2019美国大学生数学建模竞赛我校本科生再创佳绩

近日，2019年美国大学生数学建模大赛/交叉学科建模大赛（MCM/ICM）成绩发布, 我校信息学院本科生再创佳绩，获得一个特等奖（OutstandingWinner + ASA Data Insights Award）和三个一等奖（MeritoriousAward）。获得特等奖的参赛团队包括三名2016级信息学院本科生：李睿、姜德扬和吕世栋。获得一等奖的三支队伍分别为：夏寅岑（2016级信息学院）、邓龙秀林（2017级信息学院）和刘静姝（2016级物质学院）；2017级信息学院的刘浩新和陈卓；2017级信息学院的卢宪正、高宇阳和高致远。

本次学术活动吸引了全球包括哈佛大学、普林斯顿大学、麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、北京大学、清华大学等知名院校的20602支队伍，超过6万名选手参与角逐，竞争十分激烈。

美国大学生数学建模学术活动（MCM/ICM）由COMAP（美国数学及其应用联合会）举办，是唯一的国际性数学建模学术活动，也是世界范围内最具影响力的数学建模学术活动，为现今各类数学建模学术活动（包括中国的全国大学生数学建模学术活动）之鼻祖。该学术活动享有数学建模“奥林匹克”之称，是一项面向世界各国大学生的国际性赛事，目前已成为全世界最具影响力的大学生学科学术活动之一。2017年我校学生首次在MCM/ICM中获得一等奖，2018年有两支参赛团队荣获一等奖，今年我校参赛学生的成绩再创新高。

本次学术活动要求在四天内完成相应问题的数学建模的全过程，并就问题的重述、简化和假设及其合理性的论述、数学模型的建立和求解、检验和改进、模型的优缺点及其可能的应用范围的自我评述等内容撰写论文。学术活动的评审十分严格，获奖的参赛队伍都是在综合数学科学基础、英文表达能力、科研论文写作、计算机仿真能力和应用创新能力等方面激烈竞争中胜出的佼佼者。

与国内众多其他大学对该项比赛的大量赛前突击强化集训不同，上海科技大学学子对数学建模的能力与知识主要来自于平时众多优质全英文课程的积累，在课程作业以及课程设计中获得了系统性的数学知识、英文写作能力、计算机编程能力、创新思维、科研能力以及团队合作能力。以信息学院邵子瑜教授开设的本科生必修课程“概率论与数理统计”为例，教材采用来自哈佛大学和麻省理工学院本科教育所使用的经典教材，理论作业要求用LaTeX书写，编程作业用Python和R两种编程语言，高标准严格要求，并且结合基本知识点融入大量的随机模型与应用知识，激发学生对数学建模的兴趣并潜移默化地培养提高学生的数学建模能力。

李睿：2016级信息学院电子信息工程专业

中学母校：沈阳市第二中学

问：请问你高考报志愿时选择上科大的理由是什么？

答：当时参加完高考后参加了上科大的校园开放日，瞬间就喜欢上了上科大的环境和人文关怀气息。在上科大使用的都是与国际接轨的英文教材，不仅知识新颖，也提高了英文水平。虽然上科大是一所纯理工类学校，但学校十分重视对学生的人文以及艺术方面的培养，同学们可以在创意学院掌握艺术鉴赏方面的技能，也可以在创管学院学习经济与创业方面的知识。来到学校已近三年，真的庆幸当初选择了上科大，也期望更多优秀的同学能够了解上科大，选择上科大。

问：上科大没有像其他很多高校一样对比赛进行集中培训，请问这次比赛中所用的知识和技能是从哪里获得的？

答：数学建模是一个比较“杂”的学术活动，它所用到的知识不是参加了几天的集训或者学习某一门课程就能得到的，比赛中考查的更多是平时知识和技能的积累。信息学院的大部分课程都会有一到两个与课程相关的project，这些课程project的知识为我们打下了坚实的基础。比如大一上学期的编程课教会了我们如何用计算机程序去解决实际问题，大一下学期的数学建模课程教会了我们如何将一个复杂的问题抽象成简单的数学模型。学院的很多通识课也教会我们如何批判地看待问题，这对大家一起建立数学模型十分有用。

