什么是数学建模？
很多人看到“数学”或者“建模”两个字就望而生畏，认为数学建模是摆弄一些复杂到看也看不懂的公式，去解决一些闻所未闻的问题的东西。
但事实并非如此。
数学建模是利用数学思维和方法解决实际问题的一种数学手段，说简单点就是：利用符号、式子、程序等数学工具，解决生活中的实际问题。
其实，生活中能用到数学建模的实际问题有很多，例如出租车的调度、选购性价比高的心仪商品、快递高效分拣、综合评价一个学生的成绩等等，小到618计算价格，大到预测新冠肺炎的拐点，生活中或大或小的实际问题都可以尝试用数学建模的方式来解决。
为什么要了解数学建模？
相比于传统奥数类比赛，数学建模明显更符合现在的教育形式和教育理念。
以往很多家长在意识到数学的重要性后，会让孩子走奥数竞赛的路线，但这种大量无目的的刷题的形式对于大部分学生来说是痛苦的，尤其在当前小初阶段已经禁止了学科类竞赛的情况下，数学建模对于他们来说显然就是最优解：数学能力的提升+含金量高的赛事+综合能力的培养。
注：传统奥数类比赛主要指奥林匹克数学竞赛AMC、滑铁卢数学竞赛等数学类比赛
数模竞赛的发展历程
数学建模竞赛由美国数学应用联合会（COMAP）主办，获得美国国家科学基金会（NSF）、运筹和管理科学研究所（INFORMS）、美国数学协会（MAA）和美国全国数学教师委员会（NCTM）的资助。
数学建模竞赛是一场高水平、广影响力、高认可度，适用多专业，国际性的应用数学竞赛团队活动。20多年以来，COMAP吸引了来自世界30多个国家，超过1万名高中生加入这场头脑风暴，而在其中获得较好成绩的参赛者，也更容易被美国名校录取。
数模竞赛的规则解析
不同的建模大赛有着不同的赛制，但大体类似，以下根据大多数竞赛赛制进行介绍。高中参加的数学建模竞赛以HiMCM和IMMC为主。
HiMCM竞赛，要求参赛者3-4人组队，两道竞赛题目都源于实际生活，任选其一，为该实际问题找出解决方案，并以英文论文形式，在规定的14天内通过Email提交即可。
数学建模过程
研究目标
深入调查问题背景、了解问题核心、分析内
在规律等工作的基础上，从科学、合理的角度进行问题的数学提炼、简化；
数学模型
高中数学现有（或高等数学）的方式、方法建立数学表达式，如果有必要可以借助计算机软件，进行绘图和表达式求解；
论文书写与展示
独创性解决问题，数学结果进行分析、检验和解释，给出创新的解决方案。
IMMC竞赛，分为区域赛、国际赛和国际赛答辩三个部分，各团队需要通过区域赛选拔至国际环节，最终参加国际赛答辩。
*来自中国大陆、台湾、香港及澳门的所有参赛团队都要先经过中华区域的选拔赛才有资格参加国际赛。
*中华区域的选拔赛分为秋赛季和冬赛季，参赛团队可参加任意赛季，以最佳成绩为准。
比赛参赛对象为9-12年级的同校学生，由2-4名同学组成一个团队参赛，题目为命题论文或自主选题论文。参赛者需要在在连续96小时之内完成并提交一篇数学建模论文，论文成绩进入前 20%的团队自动晋级国际赛。
数学建模的论文评审标准
评奖是按照评分排名，而评分是按照评分标准。研究评分标准，可以有针对性地知道什么样的论文是出色的，进而知道该如何去建模型、写论文。
比如，对于一个问题，往往可以建立不同的模型，各有千秋。如果时间充裕，可以建立不同的模型，对不同模型的优缺做对比，或者说明其不同的适用条件。
比如，大片的文字叙述，或者堆叠的数学公式，给人的感觉都不够直观，可是一张图，往往可以瞬间形象直观地反映所要表达的内容，能够大大促进作者和读者之间的交流。
假设的合理性
实际问题涉及的变量和因素很多，对最重要的因素进行简化假设，并对其合理性进行解释。
模型的创造性
模型有新意，数学方法运用准确无误，展现高中生团队的数学思维和数学潜力。
结果的准确性
要求模型结果符合实际问题，对实际问题的解决有贡献，其建模方法有一般的价值和意义。
表述的清晰性
论文结构完整，逻辑清晰，语言流畅，表述规范。
数学建模的备赛策略
在备战数学建模竞赛之前，了解竞赛的要求和规则是至关重要的。详细阅读竞赛规则，了解评分标准、时间限制以及提交要求。确保我们清楚理解题目类型和解答的格式，这样才能有针对性地准备和练习。
组队原则
水平相当、优势互补、互相认同.
