昆明冶专第十一届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛竞赛培训课件

1、第十一届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛培训2016年11月11日计算机信息学院 潘宏斌目 录“挑战杯”竞赛简介1备赛“挑战杯”的几个问题及评审原则23作品类型4如何选题及作品要求关于竞赛中课题研究的几点建议56撰写参赛论文与准备作品展示及问辩的几点提示全国“挑战杯”优秀作品简介7一、“挑战杯”竞赛简介“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛 1989年发起，由共青团中央、中国科协、教育部、全国学联主办的大学生课外学术科技活动中一项具有导向性、示范性和群众性的竞赛活动，每两年举办一届（奇数年），目前规模已发展到包括全国所有重点高校在内的1000多所内地高校，以及港澳台、新加坡的20多所高校

2、，已被公认为中国大学生的“科技奥林匹克盛会”。注：“挑战杯” 中国大学生创业计划大赛偶数年举办，俗称“小挑”。校级昆明冶金高等专科学校大学生课外学术科技作品竞赛省级“挑战杯” 云南省大学生课外学术科技作品竞赛国家级“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛竞赛专用网站：参赛资格与作品申报：凡在竞赛当年7月1日以前正式注册的全日制非成人教育的各类高等院校（含社会力量举办的高等院校）的在校专科生、本科生、硕士研究生和博士研究生（均含留学生，不含在职研究生）都可申报作品参赛。申报参赛的作品必须是距竞赛当年7月1日前两年内完成的学生课外学术科技或社会实践活动成果，毕业设计和课程设计（论文）、学年论文和学

3、位论文、国际竞赛上获奖的作品、获国家级奖励成果等不在申报范围之内。 一、“挑战杯”竞赛简介 参赛作品可分为个人作品和集体作品。 申报个人作品的，申报者必须承担申报作品60以上的研究工作，作品鉴定证书、专利证书及发表的有关作品上的署名均应为第一作者，合作者必须是学生且不得超过两人； 凡作者超过三人的项目或者不超过三人，但无法区分第一作者的项目，均须申报集体作品。 集体作者必须全部为学生。凡有合作者的个人作品或集体作品，均按学历最高的作者划分至本专科生、硕士研究生或博士研究生类作品进行评审。一、“挑战杯”竞赛简介第十届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛特获奖作品哲学社会科学类社会调查报告和学

4、术论文特等奖作品B 渤海产业投资基金与中国转型期金融创新C 毛乌素沙地南缘风沙滩区生态调查与研究C 基于六县市调研的我国农户融资现状比较与改革研究C 新农村人居环境建设“村民掌中宝” C 湖南煤矿工人心理安全感的影响因素及提升策略 C 让生命不再留守自尊和心理控制源对留守儿童社会适应性影响的研究 D 诉讼之外的选择大学生权利救济的进路分析E 辽宁省高等教育顾客（学生）满意度指数模型研究及调查报告F 城市治安综合治理的路径选择广州火车站地区治安综合治理的经验及其启示二、作品类型二、作品类型2.自然科学类学术论文类作者限本专科生，8000字以内，分如下领域：A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化

5、控制、工程、交通、建筑等）B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等）C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等）D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健康、卫生、食品等）E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化工、生态、环保等）。 二、作品类型3.科技发明制作类 8000字以内。分A、B两类。 A类指科技含量较高、制作投入较大的作品； B类指制作投入较小，对生产技术或社会生活带来便利的小发明、小制作。分如下领域：A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等）B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等）C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等）D生命科学（包括生物、农学、

6、药学、医学、健康、卫生、食品等）E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化工、生态、环保等）。 作品所处阶段： A实验室阶段 B中试阶段 C生产阶段。作品可展示的形式： A实物、产品 B模型 C图纸 D磁盘 E现场演示 F图片 G录像 H样品第十届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛特获奖作品科技发明制作A类（投入大）特等奖作品A 多通道超声波无损检测系统 B 便携式宽带综合业务数字卫星通信地球站 A 通用型分体式耐高温微型压力传感器研制及产业化 A 超高速开关磁阻电机 D 现代针灸铜人-经穴学学习及针刺安全性训练系统 二、作品类型三、如何选题及作品要求1.哲学社会科学类社会调查报告和学术

