數學建模--美賽咋準備?
數學建模--美賽咋準備?
目錄Chance Zhang
首先宣告, 水平有限哈, 我在我們的隊伍裡是隊長, 就是光說話不幹事的那種; 然後因為我們學院是中外合辦性質, 英語是我們大學四年長存的專業課, 所以負責寫作. 當隊長就是侃大山, 負責寫作就是負責吹逼, 所以才有興趣在這裡嘮嘮怎麼準備美賽, 當然, 新手入門的那種, 深了厲害了, 咱想說想寫, 也整不出什麼東西來.
1. 比賽基本情況
美賽就是米國人舉辦的數學建模比賽, 對應的還有一個國賽, 就是中國人舉辦的比賽. 美賽對於咱中國的學生來說, 就是一個"國際性質"的比賽, 獲獎了後, 那開心激動得不得了, 學校也給面子, 什麼加分什麼保研, 儘管填, 於是美國舉辦一個美賽, 大部分都是中國的隊伍.
(1) 報名
網上找了一會, 一個看起來比較靠譜的指導是blog1. 不想自己報名的話, 就去萬能的某寶搜尋搜尋就行了. 注意前幾年出現的一個情況是, 支付報名費後, 官方不知道什麼(故意的)操作失誤, 把報名的同學的信用卡資訊洩露出去了, 後果大概就是用信用卡轉賬給官方的同學, 之後請女神吃飯的預算變得非常的緊張.
(2) 認可度
國內對這個比賽是比較認可的, 尤其是在工科氛圍濃厚的大學裡. 但是注意, 自己報名參加美賽, 而不是通過學校集訓隊參加的方式, 獲獎或許本校不認可, 所以如果有藉此想加分保研迎娶白富美走向人生巔峰的同學, 報名前請和學院/學校確認清楚. 這個原因也可以歸結到 美賽代做 這個灰色產業的存在. 當然, 真的做不出來, 嗯, 我不能說了.
另外, 對於想申請國外大學的同學, 美賽的含金量, 其實不見得多麼的高, 聊勝於無這個說法或許有點偏激, 但是這個的確完全比不上一段科研經歷.
(3) 隊伍設定
一個美賽隊伍就是一個小小的歡樂三人組, 其中一個和我一樣, 負責吹逼寫作, 一個負責建模, 剩下的一個負責演算法. 也可以這樣描述,
拿到一個題目, 寫作的那位應該是英語比較好, 和建模的一起讀懂題目要求;
然後建模的開啟百度/谷歌, 開始選擇和設計自己的模型, 邊整的時候邊和演算法的那位看看模型可不可以實現;
負責演算法的就是工具人, 負責實現, 其實也不完全是, 大佬級別的話, 其實獨立也可以完成建模;
建模的過程中, 寫作的給隊友端茶送水
最後建模的建好了, 演算法解決了, 寫作的也差不多了, 就是大家一起商量討論怎麼修改論文.
(4) 評審情況
美賽評審感覺一直都很隨意, 這點得有心理準備, 畢竟報名費\(700\)元, 三個人都差不多可以買一個二手麻將桌了. 具體在寫作和論文的構建方面在後文涉及.
2. 比賽準備
這一段僅作工具的推薦和基本的使用介紹.
考慮到美賽這個尷尬的日期, 估計都是在家裡和隊友遠端協作完成比賽, 於是掌握幾個遠端合作工具就很有必要.
(首 先 你 得 會 science 上 網) Well, 雖然直接建立一\(QQ\)群來傳檔案很香, 但考慮到讀者都是追求新奇事物的年輕有為大好青年, 這裡直接推薦\(Git\). (當然, \(Git\)只是方便協作工作, 時間緊張可以先跳過. )
(1) Git
認真一點的話, Git就是一個開源的分散式版本控制系統. 說人話就是, 它不要錢, 可以用來進行文件/ 檔案的版本控制.
具體的做法也很簡單, 先下載, 然後自己在自己的GayHub GitHub主頁建立一個"倉庫", 然後把倉庫的網址告訴你的隊友, 然後你們就可以使用了. 網上隨便找了一個看起來很棒的教程, 可以跟著做. (然後我就看到有個刪庫的哥們,,數學建模, 從刪庫到跑路,, )
如果未來的職業是CS方向, 和後端/ 前端開發, 人工智障等方向掛鉤的話, 那麼Git無疑是一項重要的技能. (其實學起來也不難, 還有小遊戲的開啟方式, 網頁, 跟著敲一敲就學會了.)
