美国高中数学建模比赛 惠州高中生获一等奖
“在国外的比赛拿到奖,感觉是挺自豪的。”惠州市华罗庚中学由叶雄智、李玮、吴艺东等12名高二学生组成的3个团队代表惠州市华罗庚中学参加2014年美国高中数学建模比赛,均获得一等奖佳绩,该学校竞赛办公室主任陈冠宁说,这是一个很好的锻炼机会。
据了解,参加美国高中数学建模比赛,不仅是华罗庚中学学生首次参加,也是惠州高中生首次参赛。这次美国高中数学建模比赛吸引了671个队伍参赛,参赛者主要是以美国中学为主,并吸引了一定的外国中学参加。目前,国内有参加该比赛的选手主要来自北京、上海、深圳和湖北,惠州华罗庚中学是除了深圳中学之外,省内第二所参加该比赛的中学。
惠州学院学生赛前为选手培训2个月
在国内,数学建模比赛多见于高校,在中学里目前还没有这方面的比赛。此前,惠州的学生也没有接触到这一类的比赛。华罗庚中学首次参加这个比赛,是得益于学校理事会里来自于高校的顾问。
陈冠宁说,在华罗庚中学理事会里,有来自惠州学院数学系的老师,担当学校办学顾问团的角色。通过惠州学院数学系的老师得知,美国有这样一个比赛,并鼓励学生去参加和锻炼。
在比赛之前,来自惠州学院数学系建模社的11名学生来到华罗庚中学,专门给12名高二学生进行为时两个月的培训。在培训过程中,还会让学生了解涉及高等数学等知识来解决分析问题。
陈冠宁告诉记者,学校方面十分支持学生参加比赛。“经过了解,这个竞赛特别考验学生的实践能力,利用当前的知识来解决实际问题的能力;也十分看中学生在解决问题过程中的创新方法;团队合作也可以让学生知道如何发挥自己所长,打造一个高效的团队。”
这个比赛的亮点在于要为解决实际问题提出解决方案。参赛队伍需要在给出的两个问题中,选择一个进行回答。
比赛题目在美国东部时间2014年10月31日星期五下午3:01分发布,当参赛队准备好以后,指导教师可以登录网站获取赛题。一旦指导教师登录相关链接获取到赛题,比赛就开始了。
比赛规则中明确要求,参赛队员不能与任何人(除了本队队员以外)讨论或者获取解题思路,也不能从本队的指导教师或者其他人那里寻求解决问题的帮助。任何队被发现与其他人讨论了赛题或者给其他人提供有价值的信息,都将被取消比赛资格。
陈冠宁说,这个要求是想让每一个队的学生都在没有其他人帮助的情况下来构建自己对于问题的分析。
“比赛时间其实是很紧凑的,参赛队要在指定的连续36个小时完成竞赛。”陈冠宁说,分析问题,小组讨论,确定解决方法,在这个过程中,体现的是团队合作的智慧。
竞赛主要考量学生解决实际问题能力
据了解,这次比赛设置的两个问题都是源自生活中的热点问题。“通勤列车的负载问题和瘟疫的应对问题。”
通勤列车的负载问题设置在这样一个背景下:“在中央车站,经常有许多从大城市到郊区的通勤列车到达,大多数火车很长(也许有10个或更多的汽车那么长)。乘客走到出口的距离也很长,有整个火车区域。每个火车车厢只有两个出口,一个靠近终端, 因此可以携带尽可能多的人。每个火车车厢有一个中心过道和过道两边的座椅,一边每排有两个座椅,另一边每排有三个座椅。走出这样一个典型车站,乘客必须先出火车车厢,然后走入楼梯再到下一个级别的出站口。”
问题中还补充,通常情况下这些列车都非常拥挤,有大量的火车上的乘客试图挤向楼梯,而楼梯可以容纳两列人退出。大多数通勤列车站台有两个相邻的轨道平台。在最坏的情况下,如果两个满载的列车同时到达,所有的乘客可能需要很长时间才能到达主站台。比赛要求参赛团队建立一个数学模型来估计旅客退出这种复杂的状况到达出站口路上的时间,并使用模型具体来优化(减少)前往主站台的时间。
比赛中,有五个不同要求和问题要求参赛团队完成。“如果你能重新设计楼梯沿着站台的位置,那么这些楼梯应放置在哪,以缩短一列或两列火车的乘客出站所用的时间?乘客到达出主站台的路上所用的时间跟构建楼梯的台阶数有怎样的关系……”
而在瘟疫的问题上,关注了类似2014年埃博拉病毒在西非蔓延的问题。
要求参赛团队确定和分类的疾病传播的类型和严重程度,对什么时候治疗、什么时候运送受害者、什么时候限制转移、什么时候让疾病听其自然等等问题进行分析和解答。
陈冠宁说,这些比赛的吸引之处在于,它没有标准答案,更注重参赛团队的思考和创新力。“参赛的3个队伍中,有两个队伍是获得了解决‘通勤列车的负载问题’的一等奖,另外一个是获得了解决瘟疫问题的一等奖。”陈冠宁介绍,首次参赛有这样的成绩已是惊喜,希望学生能够通过比赛收获更多。
■知多D
美国高中数学建模竞赛(HiMCM)是美国的一个非营利机构——数学及其应用社(COMAP)主办的一项全国性的活动。竞赛得到了美国国家科学基金会(NSF)、运筹和管理科学研究所(INFORMS)、美国数学协会(MAA)和美国全国数学教师委员会(NCTM)的资助。
这项竞赛是在美国大学生数学建模竞赛取得成功的背景下,借鉴了大学生数学建模竞赛的模式,结合中学生的特点进行设计的。
竞赛队最多由4名高中生组成,配备一位指导老师,在指定的17天内,由参赛队自己选定的连续36个小时完成竞赛。赛题为来自现实世界的两个实际问题,每个参赛队任选一个。竞赛时可以用书本、计算机、软件和网络等资源,但不能和队外的任何人(包括本队的指导老师)进行任何方式的讨论。
竞赛结束后向COMPA递交答卷,由COMPA组织专家评阅,最后评出全国杰出奖、地区杰出奖、优秀奖、荣誉奖和成功参与奖。
为鼓励参赛学生的积极性,每个交卷的参赛队至少可以获得成功参赛奖,而获前四名的参赛队一般占总参赛队的70%以上。
本版撰文:南方日报记者 吴志毅
(来源:南方日报)
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