7、论文 包括 “申报书+调研报告/学术论文+支撑材料” 注意事项： 1、哲学社会科学类参赛作品，论文类每篇在8000字以内，调查报告类每篇在15000字以内。作品字数超过限额50%的将直接淘汰。 2、限定在哲学、经济、社会、法律、教育、管理六个学科内，一般应在哲学社会科学类参赛作品参考题（见下发材料）内。 3、哲学社会科学类参赛作品中可包含被采用的为党政领导部门、企事业单位所做的各类发展规划、改革方案和咨询报告，同时附上原件及采用单位使用证明的复印件和有关鉴定材料。4、调研报告需以实践调研为基础，主张团队合作（跨年级、专业）。5、作品选题要能以小见大（防止大而不当）；调研报告要能反映调研过程（防

8、止坐而论道、纸上谈兵，可适当插入照片），客观分析调研结果，提出有建设性的意见。6、支撑材料可包括反映调研过程的问卷、访谈记录、照片、发表的相关论文、相关单位（机构）的反馈、相关奖励证明等。三、如何选题及作品要求哲学社会科学类作品如何选题（1）题目要有吸引力，如：城市交通、小商贩、商场促销活动等。（2）题目要具体，避免空泛夸大。如农村金融体系再构建研究、部分不发达地区经济现状研究就太大，找不到切入点或者说作为学生完成不了。城市路边摊现状研究-以广州市为例则立意明确，有针对性，范围也比较小，便于调查研究。（3）选题要有创意。如浅谈贫困大学生开发式扶贫河南大学，出租车司机的卫生间问题研究济南大学（4

9、）超出大赛范围的题目不要选。比如历史、文学等。三、如何选题及作品要求如何进行调查（1）题目要窄一点，小一点，调查要深入要透彻。如湖南煤矿工人安全问题2年半时间，形成3800公里，深入30个矿区，采访500多名工人，拍摄1000多张照片。中国民间组织的发展现状-反扒联盟（2）作品的目标不要定的太高，要结合调查研究的实际，得出实际结论。新农村视觉下大学生村官的生存现状调查题目挺好，但是不好深入调查研究，架势太大。（3）采取实地考查、参观、访谈及问卷的形式。（4）调查方法和调查的过程要在作品里体现出来，让专家了解你所做的工作。（5）作品的结论要反复讨论，反复推敲。三、如何选题及作品要求哲学社会科学类

10、论文和社会调查报告评分标准1 可行性（10分）（1） 考虑论文和报告的工作量大小（2） 考虑论文和报告的工作难易程度是否超出合理范围（3） 课题选择是否有意义2 创新性（30分）（1） 课题的选择是否有独到之处（2） 对所研究的课题是否有新见解（3） 是否填补某一领域空白3 科学性和先进性（20分）（1） 论文和报告的理论水平（2） 论文和报告的学术价值（3） 论文和报告是否处于该领域前沿位置4 实用性（20分）（1） 论文和报告的实际运用价值（2） 论文和报告的现实社会意义5 评委评审意见（20分）三、如何选题及作品要求2.自然科学类学术论文 包括 “申报书+学术论文+支撑材料” 注意事项：

11、 1、学术论文必须为中文，采用规范的论文写作格式，包括标题、摘要、关键词、正文（含前言、试验方法、过程、结果、讨论、结论等），字数在8000字以内。 2、支撑材料可包括已经发表的论文（论文作者要与作品作者相匹配）、与学术论文内容相关的照片、图片。 三、如何选题及作品要求自然科学类论文作品备赛要点（1）自然科学类论文的引言要写清楚选题的想法。（2）论文的结论要简单明了，既要说明成功的方面，也要注明未完成的方面。（3）一定要有创新点，评委在评审时会重点考虑。（4）数据查新时尽量找权威部门查，不能自己搜集一些数据算算就行了，论文要讲究严谨性。（5）论文中涉及到的专利、文章收录、作品试用等情况都需要相

12、关部门开具证明。（6）论文中涉及到的具体数据要有误差分析。（7）作品在进入评委问询阶段时，作品作者要对答如流，而且回答问题要主题明确，层次清晰。制作的PPT要充分利用图表，避免大范围的文字描述。（8）科技发明制作类的作品的可靠性要强，不能光好看，不能轻易损毁。（9）论文的内容要确保：主旨、创新点、作者定位、真实。三、如何选题及作品要求3.科技发明制作类 包括“申报书+研究报告+支撑材料” 注意事项： 1、研究报告要写出作品制作的目的意义、制作过程、结果、创新点、实际应用情况（或应用前景）、存在哪些问题和不足及下一步需要完善的工作。 2、报告中需包括图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图或照片