问：参加这次建模比赛后取得的经验，对于之后的学习生活有什么帮助？

答：数学建模不是考查你掌握了多少知识，更多的是比拼你有多少有创意的想法。在信息时代大家可以通过各种途径获得知识，但是创新思维不是每个人都拥有的技能。数学建模主要教会了我们如何从一个想法入手，最终创建一个可以正常工作的模型。虽然建模过程中可能遇到各种各样的问题，但是当模型能真正跑起来的时候，真的感觉以前的努力都值了。

姜德扬：2016级信息学院电子信息工程专业

中学母校：东北育才学校

问：请谈谈高考报志愿时选择上科大的理由。

答：早在高考报志愿之前就参加过上科大在高中母校的宣讲，从这里了解到上科大是一所小规模的新型大学，无论办学理念还是师资都令当时的我十分向往，所以我报名参加了校园开放日。在开放日的两天活动中，我彻底喜欢上了上科大与老牌大学不同的活力（当然还有非常棒的校园和宿舍），在高考后放弃了留法的机会坚定地选择了上科大。

问：请问你们小组在比赛当中是如何合作的？

答：这次比赛其实已经是我们小组第三次参赛了。和大部分队伍不同，我们在比赛进行过程中并没有谁负责编程，谁负责模型，谁负责写作这种分工，由于我们都是信息学院的学生，编程自然不成问题。上科大提供给我们一个英文教学的环境，我们每个人的英语写作都很流畅，比赛当中也没有写中文然后翻译的过程，节省了很多时间，语言也更加接近英语母语者的习惯。至于模型，我们吸取了往年的教训，这次聚在一起商量了一个完整的模型来解答所有问题，避免了最后每个人做自己的部分，连接起来不具有连续性。当然最后还是要吹爆队友，队友的编程水平和数学知识都超强，当时打完比赛我都觉得今年一定能获奖。

问：上科大没有数学建模集训，你们是如何学习建模知识的呢？

答：其实我们的建模知识都来自于平时的学习。数学建模美赛本身就是非常开放的，所以我们会考虑许多不太常规的做法。我们在这次比赛中用到的知识有统计模型来自概率论课程，PCA算法来自线代project，还有一些机器学习的知识来自平时课程了解到的内容，李睿提出的推荐算法则来自平时的积累。这些建模知识都是平时一点点积累起来的，而不是集中学习学到的。

中学母校：江苏省常州市第一中学

问： 请谈谈高考报志愿时选择上科大的理由。

答：选择上科大的主要原因是冲着学校“小规模”、“国际化”的教育理念来的。来了这里以后，确实没有让我失望。因为人数少，学校的仪器设备、公共设施、住宿环境都非常好。并且，学校的教授百分之九十以上有海外留学的经历，很多专业课不仅用全英文上课，教材和标准也都参考美国一流大学。在这里的三年时间里，我学到了非常多的东西。如果再给我一次机会，我还会选择上科大。

问： 参加这次数学建模有什么心得？

答：我个人觉得，第一，在参加数学建模的整个过程当中都要严格要求自己，我们团队是第二次参赛了，去年只有H。今年比赛的时候，我们特地参考了前几年O奖的论文，从模型假设、模型建立、模型评估、模型总结等各个方面都做得非常的细，非常的严谨。只有高标准要求自己，才有可能取得一个比较好的成绩。第二，整个数学建模都是全英文的，所以在写报告的时候，要反复斟酌自己使用的语句，确保语言流畅、逻辑清晰。如果会使用Latex的话，最好使用Latex的数学建模模版，不会的话也不要紧，使用WORD排版的时候，一定要排得风格统一，清晰明了。第三，数学建模非常看中模型的创新和正确性，所以不能简单地套用一些常用的模型。当然也不一定要提出一个全新的模型，可以在已有的基础上加以改进，使得模型更好地适应当前的建模环境。

问： 这次获奖有什么感受？

答： 能获奖当然是非常幸运的，但也不能把奖项看得太重。我觉得重点是，从前期准备到参赛结束，这一个过程训练了我们系统化处理问题的能力。在今后的生活中，会有很多这样的项目，短时间内高效率、高质量地去完成一个任务，非常考验我们处理问题的能力。数学建模就是这样一个培养我们发现问题、发掘数据、分析问题、解决问题、总结评估等能力的模拟和训练。所以，也非常希望其他的参赛同学们可以抱着享受比赛的心态去参加，这对我们的未来发展都是非常有利的

