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感受數學之美 成功成人成才——我 校 大 學 生 數 學 建 模 競 賽 佳 績 背 后 的 故 事





  編者按:今年4月,2014年美國大學生數學建模競賽(MCM/ICM)揭曉戰(zhàn)果,代表我校參賽的16支隊伍獲得一等獎1項、二等獎8項。此前,我校學生多次參加全國和美國大學生數學建模競賽,頻頻獲獎,成績驕人。這些競賽佳績是如何取得的?為此記者團采訪了相關老師和學生。
尚賢樓八層的樓道里,記錄著歷年來我校大學生數學建模競賽的歷史沿革,不斷刷新的獎項引人注目:1998年第一次參加數學建模競賽、2001年首次獲得全國一等獎、2011年捧得高教社杯、2012年首獲美國大學生數學建模競賽特等獎……這些佳績背后有什么樣的故事?近日,記者采訪了我校數學建模團隊的老師和學生,與大家一起回顧和分享這些榮耀背后的故事。
  仰望星空,更要腳踏實地大學生數學建模競賽最早由美國發(fā)起,1989年在幾位數學建模教師的組織和推動下傳入我國,誕生了全國大學生數學建模競賽。自1992年起,每年一屆,目前已成為全國高校規(guī)模最大的基礎性學科競賽,也是世界上規(guī)模最大的數學建模競賽。2013年,來自全國33個省、市、自治區(qū)(包括香港和澳門特區(qū))及新加坡、印度和馬來西亞的1326所院校、23339支隊伍 (其中本科組19892隊、??平M3447隊)、70000多名大學生報名參加了競賽。
  數模離不開數學,但數學不等于數模。數學建模是運用數學和計算機工具來解決生產和生活中各種各樣的實際問題,甚至是一些棘手的問題,涉及經濟、能源、交通、環(huán)境、生態(tài)、醫(yī)學、人口、生物、談判等眾多領域。在全國大學生數學建模競賽中,參賽者需要在拿到試題72小時內完成一篇包括數學模型建立和求解、計算方法的設計實現、計算結果的分析和檢驗以及模型的評價和改進等方面的論文(即答卷)。這要求參賽者不僅要有扎實的數學基礎和專業(yè)知識,而且要有較強的計算機應用能力、資料查閱能力、分析和解決問題的能力,以及科技論文寫作和雙向翻譯能力。此外,三人的團結協作和堅忍不拔的拼搏精神也是十分重要的。
  1998年以來,我校學生連續(xù)十七年參加全國和美國大學生數學建模競賽,次次凱歌高奏,捷報頻傳。截至2013年12月,在美賽中獲獎53項、在全國競賽中獲國家獎38項、省級獎113項,2011年更是獲得了全國大學生數學建模競賽本科組唯一的“高教社杯”,這是全國大學生數學建模競賽設立 “高教社杯”
  以來江蘇省高校第二次捧杯。2012年獲得美賽最高榮譽 “OutstandingWinner”
 ?。ㄌ氐泉劊N倚+@獎數量多、層次高,成為國內高校參賽隊伍中的一支勁旅。
  成功的道路不會一帆風順,我校數學建模在培養(yǎng)過程中,也曾面臨經費短缺、師資力量不足、實驗室擁擠等問題。2007年,數學與統計學院成功申請中央支持地方共建項目,獲得200多萬資金投入實驗室建設。但參賽人數逐年增多,只能容納30支隊伍的實驗室滿足不了發(fā)展需求。2012年,數統院又增加一間數模競賽專用實驗室,但仍然不夠。競賽期間不得不將教師的辦公室和會議室改造成競賽實驗室,雖然給老師們的日常工作帶來了極大的不便,但老師們都積極配合、全力支持。近年來學校還對指導老師實行減免工作量等一系列激勵政策,使指導教師的參賽積極性大大提高。
