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更新日期:2025-05-08 10:48
写作核心提示:
写一篇关于数学建模心得体会的作文,以下是一些需要注意的事项:
1. 确定主题:在写作之前,首先要明确自己的心得体会主题,如数学建模在解决问题中的应用、数学建模的技巧和方法、数学建模的挑战与收获等。
2. 结构清晰:一篇好的心得体会作文需要有清晰的结构,通常包括引言、主体和结尾三个部分。
- 引言:简要介绍数学建模的概念、背景和意义,以及自己在数学建模过程中的经历和感受。 - 主体:详细描述自己在数学建模过程中的具体经历,包括遇到的问题、解决方法、收获与体会等。主体部分可以按照时间顺序、问题分类或方法技巧等方面进行划分。 - 结尾:总结全文,强调数学建模的重要性,表达自己对数学建模的热爱和期待。
3. 语言表达:在写作过程中,要注意以下几点:
- 使用简洁明了的语言,避免冗长和啰嗦; - 运用丰富的词汇和句式,使文章更具文采; - 适当运用修辞手法,如比喻、排比等,增强文章的表现力。
4. 逻辑严谨:心得体会作文要求逻辑清晰,条理分明。在描述问题、分析和解决方法时,要遵循一定的逻辑顺序,使读者能够轻松理解。
5. 举例说明:在作文中,可以适当举例说明自己在数学建模过程中的具体实践,使文章更具说服力。
6. 反思
本文作者林珈音,加州大学伯克利分校数学专业学生。本文生动讲解了作者学习数学建模的过程,并对正在学习数学建模的读者给出建议。希望给你带去启发。
在学习数学建模之前,我其实是很迷茫的。我当初各科成绩平平,就数学比较好,但也没拿过什么出色的“奖项”,因此,我从来没有把数学当作自己可能的发展方向。
我曾经以为数学一定是“金字塔尖”,只有最优秀的人才可以去钻研高深的学问,但是,数学建模让我把这些数学上的成果和现实联系到了一起。
我和同学们在学到数据直径与荣格定理这部分内容时,产生了一些改进思路,于是在老师的鼓励下,大家讨论并发表了一个计算数据直径的近似算法。
内容很“幼稚”,并没有高深的理论和技巧,但是它能让我在近似的时候平衡精度和效率的需求。
这次体验,以及我在高中学习三年数学建模的其他经历,让我逐渐感觉到学数学并不是只能用智商当门票,也不是单纯地沉浸在孤立的公理系统里。你可以选择站在这个庞大的公理系统的千百年成就的肩膀上,为现实提供一个更高的眼界。
这些经历最终带我走向了今天的应用数学和计算机专业。虽然我不是领域里的佼佼者,但我会持续热爱我的学习和工作,并在此过程中提升自己。
对于有一定基础的同学,《数学建模33讲》这本书里的许多话题,例如随机数生成器、连分式计算修正、曲线受控形变等,都有很具体的计算和应用实例,在“精读”过程中上手操作,会让读者在数学建模方面收获很大。
比如使用Excel,同学们就可以用书中的LCG算法生成一组随机数列,然后画个图看看它们是否“随机”;有编程基础的同学也可以写一段贝塞尔曲线的绘制代码,画出一条可以拖拽受控的曲线玩一玩,然后打开电脑里的“画图”和它比一比。许多看起来很抽象的计算和证明,在你亲自上手做一做之后,就有更直接的体验。
“上手操作”并不代表把书中的模型抄下来,变成某种语言的代码跑一遍,因为你并不可能把它“抄下来”。
每一个模型都有自己的参数,以及它们对各自参数的稳健性。例如,当我刚学完书里所讲的生态系统的周期解时,就洋洋得意地给伙伴们展示“好玩的东西”,然后,我一点运行那个“闭环”,根本不闭合!大家哄笑一片。我的数值近似误差太大了。
很多时候,你甚至不用选择到一个“不好”的参数,就会发现一些模型在你的情景里是“没有用”的。在课堂上学习万有逼近原理的时候,我认为,只要数据有了,Sigmoid就能一劳永逸的得到一切函数关系,那之前学那么多建模干什么?