夏寅岑：2016级信息学院计算机科学专业

中学母校：江西省南昌市第二中学

问：请谈谈选择上科大的理由。

答：因为我从小就非常喜欢科技，到高中的时候也一样。高一我在母校就创立了科学技术社团，后来社团变成了下属三个社团的科学技术协会。我也在运营社团中拓宽了视野，渐渐发现自己应该更适合偏西方教育理念的大学。经过一番了解后，上科大也成为了我心仪的学校之一。之后我来参加上科大的校园开放日，更是被这学校的校园美景和学习气氛圈粉了。最终我也拿到了开放日的A档加分，这既是学校对我的肯定，也让我更加确信我对科技创新的热爱是和这所学校的价值观是相符的。

问：你认为上科大计算机专业的同学适合参加MCM比赛吗？

答：大家普遍认为数学建模比赛比较好的队伍分工应该是一位同学负责建模、一位同学负责写代码、一位同学负责写论文。因为比赛只有短短几天，写代码的同学最多只有两天的时间来编写出符合模型的程序，所以编程语言的选择就是一件非常重要的事了。通常来说，像Python、MATLAB、R、JavaScript这样有着非常多开箱即用的程序包的脚本语言是最适合这样快速开发的。非常幸运的是，这些语言都是我们在学校课程中学习并且运用过的，所以计算机专业的同学一定是可以胜任写代码这一项工作的。除此之外，上科大的课程除了教计算机的同学如何写代码之外，更多的是让同学们成为一个全面发展的人，例如论文写作、数学建模这些额外的技巧，对于我们来说也完全不陌生。因此上科大计算机专业的同学不仅适合参加MCM比赛，还可以胜任这三项工作中的任何一个。

问：据说大部分选手在参加MCM比赛的时候每天都睡得很少，你是怎么看待的呢？

答：我身边确实有不少同学在参加MCM比赛时每天只睡四五个小时，但是我们这支队伍的睡眠时间还是非常充裕的。数学建模比赛和Hackathon（黑客马拉松比赛）有很大不同。后者是以产品为主，而且比赛时间一般就只有36个小时，所以要在这么短时间内做出一个可用的产品确实需要选手们熬夜通宵做开发。但是数学建模比赛是以论文为主的，时间相对来说长不少，因此选手的睡眠时间就主要取决于队伍对于时间的分配了。如果有效率地利用好每一分钟，四天时间对于这样的比赛来说应该算是宽裕的了。

问：上科大没有像其他很多高校一样在比赛前或比赛中进行集中培训，那请问这次比赛中所用的数学以及建模的知识是从哪里获得的？

答：美国数学建模大赛是一种综合的训练，并不是像考试一样会有规定的内容和范围，而是能够解决实际问题即可。这和上科大的教育理念很相似，上科大遵循知识必须有所应用。在上科大，几乎所有的数学课程最后都会有一个大作业或者大实验，这个大作业就是老师会给学生出几个实际需要解决的问题，学生能够通过大概一个月的时间合作使用课堂教授的内容，最后通过一个报告解决这个实际问题。在这样的培养下，上科大的学生在完成每一次大作业的时候，其写作能力、数学能力、建模能力，有时还有编程能力都有很大的提升。因此，比赛的时候所用到的数学以及建模知识都是从每一节课程中学习来的。

问：请谈谈选择上科大的理由。

答：我高中的时候选择上科大主要是被一个知乎问题中关于上科大CS教育的回答所吸引，对比答案中描述的其他高校真的是一股极强清流。所以当时放弃了很多旁人看起来更好的选择，义无反顾地选择了上科大。而真正来到上科大后，我更是被学校的其他方方面面圈粉。这让我非常庆幸自己当初大胆的选择。

1.硬件方面：

我校各方面硬件都是极其先进的。抛开优美宁静的校园环境、先进的科研设备、全校覆盖的wifi、水电全免的2-3人高端宿舍不说，就谈谈让我幸福感最爆炸的、其他高校几乎没有配备的地方：活动室！学生宿舍每一层都会配备两个活动室，活动室里有饮水机、水槽、吹风机…（满足生活一切所需:) ）最重要的是：活动室里一整面墙都是落地窗！我们楼层女生活动室一般没什么人（除了我），所以简直是学习的天堂啊天堂！想象一下，你在一间满是阳光的房子里安静地学习，一抬眼就是窗外开阔的天地。时不时传来的阵阵鸟叫声和你思维的声音交织在一起，简直是幸福感炸裂！

2.软件方面：

全英文教学、举办各种国际会议论坛、极高的师生比、众多的科研机会这些其他同学都已经讲得很多了，我在此就不细谈了。软件方面其实我校有极多极多的优点，而我在这里最想分享的一点是：在上科大，学习高等科学知识是一件极其幸福的事情。

