-111.