数学建模比赛是一个团体竞赛，组建一个好的团队至关重要。建议大家组队要趁早，提前磨合默契程度。在成员选择上好的队伍一般三个人都各自有一个擅长的领域，最佳组合就是编程手+建模手+写作手，三个人专业互补、互相配合才能有更高的效率去完成三到四天的比赛。
数学模型学习
基础、强化、模拟、总结与反思
在备赛期间，要对数学建模模型有足够的了解才能去解决实际问题。数学基础知识是数学建模的基石。学习数学基础知识：数学建模需要一定的数学基础。复习和巩固数学的基本概念和技巧，包括微积分、线性代数、概率论等。确保你对这些概念有良好的理解，并能够熟练运用它们。
提升编程和数据处理能力
提升编程和数据处理能力：编程和数据处理在数学建模中起着关键的作用。选择一种编程语言（如Python、MATLAB、R等），学习其基本语法和功能。熟悉数据处理技术，如数据清洗、数据可视化和数据分析等。
团队磨合
性格、表达与沟通、呈现与展示
提高团队的默契度以及提高数学建模的水平，最好的方式就是通过模拟赛进行赛前训练，可以团队自行组织相关模拟赛进行练习，练习题目建议选择往年有代表性的赛题（针对性的选择自己队伍想要在比赛中选择的题目）。
Matlab作为一个数学建模参赛选手几乎人手必备的软件，其重要性不言而喻，它可以实现所有数学建模需要的功能。
一般来说，在使用Matlab的时候，可以百度一下某个需要的功能+Matlab，便可以找到对应的Matlab函数，一般来说也有相应的例子说明如何使用该函数。如果没有的话，可以在Matlab命令窗口中输入：help 该函数，会返回关于该函数如何使用的说明。
Matlab的基本语法，比如循环、条件、判断语句的结构以及赋值等运算，需要提前熟练掌握，这个和C语言很相似。如果你确实学有余力的话，可以学习SPSS或者SAS等统计专用软件、Surfer等绘图软件。这些软件在统计或者绘图等方面，用起来更为方便，绘图更为精美。
HIMCM
美国高中生数学建模竞赛HiMCM (High School Mathematical Contest in Modeling) 由美国数学及其应用联合会（COMAP）主办，全国数学教师理事会（NCTM）、美国数学协会（MAA）、运筹学与管理科学研究所（INFORMS）协办；面向全球高中生开放,是全球三大数学建模竞赛之一。
始于1999年，每年全球有来自20个国家和地区的近1000支中学生队伍参与挑战，全球累计参与人数超过40000人；
HiMCM作为一项具有国际影响力的中学生数学竞赛，其参赛成绩是国内外等学校作为选拔本科生的加分参考依据。
数学建模，就是根据实际问题来建立数学模型，对数学模型来进行求解，然后根据结果去解决实际问题；数学建模是一种数学的思考方法，是运用数学的语言和方法，通过抽象、简化建立能近似刻画并解决际问题的一种强有力的数学手段。
建模过程一般是：模型准备、模型假设、模型建立、模型求解、模型分析、模型检验、模型应用与推广；
以前的HiMCM问题包括：
👉过山车：开发一个客观的排名系统
👉无人机集群作为天光显示：设计空中无人机灯光秀
👉Shop and Ship：1日陆运的最佳仓库布局
👉游泳、骑自行车和跑步：尽量减少铁人三项赛的拥堵和封路
👉艺术画廊安全：确定艺术展览的最安全配置
竞赛规则
适合学生
--9~12年级高中生
--数学基础较好，学习和接受能力较强的学生
--数学能力一般，但有比较好的计算机编程能力和思维的学生
--有一定的理科基础和思维，各方面表现不算突出，但有比较好的英语写作能力的学生
--有一定的团队协作能力和组织能力
--专业方向为应用数学，工程和商科方向的学生
说到底就是“有兴趣、有时间、有能力”的高中生。
比赛时间
报名时间：
2024年11月6日东部时间2:00PM
比赛时间：
2024年11月6日-19日
（为期14天，美东时间）
基本信息
比赛语言：英语
比赛地点：团队可以选择所在地的任意地点
比赛形式：由1-4名学生组成参赛队伍，并配一名指导老师
比赛题量：1题；从Problem A 和Problem B 中任选一道进行答题
比赛题型：来源实际生活场景的问答题，用一定的数学模型解答后，形成一篇论文提交
竞赛要求：竞赛时可以用书本、计算、软件、网络等资源，但不能和队外的任何人（包括本队的指导老师）进行任何方式的讨论。竞赛结束后向COMAP递交答卷，由COMAP组织专家评阅。
组建参赛队伍
找3到4名合拍、能力互补的队友。因为建模是一个系统性工作，整个团队需要具备建模、编程、写论文的能力。
--队伍中至少3人具备理工科背景，具有一定的数学基础
--队伍中至少2人有比较好的英语基础，能阅读外文文献或论文写作
--建议队伍中至少1人有一定的计算机程序基础，或者有较好的计算机编程学习能力
--组队学生需乐观、主动、积极，具备较好的团队协作精神
特别是写论文，最后呈现的是一篇全英文的科技论文，对高中生的要求是比较高的。但是对于国际学校的学生是有一定优势的，比如IB学生整天写IA、EE等小论文，而建模就是更加实际、详细、学术罢了。
注意：HiMCM官方文件要求一支队伍的所有成员来自同一所学校，因为在奖状上会写明学校。
知识技能准备
1.掌握数学模型的基本知识，常见的经典模型及算法；
2. 熟悉操作各种计算工具软件和代码，如Matlab，SPSS等；
3. 掌握信息检索、数据查找的技能，会上网找论文；
4. 数学写作软件的编辑和排版，公式编辑器的使用等，至少会用WORD写数学公式以及简单的排版；
5. 文书写作：优秀论文阅读，英语学术论文写作练习；
奖项设置
Outstanding（优胜奖1%）
Finalist（优胜提名奖7%）
Meritorious（优异奖14%）
Honorable Mention（优秀奖30%）
Successful Participant（成功参赛48%）
只要提交论文至少有一个Successful Participant成功参赛奖，但是想获得O、F、M等就不容易，特别是O奖，那就是1%了。
