近日，西交利物浦大學(xué)的學(xué)生團(tuán)隊(duì)在2023年美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽（MCM）與交叉學(xué)科建模競(jìng)賽（ICM）中再創(chuàng)佳績(jī)。他們榮獲MCM特等獎(jiǎng)提名獎(jiǎng)，位列全球11296支參賽隊(duì)伍的前2%，同時(shí)還獲得13個(gè)二等獎(jiǎng)。為了進(jìn)一步提升學(xué)生的建模能力，學(xué)校將在下學(xué)年推出新的課程。
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美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)與交叉學(xué)科建模競(jìng)賽（MCM/ICM）是由美國(guó)數(shù)學(xué)及其應(yīng)用聯(lián)合會(huì)舉辦的國(guó)際建模競(jìng)賽，自1985年以來(lái)已成功舉辦了39屆。在比賽中，參賽隊(duì)伍需要在四天內(nèi)完成從建立模型、求解、驗(yàn)證到論文撰寫的全部工作。特等獎(jiǎng)提名獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過深入討論，選擇了MCM的C問題，即分析2022年Wordle游戲結(jié)果和玩家表現(xiàn)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)數(shù)量結(jié)果，并研究單詞屬性對(duì)游戲結(jié)果的影響。此外，他們還需要開發(fā)一個(gè)模型，用于預(yù)測(cè)未來(lái)某個(gè)詞的解詞結(jié)果分布，并根據(jù)難度進(jìn)行分類分析。
該獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)由西浦智能工程學(xué)院的胡逸飛、萬(wàn)宇昕，以及西浦創(chuàng)業(yè)家學(xué)院（太倉(cāng)）的莊欣瑤組成，三位大三學(xué)生在之前的全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽和2022年美賽中已經(jīng)有了兩次合作經(jīng)驗(yàn)。這為他們?cè)诒敬伪荣愔斜３指叨扰浜系膱F(tuán)隊(duì)合作奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
胡逸飛表示：“由于我們都有計(jì)算機(jī)背景，所以沒有固定的分工界限。萬(wàn)宇昕和莊欣瑤負(fù)責(zé)算法選擇和論文撰寫。算法的實(shí)施則取決于每個(gè)人的技能和擅長(zhǎng)領(lǐng)域。”他還補(bǔ)充說：“除了運(yùn)用以往的經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)過的建模、算法知識(shí)，我們還在比賽之前研讀了往年的優(yōu)秀論文和一些經(jīng)典算法，為比賽做充分準(zhǔn)備。”
在獲獎(jiǎng)的論文中，團(tuán)隊(duì)通過分析MCM提供的Wordle游戲數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)每天的報(bào)告數(shù)量，對(duì)單詞進(jìn)行難度分類，并探索了數(shù)據(jù)的有趣特征。最終，他們建立了一個(gè)能夠有效解決問題的模型。
萬(wàn)宇昕介紹道：“在數(shù)據(jù)分析過程中，我們參考了許多語(yǔ)言學(xué)的真實(shí)指標(biāo)，而不僅僅局限于題目本身提供的數(shù)據(jù)，從而有效提高了模型對(duì)數(shù)據(jù)的適應(yīng)性和準(zhǔn)確率。此外，我們還改進(jìn)了排版細(xì)節(jié)，繪制了精美的圖表來(lái)展示結(jié)果。我們?cè)谡撐闹羞€加入了思維導(dǎo)圖等元素，利用數(shù)據(jù)可視化進(jìn)一步提高了論文的可讀性。”
參加建模比賽有助于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)建模、問題分析和論文寫作能力，同時(shí)增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作精神。自2008年起，西交利物浦大學(xué)每年都組隊(duì)參加美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，并取得了不俗的成績(jī)。
為了指導(dǎo)和培訓(xùn)參賽學(xué)生，數(shù)學(xué)物理學(xué)院不斷投入教師資源，組織學(xué)習(xí)小組，并邀請(qǐng)外部講師進(jìn)行美賽介紹和指導(dǎo)。此外，大學(xué)數(shù)學(xué)系還撥出專項(xiàng)資金，資助學(xué)生團(tuán)隊(duì)參賽所需的報(bào)名費(fèi)用。
“我們和華南理工大學(xué)的數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)于2021年開始合作，雙方已聯(lián)合開展了一系列關(guān)于美賽的講座。”負(fù)責(zé)組織今年的學(xué)生參賽活動(dòng)的魏法金博士介紹說。
“此外，目前我們正在考慮恢復(fù)疫情前的常態(tài)組織校內(nèi)模擬賽，并加以完善，為學(xué)生提供鍛煉的機(jī)會(huì)并進(jìn)行評(píng)估。”他補(bǔ)充說。
值得一提的是，數(shù)學(xué)物理學(xué)院將在下學(xué)年面向大一學(xué)生開設(shè)《數(shù)學(xué)建模介紹》和《數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)模型》兩門新課程，專門介紹數(shù)學(xué)建模。
魏法金博士表示：“我們將更加全面地以建模問題為中心，給學(xué)生提供更系統(tǒng)的訓(xùn)練。這有助于學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的知識(shí)，并培養(yǎng)他們?cè)谙嚓P(guān)競(jìng)賽中的競(jìng)爭(zhēng)力。”（記者：劉沁茹 編輯：寇博 圖片提供：莊欣瑤 萬(wàn)宇昕 胡逸飛）
