第三届全国数学建模微课程(案例)教学竞赛的获奖案例
北太天元卢朓
2025年05月02日 08:28

第三届全国数学建模微课程(案例)教学竞赛

一、竞赛背景与目的概述

  • 竞赛简介

  • 竞赛目的与意义

二、一等奖获奖案例详解

  1. AI与五子棋问题

    • 介绍百度智能云千帆大模型API及其在智能五子棋应用中的具体实现。

    • 详细阐述AI算法(如Minimax算法、Alpha-Beta剪枝)在五子棋游戏中的应用。

  • 案例背景:介绍五子棋游戏的起源、规则及AI技术在游戏智能化中的应用。

  • 问题提法:如何利用AI技术提升五子棋游戏的智能化水平?

  • 模型建立与求解过程:

  • 结果分析:展示AI技术在提升五子棋游戏智能化水平方面的成效。

  • 教学应用:探讨如何将此案例融入数学建模教学中,培养学生的AI素养和创新能力。

  1. 减肥:运动还是节食?

    • 建立体重变化规律的数学模型,包括能量守恒定律的应用。

    • 介绍模型假设、参数设定及求解方法。

  • 案例背景:分析当前减肥市场的现状,强调科学减肥的重要性。

  • 问题提法:如何通过控制饮食和运动制定合理有效的减肥计划?

  • 模型建立与求解过程:

  • 结果分析:展示不同减肥计划的效果,强调科学减肥的可持续性。

  • 教学应用:引导学生运用数学模型解决实际问题,培养健康生活的意识。

  1. 流浪地球可行性分析问题

    • 建立行星发动机参数模型,计算地球自转刹车时间。

    • 分析地球加速及借助木星引力弹弓效应的可行性。

  • 案例背景:介绍《流浪地球》计划及其科学背景。

  • 问题提法:分析“流浪地球”计划中飞出太阳系方案的可行性。

  • 模型建立与求解过程:

  • 结果分析:展示计算结果,评估计划的可行性。

  • 教学应用:激发学生对科幻与科学的兴趣,培养跨学科思维。

  1. 学校食堂就餐压力评估问题

    • 利用层次分析法(AHP)量化食堂满意度指标。

    • 建立多元回归方程预测食堂人数。

  • 案例背景:分析学校食堂就餐压力的现状及其影响。

  • 问题提法:如何定量评价食堂满意度并预测就餐人数?

  • 模型建立与求解过程:

  • 结果分析:展示满意度评价结果及人数预测准确性。

  • 教学应用:培养学生运用数学模型解决实际问题的能力,提升食堂管理水平。

三、二等奖获奖案例精选

  1. 共享电动汽车的分配问题

    • 介绍优化模型(如线性规划、整数规划)在共享电动汽车分配中的应用。

    • 阐述模型求解方法及结果。

  • 案例背景:介绍共享电动汽车的发展现状及其面临的挑战。

  • 问题提法:如何优化共享电动汽车的分配策略?

  • 模型建立与求解过程:

  • 结果分析:展示优化后的分配策略对提升运营效率的效果。

  • 教学应用:引导学生关注共享经济中的数学问题,培养优化思维。

  1. 公交车调度方案

    • 介绍调度模型(如时间窗约束下的车辆路径问题)的建立与求解。

    • 阐述模型在实际调度中的应用。

  • 案例背景:分析公交车调度的现状及其对城市交通的影响。

  • 问题提法:如何优化公交车调度方案以提高运营效率?

  • 模型建立与求解过程:

  • 结果分析:展示优化后的调度方案对提升公交车运营效率的效果。

  • 教学应用:培养学生运用数学模型解决城市交通问题的能力。

四、三等奖获奖案例概览

  1. 通信网络设备容量的配置问题

    • 简述优化模型(如网络流模型)在通信网络设备容量配置中的应用。

    • 提及模型求解方法及可能的结果。

  • 案例背景:介绍通信网络设备容量配置的重要性及其面临的挑战。

  • 问题提法:如何优化通信网络设备容量的配置?

  • 模型建立与求解思路:

  • 教学应用:引导学生关注通信网络中的数学问题,培养系统思维。

  1. 识别嫌疑犯问题

    • 简述模式识别或数据挖掘模型(如分类算法、聚类算法)在识别嫌疑犯中的应用。

    • 提及模型求解方法及可能的结果。

  • 案例背景:介绍模式识别或数据挖掘技术在犯罪侦查中的应用。

  • 问题提法:如何利用数学模型识别嫌疑犯?

  • 模型建立与求解思路:

  • 教学应用:培养学生运用数学模型解决安全领域问题的能力。

五、教学建议与启示

  • 针对不同案例的教学建议,包括如何引导学生理解模型、如何设计教学活动等。

  • 获奖案例对数学建模教学的启示,如注重案例的原创性、新颖性和应用价值,加强学生的实践能力和创新能力培养等。