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2020年大学生数学建模竞赛参赛攻略(上)

发表时间:2022-07-14 14:28


原创 张浩驰 求知联盟 2020-06-16 22:00


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本次推送约3000字 | 看完耗时约8分钟


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本篇文章以Q&A方式呈现,均为大家较为关注也是咨询较多的15个问题。由于参赛攻略内容较多,分为上中下三个篇章为大家推送。文末有惊喜~



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问题一


问题一:高端的一些智能算法暂时还没有接触过,寒假准备的话,值得花时间去研究这些吗?

回答:实际上,我觉得要真正地掌握这些算法,即扎扎实实推导一遍,并且理解绝大多数的细节,我觉得时间上应该是不太够的。但是,这不能说我们就不能去碰了,实际上还是研究锤子怎么生产的和单纯使用锤子的关系[1]我们还是需要学会如何使用锤子的。比如可以去学习主流语言中是如何实现这些算法的,Python中有大量的包可以调用,MATLAB中有很多“祖传代码”可以直接使用。对于参赛同学来说,更为迫切的是了解这些算法的应用场景和使用工具,才是在这段时间中最需要花时间的。推荐的资源见参考[2][3]。实际上现在很多开源的工具包就是为了应对某一类问题的,比如R语言中的绘图使用ggplot2,Python中有matplotlib和seaborn。


问题二


问题二:是否需要查找大量英文文献?

回答:这个我觉得可以分情况来讨论。如果是从想学习第一问的角度来说,实际上大多数要用到的算法也好,模型也罢,都是比较成熟的了。基本上国内的教程足够使用了。但是如果从实战的角度来说,你们还是需要学会查找一些英文文献,换句话说,至少你要知道通过什么渠道,什么工具进行查找,比如要不要学校的VPN,自己的电脑能不能搞定,要不要去图书馆查阅文献,这些都是需要知道的。

训练的办法不难,去找一篇O奖论文(这个专栏有[4]),首先看懂O奖论文的大概思路,如果你觉得思路不是很清晰也别太在意,毕竟四天搞出来的成果多多少少都会存在一些不够严密的地方。读完以后,你可以顺着他他的论文去找,去思考。不仅锻炼了一下查阅英文文献的能力,也锻炼了阅读能力,甚至你能通过这样训练去发现,这篇参考文献对于作者到底重不重要。关于具体的训练方法,可以参考这篇文章:阅读参赛论文的好处[5],里面强调了有关阅读参赛论文和有关查阅文献的注意事项。


问题三


问题三:美赛侧重的创新性解题思维,在正式比赛前团队应该怎样训练一下?可不可以举个往年的赛题,疏理一下解题的创新性发散性的解题思路的过程?

回答:这个问题说实话真的基本上没办法回答,创新性实际上我觉得作为外人,也就对于不是写出O奖论文的本人来说,是基本上没有办法真正无差别地想出是如何做到的。这一点我也采访过一些获得过比较好的奖的参赛选手,大多都会回答,这都是当时的灵感,或者说实际上也没有啥,无非看了更多的文献罢了,当然也有可能这就是别人学习的领域。

根据我本人的参赛经验,要做到一等奖这个水平,与其说是创新,不如说是扎扎实实地学术功底把文章老老实实写完可能更加靠谱。至于在求解过程中存在一些灵感,倒是建议大胆使用。例子的话刚好可以看我和南京大学一名O奖得主一起发起的知乎live[7]



问题四


问题四:经典模型、算法和所给的赛题到底如何实现无缝衔接、进行使用的?

回答:实际上这个问题我觉得我在问题一中已经有所部分回答了,这里我再次强调一下,模型、算法和赛题的结合更多的还是看参赛者的经验和判断,这个最好的练习办法还是不断地参赛-总结-参赛-总结,这样反复下去。某位三届数学建模国家一等奖得主说过,以赛带练就是最好的办法。我有一篇文章:关于每年的比赛[8],就提到了每年的参赛周期,感兴趣的朋友可以参考一下。这也就是我们这些参赛的同学经常说,自己比一次,比别人说多少遍都更有用。我个人的经验是,由于三天时间有限,其实我们大多数人,都是在照葫芦画瓢。如果你有参赛经验或者模拟训练经验,就可以进行知识迁移。

这里举个例子,比如说,在数学建模中有一个非常经典的问题:排名问题,这个问题我想大家并不陌生,在数学建模美赛中也有两次出现。分别是2014年美赛B题的“寻找最佳全美大学全职教练”,说白了就是一个教练排名。在2018年高中生美赛A题中的“过山车排名问题”,实际上两类问题就有异曲同工之妙。不论是教练的指标还是过山车的指标,都是指标,都会对排名产生一定的影响。因此,参加2018年的比赛的同学,如果参考了2014年的O奖论文,那绝对会比没有看过论文的人,更容易获得思路,对模型的使用也会更为流畅。“前人栽树,后人乘凉”在这个比赛中,也同样适用。所以我们需要见多识广,多看看,多思考。



问题五


问题五:很多知乎文章说美赛,配图好看,高大上的,很容易拿高奖,比如上一年那个恐龙的?(注:就是2019年的美赛A题)为了给文章美化配图的时候,有哪些绘图软件比较实用?(之前用PPT,不过画出来也还不错……)

回答:这个问题问的还不错,这个其实就是“美术建模”的由来。我也不清楚为什么,总感觉大家被“美术建模”带歪了,最近不管是国赛还是美赛都一味追求美术,排版。当然,这里我必须承认,良好的写作和图表的绘制,确实可以保证获奖的下限。其原因并不是评委老师们真的希望看到大家这样做,而是更多的文章连基本的学术写作能力和学术图表制作能力还有所欠缺。所以“美术”较好的文章,至少在评委判卷子的时候,会眼前稍微舒服一些。即使一些结果很好的文章,但是无法较好地“展示”给评委看,可能最终的获奖等级不如你的模型质量。所以我的总结是:与其说是高大上的配图容易拿奖,不如说是严格的学术写作功底以及较好的学术绘图能力,让你的文章在规范性上得到保证。

在写作上,我在这里推荐一本官方写作书籍《正确写作美国大学生数学建模竞赛》[9]。这本书如果图书馆有借就最好了,如果没有也不一定要特别花时间去买,无非介绍了一下LaTeX的使用方法以及一些模板的注意事项。当然对于新手第一次参赛来说,手上备着一本这样的书还是相对比较踏实的。由于篇幅较长,具体的排版和绘图技巧下次再推送给大家,请持续关注!

1^什么是数学建模?https://www.zhihu.com/question/346232109/answer/913171807
2^CSDNhttps://www.csdn.net/
3^Githubhttp://www.github.com
4^知乎专栏:数学模型 https://zhuanlan.zhihu.com/MATHmodels
5^阅读参赛论文的好处 https://zhuanlan.zhihu.com/p/32918281
6^天若OCR的介绍 https://zhuanlan.zhihu.com/p/92875987
7^美赛O奖论文解析与经验分享https://www.zhihu.com/lives/940237222339985408
8^关于每年的比赛 https://zhuanlan.zhihu.com/p/34183146
9^《正确写作美国大学生数学建模竞赛》https://book.douban.com/subject/21321629/

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作者:张浩驰

知乎:张浩驰

排版:青衣

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