  從校賽到區(qū)域賽、國賽,再到美賽,每一場比賽的順利舉行,都離不開學校領導的高度重視和親切關懷,離不開指導老師們敬業(yè)無私的指導,離不開每一位參賽者全力以赴的拼搏。為了給數學建模競賽保駕護航,教務處、數學與統計學院精心組織經驗豐富的教師成立數學建模競賽指導組,負責組織、選拔、指導、培訓等相關工作;網絡信息中心為競賽隊員開設專用實名制賬戶,為比賽提供便利;總務處、后勤總公司為參賽隊員安排集中住宿,增強了隊員間的協調性和默契感。
  2013年10月,為了進一步提高我校學生數學建模水平,加強素質教育,加大創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)力度,我校在全校范圍內選拔了近600名本科生,組成4個長望數學建模競賽實驗班,實施重點培養(yǎng)戰(zhàn)略。預計2014年我校將有近80支隊伍參加全國大學生數學建模競賽。
  春風化雨,愿桃李滿天下翻閱數統院數學建模相關資料時,記者意外發(fā)現幾位指導老師也曾是數學建模競賽的獲獎者,如呂紅老師是1998年江蘇賽區(qū)二等獎獲得者,費文龍老師是同年江蘇賽區(qū)成功參賽獎獲得者等,堪稱我校數學建模的元老。他們從數學建模中來,之后又在其中不斷深造,并將從數學建模中取得的收獲分享給更多青年學生,與數學建模結下了不解之緣。
  1998年我校派出三支隊伍首次參加數學建模競賽,時為本科生代表的費文龍老師便是其中一員。畢業(yè)留校工作后,費老師每年都帶學生參加數學建模競賽,他說:“是對數學建模的濃厚興趣,讓我每年都堅持參賽。比賽完聽到同學們交流比賽心得,我越發(fā)覺得數學建模對學生很有用,更加義不容辭地堅守在指導老師的崗位上?!辟M老師建議參賽的同學們:“比賽時一定要三個人相互合作、相互討論,時間的合理分配很重要,第一天三名隊員全部致力于做題,第二天支出一名隊員進行論文撰寫,第三天再支出一名隊員致力于論文寫作,最后三個人一起完善論文?!?br>  2011年,曹春正老師指導2008級大氣物理學院大氣科學 (大氣探測方向)的黃思、盛振峰和周敏強同學獲得了“高教社杯”。其論文題目是《城市表層土壤重金屬污染分析》,該研究利用某城市實際觀測數據,對該城市的重金屬污染狀況進行推斷。曹老師分析認為獲此殊榮有三點原因:隊員們配合默契是獲獎的基礎;運用所學的GrADS軟件展示重金屬污染問題的解決結果,是獲獎的優(yōu)勢;建立統計學中的混合高斯模型是非常規(guī)的,是獲獎的關鍵。
  過去是由負責老師直接給參賽隊伍分配指導老師,從今年開始情況有所變化,先由參賽隊伍填報導師志愿,再由指導老師根據志愿選擇要指導的隊伍,這種公平合理的雙向選擇避免了老師和學生之間不了解或專業(yè)不對口的尷尬。今年被學生選作第一志愿次數最多的要數來鵬老師,他自身實力很強,在培訓時也給同學們留下了好印象。來鵬老師主要從事復雜數據統計分析,對海量數據的數據挖掘和數據分析有一定的研究。他鼓勵同學們:“要多參加一些地區(qū)性和全國性的數學建模競賽,以賽代練,這不僅是對自身能力的一個檢驗,也能在實戰(zhàn)中獲得進步。此外,同學們還要有持之以恒的精神,加強自學能力,面對困難不害怕,保持自信?!?br>  輝煌的成績背后,指導教師們的付出功不可沒。很多參加過數學建模競賽的同學說,老師們犧牲了他們的休息時間,利用晚上、雙休日和寒暑假來指導同學,不僅要兼顧繁重的教學任務,還要花大量的時間備課并對同學們進行輔導,即便嚴寒酷暑,依然堅持?,F在有越來越多的老師投身于數學建模競賽的指導工作,他們廢寢忘食,毫無怨言,無私奉獻,樂于與同學們并肩作戰(zhàn),喜于看到同學們成長成才。
