华南师大附中美国高中生数学建模竞赛（HiMCM）喜报来袭!

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第468次图文，今年第96篇内容

什么是美国高中生数学建模竞赛？

美国高中生数学建模竞赛（HiMCM）是由美国数学与应用协会（COMAP）主办的在国际有广泛影响力的赛事，竞赛宗旨在于鼓励参赛者应用数学建模，探索和解决现实世界的重要问题，以普及数学建模教育，增强中学生数学核心素养与科技创新能力。比赛要求在11天内，就专家制定的问题，团队合作独立完成并提交一篇全英数学建模论文，奖项分为特等奖、特等提名奖、一等奖、二等奖等等。

我校学子获奖情况如何？

本届比赛共有785个团队约3000多名中学生参加，我校高一学生共有12支队伍48人参赛，其中，有一支队伍获得特等提名奖，两支队伍获得一等奖，一支队伍获得二等奖，八支队伍获得成功参赛奖，充分展示了我校学生的团队合作精神、创新能力以及扎实的学术功底。

李劲尤、邱悦桓、彭堉楠、戴博程获特等提名奖

杨弘宇、陈思齐、张立洵、李尚哲获一等奖

陈裕欣、黎扬扬、范家梁、黄欣然获一等奖

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李劲尤、邱悦桓、彭堉楠、戴博程在认真撰写论文

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黎扬扬、范家梁、黄欣然在与队友陈裕欣远程讨论题目

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杨弘宇、陈思齐、张立洵、李尚哲在认真撰写论文

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欧阳书勤、凌嘉鍚、成果、万骁扬激烈讨论中

来自选手们的"干货"分享

数学建模“老人”——戴博程的心得体会

两次的数学建模，在黄老师的启发指导，队友的通力合作下，取得了一次比一次好的成绩。在这个过程中，不断地遇到各种问题，也在不断地提升着自己的能力。作为参加过两次数学建模的“老人”，跟大家分享一些自己的心得和经验。

关于组队：

1) 尽量男生女生搭配，能保证良好的对内气氛；

2) 在寻找队友的时候，4个队员在能力方面要各自有所侧重，比如建模，编程，写作等，这样彼此分工合作效率就高很多。

3) 然后，你的队友可以不是特别厉害，但是一定要靠谱、认真，有责任感，因为这个建模是一个周期较长的彼此合作的过程，需要大家的努力。

建模可能需要的一些知识方法：

1） 基础工科数学

微积分、线性代数概率论理方程等

2） 运筹学

规划问题、排队论博弈等

3） 离散数学

主要是图论

4） 数据挖掘、机器学习模式识别中的经典方法

分类（ 贝叶斯模型、支持向量机神经网络），聚k-meansmeans means）

5） 计算机编程：Python 或者 C++ 或者 Matlab （至少一位同学精通其中一种

关于创新

看到题目的第一反应是整个解题的中心思想，也是创新点的基石，因此在最开始的时候确定建模思路十分重要。确定好总体的思路后，就要大胆地发散地思考有什么可以补充的地方，不要局限于题目本身，运用现有地技术和方法去扩展题目，这是我们队伍的亮点。建模是一个高强度的持续性思考、实践过程，在这个过程中需要不断地取舍，当一些新方法得出的结果不好时，宁可使用传统朴实的方法。

关于时间把握

正如之前所说的，建模是一个高强度、持续性的过程，工作量很大。当初确定好整体思路后感觉可以很快完成，但事实上在实现的过程中不断地遇到问题，最后连续几天通宵达旦赶进度才勉强完成。在安排进度的时候一定要前紧后松，尽快确定中心思路不需要特别全面，因为在实现过程中要修正的地方很多。最好预留一天修改查缺补漏，润色文章。

