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欧亚这项国际性赛事成绩逐年突破,背后有哪些故事?

2024-07-02

近期,2024年美国大学生数学建模竞赛成绩公布,kb体育·(中国)有限公司官网共30支队伍参赛,荣获二等奖3项、三等奖19项。据统计,2021年至今,我校累计获得数学建模竞赛省级、国家级奖项共70项;国际级奖项共45项,无论获奖人数、获奖层次,还是参赛学生的专业覆盖范围,均有显著提升和扩大。


数学建模竞赛缘何吸引越来越多专业的学生参与?获奖学生从中收获了哪些宝贵的经历?今天,带你了解数学建模竞赛团队师生背后的故事,一探通识教育学院如何构建精细化的竞赛人才培养体系,助力学生专业成长与综合发展。



01.

真实场景切入 ,培养多元能力


(图一)2024年美国大学生数模竞赛二等奖


2月2日至2月6日,2024年美国大学生数模竞赛在线上举行,决赛持续96小时(为期四天),获二等奖的3支团队均早于大赛截止时间6小时成功提交了20余页的英文学术论文。他们选择的题目是财产保险的可持续性与减少非法野生动物贸易问题,与当下社会热点及可持续发展息息相关。


信息工程学院张树珍(软件工程2205班)、工商管理学院张苗(电子商务2102班)、人居环境学院夏昕雨(智能建造2102班)分别是这3支团队的队长。


张苗、胡思荟、黄永强团队选择的是财产保险的可持续性问题(Sustainability of Property Insurance)。团队以美国为例,收集保险费用数据并建立ARIMA时间序列预测模型,考虑美国在干旱情况下的极端自然天气赔付保险,采用岭回归模型结合LOPA模型对社区建筑物的结构信息、地理环境等数据进行预测,得出气温条件最容易影响社区的抗灾性结论,最终为社区领导提出保护社区珍贵地标的未来计划以及成本建议与具体时间表。


夏昕雨、鲁斯瑞、马彩霞团队选择了减少非法野生动物贸易问题(Reducing Illegal Wildlife Trade)。针对近年来非法偷猎、贩卖珍稀野生动物活动屡禁不止的问题,团队策划了一个为期五年有效保护野生动物,减少全球非法野生动物贸易的项目,涉及客户选择、项目适配性、资源权力需求、影响及可行性分析。通过在贸易数据库中查找世界非法野生动物贸易趋势,并进行相应的贸易物种、地理位置和时间推移分析,从权力、资源、技术三方面对实施计划进行假设,从而运用ARMA模型和ARIMA模型对非法野生动物贸易量和国家经济水平进行预测分析。最终准备了一份备忘录为客户展示计划的阶段性指标与预期成果。


2月2日清晨6点,夏昕雨团队拿到赛题后,首先捋了捋题目的主旨与需要的资料,便马不停蹄开始了数据的搜集整理。他们从庞杂的数据量中筛选提取有效的数据,进而建模、求解、验证,最后撰写论文。“光搜集各项数据就花费了大半天时间,那时候还是寒假,所有的工作都是在线上共同完成的,大家视频会议一直在线,随时共享屏幕。”夏昕雨说。


张苗团队遇到了数学模型选择的困难。“我们刚开始选取了不同的数学模型,但是很难与选题适配。还好去年暑假的培训有一些积累,最终用SPSS数据分析软件,经过反复尝试,成功建立了模型。”在去年8月为期15天的数学建模培训中,通识教育学院数理中心的老师们组织参赛同学学习了Matlab、Python等编程语言和SPSS统计分析软件,使得大家在比赛中能够游刃有余地运用。

(图二)张苗团队在暑期进行竞赛真题讨论


那几天,每个人几乎都是四天四夜没合眼。各个团队分工明确,互相之间默契沟通与合作,一个个困难最终迎刃而解。“最快的脚步不是冲刺,而是坚持。96小时的坚持,让一切都变得意义非凡。”夏昕雨说。


令张树珍印象最为深刻的是,一位组员在经过对复杂模型的拆解后,喜出望外地说他终于熟练掌握了三线表的制作方法。“我自己的学习自信心也大增,开始着手准备考研,希望未来在专业上继续精进。”张树珍说。


02.

