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数学建模第三课:参加数学建模比赛应该注意什么

数学建模第三课:参加数学建模比赛应该注意什么

🎯 一场比赛,三种角色;一次建模,全程收获!

选对比赛 🏆 + 组好队伍 🤝 + 善用 AI 🤖 + 写好论文 ✍️ = 通往国奖的必经之路。

从报名组队到论文成稿,从建模方法到结果呈现,这一课帮你把比赛的每个环节都做到位,让汗水不白流、让努力有回报!

哪些比赛可以参加 🏆

一句话总结

国赛看水平、美赛看国际、其余比赛练手 + 刷奖。

🥇 国赛(CUMCM)

面向对象:本科生/专科生 队伍人数:3 人/队 比赛时长:每年 9 月,约 72 小时 报名费:约 100 元/人 难度:⭐⭐⭐⭐ 含金量:⭐⭐⭐⭐⭐

国内认可度最高,历史最悠久、规模最大,工科四大竞赛。

🇺🇸 美赛(MCM/ICM)

面向对象:全球本科生 队伍人数:最多 3 人/队 比赛时长:每年 2 月,96 小时 报名费:约 850 元/队 难度:⭐⭐⭐⭐⭐ 含金量:⭐⭐⭐⭐⭐

国际化程度最高,全英文写作,适合出国申请加分。

📐 MathorCup

面向对象:本专科/研究生 队伍人数:3 人/队 比赛时长:每年 4 月,四天 报名费:200 元/队 难度:⭐⭐⭐ 含金量:⭐⭐⭐⭐

赛制题型贴近国赛,常作为国赛前的热身赛。

⚡ 电工杯

面向对象:本专科/研究生 队伍人数:3 人/队 比赛时长:每年 5 月,约 72 小时 报名费:多数年份免费 难度:⭐⭐⭐ 含金量:⭐⭐⭐

免费比赛,适合初学者练习。

🧮 华数杯

面向对象:本专科/研究生 队伍人数:3 人/队 比赛时长:每年 8 月初,约 72 小时 报名费:100 元/队 难度:⭐⭐ 含金量:⭐⭐⭐

暑期开赛,适合练手刷奖、检验备赛成果。

📊 统计建模大赛

面向对象:本专科/研究生 队伍人数:1-3 人/队 比赛时长:数周至数月 报名费:多数免费 难度:⭐⭐⭐ 含金量:⭐⭐⭐⭐

以完整研究论文形式参赛,偏统计数据分析方向。


组队需要注意的问题 🤝

选对了队友,比赛就成功了一半 数学好的建模手 + 代码强的编程手 + 文笔佳的写作手 = 最稳的队伍。

选择队友的原则:责任心>目标一致>技术或学习能力强>不同专业组队

  • 懂计算机编程和懂数学以及文笔好理解力强的组队最佳。
  • 队伍三人赛前必须互相了解,配合默契,面对分歧能直言不讳。
  • 每个人在建模、编程、论文中至少了解两项,这样不至于在任何一个环节卡壳而无人能解决。

队伍的铁三角分工 🧩

数学建模队伍通常按”建模、编程、写作“三大块分工,三人各司其职:

🧠 建模手

负责:分析题目、确定思路、搭建模型框架 核心能力:学习过很多数模相关的方法、知识,无论是对实际问题还是数学理论都有着比较敏感的思维能力。建模员要做到的是能够把一个问题清晰地用数学关系定义,然后给出求解的方向

💻 编程手

负责:把模型用代码实现、跑数据、出结果、做图表,协助写作手写论文 核心能力:熟悉一种计算机编程语言(如 MATLAB、Python 等),擅长数据处理与可视化,需要出图,出数据的地方必须能够非常迅速地给出结果。

✍️ 写作手

负责:写论文、排版 核心能力:文字功底好、逻辑清晰、能够清晰地分辨出模型中重要和次要的部分。将所有的图表、文字以一定的结构形式予以表达,注意写手时刻要从评委,也就是论文阅读者的角度考虑问题,在全文中形成一个完整地逻辑框架


使用 AI 应该注意的问题 🤖

接下来以高教杯全国大学生数学建模竞赛为例,介绍数学建模比赛关于AI工具的规定

一句话总结

AI 工具”可用但须公开“:核心成果须由参赛队主导并逐项人工核验,论文参考文献前必须附 AI 使用声明,使用 AI 的还须提交《AI 工具使用详情.pdf》;隐瞒使用或未核实即直接采用者,取消评奖资格。

适用范围 🎯

本规定适用于竞赛中使用的一切人工智能工具,包括但不限于:

