關於垃圾九一影视回收,你一定不會陌生。可你知道(dào)嗎?這不僅是社會問題,同樣也是數學問題。
近日,在北京舉行的第三屆“登峰(fēng)杯”全國(guó)中學生學(xué)術(shù)科技創新大賽全國總決賽上,由進才中學(xué)4名新高三學(xué)生組成的團隊,代(dài)表上海參賽並奪得數學建模競賽一等獎。他們的研究對象正是(shì)垃圾九一影视回收。

全(quán)程一等獎實至名歸(guī)
所謂數學建模(mó),即(jí)根據實際問題(tí)來建立數學模型,並對數學模型(xíng)進行求解,然後根(gēn)據(jù)結果去解決實(shí)際問(wèn)題。通俗地講,我們熟悉的數學(xué)應用題是簡化的數學模型,而(ér)數學建模則是解應用題的延伸與擴展。相較於單純的理論性分析(xī),用數(shù)學建模的方法對實(shí)際問題進行研(yán)究,優勢在於邏輯嚴密、客觀嚴謹、更具有說(shuō)服力,即我們通常所說的用數字“說話”。
由清華大(dà)學教育研究院、中(zhōng)國高等教育學會學習(xí)科學研究分會共同主辦(bàn)的“登峰杯”全國(guó)中(zhōng)學生數學建模競賽,旨在更好地銜接高中數學與大學數(shù)學,提高中學生以(yǐ)團(tuán)隊方式解決問題的綜合能力(lì),培養中學生的創新能力。這一賽事今年是第(dì)三(sān)屆,每屆聚(jù)焦一個和社會民生相關的實際問題,今年的主(zhǔ)題是垃圾(jī)九一影视回收(shōu)。
競(jìng)賽分初賽(sài)、複(fù)賽和決賽3個(gè)階段(duàn)。前兩個階段在全國各地舉行,參賽隊需(xū)在規定時間內根據命(mìng)題完(wán)成數學建模並寫出論文,複賽還需接受網絡答辯。由繆昌昊、苗馨寧、申奧和施以恒4位同學組成的(de)團隊,從全國2000多支隊伍中脫穎而出,以初賽一(yī)等獎、複賽一等獎的成績進(jìn)入全國28強,獲得代表(biǎo)上海(hǎi)參加總決賽的資格(gé)。
初(chū)賽階段,4名隊(duì)員受一篇關於外賣垃圾(jī)的新聞啟發,合作利(lì)用數學模型就(jiù)外賣垃圾(jī)對環(huán)境的長期影(yǐng)響進行評估。他們以浦東一中檔小區為研究對象,通過問(wèn)卷和現場(chǎng)調查,分別收集了工作日和休息日的(de)居民外賣點餐數據,由此估算(suàn)出一個月內該小區外賣產生的固體廢棄物總量,並對垃圾進行歸類。通過權衡(héng)了人力、物力、殘留汙染以及對環境的影響等因素,定量分析出不同類型垃圾(jī)的最優處理方式:紙質(zhì)垃圾最(zuì)優的處理方式是填埋,塑料垃圾適合回(huí)收後焚燒,木質垃(lā)圾和廚餘(yú)垃圾最適(shì)合堆肥。團隊還(hái)發現,人群居住區域距離商業區越(yuè)近,產生的固體廢棄物越多;21至27歲之(zhī)間的年輕人叫外賣(mài)次數較多,產(chǎn)生的固體廢棄物(wù)也較(jiào)多(duō);男性產(chǎn)生的外賣垃圾固體廢棄物多於女(nǚ)性等。
複賽階段,團隊開始思考“如何利(lì)用經濟杠杆促進城市生活垃圾九一影视”。4名隊(duì)員經過數學(xué)建模,評(píng)估上海關於生活垃圾九一影视的實施細則中垃圾處理收費標準的合理性,以及獎懲(chéng)辦法的有效性和可持(chí)續(xù)性;同時,以(yǐ)戶為單位,根據居民(mín)生活(huó)垃圾的產生量和所在城市經濟水平計(jì)算出(chū)應征收的垃圾處理費用,並以此為依據,估算出上海每戶年應繳垃圾處理費應為54.7元,“我們同步進行了問卷調查(chá),發現這個數字低於居民的意願繳費(fèi)額,這證明,上海居民對垃圾九一影视回收利用的繳費持積極態度,我們計算出的價(jià)格並(bìng)未超過(guò)其承受範圍。”隊員(yuán)施以恒(héng)說。
數學(xué)思維和團隊合(hé)作並重
相較於在上海舉(jǔ)行(háng)的初賽和複(fù)賽,在北京舉行的數(shù)學建模總(zǒng)決賽更像(xiàng)是一次學術團隊真人(rén)秀。
記者了(le)解到,總決賽(sài)不同於(yú)一般的封閉式競賽考試,而(ér)是講究團隊合作。來自全(quán)國的28支隊伍,在現(xiàn)場同時拿到兩個賽題:“垃圾處理的收費製度及其有效性”和“宏(hóng)觀政策對垃(lā)圾處理的影響”。二選一後,隻有兩天的時間用(yòng)數學建模展開(kāi)研究,並提交建模論文(wén),期間(jiān)還需接受開題(tí)和中期答辯,第三天上午就需參加最終答辯,並當(dāng)即公布比(bǐ)賽成績。
與其說,這是一次個人實力的較量,不如說,這是一場團隊合作的比拚。比賽期間,賽場是半開(kāi)放(fàng)式的,所有參賽隊員吃住都在一所學校裏(lǐ),白天參賽,晚上(shàng)回寢室休息,團(tuán)隊可自由討論。在看似(sì)自由的(de)賽場氛圍裏,參賽選手卻(què)始終保持高度(dù)緊張。進(jìn)才的4名學(xué)生熬夜加班,兩晚一共隻睡了約6小(xiǎo)時,外省市(shì)隊員還有通宵達旦連軸轉的。隊員苗馨寧(níng)回憶,一天深夜,她和來自外(wài)省市的一位室友各自在電腦前(qián)趕建(jiàn)模論文,“那鍵(jiàn)盤(pán)的敲擊聲,讓(ràng)我提前感受到了大學的感覺。”她說。
有意思的是,進才這個一(yī)等(děng)獎(jiǎng)團隊裏的4位學生,並非大家想象中的“數學學霸”。團隊指導老(lǎo)師孫冬梅坦言(yán),這4名學(xué)生的數學成績在年級屬(shǔ)於中等偏上,有的(de)對計算機有興趣,有(yǒu)的在口頭(tóu)和文字表達方麵有特長,“比賽中他們各取所長、默契配(pèi)合,這個成績是團隊合作的成果。”更讓人欣慰的是,通過這次比賽4名(míng)學生都(dōu)表示(shì)受益匪淺。“數學建模讓我感受到了數學(xué)的科學性和嚴謹性,讓(ràng)我(wǒ)學會了更加(jiā)客觀、全麵、周詳地思考問(wèn)題。”苗馨寧感言,今後她不一定會從事數學方麵的(de)工作,但縝密的數學思維會讓她一生受益(yì)。

