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【創新密碼7】機械團隊開創數學建模比賽新局面

作者: 饒純潔 趙澤穎編輯:陳孖川發布時間:2018-12-13瀏覽次數:71

勤探討 求心細 聚眾力


機械團隊開創數學建模比賽新局面


記者  饒純潔   趙澤穎


   美國大學生數學建模競賽,簡稱美賽,隨著其規模的持續增長以及影響力的不斷擴大,已經成為了一項世界公認的國際性賽事。機械學院唐秋華教授指導的參賽隊伍在2018年數模美賽中榮獲兩項一等獎、一項二等獎、四項三等獎,參賽總數及獲獎總數創歷史新高,數學建模越來越受到學校師生的關注,新局面已然形成。


精心備戰 美賽重新出發


    盡管已經參加過幾次數學建模國賽,還多次拿到了省級獎項,陳志遠還是心有不甘,“拿不到國獎太可惜了?!?br />  為了彌補國賽的缺憾,陳志遠早早謀劃起美賽的參賽事宜,比賽前三個月,他就已經找好了隊友,決心寒假期間留校再戰數模。
  陳志遠對找到的兩個隊友挺滿意的,“他們都有數學建模的基礎,但三人小隊第一次參賽,我擔心后期比賽的配合和默契?!薄懊蕾惡蛧惖牟罹嗪艽?,單單語言問題就是一個巨大的挑戰?!奔词箤τ趽碛休^強國賽基礎的陳志遠來說也并不容易,“我心里沒譜,換了隊友,配合、默契、能力都還是個問號?!?br />  一月、二月,武漢進入深冬,天氣讓人打起冷顫。臨近美賽,陳志遠更是不由自主地“哆嗦”起來,他實在太想彌補在國賽的遺憾了。
  選好了隊友是成功的第一步,更為重要的是磨合和相互溝通的努力。準備美賽期間,在團隊的討論組里,三人小隊每天都分享著各類學習資料,尋求著各方面的解題思路,完善著各自的“幼稚”想法。
  “這樣按部就班就能拿到國獎?”面對比賽日期一天天逼近,陳志遠開始懷疑自己的備賽準備,“單純地學習比賽資料效果堪憂,不如來一場實戰?!彼痍犛?,找了間小教室模擬起來。
  “我們三個模擬做了一下網站的載體,當時并未完整地做出來,主要是一個思路?!标愔具h介紹說,“主要是想檢驗大家的默契程度,熟悉一下比賽的流程,最后把分工也確定下來?!蹦M過后,他們也面對面交流數模心得,當面探討數模知識?!翱偹阏业搅诵┍荣惖母杏X?!?br />  “總結、總結、總結!”指導老師唐秋華面無表情地重復著,將模擬結果與優秀作品作對比,從模擬中獲得的經驗讓陳志遠信心大增,“第一次配合起來就心有靈犀,再加上老師的指點,很多小摩擦都轉化為了團隊的力量?!标愔具h如是說。


細品賽題 探尋合適選題


   參加美賽,隊員需要在4天時間內,就指定的開放性問題完成建立模型、求解、驗證、論文撰寫的全部工作。最初的一步就是選題,美賽會給出多個題目供選手選擇其一作答。選題關乎到整個比賽的推進,稍有不慎,選手可能因為選題不合適而導致比賽進程停滯。
  比賽的題目一出爐,仿佛給隆冬里留校參賽的選手們帶來了渴盼已久的驕陽。比賽時間已然開始流失,但唐秋華認為把時間花在選題上是值得的,“心急吃不了熱豆腐?!?br />  離散型問題、無線電波、信噪比、信號傳播……接觸過的和沒接觸過的知識都集合起來,涉及各個專業領域的術語,不多花點時間查資料了解,根本無從下手。查到資料,還得慢慢揣摩,“心里肯定急??!”可想想老師的話,三個人只能將自己拼命按在資料前,一點點琢磨。
  唐秋華對題目選取極為重視,她要求選手們比賽最初的4至6個小時必須花在選題上。 先初步讀題,對各個題目都進行討論,一遇到有些許導向的題目,就開始查資料。
  不是對題目熟悉就可以直接選下,陳志遠認為,許多重要的內容和知識可能都隱藏在題中,所以我們一定要把粗框架搭建起來,有一個大致的把握才行?!斑@也是唐老師對我們一貫的囑咐?!?br />  選手劉明賀先首先對熟悉的離散型問題進行導向性選擇。對于這類知識,他的隊友參與的研究項目中涉及頗多,因此也十分熟悉。但三人小隊仍舊對題目一審再審,畫出線路圖,決策出框架,第一步的輸入、最后的輸出以及核心方法都琢磨了個大體出來,才敢定下選題。
  “必須要有對題目的剖析,有熟悉的技術知識當然好,卻也要警惕隱藏在其中的陷阱?!碧魄锶A說,“美賽的題目涉及到的知識方方面面,如果沒有整體層次的基礎搭建,我是不會讓學生開始解題的?!?/span>


師生同心 聚力成就佳作


    選定題目,就要抓緊時間建模、解題、檢驗、寫作。三四天的比賽時間看似寬裕,實際上卻困難重重。
  陳志遠負責建模,他MATLAB等編程軟件用起來得心應手,但比賽中難免碰到瓶頸,很快,一個簡化建模的問題讓團隊犯了難?!皩﹄姴ㄔ谄閸绲孛?、光滑地面或者海洋面上的傳播問題進行建模,沒有利用的載體,簡化不了模型,寫不出函數,也就解不出題目?!标愔具h憂心忡忡。
  問題出現,如果長時間得不到解決,會直接影響比賽進程,甚至會大大降低選手的信心,本就緊繃的心態可能說崩就崩。陳志遠和隊友琢磨許久仍舊毫無頭緒,“用正弦波簡化海洋面情況,用屻峰繞射模型模擬山峰不就好啦?”老師的一句話無異于雪中送炭,他們恍然大悟。
  面對美賽,除建模求解能力外,英文寫作是最大的難關。對于陳志遠團隊來說,英語并不是什么大問題,但唐秋華卻認為,英語是能力,寫作也是能力。
  唐秋華提及在模擬比賽時的一段經歷,那時她簡單指點了一下,只寫下幾個字讓陳志遠在這基礎上作總結,“他們就只用了我說的幾個字,也沒有對標題進行完善?!薄癢riter太重要了?!碧魄锶A語重心長。
  比賽的最后一天,唐秋華也陪著選手們一起全力運作和沖刺?!叭靠Х软斨?,沒人有一絲松懈?!碧魄锶A回憶起比賽期間的點滴,仿佛近在眼前。
  她給學生檢查框架的合理性,檢查方法的科學性;對于英文論文,她也一絲不茍地逐句查看,“英文寫作中容易出現專業術語表述、論文格式等問題?!彼寄托牡匾灰恍薷?。一個人指導多個參賽隊伍,唐秋華的工作強度并不比學生低。從選題結束到比賽完成,她只短暫回家休息過8個小時。


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