于是我用1000组一百以内的勾股数组成了一个数据集并拟合了二元的Sigmoid函数,然后输入两条长度200的直角边,并发现模型告诉我斜边长100。Sigmoid函数可能在大量数据集范围内做到“万有逼近”,但是,生搬硬套拿去做预测,它就是“没有逼近”。
这个过程是学生和模型的一个“磨合“,多次尝试多次失败,才会对模型的各种特征有更全面的了解。
我现在本科读应用数学,而学习数学建模的经历对我在数学学习过程中形成“批判性思维”,具有很大的促进作用——我并不是指,看见什么东西就要“批判”一下,而是在学习过程中,我经常会碰到许多乍看下“无所不能”的东西,但是,我总会通过“精读”试着把它放进一些现实的情景下,亲手操作出来。
上数值分析的时候,我经常用更高收敛速度的算法把电脑“卡死”,精度取很高结果反而会闹出“闭环不闭合“的笑话,诸如此类的现象多次发生,才让你对书本产生新的理解。
这种“构造反例”的学习方法对我的纯数学课程也有很大的帮助,比如实变函数、抽象代数里,许多看似很强的命题或者很有道理的伪证,在极端的反例下才会暴露它的另一面。
《数学建模33讲》是一本给初学者的科普读物,大家在课外阅读,不仅可以拓宽视野,而且能体验数学建模的运用范围。
书里的例子很有趣,如黑暗森林守则、纽结与琼斯多项式、生态循环等,涉及了社会现象、日常生活、自然生态等各不相同的领域,这些都是看似和数学毫不相关的话题。
我建议大家在阅读的同时,对这些话题进行直观思考,然后再看到模型,就可以与自己直观的想象进行对比。
比如,我在读到黑暗森林守则这部分内容的时候,又回去读了一遍《三体》中执剑人交接的片段,然后再回来看模型。
当结合了对故事情节的直观想象之后,我感受到这种博弈和最优化的模型建立相当生动,而这段反思也让我对地球和三体短暂僵持后瞬间毁灭的制衡关系,有了更深的感触。
数学建模从来不是孤立于现实的公式推导,模型所反映出来的特征和人们对现实的直观观察、呼应或反差,可以同时引起对数学的众多使用,以及对现实的更多思考。
我在数学建模时的最大感触就是:数学是一个和现实紧密相关的学科,然而,在“应用”数学的时候,我们总会发现它存在“有用”的一面和“没用”的一面。
当你开始明白自己所学的东西在什么时候“没用”的时候,你才算是真正开始掌握了它。
本周三晚19:30,我们朱浩楠老师做客《中国教师报》直播间。届时图灵社区视频号也会同步转播,为大家详解数学建模。
之前,有不少读者反馈没听够朱老师的直播,这次可千万别错过啦!
说起本科生保研和考研复试的加分项,参加各类国际性比赛无疑是重要的途径之一。
而美国大学生数学建模竞赛(MCM/ICM)越来越受到国内大学生们的关注,参加的人数逐年增加。
2017年~2021年,我连续5年指导本科生组队参加了MCM/ICM。通过对比赛题目、学生表现的思考,有4点感悟分享给大家,希望对今后的科研工作有借鉴作用。
01 具备更加务实的科研态度“我X,老美竟然这种题目都能想出来!!!”
我想,这是所有参加过MCM/ICM的同学,拿到比赛题目时的第一反应。
的确,老美设计的竞赛题目,从移民火星到治理赞比兹河,从气候变化到塑料垃圾处理,从逃离卢浮宫到无人机灾难响应系统,真可谓是脑洞大开、无所不包,真让人佩服的五体投地。
之所以发出这种感叹,正是由于中西方的思维认识方式存在差异。
大体来说,中国人偏好于形象思维、综合思维和求同思维,而西方人偏好于逻辑思维、分析思维和求异思维,这种差异主要是受到文化特征、思维习惯、人生信条和行为规范等诸多因素的影响。
对西方人思维方式的了解和感触,这是每一位经历三天三夜不眠战斗同学的一点收获,而开放包容的思维方式正是研究生阶段从事科研工作所必须的技能。
我们在感叹老美出题刁钻的同时,也不得不赞扬他们的务实精神,所有的问题都是基于解决现实问题的探讨。
而且,西方人往往喜欢更加直接、简捷的解题方式。
经分析发现,获得MCM/ICM的M奖,甚至F奖和O奖的作品,大多采用的都是极为简单和实用的解题方法。
而中国学生则往往为了追求“高大上”,恨不得把所有知识都用上,构建起华而不实甚至连自己都不知所云的模型来。
古人云:大道至简。
研究生参与科研课题项目,有时不用刻意去追求使用本领域内最先进、最高端的方法,最简单、最实用、最能转化成实际效益的方法,其实才是最优的方法。
02 注重密切的团队合作按照MCM/ICM要求,每支参赛队伍由3名学生组成。2017年,我指导的小组分别由略懂建模、编程和英文写作的3名男生构成。
在实际的建模过程,队伍的“指挥员”不是由善长建模的男生来担任,而是那位一点也不懂建模原理的英文写作手。
他拿到题目后,想法堪称天马行空,恨不得把什么人类科技、全球经济全都用上,提出的假设得有2页纸,而构建出来的模型越来越夸张离奇、越来越宏大,简直能把那些老外评委们全都给吓死。
队友们对写作手的评价是“一个不懂做菜的人硬是要改动黑暗料理的菜谱!”。
无奈其他人也没有更加清晰的解题思路,就只能按他的方法硬着头皮走下去了,加之组员之间缺少主动的交流和密切的协作,比赛结果可想而知,只得个S奖,说白了就是个安慰奖。
团队职责不清、分工不明,从而导致出现了“1+2<0”的效果。
英国诺贝尔化学奖获得者卢瑟福说过:“科学家不是依赖于个人的思想,而是综合了几千人的智慧。所有的人想一个问题,并且每人做它的部分工作,添加到正建立起来的伟大知识大厦之中。”
古人往往把能否取得战争胜利归结为“天时、地利、人和”这3个要素,其中“人和”就是内部团结、互相协作。
研究生阶段的科研项目,更加注重团队协作。
科研团队一般由导师这样的学术带头人、副教授之类的核心成员和边缘成员3个部分构成。而边缘成员主要由博士研究生、硕士研究生或其他实习人员构成,流动性较大。
虽然研究生是边缘成员,角色不同、定位不同、功能不同,但是在科研团队中同样不可或缺,在实现团队目标过程中,只有与学术带头人和核心成员团结协作、互相信任、互相支持,才能发挥整体优势、群体智慧,最终才能实现“1+1+1>3”的效果。
失败的团队没有成功者,成功的团队成就个人!