  • 大语言模型
  • 生成式 AI
  • 代码辅助工具
  • AI 智能体

核心原则 ⚖️

  • 不强制:解决竞赛问题不要求必须使用 AI 工具。
  • 公开透明:参赛队可使用 AI 工具,但核心建模与分析须由参赛队主导。
  • 逐项人工审查:对 AI 参与完成的内容逐项人工审查与核实。

论文中的 AI 使用声明(必做)📢

无论是否使用 AI,都必须在论文”参考文献之前“设置 AI 工具使用声明,二者择一:

  • 未使用 AI 工具:声明”本参赛队在竞赛过程中未使用任何 AI 工具。”
  • 使用 AI 工具:声明”本参赛队在竞赛过程中使用了 AI 工具,主要用于【简要用途,如语言润色、代码调试等】,详细使用情况见支撑材料。”

支撑材料要求 📄

使用 AI 的参赛队,须在支撑材料中提交 《AI 工具使用详情.pdf》(PDF 格式),内容包括:

  1. 所用 AI 工具名称、版本或型号;
  2. 具体使用目的和环节;
  3. 主要提示方式与使用过程说明(可附典型交互示例);
  4. 对 AI 输出的采纳、人工修改和核验的主要情况(语言润色除外)。

违规处理 ⚠️

  • 不符合上述规定的参赛作品,视为违反竞赛规则,将根据情节轻重予以处理。
  • 取消评奖资格的情况:
    • 故意隐瞒 AI 使用情况、作出虚假声明;
    • 将未经必要人工审查与核实的 AI 生成内容直接作为核心建模与分析成果提交。

施行与解释 📅

  • 试行时间:自 2026 年 9 月 1 日起试行。
  • 规则冲突:此前相关规定与本规定不一致的,以本规定为准。
  • 解释权:归全国大学生数学建模竞赛组委会所有。

在写作过程中需要注意的问题 ✍️

论文写作原则

良好的写作思路、规范的科技论文、人性化的写作、清晰性的表达

良好的写作思路 🧭

  • 文章的脉络要清晰,思路要清楚,前后一致
  • 要有笔记的习惯:好的创新点、好的描述、闪光点、模型和算法设计的思想、以及建模的目的等等
  • 模型分析透彻,强调群体思维,发散思维,逆向思维,创新思维,不同实际问题、不同角度,差别很大,各不相同,但是最终必须统一思想。

人性化的写作 💝

记住你写的文章是给评阅人看的,他也是一个有喜怒哀乐的普通学者!不要把他当作小学生,也不要把他当作数学家

原则: 读者觉得你的文章有思想、思路清楚、逻辑性强,想看的内容很容易找到!(切记第一人称)

表达的清晰性 💬

好的文章 = 好的内容 + 好的表达。

  • 替读者着想 。该交代的要交代,如对题目的理解,关键指标或参数的引入,建模的思路,结果的分析等。
  • 写好摘要,包括:建模主要方法、主要结果,模型主要优点。
  • 专人负责写作及早动手。考虑写作的过程也是构思框架、理清思路的过程,有利于从总体上把握建模的思路,反过来促进建模。
  • 适当采用图表增加可读性。

对分工执笔的同学的要求 📝

语言是构成论文的基本元素。数学建模论文的语言与其它科学论文的语言一样,要求达意、干练

  • 不要把一句话写得太长,使人不堪卒读;
  • 多用客观陈述句,切忌使用你、我、他等代名词和带主观意向的语句;
  • 英文论文写作应多用被动语态;
  • 科学命题与判断过程一般使用现在时态。

关于写论文前的思考和工作规划 🗺️

  • 论文需要回答哪几个问题 建模需要解决哪几个问题 
  • 问题以怎样的方式回答 结果以怎样的形式表示 
  • 每个问题要列出哪些关键数据 建模要计算哪些关键数据
  • 每个量,列出一组还是多组数 要计算一组还是多组数……

论文中一些常见的问题 🚩

  • 没有给出明确的模型,只是根据赛题的情况,实际上是用“凑”的方法给出结果,虽然结果大致是对的,没有一般性,不是数学建模的正确思路。
  • 论文过于简单,该交代的内容省略了,难以看懂
  • 罗列过多的假设或模型,又不作比较、评价,希望碰上“参考答案”或“评阅思路”,弄巧成拙。
  • 论文参考文献不全,或引用他人结果不作交代; 参考文献应在正文中引用

