數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中快速查找文獻(xiàn)方法研究

胡硯+高陽(yáng)

【摘要】文獻(xiàn)檢索是科學(xué)研究的基礎(chǔ)，也是數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中重要的一個(gè)環(huán)節(jié).本文針對(duì)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模的不同階段，根據(jù)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模的特點(diǎn)給出數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中快速文獻(xiàn)檢索方法.最后給出了兩個(gè)文獻(xiàn)檢索平臺(tái)——高校數(shù)字圖書館和國(guó)家數(shù)字圖書館.

【分類號(hào)】G252.7 O29

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模；文獻(xiàn)檢索；數(shù)字圖書館

一、數(shù)學(xué)建模與文獻(xiàn)檢索

（一）數(shù)學(xué)建模

數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽起源于1985年，是美國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)為激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型以及利用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問題的能力而嘗試發(fā)起的一項(xiàng)大學(xué)生競(jìng)賽活動(dòng).我國(guó)于1992年開始創(chuàng)辦全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，僅2015年就有85000名大學(xué)生報(bào)名參加本項(xiàng)競(jìng)賽活動(dòng)[1].

數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的比賽規(guī)則是，以隊(duì)為單位參賽，每隊(duì)3人，從幾道備選題目中選擇一道，利用72小時(shí)的時(shí)間，完成一篇包括模型的假設(shè)、建立及求解、算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、分析檢驗(yàn)、模型改進(jìn)等方面的論文.在此期間，參賽隊(duì)員可以利用各種圖書資料、計(jì)算機(jī)和軟件，也可以通過互聯(lián)網(wǎng)方式查閱相關(guān)資料.數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的題目一般來源于某個(gè)實(shí)際問題，具有較大的靈活性，不像通常的考試擁有標(biāo)準(zhǔn)答案，因此更能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，而這也是競(jìng)賽評(píng)獎(jiǎng)的主要標(biāo)準(zhǔn)之一.

（二）文獻(xiàn)檢索

鑒于數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的特點(diǎn)，文獻(xiàn)檢索在競(jìng)賽過程中有著舉足輕重的地位.文獻(xiàn)檢索（Information Retrieval）是指根據(jù)學(xué)習(xí)和工作的需要獲取文獻(xiàn)的過程.數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中最常用的計(jì)算機(jī)文獻(xiàn)檢索則是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為手段，通過光盤和聯(lián)機(jī)等現(xiàn)代檢索方式進(jìn)行文獻(xiàn)檢索的方法[2].目前文獻(xiàn)檢索方法大致分為直接法、追溯法和循環(huán)法三種[2].

在搜索引擎的強(qiáng)大威力下，互聯(lián)網(wǎng)可以快速地進(jìn)行信息檢索，由于其信息來源十分廣泛，因此可以提供大量的資料信息[3].但是由于正式與非正式信息并存，信息內(nèi)容與交流渠道共存，加之信息缺乏系統(tǒng)有效的組織管理，使得互聯(lián)網(wǎng)上的知識(shí)龐雜而無序.在如此龐大的信息源前，如何甄別信息的有效性又成為最大的挑戰(zhàn).特別是對(duì)于數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽來講，如何在最短的時(shí)間內(nèi)獲取到需要的文獻(xiàn)資源，直接影響著團(tuán)隊(duì)的整體發(fā)揮.

二、不同階段的不同方法

按照經(jīng)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)只有大約半天的時(shí)間搜集材料并確定選題，如果在甄別信息上花費(fèi)大量時(shí)間，必然影響論文的質(zhì)量.并且針對(duì)不同類型的題目，不同階段信息甄別的側(cè)重點(diǎn)也略有不同，這就需要借助不同的搜索引擎以及不同的數(shù)據(jù)庫(kù)，按照需要有針對(duì)性地進(jìn)行信息檢索.

