创青春｜他们是美国大学生数学建模竞赛特等奖获得者
全球气候变化对国家脆弱性有什么影响
电动汽车充电桩如何设计
隐私的成本有多大
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这些包罗万象的问题都要各个专业的大学生们用数学建模的方法来解决。近日，2018年美国大学生数学建模竞赛成绩揭晓，在全球参赛的2万多支队伍中有33支队伍获得特等奖。其中，南京信息工程大学获特等奖1项、一等奖14项、二等奖16项，参赛获奖比例高达88.57%，获奖层次和获奖率均在全省位列第一。
团队成员与指导老师
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气候变化对国家脆弱性有什么影响？
要用数学建模来证明
“收到邮件通知获特等奖时，我们一整天都恍恍惚惚像做梦一样”，南信大此次数学建模大赛特等奖团队成员刘姝不好意思地说，“我们还担心是骗子，大家通过各种渠道去验证获奖信息。”
而在他们的指导老师朱连华看来，这支团队获奖其实是水到渠成的事。自去年3月份开始备赛以来，他们接连斩获了数学建模五一联赛、国赛的一等奖，“基础很扎实，而且配合非常默契。” 与其他不少团队都是“散客拼团”不同，获特等奖的这三位团队成员都来自同一个班级——2015级大气科学长望实验班。即使是在专门培养拔尖精英人才的长望实验班里，崔梦诗、刘姝和洪海旭也都是其中的佼佼者，在课外都参与了不少科技活动，且绩点分别排在第1、第3和第8名。
洪海旭（右一）和家人在一起
崔梦诗
刘姝
美赛对学生的创新性和英文写作水平都提出了很高的要求。本次比赛被大家认为“变态难”的6个题目中，团队毫不犹豫地选择了“全球气候变化对国家脆弱性有什么影响”这一选题。这个选题很宏大，但却非常巧合地关联他们的专业——大气科学，这让他们在选题阶段就节省了不少时间。
然而，“气候变化”这个深奥的选题对大气科学专业大三的同学而言也不是那么容易，课堂上他们只学过一些最基本的理论。这不刚开始他们就卡壳了：气候变化究竟是以何种方式来影响国家脆弱性的？这是一个核心问题，更是一个复杂的问题，他们一次次讨论、推翻、再重建，试图找到最直接的关联因素。
还好“本科生导师制”帮了大忙。“我们三个都有自己的导师，在参与导师课题的时候恰好对气候变化有一些涉猎。”他们花了整整2天的时间，专门找来了IPCC（政府间气候变化专门委员会）第五次报告，仔细查阅了影响气候变化的重要因素，最后从全球变暖幅度、极端天气频率、海平面上升以及降水等各个方面制定了一个较为全面的衡量指标，并成功地建立出气候变化与国家脆弱性之间的耦合模型。核心问题搞定了，随后的问题也都迎刃而解，在余下来的2天时间里，他们出色地完成了另外5个部分的内容，并最终问鼎美赛最高奖。
“科技创新使我感受从未有过的快乐”
未来三人都打算读博
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“这组学生一直目标很明确、规划很清晰、心态很淡定。”朱连华老师说，不过他们有时候也太淡定了些，“比赛当天其他队伍都开始选题了他们还没来，我都按捺不住给他们打了电话。”
说到这件事情，大家都忍不住笑了。因为按照美国时间，比赛清晨6点就开始了，“我们觉得数学建模比赛就像一场马拉松，要合理分配体力，一开始耗力太多不一定是件好事。”洪海旭说。因此他们按照平常的作息6：30起床，吃了一顿丰盛的早餐，才不慌不忙地来到考场。“我们前三天也都正常起居，直到最后一天才和大多数队伍一样熬了通宵。”最后，他们还是时间充裕地完成了论文。
集训
淡定源自平日的积累。去年整个暑期，他们只休息了10天，汗流浃背地参加集训和模拟训练；平时每个晚上和周末都在演练问题；寒假也在紧锣密鼓地练习，直到春节前两天比完赛才回家团聚。“印象比较深的是去年的一次大雨，积水都漫过了我们的脚脖子。但所有人都还是默契地在约定好的时间来到教室，没有一个人迟到。”刘姝说。就这样，浑身湿透的他们在教室讨论了一整个下午。
