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HiMCM美国高中数学建模竞赛
一、 赛事核心概述与定位
1. 赛事性质与主办方
a. 本项赛事是由美国数学及其应用联合会(COMAP) 主办的一项国际性中学生数学建模竞赛。它是全球范围内最具影响力和权威性的团队数学建模活动之一,旨在促进数学在实际问题中的应用,培养学生的创新意识、科研能力、团队协作精神和解决现实世界复杂问题的综合素养。
b. 与AMC/AIME等个人竞技数学竞赛不同,本赛事的核心是团队合作、开放式研究和论文写作,更接近于大学乃至工业界的科研模式。
2. 参赛对象与资格
a. 本赛事主要面向全球9至12年级的在校高中生。团队所有成员必须目前注册于同一所学校。对于中国赛区的队伍,通常需要通过指定的中国区承办单位进行报名。
b. 赛事对学生的数学水平有较高要求,但绝非唯一标准。出色的英语阅读与写作能力、计算机编程技能、数据查找与分析能力以及逻辑思维和创造力同样至关重要。
3. 赛事价值与意义
a. 学术能力提升:通过解决一个开放的、无标准答案的现实问题,极大提升学生的科研探究能力和高阶思维。
b. 团队协作精神:在长达数日的比赛中,团队成员需要合理分工、高效沟通、协同作战,这是对软实力的绝佳锻炼。
c. 升学背景提升:在顶尖大学的申请中,在此类高水平团队竞赛中取得优异成绩(特别是Outstanding, Finalist等高级别奖项)是极具分量的学术证明,能显著体现申请者的学术热情和解决问题的能力。
d. 未来学业准备:为未来在大学学习STEM(科学、技术、工程、数学)专业、从事科研工作或参与各类项目打下坚实的基础。
二、 赛事时间线与关键节点详解
1. 报名注册阶段(2025年9月 - 11月5日)
a. 开放报名:报名通道于2025年9月正式开启。建议有意向的团队尽早启动组队和联系指导老师的工作,并关注官方渠道完成注册和缴费。
b. 注册截止:截止时间为美国东部时间(ET)2025年11月5日下午2:00。这是一个绝对硬性的截止时间,过时系统将关闭,无法补报。务必提前1-2天完成所有注册手续,避免因网络拥堵或信息填错而错过。
2. 比赛窗口期(2025年11月5日 - 11月18日)
a. 开始时间:比赛题目将于美国东部时间2025年11月5日下午3:00(即注册截止后1小时)在COMAP官网发布。
b. 窗口期长度:从题目发布开始,团队拥有连续的约13天(具体至11月18日) 的时间来研究和解决问题。请注意,这并非要求团队连续工作13天,而是必须在此时段内任选一个连续的96小时(4天)或114小时(约4.75天,视具体赛事而定) 作为你们的正式竞赛时间。
c. 结束时间:团队必须在美国东部时间2025年11月18日下午8:00之前完成论文提交。同样,这是一个不容延误的最终期限。
3. 评审与结果公布
a. 解决方案报告截止:论文提交截止日期即视为解决方案报告截止。之后COMAP将启动全球评审流程。
b. 结果公布:比赛结果通常于次年2月初公布。评审过程严谨而漫长,需要经过多轮专家评阅和讨论。
三、 赛事规则深度解析
1. 团队构成要求
a. 人数要求:每支队伍必须由1至4名在校高中生组成。建议最佳组合为3-4人,这样可以更好地分配建模、编程、写作和统筹协调的角色。
b. 同校原则:所有队员必须来自同一所学校。这是为了确保团队的稳定性和公平性。
c. 指导老师:每队必须有一名指导老师(Advisor)。指导老师通常由该校的一名教师担任,其职责主要是:负责团队注册、在竞赛期间确保团队遵守比赛规则、作为与COMAP官方沟通的桥梁、并在赛后接收比赛结果通知。关键限制:指导老师不得在团队竞赛期间提供任何解题思路、研究成果或论文写作方面的帮助。
2. 竞赛地点与资源使用
a. 地点灵活性:团队可以选择任何方便的地点进行比赛,如图书馆、教室、家中或在线协作平台。这为团队提供了极大的便利。
b. 允许使用的资源:竞赛期间,团队可以无限制地使用任何来源的无生命资源,包括:
i. 书籍、期刊、研究论文等任何印刷或电子资料。
ii. 计算器、计算机及各种软件(如Mathematica, MATLAB, Python, R, Excel等)。
iii. 互联网,用于搜索数据、文献、算法和背景信息。
c. 严禁行为:绝对禁止与队外的任何个人(包括本队的指导老师、其他团队、专家、朋友或家人)进行任何形式的讨论或咨询。这是学术诚信的核心要求,违者将导致团队被取消资格。
3. 赛题与论文要求
a. 题量与选择:赛事仅提供1道题目,但通常会给出两个问题(Problem A和Problem B)供团队选择其一进行解答。Problem A通常涉及连续数学,Problem B则偏向离散数学。团队应根据自身知识结构和优势进行慎重选择,一旦选定,不可更改。