13、。 3、支撑材料包括获得的专利、奖项证书、鉴定证书和应用证书等。三、如何选题及作品要求发明课题的选择指导三、如何选题及作品要求 分析产品发明创造实例，我们可以发现它通常历经“选择发明课题”、“构思技术方案”和“样品制作”等基本阶段。 发明创造的选题，要着重考虑市场需求和新技术运用，特别是交叉学科知识与技术的应用。如核技术，用于军事已不新鲜，用于医学也很平常，用于海关集装箱货物不开箱查验，则是近年来的一大创新。选择发明创造课题，应考虑先进性、实用性和可行性。1)先进性，即你的作品要能反映当今科学技术的发展水平，能代表某一个学科领域的发展方向或是在某一学科领域中处于先进地位。2)实用性，即你的作品

14、要能为人们的生产或生活服务，解决人们生产或生活中的某一个问题或给人们生活的某一方面带来好处。3)可行性，即发明作品不光在理论上是先进的，而且在实际中也行得通。发明作品的设计与制作三、如何选题及作品要求 发明创造的本质是提出新技术方案，因此方案设计工作十分重要，它是将设想变成现实的关键性技术阶段，是对设计者创新能力的挑战。参加“挑战杯”竞赛的发明作品，应在技术方案上体现出设计构思的新颖性、创造性和实用性。因此，参赛者要学习和掌握技术方案创新设计的方法。 样品制作，是完成发明作品的重要环节。技术方案确定之后，应考虑样品制作的工艺方法。动手制作之前，要将总体构思理顺，对整个系统有一个粗略认识。要明白

15、我们需要做哪些工作，第一步做什么，第二步做什么。只有这样，发明作品的制作工作才能有条不紊地进行。所有作品均需注意的事项：除申报书外，其他所有材料中禁止以任何形式显示作者本人姓名、所在学校、指导教师等信息。材料必须是中文（若是外文，需附中文本）。论文、报告均以4号楷体（正文均以4号楷体，题目、各类标题可采用三号或小三号字体加粗）打印在A4纸上，文章版面尺寸14.5*22cm。作品要精炼（摘抄相关文献的比例要尽量少）、严谨，凸显学生作品（即作者工作量），强化学术规范，创新点突出，具有科学性、先进性和现实意义！三、如何选题及作品要求第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛世博专项竞赛特等奖作

16、品北京航空航天大学危机，还是契机？金融危机对上海世博会影响的研究 山东建筑工程学院SiO2-Al2O3-MgO-F系可加工微晶玻璃的成型与析晶 上海交通大学 地铁快速导向设计研究 同济大学 大承载力抗震耗能屈曲约束支撑 上海财经大学 世博园区周边临时商业网点规划方案 湖南商学院 上海世博会背景下长三角一体化战略分析 国防科学技术大学基于复杂网络的上海世博会宣传推介效应预测研究 中国地质大学（武汉）随节奏自主舞蹈人形机器人 上海世博会与国家软实力的互动关系研究 湖北大学 利用生物浮岛技术治理富营养化水体研究 华南师范大学应用于世博会期间户外活动的荧光差分式紫外线探测器 三、如何选题及作品要求第十

17、一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛特等奖作品名单清华大学 计算机代数系统maTH “识别扰动”淀粉样蛋白聚集的杂合小肽合成与作用初探 中国人民大学 小额贷款公司制度研究以苍南联信小额贷款股份有限公司为例 北京航空航天大学基于倾转动力系统的可自由起降验证机 人民币指数期货期权定价研究 南开大学 稀土光磁功能配合物研究 长春工业大学 连续本体法PMMA树脂聚合工艺 东北师范大学 丘陵地区农村土地流转：现状、问题及对策研究基于对四川省射 洪县的调查 复旦大学 基于荧光蛋白标签的“夹心法”重组蛋白生产分离纯化系统 华东师范大学 告别徊徨：待业大学生群体生存状态研究基于上海的实证调查 南京航空

