数学建模竞赛中快速查找文献方法研究

胡砚+高阳

【摘要】文献检索是科学研究的基础，也是数学建模竞赛中重要的一个环节.本文针对大学生数学建模的不同阶段，根据大学生数学建模的特点给出数学建模竞赛中快速文献检索方法.最后给出了两个文献检索平台——高校数字图书馆和国家数字图书馆.

【分类号】G252.7 O29

【关键词】数学建模；文献检索；数字图书馆

一、数学建模与文献检索

（一）数学建模

数学建模竞赛起源于1985年，是美国工业与应用数学学会为激励学生学习数学的积极性，提高学生建立数学模型以及利用计算机技术解决实际问题的能力而尝试发起的一项大学生竞赛活动.我国于1992年开始创办全国大学生数学建模竞赛，仅2015年就有85000名大学生报名参加本项竞赛活动[1].

数学建模竞赛的比赛规则是，以队为单位参赛，每队3人，从几道备选题目中选择一道，利用72小时的时间，完成一篇包括模型的假设、建立及求解、算法设计与实现、分析检验、模型改进等方面的论文.在此期间，参赛队员可以利用各种图书资料、计算机和软件，也可以通过互联网方式查阅相关资料.数学建模竞赛的题目一般来源于某个实际问题，具有较大的灵活性，不像通常的考试拥有标准答案，因此更能激发学生的创造力，而这也是竞赛评奖的主要标准之一.

（二）文献检索

鉴于数学建模竞赛的特点，文献检索在竞赛过程中有着举足轻重的地位.文献检索（Information Retrieval）是指根据学习和工作的需要获取文献的过程.数学建模竞赛中最常用的计算机文献检索则是以计算机技术为手段，通过光盘和联机等现代检索方式进行文献检索的方法[2].目前文献检索方法大致分为直接法、追溯法和循环法三种[2].

在搜索引擎的强大威力下，互联网可以快速地进行信息检索，由于其信息来源十分广泛，因此可以提供大量的资料信息[3].但是由于正式与非正式信息并存，信息内容与交流渠道共存，加之信息缺乏系统有效的组织管理，使得互联网上的知识庞杂而无序.在如此庞大的信息源前，如何甄别信息的有效性又成为最大的挑战.特别是对于数学建模竞赛来讲，如何在最短的时间内获取到需要的文献资源，直接影响着团队的整体发挥.

二、不同阶段的不同方法

按照经验，团队只有大约半天的时间搜集材料并确定选题，如果在甄别信息上花费大量时间，必然影响论文的质量.并且针对不同类型的题目，不同阶段信息甄别的侧重点也略有不同，这就需要借助不同的搜索引擎以及不同的数据库，按照需要有针对性地进行信息检索.

（一）选题阶段

选题阶段的文献检索需要同时兼顾科普和专业性两方面内容，团队既需要通过浅显易懂的语言对该题目的专业知识进行感性层面的了解，预判该方面知识的上手难易度如何，又需要专业性的描述，形成大致的思路.无论是哪种类型的题目，参考文献的作用都是不容忽视的.通过查阅参考文献，可以对解题的关键点进行预判，同时借鉴别人的思路，激发创造力.

1.时事背景方面

数学建模题目往往具有很强的时代信息，当前的新闻热点、科技热点都会成为建模试题的选题点.在时事背景方面，一般的搜索引擎都能够快速检索到相关信息，尤其对一些时事热点，在百度百科、搜狗百科等网站都能快速检索到.以“2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目”的C题“企业退休职工养老金制度的改革”一题为例，首先需要了解什么是养老保险基金，该基金的统筹平衡方面会出现哪些问题，是什么原因导致了这些问题的出现，只有了解了这些背景问题才能够更有针对性地提出解决方案，即建立数学模型.同样，以“2010高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目”的B题“2010年上海世博会影响力的定量评估”一题为例，题目只有短短的131个字，没有任何相关附件和其他辅助信息，一切背景资料都需要通过互联网自行检索.这样的题目具有很强的开放性，为参赛队员提供了很大的思考空间，但对文献检索的要求相当高，熟练运用互联网资源进行计算机信息检索，成为本题至关重要的一环.

2.参考文献方面

然而并非所有涉及新闻热点的题目都可以通过一般的搜索引擎快速检索信息.以“2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目”的A题“嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略”为例，该题目虽然是当下科技热点，但一般网页提供的信息大多是着陆视频以及新闻报道，根本不足以解决该题目提出的问题.本题需要一定的数学物理知识，但如果选择一本相关的教科书来读，根本无法在三天时间内理清知识脉络，因此只能选择涉及相关知识的论文，在浏览论文的过程中形成自己的解题思路，并且通过借鉴他人的思考模式提出自己的创新性观点.此时如果只是借助一般的搜索引擎，很难快速检索到相关期刊论文，因此就需要借助数据库，在专业数据库中进行遴选，目前较常用的数据库包括“中国期刊全文数据库”、“维普中文科技期刊数据库”、“万方数字化期刊”等等.

