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全国大学生数学建模竞赛二等奖
张敏健
全国大学生数学建模竞赛是我进入大学以来第一次参加的大型比赛,从这短短的三天里我获得的不仅仅是比赛成绩,还有很多学习经验和心得体会。数学建模是一个三人团队合作比赛的过程,从专业角度考虑我作为组中唯一计算机方向的学生,担任了组中数据分析整理和编程解题的工作。
一、前期准备
在报名此次比赛之前,我对数学建模的相关知识知之甚少,甚至不是很清楚所谓建模为何物,知道了队里大致的分工,我就着手开始学习了一些建模会用到的编程工具和分析数据的工具。暑假期间,阅读了一些关于MATLAB软件的基本教学书籍并了解了MATLAB在建模中的作用,但由于缺乏实战经验,在这个学习过程中还是仅仅了解了MATLAB的操作,为之后的使用打下基础。
学期开始之前,我们小组全员参加了学院主办的数学建模赛前培训。培训中的第一次模拟建模我们并没有真正参加,因为大家对建模了解得还是不充分,第一次模拟我们抱着向优秀队伍学习的心态,汲取了他们建模的经验,从中获得一些解题思路,我就相当注意其他优秀队伍在软件应用方面的经验,借此机会多了解和熟悉一些可能会用到的软件和算法。第二次模拟我们就相当认真地准备了,那是一个关于交通管理的题目,和图论的知识密切相关,我们组把中心放在了算法上,作为负责编程的队员,那三天或温习或速成了很多图论算法,并用MATLAB编程语言实现了大量的算法,最后还是因为时间分配不当和我的编程速度过慢,到了时间快要截止的时候才跑出了初步结果,发现模型还是有点问题,但是已经没有时间改进了。这次的模拟对我来说是一个很大的督促,之前对软件的掌握只在基本熟练操作的阶段,第一次涉及到算法、编程,发现这些在赛前都需要整理和大量的练习,我至此才发现了准备比赛和练习编程的紧迫性。在接下来的十天左右的时间里就尽力搜集和研究各类算法,以求在比赛中能够灵活应用。
二、比赛期间
汲取之前的经验,临赛前一天我们队大致做了时间安排,我仍然是负责编程,为了使过程中能够不断对模型进行分析调整,要求我的编程速度要比较快,这还是有一点压力的。此次比赛中A、B题差异还是比较大的,A题主要注重数据的分析和处理,用到一些统计相关的知识,而B题乍看上去要用到图像分析处理方法,用到的计算机编程和软件应用比较多。考虑到我们的队的构成(一个数学专业、一个金融专业、一个信息安全专业)最终选择了A题,因此我的工作量就相对小了,之前练习的大量算法也没有用到,主要应用SPSS、MATLAB进行数据分析、函数拟合以及绘图等。在解第四小题时,由于数学模型较为复杂,使用简单的解方程函数没法解决,我就采用采用二分法和试根法结合的办法编程解出了答案。
三、心得体会
这次建模比赛时间虽然短暂但是获得了很多体会,首先是关于一个陌生领域和陌生知识的接触,在赛前我对建模真的是没有什么概念,MATLAB这类的软件也从没有接触过,开始的时候抱着一点胆怯和抵触的心理,觉得尝试一种新的编程工具和语言哪有那么容易。但是尝试和学习新知识对学生来说是特别重要的,有着比赛和时间的压迫让我在短时间内对一些新知识有了很快的了解和掌握,这是之前从没有体会过的,也给我主动获取新知识、接触新领域提供了信心。
其次是在理论知识和解决实际问题方面让我有了新的看法。虽然我并不负责主要的建模工作,但是在比赛中看到自己和队友们一起一点一点把现象整理成数据,把数据分析成函数,用模型进行估计和预测,真正看到了理论知识运用在实际问题中,并可以简单解决一些问题,这给我带来了特别的兴奋感和成就感,或许这正是我在三天中能够克服生理的不适,熬夜解题的动力吧。
最后是在团队合作方面。这次比赛中我们三人在讨论和分析中并没有发生过很多分歧和争执,基本上是有道理的建议我们都很快地一致同意了。我感触最深的还是队友对我工作的体谅,因为很多模型的建立可能很理想,但在实际的编程和处理过程中是很难实现的,对我来说是一个压力,队友们在模拟和比赛中都有充分考虑我的工作难度并且重视沟通交流,在可行性方面听取我的意见,这让我感到非常感动。团队比赛就像是多人的脚绑在一起奔跑一样,个人的速度并不一定是取胜的关键,而只有大家步调一致相互协作才能获得最好的结果,我在此次比赛中深有这种体会。
当然我们仍然有许多不足,比赛成绩也有进步的空间。分析我自己在此次比赛中的表现,可以发现自己遇到困难容易急躁,对自己负责部分以外的工作还不是很了解,软件应用仍然可以再精通一点,这些问题在以后的学习过程中还可以继续改进也希望通过更多的比赛经验获得快速的成长。
比赛的三天虽然很艰辛但是从中也获得了很多乐趣,在对新知识从陌生恐惧到熟悉掌握的过程中获得了满足感,在团队协作、探讨解题的过程中获得突破难关的兴奋和解决困难的成就感,将学习的理论知识和实际问题结合的喜悦感,这些都是此次比赛留给我的快乐记忆,虽然三天很短暂,但是在我的学习生涯中是一个收获颇丰的珍贵经历。