(2) Overleaf
這個基本上就是必須要的工具了, 當然, 現在很多研究生/教授的論文也是放在這上面的.
Overleaf是一個線上的\(\LaTeX\)編譯器, \(\LaTeX\)是一個覺得他那個時候的排版系統很蛋疼的教授, 大概弄了幾下就弄出來的一種排版的, 叫做系統吧. 對於數模而言, \(\LaTeX\)基本上是標配, 因為它做出來的文章確實比用微軟家的word好看.
Overleaf很出名的, 谷歌一下子就出來了. 然後裡面有一個help的地方, 然後help裡面有一個document的地方, 在document裡面可以找到\(\LaTeX\)的教程, learn \(\LaTeX\) in \(30\) minutes云云. 顯然30分鐘搞不定數模論文排版要求的學習的, 所以下一個東西就是, \(\LaTeX\)模板,
這個模板是開源了的, 自己下載, 然後把檔案上傳到Overleaf裡面, 開啟就可以使用了, 當然, 模板裡面的檔案對如何使用有詳細的說明的. 嗯, 似乎看這篇模板作者的部落格下載比較好, 注意模板要改一下內容, 否則被判抄襲就沒地方哭了.
\(\LaTeX\)我的學習時間是那天腦子抽風的一個通宵, 就自己摸索著把一篇論文用\(\LaTeX\)排版好了, 之後的學習時間零零散散的, 偶爾想起來就排一個版. (不過\(\LaTeX\)數學公式的書寫是用markdown做筆記/寫部落格經常練手的. )
其實的確不推薦無腦上\(\LaTeX\), 但是看在假期有大量美好時光, 負責寫作的同學也大可嘗試一下, 還有一個比較火的部落格是美賽LaTeX急救指南, 可以瞭解一下. 使用Overleaf學習\(\LaTeX\)中的基本上任何問題, 私以為Overleaf裡的help文件都有說明, 所以推薦直接用它入門\(\LaTeX\).
美賽其實還是有word模板的, 可以自己百度一下.
搭配\(\LaTeX\)寫作還有個線上工具可以使用: Table Generator, (我實在不想自己打表格,, ), 如果美賽時還沒有學會公式的輸入的話, 可以自己谷歌latex equation generator之類的, 我這邊看著就不少.
使用Overleaf還有一個好處是它支援多人協同編輯, (遠端合作寫論文, 聽著還是挺牛逼的), 具體就是文件的建立者邀請隊友, 給一個編輯許可權就可以了, 教程之類的網上很多.
(3) 書籍和資料
雖然淘寶上商家搞批發, 一下一大把, 但是質量的確不咋滴, 或者下載後需要自己歸檔半天, 不舒服. 這裡是咱部落格, 不適合直接放百度雲盤連結, 就在這裡給剛剛提到的GitHub 裡的連結 1, 2, 3, 4, 5. (當然, 私聊咱也是可以的. ) by the way, 如果使用的瀏覽器是Chrome的話, GitHub裡面的檔案下載可以使用gitzip, 谷歌搜尋就出來了.
書籍的話, 推薦的司守奎的<數學建模演算法與應用>和姜啟源的<數學模型>.
書籍的作用是沒有比賽, 有空的時候自己學一學, 資料的作用是比賽時速成.
3. 比賽建議
這裡大概用擠牙膏的方式說說經驗, 從寫作的角度入手(其他的角色咱還太菜了, 沒幹過).
(1) 寫作規範
無論是美賽還是國賽, 評委打分的依據都是最終呈現的論文, 所以論文是整個比賽的重點. 有說法是國賽比較注重建模和分析, 而美賽比較注重論文的寫作. (咱因為學院的專業課, 寫作除了單詞拼不對, 句子寫不美, 語法弄不清楚之外, 老專業了.) 因為是給老美, native speaker評判嘛, 輸人輸陣不輸氣勢, 我們的語法和拼寫必須支稜起來, 倚天劍就是Grammarly, 一個check語法時態拼寫的網站, 它也是chrome的一個外掛, 同樣, 谷歌一下就可以搜尋到. (大致就是瘋狂寫一段, 然後CTRL+C和ctrl+V弄進去, 一陣點點點地讓它幫你改錯, 完事後它就告訴你, 你寫得可好了. )
論文的寫作其實是有很多規範的, 我們英語課專門針對這個沒事就扯, 耳朵都起繭了, 還是寫不好.