b. 题型与来源:题目来源于现实生活场景,如环境科学、交通运输、社会经济、网络优化、公共卫生等。它没有预设的答案,要求团队自行构建合理的数学模型(可能是优化、预测、模拟、评估等模型)来分析和解决问题。
c. 最终成果:竞赛的最终成果不是一份答案清单,而是一篇完整的学术论文(Solution Paper)。这篇论文必须用英文写作,并遵循学术论文的基本结构,通常包括:
i. 摘要(Summary):整篇论文的精华,需简明扼要地阐述问题、方法、主要结果和结论。
ii. 问题重述(Restatement of the Problem):用自己的语言理解并描述问题。
iii. 假设与合理性(Assumptions and Justifications):明确列出所有模型假设并解释其合理性。
iv. 模型设计与建立(Model Design and Establishment):详细描述所使用的数学模型。
v. 模型求解与测试(Model Solution and Testing):包括算法设计、数据处理、计算结果及模型检验(灵敏度分析等)。
vi. 模型优缺点讨论(Discussion of Strengths and Weaknesses):客观评价自己模型的优点与局限性。
vii. 结论与建议(Conclusions and Recommendations):总结研究成果,并可向决策者提出建议。
viii. 参考文献(References):规范列出所有引用的文献和数据来源。
ix. 附录(Appendix):可放置重要的计算代码、大型数据表等辅助材料。
四、 全方位备赛策略与建议
1. 团队组建与角色分工
a. 理想的团队应具备多元化的技能组合。建议角色包括:
i. 建模者(Modeler):数学基础扎实,思维敏捷,负责核心数学模型的构建。
ii. 程序员/数据分析师(Programmer/Data Analyst):精通至少一门编程语言(如Python/MATLAB),负责实现模型、计算和数据分析。
iii. 写作者(Writer):英语写作能力突出,逻辑清晰,负责论文撰写、润色和整合。
iv. 组长/协调者(Leader/Coordinator)(可由以上角色兼任):负责项目管理、时间规划、协调沟通和最终审核。
b. 团队应提前进行磨合,共同学习往届优秀论文,模拟练习协作。
2. 技能储备与知识学习
a. 数学知识:线性代数、微积分、概率统计、优化算法(线性规划、整数规划、动态规划等)、图论与网络流、微分方程等。
b. 编程技能:熟练掌握Python(推荐NumPy, SciPy, Pandas, Matplotlib等库)或MATLAB,用于数值计算、数据可视化和算法实现。
c. 写作训练:学习科技论文的写作规范和语言风格,特别是摘要的写法。大量阅读并分析往年的Outstanding论文是极好的学习方式。
3. 竞赛期间的时间管理(以96小时为例)
a. 第1阶段(前6-12小时):选题与破题。全体成员共同阅读和理解A、B两题,查阅初步资料,进行头脑风暴,最终民主决定选题。这是最重要的决策。
b. 第2阶段(第12-36小时):模型构建与初步求解。建模者和程序员主导,建立初步模型并尝试求解。写作者开始撰写问题重述和假设部分。
c. 第3阶段(第36-72小时):深度求解与论文撰写。获得初步结果后,进行模型检验和优化。写作者应同步撰写论文主体部分,并不断将新结果整合进去。
d. 第4阶段(第72-90小时):论文整合与润色。主要计算工作应基本结束,团队重心转向论文的完整撰写、修订、排版和摘要的精炼。摘要应留到最后撰写。
e. 第5阶段(最后6小时):最终检查与提交。留出充足时间进行最终校对、检查格式、转换为PDF、并提前完成提交操作,避免截止前最后一刻的网络拥堵。
五、 论文提交与后续
1. 提交格式与方式
a. 最终论文必须为PDF格式。
b. 通过COMAP官方网站在线的专用提交系统上传。论文中不得出现学校、队员和指导老师的姓名,以确保评审的公正性,仅使用团队注册号。
2. 奖项设置
a. 奖项等级通常分为:
i. Outstanding (特等奖) - 全球顶尖队伍(约1%)
ii. Finalist (特等奖提名奖) - exceptionally excellent(约1%)
iii. Meritorious (一等奖) - (约8%)
iv. Honorable Mention (二等奖) - (约15-20%)
v. Successful Participant (成功参与奖) - 完成论文提交的队伍
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