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【创新密码7】机械团队开创数学建模比赛新局面

作者: 饶纯洁 赵泽颖编辑:陈孖川发布时间:2018-12-13浏览次数:71

勤探讨 求心细 聚众力


机械团队开创数学建模比赛新局面


记者  饶纯洁   赵泽颖


   美国大学生数学建模竞赛,简称美赛,随着其规模的持续增长以及影响力的不断扩大,已经成为了一项世界公认的国际性赛事。机械学院唐秋华教授指导的参赛队伍在2018年数模美赛中荣获两项一等奖、一项二等奖、四项三等奖,参赛总数及获奖总数创历史新高,数学建模越来越受到学校师生的关注,新局面已然形成。


精心备战 美赛重新出发


    尽管已经参加过几次数学建模国赛,还多次拿到了省级奖项,陈志远还是心有不甘,“拿不到国奖太可惜了。”
  为了弥补国赛的缺憾,陈志远早早谋划起美赛的参赛事宜,比赛前三个月,他就已经找好了队友,决心寒假期间留校再战数模。
  陈志远对找到的两个队友挺满意的,“他们都有数学建模的基础,但三人小队第一次参赛,我担心后期比赛的配合和默契。”“美赛和国赛的差距很大,单单语言问题就是一个巨大的挑战。”即使对于拥有较强国赛基础的陈志远来说也并不容易,“我心里没谱,换了队友,配合、默契、能力都还是个问号。”
  一月、二月,武汉进入深冬,天气让人打起冷颤。临近美赛,陈志远更是不由自主地“哆嗦”起来,他实在太想弥补在国赛的遗憾了。
  选好了队友是成功的第一步,更为重要的是磨合和相互沟通的努力。准备美赛期间,在团队的讨论组里,三人小队每天都分享着各类学习资料,寻求着各方面的解题思路,完善着各自的“幼稚”想法。
  “这样按部就班就能拿到国奖?”面对比赛日期一天天逼近,陈志远开始怀疑自己的备赛准备,“单纯地学习比赛资料效果堪忧,不如来一场实战。”他拉起队友,找了间小教室模拟起来。
  “我们三个模拟做了一下网站的载体,当时并未完整地做出来,主要是一个思路。”陈志远介绍说,“主要是想检验大家的默契程度,熟悉一下比赛的流程,最后把分工也确定下来。”模拟过后,他们也面对面交流数模心得,当面探讨数模知识。“总算找到了些比赛的感觉。”
  “总结、总结、总结!”指导老师唐秋华面无表情地重复着,将模拟结果与优秀作品作对比,从模拟中获得的经验让陈志远信心大增,“第一次配合起来就心有灵犀,再加上老师的指点,很多小摩擦都转化为了团队的力量。”陈志远如是说。


细品赛题 探寻合适选题


   参加美赛,队员需要在4天时间内,就指定的开放性问题完成建立模型、求解、验证、论文撰写的全部工作。最初的一步就是选题,美赛会给出多个题目供选手选择其一作答。选题关乎到整个比赛的推进,稍有不慎,选手可能因为选题不合适而导致比赛进程停滞。
  比赛的题目一出炉,仿佛给隆冬里留校参赛的选手们带来了渴盼已久的骄阳。比赛时间已然开始流失,但唐秋华认为把时间花在选题上是值得的,“心急吃不了热豆腐。”
  离散型问题、无线电波、信噪比、信号传播……接触过的和没接触过的知识都集合起来,涉及各个专业领域的术语,不多花点时间查资料了解,根本无从下手。查到资料,还得慢慢揣摩,“心里肯定急啊!”可想想老师的话,三个人只能将自己拼命按在资料前,一点点琢磨。
  唐秋华对题目选取极为重视,她要求选手们比赛最初的4至6个小时必须花在选题上。 先初步读题,对各个题目都进行讨论,一遇到有些许导向的题目,就开始查资料。
  不是对题目熟悉就可以直接选下,陈志远认为,许多重要的内容和知识可能都隐藏在题中,所以我们一定要把粗框架搭建起来,有一个大致的把握才行。“这也是唐老师对我们一贯的嘱咐。”
  选手刘明贺先首先对熟悉的离散型问题进行导向性选择。对于这类知识,他的队友参与的研究项目中涉及颇多,因此也十分熟悉。但三人小队仍旧对题目一审再审,画出线路图,决策出框架,第一步的输入、最后的输出以及核心方法都琢磨了个大体出来,才敢定下选题。
  “必须要有对题目的剖析,有熟悉的技术知识当然好,却也要警惕隐藏在其中的陷阱。”唐秋华说,“美赛的题目涉及到的知识方方面面,如果没有整体层次的基础搭建,我是不会让学生开始解题的。”


师生同心 聚力成就佳作


    选定题目,就要抓紧时间建模、解题、检验、写作。三四天的比赛时间看似宽裕,实际上却困难重重。
  陈志远负责建模,他MATLAB等编程软件用起来得心应手,但比赛中难免碰到瓶颈,很快,一个简化建模的问题让团队犯了难。“对电波在崎岖地面、光滑地面或者海洋面上的传播问题进行建模,没有利用的载体,简化不了模型,写不出函数,也就解不出题目。”陈志远忧心忡忡。
  问题出现,如果长时间得不到解决,会直接影响比赛进程,甚至会大大降低选手的信心,本就紧绷的心态可能说崩就崩。陈志远和队友琢磨许久仍旧毫无头绪,“用正弦波简化海洋面情况,用屻峰绕射模型模拟山峰不就好啦?”老师的一句话无异于雪中送炭,他们恍然大悟。
  面对美赛,除建模求解能力外,英文写作是最大的难关。对于陈志远团队来说,英语并不是什么大问题,但唐秋华却认为,英语是能力,写作也是能力。
  唐秋华提及在模拟比赛时的一段经历,那时她简单指点了一下,只写下几个字让陈志远在这基础上作总结,“他们就只用了我说的几个字,也没有对标题进行完善。”“Writer太重要了。”唐秋华语重心长。
  比赛的最后一天,唐秋华也陪着选手们一起全力运作和冲刺。“全靠咖啡顶着,没人有一丝松懈。”唐秋华回忆起比赛期间的点滴,仿佛近在眼前。
  她给学生检查框架的合理性,检查方法的科学性;对于英文论文,她也一丝不苟地逐句查看,“英文写作中容易出现专业术语表述、论文格式等问题。”她都耐心地一一修改。一个人指导多个参赛队伍,唐秋华的工作强度并不比学生低。从选题结束到比赛完成,她只短暂回家休息过8个小时。


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