我在上大学之前一直以为大学里面教授的知识都非常艰深难懂，然而到了上科大才发现，学习的知识其实都超简单超有趣！然而我很多在其他优秀高校的同学似乎和我有恰恰相反的感受，我认为这种差异主要是选择的教材导致的。就拿我们的概率论和数理统计课举个例子，我们的授课老师邵子瑜教授几乎选遍了所有教材，为我们挑选了Joseph K. Blitzstein - Introduction to Probability这本书。这本书轻松活泼、风趣幽默，与现实生活紧密相连。这本书读起来让人如沐春风，它的课后习题更是趣味横生。它让概率论和数理统计的知识深深的扎根在了我的心中，很难忘记。

问：谈谈参加数学建模比赛的感想和收获。

答：这次数学建模比赛我几乎没有做刻意的任何准备，直接就参赛了。不过好在我们的概率论和数理统计课已经为我训练好了扎实的相关技能（Latex写作、R语言编程、相关基础模型、数学建模思想方法…），所以整个建模比赛我都有一个又一个技能点被用上了的成就感爆棚的畅快体验。

整个数学建模比赛，体验上来讲非常有趣！收获上来讲非常超值！～

在比赛中，我主要负责建模和写作。一开始我们本来打算模型主体模仿一个看起来非常切题的贝叶斯时空序列模型。我几乎花了一半的比赛时间研究各路paper，然而最后都会在复现的过程中出现这样那样的细节缺失。最后时间紧张，没有办法了只能自己原创模型。在思考过程中，我学过的知识和比赛中看过的paper以神奇的方式串在了一切——我们最后构建了一个看起来非常简单直白的线性矩阵模型，但是模型中却包含着贝叶斯时空序列模型中的核心思想。同时这样的矩阵模型还非常方便我把线性代数中学到的各种知识运用起来，完善出更精巧的模型性质变换（比如通过伪逆的方式求解过去信息）。这种在不断思考的过程中，学过的知识被突然想起然后串成有意义的逻辑链的感受，真的是太棒了！

在这次比赛中，一方面，我在研读和撰写论文的方面有了巨大提升；另一方面，我对于各种知识板块及其意义有了更深刻的理解，这也让我有更大的激情去探索更多的知识、做真正的研究。

答：上科大没有像其他很多高校一样在比赛前或比赛中进行集中培训，但这次参赛获奖却与学校的培养密不可分。首先，上科大在平常的教学过程中非常注意知识面的扩展和技能树的建立，以概率论与数理统计为例，邵子瑜教授会在理论知识的教导外让学生们进行实践探索，平时作业要求用LaTeX进行编写，这无疑对我本次参赛提供了巨大的帮助。此外，上科大国际化的教学方式让我们对国外文献的查找和阅读都习以为常，也不会对国际比赛心存畏惧，学校的大力支持也能让我们没有后顾之忧地参与比赛。最后，上科大的培养让我能够接触到许多校园内学习不到的知识，这无疑会对转变思维方式提供巨大帮助。

问：请问这次参加MCM的感触与收获有什么？

答：其实我的队友和我都是第一次参赛，而且我们比正常的队伍少一名队员。最开始就是想借此机会激励自己多学点东西，比如数学建模的思想和方法，还有一些软件的使用。感触就是用数学模型确实可以解决看起来很复杂的问题，这是一件很需要综合水平的工作，而且小组成员的配合也很重要，如果分工不明确，三人的小组甚至都不一定能完成比赛。最后还有就是要坚持，这个比赛持续好几天，要合理的休息、饮食，才能保持斗志坚持到最后。

问：作为信息学院的学生，专业知识在这次比赛中有什么应用呢？

答：我们的计算机体系结构老师说过一句话，计算机科学与技术的同学要学习的技能不是精通几门语言，而是要可以很快地学会一门语言或是用已知的知识解决问题。在这次建模比赛中我和队友其实没有用到特别高级的计算机、编程的知识，而是迅速自学数学建模的要点和目标，因为我们也没有接受过对这种比赛的课程的指导，然后我们用到了python（一门编程语言）帮助我们简化问题，和LaTeX排版规范论文等等，当然这都是比较简单的工作啦，计算机领域的专业知识在这个过程中其实起到了加速我认识、应对这个比赛的作用，让我能把问题缩小到我们的能力范围之内，最后各个击破。