（一）選題階段

選題階段的文獻(xiàn)檢索需要同時(shí)兼顧科普和專業(yè)性兩方面內(nèi)容，團(tuán)隊(duì)既需要通過淺顯易懂的語言對(duì)該題目的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行感性層面的了解，預(yù)判該方面知識(shí)的上手難易度如何，又需要專業(yè)性的描述，形成大致的思路.無論是哪種類型的題目，參考文獻(xiàn)的作用都是不容忽視的.通過查閱參考文獻(xiàn)，可以對(duì)解題的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行預(yù)判，同時(shí)借鑒別人的思路，激發(fā)創(chuàng)造力.

1.時(shí)事背景方面

數(shù)學(xué)建模題目往往具有很強(qiáng)的時(shí)代信息，當(dāng)前的新聞熱點(diǎn)、科技熱點(diǎn)都會(huì)成為建模試題的選題點(diǎn).在時(shí)事背景方面，一般的搜索引擎都能夠快速檢索到相關(guān)信息，尤其對(duì)一些時(shí)事熱點(diǎn)，在百度百科、搜狗百科等網(wǎng)站都能快速檢索到.以“2011高教社杯全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽題目”的C題“企業(yè)退休職工養(yǎng)老金制度的改革”一題為例，首先需要了解什么是養(yǎng)老保險(xiǎn)基金，該基金的統(tǒng)籌平衡方面會(huì)出現(xiàn)哪些問題，是什么原因?qū)е铝诉@些問題的出現(xiàn)，只有了解了這些背景問題才能夠更有針對(duì)性地提出解決方案，即建立數(shù)學(xué)模型.同樣，以“2010高教社杯全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽題目”的B題“2010年上海世博會(huì)影響力的定量評(píng)估”一題為例，題目只有短短的131個(gè)字，沒有任何相關(guān)附件和其他輔助信息，一切背景資料都需要通過互聯(lián)網(wǎng)自行檢索.這樣的題目具有很強(qiáng)的開放性，為參賽隊(duì)員提供了很大的思考空間，但對(duì)文獻(xiàn)檢索的要求相當(dāng)高，熟練運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)資源進(jìn)行計(jì)算機(jī)信息檢索，成為本題至關(guān)重要的一環(huán).

2.參考文獻(xiàn)方面

然而并非所有涉及新聞熱點(diǎn)的題目都可以通過一般的搜索引擎快速檢索信息.以“2014高教社杯全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽題目”的A題“嫦娥三號(hào)軟著陸軌道設(shè)計(jì)與控制策略”為例，該題目雖然是當(dāng)下科技熱點(diǎn)，但一般網(wǎng)頁(yè)提供的信息大多是著陸視頻以及新聞報(bào)道，根本不足以解決該題目提出的問題.本題需要一定的數(shù)學(xué)物理知識(shí)，但如果選擇一本相關(guān)的教科書來讀，根本無法在三天時(shí)間內(nèi)理清知識(shí)脈絡(luò)，因此只能選擇涉及相關(guān)知識(shí)的論文，在瀏覽論文的過程中形成自己的解題思路，并且通過借鑒他人的思考模式提出自己的創(chuàng)新性觀點(diǎn).此時(shí)如果只是借助一般的搜索引擎，很難快速檢索到相關(guān)期刊論文，因此就需要借助數(shù)據(jù)庫(kù)，在專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行遴選，目前較常用的數(shù)據(jù)庫(kù)包括“中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)”、“維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)”、“萬方數(shù)字化期刊”等等.