建模时需要注意的问题 🛠️

好的数学模型所具备的特点 ✅

  • 对所给的问题有较全面的考虑
    • 列举各种因素
    • 选取主要因素计入模型
    • 考虑其它因素的影响,对模型进行修正
  • 创造性的改造已有模型或自创新的模型
  • 善于在简单与复杂、精确与近似等相反特征之间取得调和
  • 注重结果分析,考虑其在实际中的合理性
  • 善于对模型进行检验

怎么描述一个好的模型 📐

  1. 基本模型:首先要有数学模型(数学公式、方案等),要求完整、正确、简明;
  2. 简化模型:要明确说明简化思想、依据,简化后的模型要尽可能完整给出;
  3. 模型要实用、有效:以解决问题有效为原则。

核心原则

数学建模面临和解决的是实际问题,不追求数学上的”高(级)、深(刻)、难(度大)”:

  • 能用初等方法解决的,就不用高级方法;
  • 能用简单方法解决的,就不用复杂方法;
  • 能用被更多人看懂、理解的方法,就不用只能被少数人看懂、理解的方法。
  1. 鼓励创新,但要切实,不要离题搞标新立异。数模创新可出现在:
  • 建模中:模型本身、简化的好方法、好策略等;
  • 模型求解中
  • 结果表示、分析、检验、模型检验;
  • 推广部分
  1. 在问题分析推导过程中需要注意的问题
    • 分析要中肯、确切,术语要专业、内行;
    • 原理、依据要求正确、明确;
    • 表述要求简明,关键步骤要列出。

      :外行话、专业术语不明确、表述混乱、冗长。

怎么描述一个模型的结果 📊

核心原则

结果的正确性与合理性是第一位的,结果的呈现要集中直观、便于比较,最终结论要明确。

  1. 正确性与合理性第一:最终数值结果的正确性或合理性是第一位的;
  2. 对结果进行必要的检验:对数值结果或模拟结果进行必要的检验。结果不正确、不合理或误差大时,要分析原因,对算法、计算方法或模型进行修正、改进
  3. 一一列出题目要求的内容:题目中要求回答的问题、数值结果、结论须一一列出
  4. 注意数据的列示:考虑是否需要列出多组数据或额外数据,对数据进行比对分析,为各种方案的提出提供依据;
  5. 结果表示要集中、直观:结果表示要集中,一目了然,直观,便于比较分析。数值结果要精心设计表格,可能的话用图形、图表形式,求解方案用图示更好;
  6. 必要时作定性或规律性讨论:必要时对问题解答作定性或规律性讨论,最后结论要明确

怎样建立一个完整的数学模型 🏗️

建模五步走

分析问题(了解问题背景)→ 合理假设(简化问题)→ 建立模型→ 求解与结果分析→ 检验、改进与推广。

核心原则:方法恰当优于数学高深,模型从实际问题中来,最终要回到实际问题中去验证。

  • 在了解有关背景知识的基础上分析问题 :一个模型的优与劣,最根本的是在于是否采用恰当的方法,合理地描述了实际问题,而不是取决于是否用到了高深的数学知识
  • 进行合理的假设 :对所研究对象进行近似,使之满足建模所用数学方法必需的前提条件
  • 模型的建立 分析问题,阐明建模的依据,采用适当的数学方法进行模型设计
  • 模型的求解及结果分析 实际问题→数学模型→实际问题
  • 模型的检验 :对模型进行检验,检查其在实际问题中的合理性,是否符合预期的结果。
  • 模型的改进、推广及缺点结果分析 :根据检验结果,对模型进行改进、推广,分析其优缺点。

拿到赛题后大家需要思考的问题 🤔

  • 题目属于那种类型 :连续的、离散的?
  • 需要解决什么问题:最优化方案、预测模型、最短路径等等;问题分解
  • 可以用哪些相关模型、算法求解、需要什么数学工具

建模中的误区 🚫

  • 误区一:数学用得越高深,越有创造性。 解决问题是第一原则,最合适的方法是最好的方法。
  • 误区二:创造性主要体现在建模与求解上。 创造性可以体现在建模的各个环节上,并且可以有多种表现形式。
  • 误区三:好创意来自于灵感,可遇不可求。 好创意来自于对数学方法的掌握程度与对问题理解的透彻程度。

建模中存在的问题 🚨

  • 吃透题意方面不足,没有抓住和解决主要问题;
  • 就事论事,形成数学模型的意识和能力欠缺;
  • 对所用方法一知半解,不管具体条件,套用现成的方法,导致错误;
  • 对结果的分析不够,怎样符合实际考虑不周;
  • 队员之间合作精神差,孤军奋战;
  • 依赖心理重(指导教师、 网络)**。
本文由作者按照 CC BY 4.0 进行授权