万物皆可建模 ,热爱驱动成长


“无论是省级还是国家级、国际级数学建模竞赛,只要学生对数学学科充满热爱,都可以报名参与,我们想方设法地为学生提供各种锻炼和展示的平台。”通识教育学院数理与信息技术应用课程中心主任杜永光说。

(图三)杜永光正在与学生们探讨建模竞赛内容


文化传媒学院数字出版专业2019级郑文卿是杜永光带的第一届学生。2020年,郑文卿第一次参加全国大学生数学建模竞赛。“他的专业与数学学科关系比较浅,自己对于专业数学领域也很陌生。参赛过程中,由于一些参考文献未改写,因查重率问题被竞赛通报,那时对于我们来说是比较沉重的打击。”杜永光回忆,当时在办公室写竞赛复盘时,郑文卿边写边哭:“杜老师,我真的不知道会这么严重,我也是第一次参与。”


让杜永光感到意外的是,第二年,郑文卿依然坚持报名了全国大学生数学建模竞赛。那次竞赛,他深刻吸取前一年的教训,总结经验,凭自己的实力和团队的通力合作,获得了省级一等奖。郑文卿是2021年文化传媒学院唯一参与竞赛的学生,也是近五年来该院唯一获得建模省级一等奖的学生。“那一次我真的特别感动,我被郑文卿迎难而上的精神深深触动了,后来他如愿考上了西安理工大学的研究生。”


2023年3月,在杜永光的指导下,一群热爱数学的学生成立了欧亚数学建模社团。“我们希望有更多喜欢数学的同学参与进来,在实践中学习成长,一起体会建模的魅力。”杜永光说,小到餐厅选址、电影票房预测,大到分析传染病的传播规律、研究城市交通网络的拥堵现象,万物皆可建模,学生们从中可以真正体验到运用数学建模来解释现实事物和解决身边热点问题的乐趣。疫情期间,参与过建模竞赛的学生们曾尝试利用建模为社区构建传染病传播预测小模型,“尽管是小型模型,仍然为限制社区疫情的传播提供了一些帮助。”

(图四)数学建模社团合影


在2023年“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛中,数学建模社团成员获得省级一等奖5项。2024年的美国大学生数学建模竞赛,数学建模社团76人中有58名学生报名参与。“选择参与数学建模竞赛,是因为我一直对数学充满热爱,用数学建模解决生活中的真实问题特别有意思。”张树珍说。


在杜永光看来,热爱与兴趣是学习的第一驱动力。只要心存热爱,无论成功与否,都不重要,重要的是参与其中,过程中或许崩溃、焦虑,甚至一度想放弃,只要学会坚持,这些宝贵的经验与技能,对未来的学术研究与职业发展都将产生积极深远的影响。

(图五) 2022年全国大学生数学建模竞赛一等奖获奖学生


“许多参加过数学建模竞赛的学生,无论是大四时撰写毕业论文,或是准备考研、进入职场,对于他们而言都是加分项。甚至还有一些学生将竞赛成果转化为学术成果,最终发表为期刊论文。”杜永光认为,竞赛不仅仅是比赛过程本身,更是增强学生们创新思维、处理数据与语言表达能力以及团队合作意识的有力抓手。



(图六)学生已发表的部分期刊论文


03.

以赛促教,竞赛成绩逐年突破


通识教育学院数学建模项目组一直承担学校数学建模竞赛的组织、培训和指导工作。每年5月至8月的集中备赛培训,拥有10年以上数学建模竞赛指导经验的老师为学生讲解相关知识,一周一次,带领大家不断打磨历年真题,熟悉竞赛内容和规则。


(图七)数学建模竞赛暑期培训


比赛报名前,指导老师结合学生的学科背景、能力要求、兴趣与热情等多方面因素综合考量,鼓励大家跨学科、跨学院组队,促进不同学科之间的交流融合。据统计,2023年全校参与各类数学建模竞赛的团队达80余支,2024年则有超过100支团队、累计300余人参与,较2023年增长了60余人,学生大多来自金融与数据科学学院、工商管理学院、会计学院、人居环境学院和信息工程学院。