18、航天大学 小型倾转旋翼飞行器 南京师范大学 走进“傻根”们的心世界关于江苏省苏南、苏北新生代农村进城务工青年价值观研究 扬州大学 水稻抗纹枯病主效QTLqSB9的位置、效应及作用方式 三、如何选题及作品要求苏州大学 丝织物原位纳米生态染色与功能整理 浙江工商大学 大学生“村官”机制建设：基于1260个乡村实证调查研究 浙江万里学院 现代农业背景下农民生产技能培训需求意愿及制约因素分析基于宁波511个种养农户的调查中国科学技术大学正负电子对撞机上ttZ产生过程的单圈QCD和电弱修正 一种新型的钯催化乙二酸酯酸钾脱羧偶联反应 山东师范大学 同源重组是甲型流感病毒进化的重要动力 河南工业大学 中小型

19、农田水利设施长效保障机制研究基于粮食核心生产区 （ 河南）的调查 国防科学技术大学纳米多孔二氧化硅气凝胶高效隔热复合材料 湖南商学院 城市化进程中的失地农民安置模式探索基于长沙市失地农民安置 经验的思考 长沙理工大学 广域电网故障行波定位系统 解放军第三军医大学 智能扣合式骨外固定监测系统 中山大学 cJun调控神经元凋亡的分子机制 三、如何选题及作品要求华南理工大学 金融海啸背景下农民工就业问题及对策研究基于28个省区市的调 查分析 华南农业大学 广东省荔枝专业合作社发展状况调查报告基于16家荔枝专业合作 社的实证分析 香港大学 太阳能多媒体卫星实时互动电子教育系统 香港中文大学 “高密度都

20、市环境气候图”评估与应用系统 北京大学 前沿抗氧化应激医学治疗手段的探索活体特异性有机过氧 化物生物传感器的开发与应用北京工业大学 一种新型的外骨骼式主从机器人遥控操作系统北京航空航天大学 云台可三轴精确定向的无人直升机系统重庆大学 冲击我国城市化进程瓶颈的一项变革基于重庆市户籍制度 改革现状的调查华北电力大学(保定) 西藏无电区农牧民用电对策研究基于对拉孜县新能 源利用的实证分析三、如何选题及作品要求四、备赛“挑战杯”的几个问题及评审原则（一）怎样选题1要根据科研、生产、教学、生活等各方面社会需要 2要结合本校的具体条件和特点 3要考虑挑战杯的特点：先进性、科学性、现实意义 4要掌握较多的信

21、息 5课题一般不宜过大，但必须有创新 6若选国家项目的子项，则应把研究范围划清 7同一个学校申报作品不要集中在某一个学科领域，避免自相竞争8涉及几个学科领域时，按学术方向或发明点来填写四、备赛“挑战杯”的几个问题及评审原则（二）如何挑选参赛项目 1作品要符合竞赛章程的各项规定 2作品的科学性、先进性和现实意义 3作品的文件资料完整性 4同一个学校申报作品不要集中在某一个学科领域，避免自相竞争 5人文社科类仅限于：哲学、教育、社会、经济、管理、法律六个方面。四、备赛“挑战杯”的几个问题及评审原则（三）填写作品申报书注意事项 1仔细阅读挑战杯竞赛章程、评审规则和作品申报书说明 2个人作品： （1）

22、申报者需承担申报项目60以上的研究工作 （2）合作者不超过二人，且均为学生 （3）合作者学历不高于申报者 （4）鉴定书、专利证书、发表作品署名均需第一作者 3集体作品 （1）合作者超过二人 ； （2）合作者虽不超过二人，但无法区分第一作者 4正确填报作品类别及学科领域 （1）科技发明制作A、B类区别 （2）涉及几个学科领域时，按学术方向或发明点、关键创新点来填写 5手工填写时，文字要清楚、端正 四、备赛“挑战杯”的几个问题及评审原则（四）自然科学学术论文的撰写 1论文题目要鲜明，要能反映论文内容，研究范围和深度 2论文内容要切题，结构要层次分明、逻辑严密、条理清楚 3论文一般要有摘要、关键词、

23、前言、正文、结论、参考文献等 4论文结论要有理、有据、有新思想、新见解 5引用他人信息时，必须深刻理解、融会贯通 6可以应用多种表达技巧，如：图表、曲线、附录、加注等手段，以达到重点突出、显示主线的目的。 7要反复阅读和修改论文手稿，达到文句简明、流畅。四、备赛“挑战杯”的几个问题及评审原则（五）科技发明制作研究报告的撰写 1申报科技发明时制作类作品必须附有研究报告 2研究报告一般要有摘要、研究目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标、作品的科学和先进性、作品的设计、制作、试验、作品的适用范围和应用前景预测、参考文献等内容。 3研究报告需附有相关曲线、试验数据、原理结构图、实物外观图（照