3.名词概念方面

与教材相比，论文的内容更加精炼，这也意味着阅读过程远比图书艰难的多.源于篇幅的限制，论文作者已经将读者默认为具有一定相关知识的人群，对于论文中出现的名词定理往往不会给出解释，而参赛的队员往往并不是该专业的学生，他们虽然具有一定的高等数学和数学建模知识，但对题目中涉及的专业内容并不精通.为了更加深入地了解论文的内容，队员首先要对论文中提出的概念进行一定的了解.以“2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目”的A题“城市表層土壤重金属污染分析”一题为例，可能涉及的概念包括半方差函数、块金值、基台值等等，运用一般的搜索引擎往往很难找到专业的概念描述，因此，“中国工具书资源全文数据库”、“中国工具书网络出版总库”以及“中国大百科全书网络版”往往成为最快捷的检索通道，通过这些专业数据库的检索入口，可以快速对定义进行检索.

（二）模型建立阶段

数学建模自20世纪70年代便引入课堂，经过近五十年的发展，数学建模的模型已经趋于成熟，论文里基本都是对这些模型的应用，而在理论层面的介绍较少，如果要查找这些模型的理论知识以及适用范围等等，则必须借助教科书等相关书籍.如果花费半天的时间在图书馆查找图书资料，则大大降低了效率，因此可通过“方正电子图书”等数字资源平台的方式，获取电子书籍.与纸质书籍相比，电子书籍具有全文搜索的方式，可以快速定位知识点，大大提高了阅读效率.

可喜的是，很多高校都不同程度地购买了一些数据库供师生使用，以中国石油大学（北京）为例，在该校区域内进入该校图书馆页面（http：//library.cup.edu.cn/），即可轻松地获取这些电子资源.其中最具特色的是，该校购买了“石油类高校联盟文献资源共建共享平台”，该平台整合了8大石油高校图书馆购买的电子图书和期刊资源，对于石油类文献的查找具有无可比拟的优势.遗憾的是，基于该校石油专业的特点，在石油相关领域，该校购买的数据库种类多，覆盖内容全，但是在其他领域，受到经费等诸多条件的限制，覆盖面则是十分有限的.这不仅是一所高校的问题，而是所有高校都面临的问题.对于参赛的队员来说，本校图书馆提供的电子资源远远不足以应对类似数学建模竞赛这类需要短时间内检索大量电子资源的情况.

三、国家数字图书馆

在互联网的飞速发展下，数据库的数量与日俱增，无论是期刊数据库还是电子图书数据库，无论是域名还是网址，想要将这些数据库一一罗列出来都是费时又费力的.对于大多数数据库来说，他们的使用都是需要一定费用的，参赛的队员们即便在学校提供的场地集中参赛，也很难保证该校购买了足够多数据库的使用权.如果能够有一个平台，可以将常用的数据库罗列其中，那么将大大提高检索效率，国家数字图书馆（http：//www.nlc.cn/）则刚好起到了这个作用.

由于国家图书馆为公益性图书馆，不以营利为目的，因此，即使在国家图书馆之外，也可通过注册登录（免费）为虚拟用户后，进入国家数字图书馆进行资源检索.

国家图书馆资源列表页面（http：//dportal.nlc.cn：8332/zylb/zylb.htm）收录了该馆购买使用权的全部数据库，涵盖电子图书、期刊、报纸、学位论文、会议文集、年鉴等多种电子资源.在中文数据库电子图书页面，可以看到“方正电子图书”数据库，该数据库拥有电子图书40万余种、80万余册，并且拥有年鉴1千余种，便于快速查找数据.在中文数据库全文期刊页面，则是提供了包括“中国期刊全文数据库”、“人大复印资料全文数据库”等众多期刊数据库，可以快捷搜索相关资源.值得一提的是，在特色资源页面，可以看到“馆藏中文图书数字化资源库”，这是国家图书馆自行建设的数据库，其中不乏理工类专业教科书.

除电子图书外，国家数字图书馆还有一大亮点，即提供各类统计数据.以“2011年中国石油大学（北京）大学生数学建模竞赛题目”的B题“从养老压力来探讨延长工龄的必要性”为例，学生需要通过网络找到几年内的老年人口比例，数据找到的越多，模型的真实度就越高.但是无论是某一地区还是全国范围内，数据的搜集并不那么容易.因此借助国家数字图书馆搜集数据，则是最高效的方法.数据事实列表中，不仅包括国家统计数据库这类的基础数据库，也包括中经网统计数据库、国务院发展研究中心信息网等专业数据库.利用此类数据库，可以快速高效地检索到需要的数据信息，提高检索效率.

随着数学建模竞赛的逐步推广，很多高校都为有意参加建模竞赛的学生开设了数学建模课程，但是，数学建模竞赛所考查的，并不仅仅是建模知识.德国柏林图书馆门前有这样一段话：“这里是知识的宝库，你若掌握了它的钥匙，这里的全部知识都是属于你的.”这里所说的“钥匙”即是指文献检索的方法.文献检索是一门应用性学科，也是素质教育的一部分，学生掌握了文献检索的方法和技能，不仅能在建模竞赛中提高自己的适应能力、综合能力、开拓能力和竞争能力，对于迎接未来的挑战也具有十分重要的意义.与手工检索一样，计算机信息检索作为未来科技人员的一项基本功，在科技人员适应未来社会和跨世纪科研方面都具有极其重要的意义.

【参考文献】

[1]http：//www.mcm.edu.cn/

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

[3]馬杰.数学文献信息的检索工具及利用[J].农业图书情报学刊，2007（4）：109-111.