03 培养雷厉风行的科研作风2019年MCM/ICM,面对D题(卢浮宫逃生),3位男生为究竟是使用神经网络、蚁群算法、排队论还是多元回归方法,争论了整整一天一夜,最后才确定使用蚁群算法。
等到第二天下午,我发现建模竟然毫无进展,和讨论前一个样子,处于原地踏步的状态。
询问具体原因时,他们说蚁群算法的前提假设太多,不符合实际情况,就换成了神经网络法;
接着,发现神经网络编程太困难,就又换成排队论法;
最后,发现排队论根本就不会做。
后来,就没有后来了……
雷厉的作风是研究生做好科研的“生命线”,确定了正确的目标和方法,就要坚持走下去,不能因为遇到困难而停止。
如果没有遇到问题,轻轻松松都能搞定的话,就不能称之为“科研”了。
曾在微博上有这样一个笑话:
“今晚要开工搞项目了!我从傍晚时分开始酝酿情绪,先吃了一包薯片、一只凤爪、三个小面包,喝了两杯酸奶。泡了一壶玫瑰花茶,花了10分钟啜饮。最后,我打开空白的Word文档,闭上眼睛,深吸一口气,感觉灵台空明,心平如镜。然后,我睡着了……”
听起来好笑的同时,你是不是有似曾熟悉的感觉,其实这个笑话中所反映的现象就是拖延症。
毫不夸张地说,大多数研究生搞科研都有拖延的毛病,拖到最后不得不做时才匆匆忙忙动手,做出的结果自然也不是很理想。过后,虽然也会很后悔自己拖延,做到下一个科研项目时依然如故。
数学上有一个有趣而让人深思的计算,0.99的365次方等于0.0255,而1.01的365次方等于37.78。
以1为原点,这种计算可以看作是每一天少做一点和多做一点的巨大区别。
04 练就扎实的英文写作功底要说MCM/ICM与国赛的重要区别之一,当属是全英文出题了。
由于参加MCM/ICM的同学对5道题目共20页左右的长篇英文望而却步,所以才出现了诸多建模翻译群,着实为建模省力不少。
但是,最后的建模成果终究是要给老美看的。
经过2天半的精神折磨后,还要利用半天时间,将自己都看不懂的中文写作翻译成英文。
如果小组中有一名英文功底扎实的还好,如果没有的话,那只能借助有道词典、Google Translate、Bing Translator等专业翻译软件了。
由于建模中涉及了诸多专业术语,有时翻译软件也无能为力,可以想象老美评委们看到一篇篇“中国人看不懂、美国人读不通”的论文,心理面积到底有多大。
扎实的英文基础,是研究生必须要掌握而且要掌握牢固的技能。
因为,读研就意味大量的全英文文献要去阅读,毕业条件往往要求发表英文期刊或会议。审稿人很看重英语写作能力,如果语法错误太多、表述不流畅,被拒稿的概率很大。
除了阅读和写作能力,听说能力则更为重要,因为参加学术研讨会,与导师出去做项目做交流,不会说英语只能一边凉快去吧。
更为现实的原因是,找工作离不开流利的英语,如外企、公务员、国企、银行、事业单位等对英文水平也有限制条件。尤其是外企,无数全国销售经理或者总监,由于英语不好就到天花板了,对更高的职位只能望洋兴叹了。
3天3夜不眠不休的MCM/ICM洗礼,是人生的一次难得的历练,能够看清自身的短板,明白“人外有人”的道理,以平和的心态,坦然地面对研究生的科研工作。
任何经历都是一种累积,累积的越多,人就越成熟。
毕竟,经历的越多,生命就越有厚度。
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