——记理工系数学建模国赛一等奖团队的奋战历程

2022年11月6日，由中国工业与应用数学学会主办的“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛获奖名单揭晓。理工系黄建昌老师指导的学生团队（李智超、王童博、李朝阳）荣获国家级一等奖，这是我系学子首次获此殊荣。这个奖凝聚了理工系深化教育教学改革的决心，凝聚了每一位老师的辛勤付出，凝聚了理工学子不怕困难、团结奋斗的精神。让我们一起走进参赛选手的奋战历程，听一听他们的自述和感悟。

什么是数学建模？这是几乎是每一个刚接触数模比赛同学都会问的问题。经过此次比赛的磨练，我们有了自己的答案，数学建模就是建立数学模型去解决实际问题。文字定义很简单，可难处在做。这背后蕴藏着困难和努力、失落和惊喜，能够尽情享受比赛过程才是最令人难忘的。

图1 获奖名单(来源：河北大学数模公众号)

积极备赛

今年8月3日，我们正式启动备赛工作。在黄建昌老师的指导下，我们三人分工明确，统一学习。为提高整体水平，每个人都在储备建模、构思和论文写作等方面的知识。我们以三天为单位将所学内容进行个人总结，以一周为单位进行组内汇报。在学习了半个月之后，我们开始做历年数学建模竞赛题目，每天固定时间或是空闲时间进行线上讨论，这是一个非常艰难的过程。每次讨论时间在2个小时左右，每次的讨论可能都是在围绕着一个小问题翻来覆去说很久，有时会有新的想法、新的模型，有时会推翻之前的想法，重新建立好之后又推翻，这让我们开始抱怨努力与回报不成正比，我们开始怀疑自己，信心受挫，退堂鼓仿佛在隆隆作响。

就在我们最低迷的时候，黄建昌老师开始鼓励我们，告诉我们要以一颗平常心去对待一切，不要在意结果，遇到困难走不下去了就大胆更换解题思路和分析问题的角度，真正让我们成长进步的是参赛过程，而不是最后那一纸证书。他的一番话让我们重拾信心，我们互相鼓励，更专注于解决问题。

图2 开会记录

图3 学习内容

紧张参赛

9月15日，我们很早就到了实验室，调试完设备后，焦急地等待着题目的发放。下午六点，收到题目，我们迅速选题。确定题目比我们预想的要快。A题是物理题，B题是关于无人机的相关问题，对于这一领域我们涉及较少，而对于C题偏向于数据处理和分析一类，我们有所准备，因此团队一致同意选择了C题。

C题共有4个大问题，每个大问题下又分为多个小问题。C题看似是一个化学类的题目，但是问题的核心与化学相关的知识并不多，涉及的知识也可以通过相关文献资料查询到，例如玻璃的风化是由于玻璃的水解起主导作用，地层中的酸根与Pb-O和Pb⁺⁺起作用等等。

我们首先对题目和问题本身互相交换意见，对于每个问题提出了各自的想法。这时，我们在备赛期间建立的工作模式发挥作用了，我们分工寻找相关领域的文献，高效扩充相关知识。积累了充分认识之后，就立即开始进行模型建立和对各个问题的解答。

在比赛过程中，我们感到困难的有两个问题，一个是问题二的亚类划分，另一个是问题四中化学成分的关联关系。我们在这些问题的解答上花费了大量时间，尝试了多种分类方法，都没有达到预期效果。面对困难我们不放弃，我们始终依靠着彼此，依靠着团队的力量，不断的讨论，不断地进行思维碰撞。状态不好的时候，我们就休息，互相开玩笑，讲笑话调节氛围。

困难之际，我们想起黄建昌老师告诉我们的变换角度分析问题。于是我们又从数据本身出发，先将数据做预处里，再进行参数的调整，果然有了解题思路。在亚分类问题中，我们对分类指标利用K-means模型不断调整参数，再融入肘部法则、轮廓系数等，最终确定了一个满意的模型；在化学成分关联关系的问题上，最初总是百思不得其解，最终根据一篇文献得到灵感，才得以柳暗花明。

数学建模比赛全程3天时间，其中包含着的艰辛只有参与过的人才能体会。发现新思路时的欣喜，模型结果不尽人意的失落，坚持不抛弃、不放弃的决心……在难熬的夜里，时钟和咖啡，默默记录着每个数模小队努力的痕迹。9月18日的晚上19：51我们提交了最终的论文。

图4 参赛过程

总结感悟

回首比赛的三天三夜，我们迎过朝阳，送走晚霞。虽然只睡了十几个小时，但是在紧张、迷茫的心境下，身边的景色却突然有了感染力。这些景色在平时不会引起我们的注意，但它却实实在在的在我们身边。正如法国著名雕塑家罗丹说过：“世界上并不缺少美,而是缺少发现美的眼睛。”

图5 校园美景

就比赛本身而言，整个过程非常考验选手的耐力和应变能力。从题目分析到解题思路，从查阅资料到撰写论文，着实让我们深刻的体会一次“学”与“用”的差距。我们不可能在学校完成所有知识的学习，现实中的问题也不是只有固定的答案，因此高效的学习能力是必须具备。

就比赛之外来说，未来的工作和生活，也会像这场比赛一样，时刻都在面对问题，解决问题，还要接受其中的挫折、失败和不完美。在最后一天里，我们自早上八点吃完早饭后就一直修改论文。改格式是一个非常让人头疼的过程，甚至到了论文提交截止的前一刻还在改。提交完论文之后，我们谁也不敢再去看自己的论文。我们的论文在格式上并不完美，甚至是有一丝的小遗憾。我们选择理性接受，总结经验，完善自我。是的，人生难免遗憾，但是人生不全是由遗憾构成的。

当我们知道比赛结果的时候，我们无比激动，热情相拥，尽情的享受喜悦。而激动之后更多的是冷静，我们了解自己的实力，也认识到自己与优秀团队之间的差距，所以还要继续学习，不断提高。

最后，感谢家人、同学、朋友的支持，感谢老师的培养和教育，特别感谢黄建昌老师的指导。希望更多的同学参与到数学建模竞赛中来，给自己一个机会，成就更大的梦想。