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上海交通大学数学建模培训营—— 建模小群体、描绘大世界
上海交通大学 2022-01-12
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培训营秉承学以致用的原则,在已有的数学建模经验和基础上,建立了一套完整的数学建模培训体系。

2021年“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛(Contemporary Undergraduate Mathematical Contest in Modeling,简称“国赛”、CUMCM)获奖名单近日公布,由上海交通大学高晓沨教授组织的“数学建模培训营”斩获5项全国一等奖,6项全国二等奖。继2018年获得赛事最高奖“高教社杯”,2020年获得“知网研学奖”后,再次取得令人瞩目的佳绩,实现了累计两年国一和国奖总数均为全国第一的记录!(表一)
 

图1:国奖队伍和数学建模培训营管理团队合影

图1:国奖队伍和数学建模培训营管理团队合影

学生进入培训营后,一般需要经过2~3个月的训练,能够数学建模方面的学习能力。

图2统计了上海交通大学历年来的国赛成绩。从图中可以看出,在2014年之前,交大在国赛中获得顶奖数目随机不稳定。自培训营指导学生参加国赛以来,成绩逐步上升且保持稳定。
 

图2:1992-2021年上海交通大学荣获国家级奖项统计图

图2:1992-2021年上海交通大学荣获国家级奖项统计图(赛制规定2018年前每所学校的国家一、二等奖总数不超过10队,2019年增设C题后不超过12队)

事实上,自2013年起高晓沨老师便指导学生参加数学建模竞赛,2015年组建“数学建模培训营”面向全校学生开放,2016年开始规模化培训。培训营秉承学以致用的原则,在已有的数学建模经验和基础上,建立了一套完整的数学建模培训体系,具体如下(以2021年国赛培训为例):

1. 全面的培训讲座:在赛前3个月起,培训营以线上线下联合教学的方式,由高老师、往届顶级奖项获得者、营内成员共同提供混合式培训资源140余场,内容涵盖模型专题讲解、真题剖析、写作指导、顶奖经验谈等方面,力求涉及建模比赛的各个分工与细节,实现包括建模、程序、写作、可视化等多个部分的滚动式知识点讲解。每一场培训都有主讲人精心准备的讲稿,同时安排专人同步制作日志,第一时间上传到QQ群中,便于同学们在课后理解消化。
   

图3:2021年国赛备赛期间培训营讲座

图3:2021年国赛备赛期间培训营讲座

2. 丰富的每日一推:培训营在暑假的时间也没有停歇,充分利用QQ群线上平台推出“每日一推”的学习活动,从7月15日至9月6日共计推送38次,介绍数模相关知识,内容涵盖数学模型、软件学习、真题回顾、论文写作、获奖经验、参赛组织等,周六、周日无休,使得营内成员能够利用好假期的宝贵时间,增长知识,掌握技能。

3. 联合模拟赛:在赛前,培训营还组织了一次全仿真模拟训练——“杉数杯”数学建模精英联赛,特邀上海交通大学、同济大学等高校的精英战队同台PK。该赛事特约王丹教授(2019年国赛命题专家)、同济大学陈雄达教授(指导2020年“高教社杯”获奖队伍)以及上海交通大学高晓沨教授(指导2018年“高教社杯”获奖队伍&2020年“知网研学奖”获奖队伍)根据自身研究内容结合实际撰写模考题目,并邀请毛紫阳教授(2009&2013&2016&2019年国赛命题专家)、浙江大学谈之奕教授(2020年国赛命题专家)和电子科技大学王志勇教授(2020年国赛命题专家;指导2019年“知网研学奖” 获奖队伍)进行专家点评指导,让培训营同学能够在比赛前更好感知国赛氛围,熟悉国赛流程,锻炼建模能力。

4. 互帮互助的交流:培训营不光是同学们增长知识,学习本领的课堂。在培训课程中获得往年比赛顶奖的同学毫无保留地分享自己在比赛中的经验与感受,实现培训营优秀成果的代代传承。在培训课程之外,特设个性化作业,依据每一队的特点将历年考题分析和经典方法解析逐一分配,再统一收集、整理、上线。利用“众包”的方式结合历年积累的素材,形成了最佳的考前复习资料,并向培训营学员们开放,帮助同学们更好地备赛。
 

图5:培训营备赛资料

图4:培训营备赛资料

5. 小班教学的开展:本次培训营采取“小班-助教”模式,将培训营学员分成13个小班,每班10-20队,并特邀13位在往年数模比赛中获奖的优秀选手担任助教,进行经验交流、答疑解惑、作业指导。

