摘 要:本文闡述了數(shù)學(xué)建模產(chǎn)生背景,以及培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)方法和計算機技術(shù)解決實際問題,自學(xué),創(chuàng)新,團隊合作等能力,并給出了論文評閱標(biāo)準,給參賽隊很好的建議。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;解決問題;創(chuàng)新;算法;編程
1數(shù)學(xué)建模產(chǎn)生的背景
1976年,由美國NSF給予啟動資金資助,(1)開發(fā)和傳播適合于大學(xué)課堂的數(shù)學(xué)及其應(yīng)用的獨立教學(xué)單元,教學(xué)材料,以滿足專業(yè)教育對數(shù)學(xué)日益增加的需求.(2) 建立一個自給自足的聯(lián)合會,在NSF給予啟動資金資助后繼續(xù)研制這些教學(xué)材料,這個聯(lián)合會能代表這些材料的廣大使用者和開發(fā)者. 1976年起開始大學(xué)數(shù)學(xué)及其應(yīng)用教學(xué)單元(UMAP Modules)的編寫工作,每年增加新的教學(xué)單元.1980年成立了美國數(shù)學(xué)及其應(yīng)用聯(lián)合會(COMAP),并創(chuàng)辦了“大學(xué)數(shù)學(xué)及其應(yīng)用”雜志(Journal of UMAP).COMAP的宗旨是改進學(xué)生的數(shù)學(xué)教育,與教師,學(xué)生和各行各業(yè)的人士一起建立學(xué)習(xí)環(huán)境(網(wǎng)站,書刊,光盤,競賽等),幫助學(xué)生學(xué)習(xí)用數(shù)學(xué)探索和建立真實實際問題的模型.1985年COMAP開始組織了第一屆數(shù)學(xué)建模競賽MCM,有70所大學(xué)90個隊參加,到2019年已經(jīng)有14108個隊參加。1999年增加了交叉學(xué)科建模競賽ICM.從最初的70個隊發(fā)展到2019年的11262個隊參加。我國大學(xué)生于1989年開始參加美國MCM,重慶大學(xué)是1993年開始參加美國MCM的。
2競賽概況
美國大學(xué)生數(shù)學(xué)與交叉學(xué)科建模競賽(MCM/ICM)每年一次(1月底或2月初);“國際競賽”3個人一個隊,針對一個給定的實際問題,4天時間,完成一篇英文答卷,其中MCM-2019有14108隊參賽,其中我國占90%以上;ICM-2019有11262隊參賽,其中我國占90%以上,每年賽題和優(yōu)秀答卷刊登于同年UMAP雜志。競賽內(nèi)容:題目由工程技術(shù)、管理科學(xué)中的實際問題簡化而成,沒有事先設(shè)定的標(biāo)準答案,但留有充分余地供參賽者發(fā)揮其聰明才智和創(chuàng)造精神。競賽時間:于每年9月中旬舉行,連續(xù)三天.競賽形:”由3位同學(xué)組成一個隊,在三天的時間里,團結(jié)協(xié)作,利用數(shù)學(xué)知識與計算機知識,收集資料、互聯(lián)網(wǎng)、各種軟件等,建立一個數(shù)學(xué)模型,解決一個實際問題,最后提交一篇自己撰寫的論文.競賽反響:學(xué)生歡迎:“一次參賽,終身受益”;研究生導(dǎo)師們的認同;企業(yè)界的認同,贊助;教育改革同行的認同:“成功范例”;還有國際同行的認同.例如:2015年中國石化為優(yōu)秀畢業(yè)生就業(yè)開綠色通道,“優(yōu)才引進”計劃即對在行業(yè)內(nèi)、國內(nèi)乃至國際上有較高專業(yè)水準和公信度的大賽中獲得過一等獎及以上獎項,以及連續(xù)兩年獲得國家獎學(xué)金的優(yōu)秀畢業(yè)生,通過資格審查后不用參加統(tǒng)一初選考試,經(jīng)招聘單位對在校表現(xiàn)等綜合考察,符合崗位需要直接作為擬錄用人選進行公示,且不占招聘單位引進指標(biāo)。據(jù)悉,國際國內(nèi)知名競賽包括:美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、全國大學(xué)生(研究生)數(shù)學(xué)建模競賽、全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計競賽、全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽、“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、全國石油工程設(shè)計大賽 、全國化工設(shè)計競賽等.