但是數模, 作為數學的論文, 它比較妖豔, 一般使用'we'這個第一人稱複數進行全文的寫作. 同時, 考慮到老美看論文心煩, 句子要儘量簡單. 這些都在 '正確寫作美國大學生數學建模論文' 論文中有涉及. (真的和科研論文寫作有很多的不同, 美賽的寫作對寫作本身功底的要求不高). 那個論文自己找自己看, 一般百度就出來了, 不長, 可能1.5h記一下要點就行了.
當然, 鑑於那個論文是中國人寫的, 要參考真正的數學論文中的語言的話, 可以看一看這個書mml, 這本書是我學習人工智障時惡補數學基礎用的, 裡面的語言, 插圖, 表格等都可以學習. 當然, 學習論文寫作/ 排版的資料還可以有數模往年的論文, 剛剛咱給的GitHub倉庫的連結裡有的.
(2) 插圖和表格
排版問題有了模板, 就不用自己去操心了, 但是有一個需要注意的地方是, 寫作中, 圖片和表格都得有title, 其中, 圖片的title需要放在圖片的下面, 表格的需要放在表格的上面, 雖然具體的格式在APA, IEEE等中有差別, 但是這兩點可以算是general rule.
因為論文就是論文, 所以負責演算法的同學在用matlab畫圖的時候, 可以少掉幾根頭髮在動態繪圖上.
對於數模這種論文, 一整篇羅裡吧嗦20幾頁, 看著是很讓人頭疼的, 所以全是文字必然不可取, 就算全是文字, 寫作的同學也真的扯不出那麼多東西, 所以插圖就特別關鍵. 一個好的插圖有可能就可以讓打神仙分數的評委給你加一點分數.
圖片的繪製是根據題目而定的, 一個例子就是那篇o獎中的龍的插圖, 特別秀.
表格的插入也是很自然的, 基本上就是, 寫著寫著, 感覺用一大段話描述數字什麼的很麻煩, 就索性插入一個表格上去. 哦, 科研風格的表格是性冷淡風, 只有幾條橫線就可以了, 完全不是微軟的word裡面的預設版式, 這個相信飽讀論文的讀者應該注意到過. 美賽論文中的表格也建議延續性冷淡風.
(3) 行文邏輯
一篇美賽論文的行文基本上是:
一頁紙的summary(重要, 因為評委首先根據這個summary判斷是否合格, 合格就繼續, 不行就打入冷宮, 所以得把自己小組的主要工作體現出來)
introduction
hypothesis
model design
sensitivity analysis
evaluation
conclusion
applications
其中, model design可以多分幾個小節.
這個可以參考往年論文的, 還是那樣, 一個好的行文邏輯可以使論文清晰, 讓人看得懂.
(4) 小組合作
建議建模的同學每一次引入一個新的變數就在一個地方(文字電子均可), 把變數的名字, 符號, 意義都記錄一下. 這樣不至於混亂, 寫作中列舉變數時也需要這方面的內容.
建模的同學每次寫出一個新的公式也記錄一下.
演算法的同學做好自己程式碼的分塊和批註. (雖然MATLAB的特點導致它確實不太好做到模組化, 當然, 用python也可以做數模, 不過潛藏的所謂"數模社群支援", python不太好. )
對於萌新而言, 要入門matlab的話, 這裡也建議從它的官方文件開始, 我記得是叫什麼start的, 跟著文件敲一敲程式碼基本入門就會了, 之後要系統學的話, 可以參考1中的資料, 也可以偷偷看一看別人家大學的slides. 這裡不建議用excel做計算和資料處理, 在科研領域, 用excel逼格有點低, 真不想寫程式碼的話, 也可以用繪圖和統計二合一的origin, 做統計的話, SPSS也是可以的.
小組成員之間溝通要注意措辭, 否則你可能失去一個朋友, 獲得負能量發射器一顆, 這是我們不願意看到的. 當然, 合作中, 如果需要隊友幹什麼, 幫忙什麼的, 厚著臉皮直接提出來, 不然拖著解決不了會影響大家的進度.
另外, 小組討論模型, 演算法等問題的時候, 必須保證三個人同時在場, 否則一旦錯過, 後面想跟上思路很困難.
(5) 時間安排
大概是, 選好題目, 不中途做不出來換題的情況下, 是第一天一起討論建立完模型的框架, 第二天寫作的寫作, 演算法的擼程式碼, 建模的完善模型, 然後水磨工夫, 之後到了最後一個晚上再看需不需要通宵趕工. 完全不建議一開始直接通宵, 不現實.
如果換了題的話, 那恭喜, 基本上是, 地獄模式.