6. 贴心的赛事服务:培训营还给参赛选手提供了许多辅助性的服务,例如:辅助同学报名、帮助学生匹配队友,在提高参赛学生数模能力的同时,助力大家更加专注地参加比赛。

这样的大环境下,同学们反响热烈。同学们纷纷表示,自己在这一过程中,建模能力得到了长足的提升,更在比赛内外获益良多。“高老师的训练营给我们提供了一个便于撷取知识,相互交流,定期检验学习成果的平台。无论是讲座经验谈、每日推送、校内资料库,还是赛前组织的三校联赛,都足以见到老师和助教们的用心和付出,也真真切切地让本是数模小白的我受益匪浅,积累了数模相关的知识技能,从而有了更多的信心并全身心投入到备赛比赛中去。”本次国赛获得A题全国一等奖的刘奕辰同学如是说道。

上海交通大学数学建模培训营自创立以来屡传捷报,成果卓著。高晓沨教授累计指导学生1700余队(5100余人次)。在国赛中斩获2018年本科组唯一的最高奖项“高教社杯”,这是上海交大、也是上海赛区在国赛开赛27年、设置最高奖项20年以来首次获此殊荣,实现了上海交大在该项赛事的历史性突破;2020年本科组三大奖项之一“知网研学奖”,这是上海交大、也是上海赛区首次斩获该奖项,助力上海交大成为国赛28年历史上获冠名奖杯“双奖”仅有的5所高校之一。
   

图8:国赛2018年本科组唯一的最高奖项“高教社杯”

图5:国赛2018年本科组唯一的最高奖项“高教社杯”获奖团队成员:赖鹏程、刘一鸣、王超玥;指导老师:高晓沨(左)。

图9:国赛2020年本科组三大奖项之一“知网研学奖”

图6:国赛2020年本科组“知网研学奖”获奖团队成员:张嘉乐、刘哲恺、赵文滔;指导老师:高晓沨(右)。

培训营所取得的一系列竞赛成果也引发了主流媒体的广泛报道。2019年3月,教育部中国大学生在线对高晓沨教授率队摘得上海交大首座“高教社杯”进行了报道,2020年2月疫情刚刚爆发之时,培训营组织学员对疫情传播与发展开展建模分析,新民晚报、爱思唯尔云论坛等媒体论坛相继报告,并发表系列EI专刊论文,运用建模知识解决实际社会问题,受到了媒体、学校、学生和家长的赞誉和肯定。
   

图10:主流媒体报道

图7:主流媒体报道


     本次竞赛的组织、培训与指导获得了上海交通大学电子信息与电气工程学院(简称“电院”)和计算机科学与工程系领导的大力支持,同时也获得了电院教学发展与学生创新中心、校学生处、图书馆、致远学院、巴黎高科卓越工程师学院、密西根学院等多个机构的全力帮助,这份成绩也饱含着培训营的管理员/助教、所有分享经验的历届顶奖获得者、为培训营撰写模考题的专家学者、为讲座、作业、组织付出劳动的同学们的努力和汗水,特别是培训营指导教师高晓沨教授,全部培训组织指导无薪无酬,牺牲寒暑假全部时间,十年如一日持续坚持,才获得了优异的成绩。

科创竞赛是推动大学生从事科技创新活动的重要途径,也是培养学生科技创新能力的重要手段。上海交通大学数学建模培训营依托高水平数模竞赛,旨在提高培养学生运用数学方法、专业知识和计算机技能解决实际问题的能力,提高学生的创新意识和实践操作能力,促进学生自学能力的提高,培养学生竞争意识和团队合作精神,磨练学生的意志品质和心理素质。同时,科技创新是当今世界各国赖以发展的国策,中国的大学教育承载着培养国家高级人才资源的重大责任,大学生是国家未来科技创新的主力军 ,培训营致力于加强大学生科技创新教育,为落实“人才强国战略”添砖加瓦,为国家培养高素质的科技创新人才。

关于竞赛:全国大学生数学建模竞赛(Contemporary Undergraduate Mathematical Contest in Modeling)创办于1992年,每年一届,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛,是首批列入“高校学科竞赛排行榜”的19项竞赛之一。2021年,来自全国及美国、马来西亚等国家的1566所院校/校区、49529队(本科45075队、专科4454队)、14万多人报名参赛。该竞赛每年9月上旬举行,竞赛面向全国高等院校的学生,不分专业,所有在校本科生均可参加;每个团队三人,比赛时间总共72小时,采取通讯方式比赛,比赛地点在各个高校。

数据来源:全国大学数学建模竞赛官网(http://www.mcm.edu.cn/ )


供稿 | 李之尧
数据整理 | 王海诚
绘图 | 陈升华

[责任编辑:刘宇宏]
培训营秉承学以致用的原则,在已有的数学建模经验和基础上,建立了一套完整的数学建模培训体系。