再例如香港城市大學(xué)管理科學(xué)系招生招募對象:計算機,自動化,數(shù)學(xué)等相關(guān)專業(yè)的本科生或研究生,擬入學(xué)時間:2018年9月,就讀項目:全日制博士,預(yù)期學(xué)制:4年(以學(xué)士學(xué)位入學(xué)),3年(以碩士學(xué)位入學(xué)),申請條件:1.平均分(GPA)85分及以上;2.托福成績92分(internet-based網(wǎng)考)或者 IELTS 7分以上;3.以下同學(xué)可放寬成績要求:已有國際國內(nèi)期刊發(fā)表論文者;國家或國際數(shù)學(xué)建模比賽獲獎?wù)?ACM程序設(shè)計競賽獲獎?wù)摺?/p>
3如何數(shù)學(xué)建模
數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)與實際問題的橋梁,應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的第一步,通常有本質(zhì)性的困難和原始性的創(chuàng)新這一大難點,也是關(guān)鍵一點.解決實際問題的步驟是:
4解題與一般的訓(xùn)練
解題:利用已經(jīng)學(xué)過的知識可以解決,所有的條件都已經(jīng)給出,不多也不少,非常明確,結(jié)果也是確定的,有標(biāo)準答案,解題的過程有利于知識的掌握。訓(xùn)練:增加知識,以知識為基礎(chǔ)解題,基本是老師主導(dǎo)。求解數(shù)學(xué)建模競賽題(解決實際問題)與實踐,求解數(shù)學(xué)建模競賽題本質(zhì)上是做事,對于問題,可能需要的條件包括數(shù)據(jù)沒有告知,條件不是很明確,不能保證已有知識夠用,只能說按照自己的能力和知識給予問題以一定程度的解決,比如:要做出適當(dāng)?shù)暮侠砑僭O(shè),要自己去搜集或構(gòu)建數(shù)據(jù),要自學(xué)新的知識,方法和結(jié)果往往也不是確定性的,沒有標(biāo)準答案。解決問題是以自身知識和能力為基礎(chǔ),其過程是鍛煉和發(fā)揮綜合素質(zhì)。
5論文評閱
評獎標(biāo)準:假設(shè)的合理性、建模的創(chuàng)造性、結(jié)果的正確性、文字表述的清晰程度。數(shù)學(xué)建模競賽目的就是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新團隊精神,提高綜合素質(zhì)。但論文質(zhì)量超星、知網(wǎng)等查重均不能超過20%,幾個系統(tǒng)查的相似度都不能超過20%,超過的直接淘汰。參考任何文獻資料都需要針對問題的實際情況應(yīng)用才有意義,不能直接照抄。照抄現(xiàn)成通用模型(如排隊模型、TSP模型等)和通用算法(如遺傳算法、粒子群算法、模擬退火算法、蟻群算法等)不可取,會被認為可信度值得懷疑。因此要特別注意模型的針對性、實用性和算法的真實性、有效性。
6如何備戰(zhàn)數(shù)學(xué)建模競賽
一個成功的參賽隊?wèi)?yīng)具備:思路清晰,邏輯性強,具有較強的建立數(shù)學(xué)模型、解決數(shù)學(xué)問題并清楚表述的能力,在文獻檢索、數(shù)據(jù)搜集整理、數(shù)值分析、統(tǒng)計分析、繪圖和文字處理方面的較強技能,文字表達能力強,隊員之間良好的溝通與合作,順利時不斷加碼,困難時學(xué)會變通。
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[3]張雙德,楊燦榮,大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽與高等數(shù)學(xué)教育改革[J],數(shù)學(xué)教育學(xué)報1999,8(3),3-8.
作者簡介:
方建衛(wèi)(1983.6-),漢族,湖北宜城人,重慶財經(jīng)學(xué)院軟件學(xué)院講師,碩士研究生,研究方向是:計算數(shù)學(xué)。