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数学建模达人闯入国际竞赛

数学建模达人闯入国际竞赛

 
  参加第五届国际数学建模挑战赛大中华区答辩决赛的昆十四中学生与老师。学校供图  


数学建模达人闯入国际竞赛

 
  学生参与科学实践活动。  


  说起老牌公办中学昆明市第十四中学,你会想到什么?整齐划一的军绿色作训服、半军事化管理……你不知道的是,昆十四中的科技活动也小有名气,学生中还有一群数学建模小达人。

  今年4月底,香港中文大学工程学院承办了第五届国际数学建模挑战赛大中华区答辩决赛。昆十四中高二年级的钟宇辰、李发轩、赵梁辰、侯雯婧4名同学在教师的指导下,通过了严格的论文评审,从580余支参赛团队中脱颖而出,最终入围国际赛特等奖。

  学生与世界级高手过招

  国际数学建模挑战赛(IMMC)是一项面向全球中学生的新型数学建模竞赛,旨在鼓励参赛者运用数学建模,探索和解决现实世界的重要问题。

  昆十四中数学建模指导教师马玉潇介绍,2019年IMMC的题目体现了数学与科技、工程的学科交叉,数学与社会生产、生活的应用结合,并特别纳入了人工智能。中华区赛题目包括“聊天机器人学习策略制定”“网络游戏自我控制机制”“手机定向加速度计之校准”“空气污染源的定位”及自选题。国际赛则以“地球的人口承载能力”为赛题,激发参赛者以世界公民的责任感,表达数学建模的地球关怀。

  “一起参加比赛的都是高手!比如人大附中、上海中学、交大附中、香港培正中学等多所名校的学生。参与答辩的专家是来自香港科技大学、北京大学、复旦大学、厦门大学等高校的教授。能和这么多高手同台交流,对学生来说是一次锻炼,也是检验我们学校数学建模活动成果的好机会。”马玉潇说。    

  此前,昆十四中学生还在2014年11月首次参加了第十七届美国高中生数学建模竞赛,4支队伍全部获奖。2015年至2018年,学校连续组织学生参加美国高中生数学建模竞赛,获得一等奖和二等奖若干。

  生活中的数学别有趣味

  听起来,数学建模是一项高大上的活动,昆十四中的学生如何参与呢?

  “学生从高一开始就可以报名参加数学建模,每届都有200多人报名,再从中挑选出40多人。我们有5名老师,年龄在22岁至30岁之间,之前也都有参加数学建模比赛的经验。”马玉潇说。

  为了让从未接触过建模的同学们进入状态,老师设置的活动简单而有趣,比如在建淋雨模型时,需要证明究竟是跑得快淋雨多,还是走得慢淋雨多。老师就告诉大家,先把人抽象成长方体或椭球,再用数学方法计算淋雨量,用实体移动验证淋雨量等,最后得出相关数据。

  在2016年的IMMC中华赛区比赛中,学校参赛的项目是传染病模型,同学们改造了模型,并用计算机软件进行数据计算,把一系列的数据包括人畜、水源、自然生态环境、卫生状况等数据输入后,就可以测算到病毒可能在哪些地方演变、防范等级,等等。这些数据提供给相关部门,就可以准确地决定在预防方面的投入、设置等级等。最终,这个模型获得了一等奖。

  说到建模中最困难和最开心的事情,2020届高二(11)班钟宇辰说:“最困难的事情是没有解决问题的思路,建好的模型有致命缺点。最开心的是能和世界各地的建模‘大神’同台竞技,感受浓烈的学习氛围,收获自豪与惊喜。”

  2020届高二(11)班李发轩说:“通过比赛,发现数学建模课程中所学到的内容要比高中数学更难,因为程序的编写需要数学逻辑的支撑,加深了我们对数学运用于生活的认识。”

  40个兴趣小组发展学生特长

  近年来,昆十四中将教师队伍的建设与校本教研相结合。以学科竞赛、科技创新活动引领校本课程的开发和设置,为学生搭建个性发展的空间和平台。

  教科室主任陈祖睿介绍,学校目前有40个兴趣活动小组,数学建模是其中之一。“学校高度重视学生学科特长和创新能力的培养,不仅设立了数学建模实验室、创客实验室、机器人实验室、探究实验室等,还在高一至高三开设数学建模选修课,并与大学合作开设C语言远程课程等。”

  每年9月,昆十四中都会举行学校科技节,每个班级都会参加建模大赛PK。每年省市科技节、青少年科技创新大赛,学校也积极组织学生参加。

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