最后，在多次的建模比赛中，我们发现比赛中会遇到很多从来没接触过的方法或者模型，这是很正常的。所以，我们必须具备良好的搜索，阅读（阅读题目，阅读资料），快速自学的能力，这也是我们在数学建模中最大的收获和成长。

 team#8712队长范家梁的经验分享

软硬件准备

很多大佬们都说用matlab好，然而我是比赛开始前不到两个月才开始准备的（大部分HF的同学也一样吧）所以没有练的很熟。软件的操作上会是一回事能练熟就是另外一回了，尤其考虑到这是一项很注重效率和精确度的工作。这次我使用的是IBM的SPSS Statistics，上手难度相对容易。对于有数学/物理/计算机基础的奥班同学来说这款软件应该是比较容易上手的，练习的时候可以自己拿点实验数据或者经济模型什么的带进去自己做一做，看看分析结果怎么样。

建模的数据软件大多吃CPU，所以对电脑的CPU性能有一定要求。低配机最大的问题不是处理速度慢而是处理时容易宕机（死机）而且难以多线程运行任务。考虑到建模时的工作状态（往往是同时开着几十个网页，数据处理软件，下载工具，通讯工具……）会对CPU产生相当大的挑战。所以要尽量找CPU比较强的电脑完成任务，最好是近几年的台式机或者标准电压笔记本（很流行的超薄本/二合一本/平板什么的可能会比较艰难）

网络上的数据收集也是至关重要的。竞赛允许搜索网络资料，能否找到合适的资源是取胜的关键。通过谷歌搜到的很多资料源都是位于美国的，不容易出现学术研究“水土不服”的现象。

解题思路

就按照今年的A/B题来看，从现有的技术角度看，绝对是B题好做。用户个人心理的差异性是现阶段A.I.表现不是特别理想的主要原因之一，而A题的过山车比B题的智能控温在这方面显然更加难以处理，所以这次我选的是B题。

设计一种市场上没有的东西的时候需要的是想象力，然而在建模竞赛中更需要严谨的设计思路，这不是想象作文，你设计的功能要有现有技术的支持。这就是第一步要做的概念设计（conceptual design）你需要给你想要的功能严谨的定义，还要指出技术支持，你要说明它的可行性。这可能需要一定的科学素养和工业设计常识，比如什么样的功能是能实现的，什么样的是不可能的，现阶段计算机能完成哪些任务，针对哪些东西的传感器是可行的，etc.就像我这次提出使用MAC号来鉴别接入热点的是谁的手机一样。这种方法不仅更加简便而且解决了传统APP识别的兼容性和稳定性问题。对于对高新技术特别是计算机/电子感兴趣的我来说这个难度不大，而且我还加入了一些现在十分流行的概念（云数据收集，用户行为反馈，用户社区，用户竞争激励制等）。其实我觉得我的数据处理做的并不是很好，尤其是有些环节可能过于理想化，很可能是赢在概念上了。

团队合作

由于特殊原因我们无法在竞赛时完全聚齐，不过依然通过网络进行了良好的沟通。作为全队唯一一个男生我自然成了队长和大部分工作的承担者，不过依然实现了比较高效的合作。其实某种程度上，我并不希望队里出现另外一个像我一样有技术有想法的人，否则合作的效率可能会下降。Anyway,今年的竞赛时间已经拉到了11天，对于我们来说是一大好处。顺便提醒一个千万不要拖，各种故障和错误很容易会使工作量超出你的预计，一定要利用全部参赛时间尽力完成。就算有多的时间也要进行检查和优化。

论文写作

这一个环节对于学术英语也有一定要求。相信如果美国的评审看不出这是中国人写的论文的话得分一定不会低。这里我是参照了维基百科等专业文库的语言风格进行写作的，写作时应该特别注意书面语言和科学术语的运用。我有不少查询英文资料的经验所以在这方面也能贡献自己的一份力量。写作时队里在这方面最擅长的人一定要检查修改一下其他几个人写的东西，有时候英语水平比较好的人如果在这方面没有什么经验也可能写的比较像口语或者中式英语。

