英国哲学家培根曾经说过:“读史使人明智,读诗使人灵透,数学使人精细,物理使人深沉,伦理使人庄重,逻辑修辞使人善辩。”对于许多杭电学子来说,刚进大学时可能就听学长学姐们介绍过,杭电的数学建模是很棒的,而数学建模正是很好地集中了数学、物理、逻辑修辞等一系列知识,能够全方位地开发我们的潜力。
从小学开始,我们便和数学这门课程结下了不解之缘。在学习数学的过程中,我们不断求索,不断碰壁,当我们所学的知识无法在现实中学以致用的时候,我们开始感到疑惑和动摇,甚至有言语犀利的同学会提出:难道我上街买菜还要用到导数?
殊不知,一切数学都是源于生活,并且为生活服务的。数学建模,通俗地说,就是当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时,人们要在深入调查研究、了解对象信息、作出简化假设、分析内在规律等工作的基础上,用数学的符号和语言,将其表述为数学式子,也就是数学模型,然后用通过计算得到的模型结果来解释实际问题,并接受实际的检验。这个建立数学模型的全过程就称为数学建模。数学建模好比是一个转换器,当我们遇到简单问题解决后整理出一个数学模型,然后比较难的实际问题一旦套用到这个公式,问题就解决了。
数学建模是培养创新能力的极好载体,能充分考验学生的洞察能力、创造能力、数学语言翻译能力、文字表达能力、综合应用分析能力、联想能力、使用当代科技最新成果的能力。我校历年报名参加数模竞赛者踊跃,参赛学生在全国和国际大学生数学建模竞赛中屡获佳绩,硕果累累,参赛成绩位列省属高校前茅。那么,数学建模需要哪些必备的知识呢?我们邀请了曾获美国和全国大学生数学建模大赛一等奖的阳宇凯同学,为大家讲解数学建模的入门步骤。
1.数学逻辑能力:数学建模竞赛作为大学生参与的项目,高等数学的基本知识如微积分、线性代数、概率统计三门课程是必须掌握的。
2.计算机软件运用能力:能熟练运用编程和统计类计算机软件,如MatLab、SPSS、Lingo等;熟练操作文本编辑类计算机软件,如Ms Word/Excel、LaTeX。简单的建模流程图等可用Word文档完成。
3.查找资料和数据整理分析能力:要搜罗大量学术文章,方便读者搜索。论文类搜索推荐Google学术搜索、 中国知网、万方网、维普网;数据类搜索推荐国家统计局、国研网等。
4.入门基础的书籍参考:《数学模型选谈》(走向数学丛书)华罗庚、王元著。《数学建模竞赛:获奖论文精选与点评》,韩中庚著。
假设现在我们要建立一个水资源短缺风险评价模型,首先要进行水资源供需平衡分析,这个需要查阅当地水资源供需情况和年段不同水用途的缺水量,可以从当地水资源管理部门的官网上下载相关数据,也可以查阅专家著作,并且绘制出相应的表格和图表。其次要开始运用计算机软件建立Logistic回归模型和H模型检验。在同一时间根据模糊数学构建隶属函数。最后,由各个模型结果通过后得出模糊概率。
尽管参加数模竞赛并取得好成绩会为你的今后发展增添不错的砝码,但是,要谨记:兴趣是最好的老师。大一、大二的同学,如果你对数学建模有兴趣,首先要做的就是打好基础,如上述提到的数学逻辑能力培养。接触数学建模,会让大学生活更加充实,让思维更加活跃,让筛选资料、分析数据的能力更加强大。在这个过程中,我们收获到的不仅仅是比赛的成绩和能力的提升,还有丰富的经验和勇气。(童徐丹 岑咪莎)