在备赛的过程中，有的参赛者中途放弃、有的队伍重组，还有的队伍因为分歧而争执，但他们的团队从未出现过这些情况。“这些问题都太有趣了，每解决一个问题都能带来巨大的成就感；而且碰到难题大家开开玩笑、互相鼓励也就过去了，我们从来没觉得辛苦。”洪海旭仔细想了想，说出了坚持的理由，“记得在做高铁最高限速的问题时，我们通过建模算出来的答案和官方数据几乎一致，那真是前所未有的开心。”
这一年的数学建模经历，不仅帮助他们更好地理解专业学习，也让他们对科研产生了浓厚的兴趣。从“一年前完全不知道什么是科研”到“三个人未来都打算读博”，数学建模带给他们走科研之路的信心，“应该会有痛，但更多的是快乐吧！”
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“金牌”教练带出“金牌”团队
用体制机制为学生创新保驾护航
“一次建模、一生受益”，刘姝告诉记者这句在南信大广为流传的话。南信大有一套成熟的数学建模培养体系，2011年就曾捧得全国大学生数学建模竞赛唯一的“高教社杯”，2012年获美国大学生数学建模竞赛特等奖，并在2015、2016、2017年连续三年获得特等奖提名奖，今年又再次荣获特等奖，数模竞赛氛围在学校蔚然成风。
“从面向全校学生开放的数学建模竞赛实验班的基础教学，到寒暑期进行的集训和模拟演练，再到平时的专业指导，这么多年来我们形成了一套完善的运行机制。”南信大数模竞赛“总教头”程国胜老师说。学校还专门制定了完善的数学建模竞赛管理办法，并形成了一支结构合理、战斗力强的数学建模指导团队，“学生与指导老师实行的是‘双向选择’制，而且学生具有优先选择权，老师在同级志愿选满时不可以在下一级志愿中选学生队伍。”
对此洪海旭感同身受。他有一个双胞胎姐姐在中部的一所985大学就读，同样也参加了这一年的数模竞赛，但成绩并不如洪海旭理想。“虽然姐姐平时学习成绩比我好，但她们学校没有这么完善的培育体系，也没有配备专门的指导老师，参赛更多是同学自发的行为。”洪海旭笑着说，“有时候姐姐碰到问题还要来问我，我们团队就一起讨论，还会拿去问朱老师。”
面对面指导
他们的指导教师朱连华可以算是“金牌”教练了，去年他指导的8支国赛队伍就有6支获奖，其中还有两个一等奖，今年指导的5支美赛队伍更是全部拿奖。指导教师们是没有寒暑假和休息日的，在承担各自的教学、科研任务之余，他们的其它时间几乎都奉献给了数学建模教学与竞赛指导工作，保证每队学生每周都能有1-2次和老师进行面对面的交流机会，每次见面至少谈2、3个小时。“程国胜老师付出的更多，例如在暑期，他经常从早上8:30一直讲到晚上9:30，有时连晚饭都来不及吃，一整天下来说话声音都沙哑了。”朱连华说。
程国胜指导学生的方法也独辟蹊径，他经常用学校教师发表的科研成果做题。例如前几年，李旭辉教授等在《nature》上刚发表关于城市热岛效应的论文，他就从这个选题入手，引导学生从植被、非植被、大气污染等多因素多角度去研究影响城市热岛效应，启迪学生们如何通过建立数学模型解决实际问题。程国胜认为，这种与科学问题和人们关心的热点问题直接挂钩的指导方式更能培养学生的科研素养和综合能力。“我们从来不押题、不猜题，因为这是违背数学建模竞赛初衷的”，程国胜说，“获奖只是学生综合能力提升的一种表现形式，而不是最终目的。”
“学校这么多年来专门组建了学科竞赛实验班，这对更广泛地培养学生兴趣、引导学生了解参与学科竞赛有很大的帮助。今年开始，学校还组建了专门培养创新创业人才的藕舫学院，全校所有学生都可以选择感兴趣的项目加入。”南信大教务处处长郭照冰表示，好机制、好团队才是学校数模竞赛一直保持强劲势头的原因，“指导团队的教师们常年奋斗在教学科研一线，经验丰富、想法创新；而且大家埋头实干，保证每一个细节都能扎实推进，他们的奉献精神也确实让我们感动。”
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