写完一定要检查，排除各处bug，从数据到语言到排版。这次我在结束时感觉时间控制良好，就按时睡了，没有像其他队一样疯狂熬夜，结果检查的次数不够，事后发现了不少bug，产生的心理阴影还是蛮大的。

总结

这可能还是一项挺依靠能力和爱好的活动，而我能靠不到两个月而且还夹杂着期中考和竞赛的准备过程拿到M奖也许是我拥有适合参赛的这些特质的幸运吧。不过，这次的经历多多少少还是证明了建模大赛的准备并没有想象的那么难，有些科技相关的东西甚至很好玩！最后感谢黄老师的支持

李尚哲、陈思齐同学的总结与反思

这次Himcm比赛我们小组获得了一等奖，有喜悦也有意外，这里衷心感谢黄老师的大力指导和各队友的辛勤劳动，尤其是队长李尚哲同学，从思路整理，模型构建到程序编制都是起着决定性的引领作用，而且在这次论文的写作方面也凭借其超强的英语写作能力立下了汗马功劳。但是在整个参赛的过程中也存在着一些不足之处，值得我们反思，以下是我们的一些体会和思考，供大家参考。

赛前准备要充足。我们这次的组队比较仓促，对于建模比赛的流程和要求不太熟悉，在整体方案的讨论和框架确定方面还是花费了不少时间，所以最好每个队员都提前做好功课，并以往年的建模案例作为参考，进行预演。这样才能在拿到实战题目时尽快进入状态并形成思路。

队员分工要明确，并有大局意识和协作能力。组队时最好明确各人的特长，比如应包含数学理论丰富的，英语写作能力强的，或者是有编程经验的，大家在比赛中充分发挥自己的特长，但同时也要积极听取并融合队友的意见。

建模方面不一定要采用很多复杂的数学理论，关键在于思路的提出、理论的应用、模型的建立，以及程序的实现这几步骤要实现闭环，也就是“自圆其说”，并以较为专业化的语言和图表在论文中体现出来。我们这次的论文结构是比较完善的，如果时间更充足一点，在模型和编程方面提升一点难度，有可能会获得更好的成绩。

控制好时间节点。由于整个参赛过程只有10天左右，供队员集中讨论的时间并不多，而且没有思路的讨论极易陷入口水之中，所以最好由队长明确各个步骤的时间节点，给队员一定的思考时间，形成自己较为明确的想法后，经过讨论实现。

成果同学的经验分享

关于组队：其实我们队在组成上并不是那么利于比赛——除了唯一一位物理组大佬对各种数学模型知识和编程有所研究外其他三个都基本上不太懂。个人认为一支队伍最好的组成是一位擅长数学的同学+一位擅长编程的同学+两位擅长论文写作的同学。论文还是非常长的，部分也非常多。所以两位同学一起完成会比较合适。我们组后来的分工大致是一位同学负责攻破知识难关，一位同学负责查找网上相关的资料，两位同学负责把研究出来的东西写成论文。

完成比赛过程：首先肯定是要分好工，完成比赛的时间虽然有一周左右，但能利用的基本上只有周末的时间，（虽然可能最后会请一天或者一上午的假）就连周末大家也很难有能够凑到一起的时间，而这么巨大的工作量仅仅几个小时是完成不了的，所以在小组聚在一起之前最好每个人都先各自进行一些思考做一些准备，这样一起的时间才利用得更加有效。

关于写论文：看完题目选好题就可以开始写Introduction什么的，要一边研究问题一边尽量把能写的写了，在查资料的过程中要注意留下网址放到最后References里面。写论文的时候尽量用一些比较学术性的词汇。

特此向获奖的团队表示祝贺，

向指导老师黄靖舒、叶巧卡、周正华、

申西芬、陈嘉华老师以及高一年级组

表示祝贺和感谢！

▌转载自：公众号“华南师大附中数学科”3月31日

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