3.名詞概念方面

與教材相比，論文的內(nèi)容更加精煉，這也意味著閱讀過程遠(yuǎn)比圖書艱難的多.源于篇幅的限制，論文作者已經(jīng)將讀者默認(rèn)為具有一定相關(guān)知識(shí)的人群，對(duì)于論文中出現(xiàn)的名詞定理往往不會(huì)給出解釋，而參賽的隊(duì)員往往并不是該專業(yè)的學(xué)生，他們雖然具有一定的高等數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)建模知識(shí)，但對(duì)題目中涉及的專業(yè)內(nèi)容并不精通.為了更加深入地了解論文的內(nèi)容，隊(duì)員首先要對(duì)論文中提出的概念進(jìn)行一定的了解.以“2011高教社杯全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽題目”的A題“城市表層土壤重金屬污染分析”一題為例，可能涉及的概念包括半方差函數(shù)、塊金值、基臺(tái)值等等，運(yùn)用一般的搜索引擎往往很難找到專業(yè)的概念描述，因此，“中國(guó)工具書資源全文數(shù)據(jù)庫(kù)”、“中國(guó)工具書網(wǎng)絡(luò)出版總庫(kù)”以及“中國(guó)大百科全書網(wǎng)絡(luò)版”往往成為最快捷的檢索通道，通過這些專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索入口，可以快速對(duì)定義進(jìn)行檢索.

（二）模型建立階段

數(shù)學(xué)建模自20世紀(jì)70年代便引入課堂，經(jīng)過近五十年的發(fā)展，數(shù)學(xué)建模的模型已經(jīng)趨于成熟，論文里基本都是對(duì)這些模型的應(yīng)用，而在理論層面的介紹較少，如果要查找這些模型的理論知識(shí)以及適用范圍等等，則必須借助教科書等相關(guān)書籍.如果花費(fèi)半天的時(shí)間在圖書館查找圖書資料，則大大降低了效率，因此可通過“方正電子圖書”等數(shù)字資源平臺(tái)的方式，獲取電子書籍.與紙質(zhì)書籍相比，電子書籍具有全文搜索的方式，可以快速定位知識(shí)點(diǎn)，大大提高了閱讀效率.

可喜的是，很多高校都不同程度地購(gòu)買了一些數(shù)據(jù)庫(kù)供師生使用，以中國(guó)石油大學(xué)（北京）為例，在該校區(qū)域內(nèi)進(jìn)入該校圖書館頁(yè)面（http：//library.cup.edu.cn/），即可輕松地獲取這些電子資源.其中最具特色的是，該校購(gòu)買了“石油類高校聯(lián)盟文獻(xiàn)資源共建共享平臺(tái)”，該平臺(tái)整合了8大石油高校圖書館購(gòu)買的電子圖書和期刊資源，對(duì)于石油類文獻(xiàn)的查找具有無可比擬的優(yōu)勢(shì).遺憾的是，基于該校石油專業(yè)的特點(diǎn)，在石油相關(guān)領(lǐng)域，該校購(gòu)買的數(shù)據(jù)庫(kù)種類多，覆蓋內(nèi)容全，但是在其他領(lǐng)域，受到經(jīng)費(fèi)等諸多條件的限制，覆蓋面則是十分有限的.這不僅是一所高校的問題，而是所有高校都面臨的問題.對(duì)于參賽的隊(duì)員來說，本校圖書館提供的電子資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以應(yīng)對(duì)類似數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽這類需要短時(shí)間內(nèi)檢索大量電子資源的情況.

三、國(guó)家數(shù)字圖書館

在互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展下，數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)量與日俱增，無論是期刊數(shù)據(jù)庫(kù)還是電子圖書數(shù)據(jù)庫(kù)，無論是域名還是網(wǎng)址，想要將這些數(shù)據(jù)庫(kù)一一羅列出來都是費(fèi)時(shí)又費(fèi)力的.對(duì)于大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)來說，他們的使用都是需要一定費(fèi)用的，參賽的隊(duì)員們即便在學(xué)校提供的場(chǎng)地集中參賽，也很難保證該校購(gòu)買了足夠多數(shù)據(jù)庫(kù)的使用權(quán).如果能夠有一個(gè)平臺(tái)，可以將常用的數(shù)據(jù)庫(kù)羅列其中，那么將大大提高檢索效率，國(guó)家數(shù)字圖書館（http：//www.nlc.cn/）則剛好起到了這個(gè)作用.