  學以致用,數模裨益終身數學建模最大的受益者是參賽學生。在建模中,能夠培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力,訓練快速獲取信息和資料的能力,鍛煉快速了解和掌握新知識的技能,培養(yǎng)團隊合作精神,增強寫作技能和排版技術。此外,獲國家級獎勵還有利于保送,獲國際級獎勵有利于申請出國留學。更重要的是,能鍛煉邏輯思維和開放性思考能力。這些都是參與數學建模的益處。
  在2012年美國大學生數學建模競賽(MCM/ICM)中,我校莊一洲、劉森峰和肖柳斯三人組成的團隊勇奪ICM類特等獎,創(chuàng)我校學生參加美賽的最佳成績。該團隊此前曾獲2011年蘇北數學建模聯賽三等獎、2011年校內數學建模競賽一等獎、2011年全國大學生數學建模競賽二等獎。
  在準備階段,時值二月,寒風依舊凜冽,雨絲依然寒涼,大多數同學仍在家中享受溫暖,莊一洲、劉森峰、肖柳斯已經提前回到寒冷的南京,為奔赴火熱的美賽戰(zhàn)場做準備。他們在一個狹小的隔間里,激烈討論,反復協商,最后選擇了與犯罪網絡分析有關的C題,肖柳斯主要負責資料檢索與論文框架的寫作,莊一洲和劉森峰則負責程序編寫和模型的具體敘述。比賽持續(xù)四天四夜96個小時,時間就是成績,有的團隊為了爭取時間,提高勝算,直接將行李箱拉進了實驗室,就地解決食宿。但為了提高白天的工作效率,為最后一晚熬夜完善論文做好準備,他們毅然決定前三晚大家依舊各回寢室正常作息。這一決策取得良好收效,到第三天晚上,團隊便基本完成了比賽任務。
  雖然全英文的論文讓很多人發(fā)怵,但他們不慌,“我們并不追求多么高深的詞匯和復雜的語法,我們只想用最簡單的語言寫出讓自己看懂也讓別人看懂的文章”。成功的關鍵還在于充分的準備,“寒假里我們研讀了很多往年的特等獎論文,學習他們的論文思路和結構安排;還讀了以往一些獲獎學生或專家老師寫的比賽經驗總結和注意事項,確實受益匪淺,有效避免了初次參加美賽容易遭遇慌亂的情況?!?br>  “數學建模對我最實際的幫助是讓我順利保研了吧!”周敏強笑著說,他于2010年和2011年參加了全國大學生數學建模競賽,先后獲得了全國二等獎、全國一等獎和 “高教社杯”?!坝浀卯斈甑谝淮螀⒓訃?,獲得了全國二等獎,很高興,也覺得很僥幸。高興的是努力了一年總算得到了回報,僥幸的是自己學得并不是很扎實,很多問題還是解決不了,沒有十足的把握?!痹谒磥?,比賽要以平常心對待,因為凡是比賽都有一定的偶然性,獎杯則是可遇不可求的。更重要的是,數學建模培養(yǎng)了每一個參與者解決問題的能力,無論將來從事何種行業(yè),生活中總會遇到各種各樣的問題,數模讓我們學會了如何與他人溝通,分析問題,解決問題。
  在參加過數學建模競賽之后,很多同學感觸最深的一句話就是:“一次參賽,終身受用”。據了解,我校去年有49支參賽隊,今年將增至80支左右。我校的數學建模就像一棵枝繁葉茂的大樹,讓越來越多的南信大學子在建模中感受數學之美,并隨之成功、成人、成才。(陳麗 楊飛 崔照)