在网上看到有参加2021年HiMCM比赛同学写的赛后反思《HiMCM 2021 经验、教训与总结》以及我的相应评注如下
模型
编程
论文
合作
还有一些其他注意事项,这里就不列举了。
这篇反思中谈到了“建模”“编程”“写作”“合作”多方面的思考,从我这指导经验来看,这篇反思所提到的问题都是一些常见且重要的问题,如果这队学生能在下次做好反思中提到的事情,成绩确实能提上一个档次(这支队伍上一年获了H奖)。
选题范围:
这里的C指的是完整性(Completion),指的是完整回应比赛所提出的问题;P指的是流畅性(Proficiency)代表团队选用了合适的模型、完成了所有建模问题同时对建模过程进行了清晰的表达;I指的是创新性(Innovation),这一层级代表的是不仅过程恰当而且各个环节有出色的甚至是创新性的表现。这三个层级是逐层递进的,C至P至I,比如没有过程完整性的创新也是没有意义的。
所以根据这个标准,A、B、C三类论文所对的层级分别如下图所示
C位于完成层次或完成层次以下,B位于完成层次和流畅层次之间,而A则是介于流畅层次与创新层次之间。用该模型评价不同奖项论文的水平大致是相符的,当然由于模型本身关注的点有限同时竞赛评奖也有其不确定性,也会有存在差异的地方。
该模型除了可以评价论文质量以外,更重要的意义在于指导同学们循序渐进地进行建模学习。
这里列举我上一年指导的四只队伍的参赛状态和情况,这四支队伍分获O,F,M,H四种奖项。O奖与F奖的队伍在拿到赛题一天后就已经选好了题目同时对几个子问题有了大致的思路,整个比赛过程中写作几乎没有遇到任何问题(写作工具LaTeX灵活掌握),编程方面遇到了些小问题,但队伍中有成员编程基础很好,可以在短时间内学会新的编程方法、解决遇到的编程问题。比赛中大部分时间用在了分析和建模上。加之赛前对各类常见模型比较熟悉,在赛中还能基于已有模型进行适当创新。
M奖的队伍内部合作比较顺畅,但写作软件的使用以及编程部分的薄弱导致有将近一半的时间是在适应软件以及学习所需的编程内容,相比上面两只队伍而言,建模的时间相对少,模型也没有太多突破。
H奖的队伍本身实力并不弱,但很可惜队伍内部一直未协调好协作的时间,在比赛还剩3天左右才算是正式一起合作,但时间确实不足,最终仓促提交了论文,模型和论文撰写问题不大,但创新性不足。
数学建模能力是一项综合能力,我们可以从五个角度分析学生的数学建模能力:
最终我们希望学生的数学建模各方面能力都得到提升,而非仅是某些单项能力。这些子能力最好在比赛前训练好,比赛时就可集中时间进行建模的核心问题解决和创新了。
除了了解每个环节的具体含义以外,还需要完整地进行一次数学建模过程(可以是一个相对简单的案例),但力图全面,包括重述问题、建立假设,到求解结果、验证结果,再到汇报结果。很多同学会忽略最后汇报结果这一步,但实际上建模比赛基本以论文或某种展示形式呈现,考察的就是同学们对建模过程认识的清晰程度及表达能力。这一点如不重视,在真正比赛时就会比较仓促,准备不足。这一阶段对应者论文评价模型的C(完整性)层次。
接下来,同学们需要开始系统学习建模过程每一环节所需要的技能(如何提炼问题与重述问题,如何建立假设等)以及掌握常见的、重要的数学模型所需的数学、编程、写作等方面的知识。在这个过程里可以以案例学习的方式加深对不同类型模型的理解,同步提升数学、编程及写作能力。当在比赛中遇到某个类型的赛题时,可以灵活选用模型,并流畅解决。这一阶段对应论文评价模型的P(流畅性)层次。
再接下来就是综合考虑各方面的因素,对建模过程和所具备的知识和能力体系进行反思,查漏补缺。尤为重要的是以实际案例和问题为出发点,经历一次又一次的建模过程,来打磨建模多方面的能力。同时与队友进行配合与分工,磨合团队,提升合作能力。“创新”是一个看上去“高大上”的词汇,不过我们完全可以通过在实际问题问题的解决过程中全面考虑、不断反思,将每个环节做优、做细,精心打磨好的论文在他人看来也会有很多意想不到的点,这也是“创新”。
参考资料