由于國(guó)家圖書館為公益性圖書館，不以營(yíng)利為目的，因此，即使在國(guó)家圖書館之外，也可通過注冊(cè)登錄（免費(fèi)）為虛擬用戶后，進(jìn)入國(guó)家數(shù)字圖書館進(jìn)行資源檢索.

國(guó)家圖書館資源列表頁(yè)面（http：//dportal.nlc.cn：8332/zylb/zylb.htm）收錄了該館購(gòu)買使用權(quán)的全部數(shù)據(jù)庫(kù)，涵蓋電子圖書、期刊、報(bào)紙、學(xué)位論文、會(huì)議文集、年鑒等多種電子資源.在中文數(shù)據(jù)庫(kù)電子圖書頁(yè)面，可以看到“方正電子圖書”數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)擁有電子圖書40萬余種、80萬余冊(cè)，并且擁有年鑒1千余種，便于快速查找數(shù)據(jù).在中文數(shù)據(jù)庫(kù)全文期刊頁(yè)面，則是提供了包括“中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)”、“人大復(fù)印資料全文數(shù)據(jù)庫(kù)”等眾多期刊數(shù)據(jù)庫(kù)，可以快捷搜索相關(guān)資源.值得一提的是，在特色資源頁(yè)面，可以看到“館藏中文圖書數(shù)字化資源庫(kù)”，這是國(guó)家圖書館自行建設(shè)的數(shù)據(jù)庫(kù)，其中不乏理工類專業(yè)教科書.

除電子圖書外，國(guó)家數(shù)字圖書館還有一大亮點(diǎn)，即提供各類統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù).以“2011年中國(guó)石油大學(xué)（北京）大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽題目”的B題“從養(yǎng)老壓力來探討延長(zhǎng)工齡的必要性”為例，學(xué)生需要通過網(wǎng)絡(luò)找到幾年內(nèi)的老年人口比例，數(shù)據(jù)找到的越多，模型的真實(shí)度就越高.但是無論是某一地區(qū)還是全國(guó)范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)的搜集并不那么容易.因此借助國(guó)家數(shù)字圖書館搜集數(shù)據(jù)，則是最高效的方法.數(shù)據(jù)事實(shí)列表中，不僅包括國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)這類的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，也包括中經(jīng)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心信息網(wǎng)等專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù).利用此類數(shù)據(jù)庫(kù)，可以快速高效地檢索到需要的數(shù)據(jù)信息，提高檢索效率.

隨著數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的逐步推廣，很多高校都為有意參加建模競(jìng)賽的學(xué)生開設(shè)了數(shù)學(xué)建模課程，但是，數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽所考查的，并不僅僅是建模知識(shí).德國(guó)柏林圖書館門前有這樣一段話：“這里是知識(shí)的寶庫(kù)，你若掌握了它的鑰匙，這里的全部知識(shí)都是屬于你的.”這里所說的“鑰匙”即是指文獻(xiàn)檢索的方法.文獻(xiàn)檢索是一門應(yīng)用性學(xué)科，也是素質(zhì)教育的一部分，學(xué)生掌握了文獻(xiàn)檢索的方法和技能，不僅能在建模競(jìng)賽中提高自己的適應(yīng)能力、綜合能力、開拓能力和競(jìng)爭(zhēng)能力，對(duì)于迎接未來的挑戰(zhàn)也具有十分重要的意義.與手工檢索一樣，計(jì)算機(jī)信息檢索作為未來科技人員的一項(xiàng)基本功，在科技人員適應(yīng)未來社會(huì)和跨世紀(jì)科研方面都具有極其重要的意義.

【參考文獻(xiàn)】

[1]http：//www.mcm.edu.cn/

[2]http：//baike.baidu.com/view/4314068.htm

[3]馬杰.數(shù)學(xué)文獻(xiàn)信息的檢索工具及利用[J].農(nóng)業(yè)圖書情報(bào)學(xué)刊，2007（4）：109-111.