参赛团队和人数的增加,还得益于日常课程教学内容的设计与学生专业知识的积累。杜永光介绍,通识教育学院和商科、工科类二级学院一起,根据数学建模竞赛的特点和要求,实时优化了数学及相关学科的课程设置,在课堂中潜移默化地引入与竞赛相关的课程内容与真实场景案例。

(图八)金融与数据科学学院课堂


除了基础数学课之外,部分专业也会开设建模相关的高阶课程,进一步打牢学生的数学理论基础。金融与数据科学学院为此专门开设了基础建模算法课程《数学建模》,以及相关的高阶课程《机器学习基础》《深度学习》《回归分析与实现》等。课余时间,老师们还会针对不同学生的特点,进行个性化辅导。

(图九)2023年美国大学生数模竞赛一等奖获奖证书


2023年,欧亚数学建模竞赛成绩取得了多项重要突破。“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛,我校师生荣获全国二等奖2项,陕西赛区一等奖5项、二等奖19项,获奖数量与质量创历史新高。美国大学生数学建模竞赛,我校师生时隔7年,再度荣获一等奖1项,另获三等奖19项。“学生们都十分积极,在竞赛中能更好地理解和分析问题,将实际问题转化为数学问题,提出创新性的解决方案,团队协作也比以往更加默契。”谈及学生们在竞赛中的出色表现,杜永光眼中满是自豪。

“我们正在逐渐打破传统的教学方式,把全国大学生数学建模竞赛与美国大学生数学建模竞赛纳入一体化培养,以赛促教,构建起‘数学课堂教学实践—数学建模校内比赛—数学建模全国大赛—数学建模国际美赛’系统化的数学建模培训模式,通过“渐进-融合-持续性反馈-全年联动”,层层深入,滚动式闭环,为学生的专业成长提供源源不断的内驱动力。”杜永光说。此外,通识教育学院还协同教务处、二级学院,定期考核和评估竞赛团队,制定竞赛奖学金等激励机制,确保竞赛的顺利进行与学生们的可持续发展。

(图十)杜永光在课外为学生进行竞赛指导


未来,杜永光希望借助数学建模竞赛平台,推动欧亚在数学建模领域的国际合作与交流更加深入,能有更多的国际合作项目、学术研讨会在欧亚开展并反哺教学,越来越多的学生也将受益于竞赛带来的学术和职业发展机会。而他也希望学生们继续深入学习和研究,不断探索新的领域和问题。“数学建模竞赛仅仅只是起点,人生道路漫漫,希望学生们永远积极与热爱,去面对一切挑战。”



竞赛科普


美国大学生数学建模竞赛(MCM/ICM)由美国数学及其应用联会(COMAP)主办,是最高的国际性数学建模竞赛,也是世界范围内最具影响力的数学建模竞赛之一。MCM/ICM着重强调研究问题、解决方案的原创性、团队合作、交流以及结果的合理性,要求参赛队伍在规定时间内对所选问题进行建模求解,并在96小时内完成一份英文论文通过网络上传至主办方。竞赛内容涉及经济、管理、环境、资源、生态、医学等众多领域,旨在为大学生提供团队成员参与、建模、解决问题和写作技能的机会,鼓励团队将数学应用于建模、开发,利用计算机工具,通过交流讨论出方案解决实际问题,需要学生兼具扎实的数学基本功底和较强的英语科技论文写作能力。


全国大学生数学建模竞赛是由教育部高教司和中国工业与应用数学学会主办,首批列入“高校学科竞赛榜”的19项竞赛之一,目前已成为全国高校参与规模最大的综合性学科竞赛之一。2023年,来自全国及美国、澳大利亚、马来西亚的1685所院校/校区、近18万人参与竞赛。竞赛题目主要围绕科学与工程技术、经济管理、人文社会与科学等领域的实际问题,要求学生在72小时内完成一篇包括模型假设、建立和求解、计算方法的设计和计算机实现、结果的分析和检验、模型的改进等方面的一篇25页左右论文,充分锻炼学生分析综合信息的能力、团队合作能力、分析问题解决问题等多种通识能力。





(品牌传播部  供稿)


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