翰林國際教育,國內國際競賽領域的開拓者與引領者。我們不僅是系統輔導與深度教研的先行者,更為整個行業提供權威的賽事資訊與海量真題講義。在數學、物理、化學、生物、計算機、商科、數模等核心領域,我們的戰績長期穩居頭部領先地位,屢屢斬獲國家隊級別最高榮譽。作為同時擁有學科培訓、AP國際學校及美高資質的權威教育組織,我們為學生提供一站式的卓越培養體系,助力英才邁向世界頂尖學府。
選題:開放性與現實性的結合
HiMCM/IM2C的選題核心特征是其 開放性 和 現實性 。競賽組委會通常在比賽開始時提供兩道截然不同的現實世界問題(Problem A and Problem B),團隊可以任選一題進行解答。這些題目沒有預設的標準答案,旨在鼓勵學生創造性地應用數學工具解決開放性問題。
選題的典型特點包括:
● ? 源于現實,充滿挑戰 :
題目通常是從社會、經濟、環境、工程、管理等領域的實際問題中提煉而來。例如,A題可能偏向于環境科學或工程技術(如優化太陽能電池板布局、評估森林火災蔓延風險),而B題則可能更偏向運籌學、經濟學或社會科學(如優化共享單車調度策略、評估社交媒體信息傳播模型)。題目背景復雜,包含大量看似雜亂無章的信息和數據,需要團隊自行篩選、理解和簡化。
● ? “大問題”與自主定義 :
題目本身是一個宏大的“命題作文”,團隊需要將其具體化。例如,題目可能是“如何衡量和提升一個城市的韌性?”,團隊必須自己定義“韌性”的具體數學內涵(是應對自然災害的能力?還是經濟復蘇的速度?),并確定研究的具體范圍和側重點。這個過程本身就是建模的第一步,極大地考驗團隊的問題洞察力和方向把握能力。
● ? 選擇策略至關重要 :
選題是成功的基石。團隊需要綜合考慮三個因素: 1. 興趣與知識背景 :對哪個題目背景更感興趣,更符合團隊成員的知識儲備(如物理好可選A,經濟好可選B)。 2. 數據可獲得性 :能否快速找到可靠、高質量的數據來支撐模型。 3. 方法可行性 :是否對解決此類問題可能用到的數學模型(優化、預測、評估、仿真等)有初步的思路。正確的選題能讓后續工作事半功倍。
比賽內容:從問題到論文的全過程
HiMCM的比賽內容遠不止是“解題”,它是一個完整的 數學建模項目周期 ,最終以一篇結構嚴謹、邏輯清晰的學術論文作為輸出成果。其核心內容包括:
● ? 1. 構建數學模型 :
這是競賽的靈魂。團隊需要運用數學語言(方程、公式、算法、圖表等)來描述和抽象現實問題。這個過程包括:
○ ? 模型假設(Assumptions) :
明確簡化現實世界的條件,這是所有模型的基礎。
○ ? 模型構建(Model Construction) :
根據假設,選擇合適的數學工具(如微分方程、統計回歸、圖論、線性/非線性規劃、機器學習、蒙特卡洛模擬等)建立變量之間的關系。
○ ? 模型求解(Model Solution) :
利用數學軟件(如Matlab, Python, Mathematica)進行計算、模擬和求解。
● ? 2. 分析與驗證 :
模型建立后,必須對其進行分析。包括 靈敏度分析 (檢驗模型參數變化對結果的影響,衡量模型的穩健性)、 誤差分析 (討論模型的局限性及可能產生的誤差)以及 模型檢驗 (用實際數據或簡化案例驗證模型的有效性)。
● ? 3. 撰寫解決方案論文 :
這是最終提交的成果,是所有工作的集中體現。論文必須用英文寫作,并嚴格遵循學術論文的格式,通常包括:
○ ? 摘要(Summary) :
整篇論文的高度濃縮,至關重要,需清晰陳述問題、方法、主要結果和結論。
○ ? 引言(Introduction) :
問題重述、背景分析、工作路線圖。
○ ? 模型假設與合理性(Assumptions and Justifications)
○ ? 模型設計與建立(Model Design and Establishment)
○ ? 模型求解與結果分析(Solution and Analysis)
○ ? 模型優缺點與改進方向(Strengths, Weaknesses, and Improvements)
○ ? 結論與建議(Conclusion and Recommendations)
○ ? 參考文獻與附錄(References and Appendix)
組隊要求:協同作戰的“夢之隊”
HiMCM強烈依賴于團隊合作,一個合理的隊伍結構是成功的關鍵。一支理想的隊伍通常需要以下角色和能力的完美融合(通常為4人一組):
●1.建模(The Mathematician/Modeler)
:團隊的核心智囊。負責理解問題本質,提出建模的整體框架和核心技術思路。需要具備 強大的數學直覺 ,能夠快速地將現實問題轉化為數學問題,并熟悉多種數學模型(如優化、預測、概率統計等)的適用場景。創造性思維和發散性思維是該角色的關鍵。
● ? 2. 編程手(The Programmer/Coder)
:團隊的技術執行官。負責將建模手提出的模型和算法通過計算機軟件(如Python、MATLAB、R等)實現求解、計算和模擬。需要具備 扎實的編程能力 、數據處理能力和算法實現能力,能夠高效地處理大量數據并進行可視化輸出。解決技術難題和優化代碼效率是其主要任務。
● ? 3. 寫手(The Writer) :
團隊的形象代言人。負責將整個解決方案 清晰、流暢、嚴謹地轉化為英文論文 。需要具備 出色的英語書面表達能力 、邏輯組織能力和學術寫作素養。他能將復雜的數學思想和結果用準確的語言描述出來,并精心繪制圖表、排版文檔(通常使用LaTeX或Word)。注重細節,對論文結構和語法有嚴格把控。
● 4.協調員/研究員(The Coordinator/Researcher) :
團隊的粘合劑和多面手。通常由隊長擔任,負責 進度管理、任務協調、溝通激勵 。同時,他也需要承擔大量的輔助研究工作,如 搜集和整理文獻數據 、檢查模型的合理性、協助進行靈敏度分析等。強大的組織能力、溝通能力和抗壓能力是該角色的必備素質。
翰林HiMCM培訓班
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