24、片）等，也可附以鉴定证书，应用证明和专利证。4研究报告应层次分明、条理清楚、文句简明、流畅。四、备赛“挑战杯”的几个问题及评审原则（六）准备作品展示和问辩的要点 1作品展示，特别是问辩是终评的重要依据。 2问辩重点在考察作者对参赛项目的理解程度和参与情况，以及工作实际达到的水平。 3展版版面设计应简洁鲜明、吸引观众、文字宜少。内容宜精。 4展示表演的作品要考虑电源等动力供应、注意安全、演示项目需反复演练，力争演示一次成功，若偶然出现故障，也应沉着对应。 5口头陈述的开篇应开门见山，尽快切入主题并突出创新点以吸引评委。 6参加集体项目的展示者应掌握未参加展示者的工作内容。7准备问辩要围绕作品主题

25、，对项目的基本思路、科学性、先进性和现实意义等几个环节充分准备，努力做到有问必答、有理有据。 8对评委提的问题要听清楚，回答必须扣题，切忌答非所问。四、备赛“挑战杯”的几个问题及评审原则（七）评审原则1评审时应注重论文的科技含量、实用性、经济性和技术市场。2论文的创新点是突出的关键。3论文要评审专家普遍认可，大家都能看得懂。4参赛论文是初评的唯一依据，其重要性不容低估5参赛论文不等于丁作总结，初学者切忌在其中塞进作过的所有实验和得到的所有结果6论文题目是全文最简洁的概述，应起到画龙点睛的作用。7论文摘要必须言简意赅，准确交待论文工作目的、方法和重要结果8科学思维和新的思路是全篇论文的灵魂。引用

26、他人信息必须经过思考选择，深刻理解并融会贯通，形成自己独到见解，切忌人云亦云。9参赛论文总的基本要求：主题鲜明、结构严谨；语言精炼、内容切题：行文流畅、思路清晰；逻辑推理、科学准确。10应用多种表达技巧：图表、附录、加注、以达到突出重点、展示主线的目的。11反复阅读和修改论文手稿是提高抽象思维能力、锤炼并理清思路的最佳途径。五、撰写参赛论文与准备作品展示及问辩的几点提示（一）撰写参赛论文的要点：1、参赛论文是初评的唯一依据其重要性不容低估;2、参赛论文不等于工作总结初学者切忌在其中塞进作过的所有实验和得到的所有结果;3、论文题目是全文最简洁的概述应起到画龙点睛的作用;4、论文摘要必须言简意赅准

27、确交待论文工作目的、方法和重要结果;5、科学思维和新的思路是全篇论文的灵魂。引用他人信息必须经过思考选择，深刻理解并融会贯通，形成自己独到见解，切忌人云亦云;6、参赛论文总的基本要求：主题鲜明、结构严谨，语言精炼、内容切题，行文流畅、思路清晰，逻辑推理、科学准确；7、掌握并应用多种表达技巧：图表、附录、加注，以达到突出重点、展示主线的目的；8、反复阅读和修改论文手稿是提高抽象思维能力、锤炼并理清思路的最佳途径。五、撰写参赛论文与准备作品展示及问辩的几点提示（二）作品展示的注意事项1、重视作品展示板给人的第一印象2、版面安排布局需体现作者展示意图3、实物演示应以增强作品展示效果为原则4、展板与实

28、物展示应为增强口头陈述效果服务五、撰写参赛论文与准备作品展示及问辩的几点提示（三）有关问辩的准备问题1、摒弃死记硬背，学会理解思考问辩重在考察作者对参赛项目的理解程度和参与情况，以及工作实际达到的水平，口头陈述切忌朗读展板上的说明文字或背诵事先写好的解说词，而是在对自身作品加深理解的基础上，借助展板展示的图表和实物演示进行生动的解说，解说中最好还能注入作者的热忱。2、理解所追求的目标。一是对作品要传达的信息条理化，二是要将其中的重点抓出来，三是用概念清楚、逻辑严密的陈述，描绘出一幅简约的、使非专业人士易于领悟的作品图像。3、加深对作品主题、主攻目标和科学思想的理解科学思想为反映客观事物发展规律

29、的理性认识，理性认识的过程即科学思维或思考；思维活动的结果即形成科学思想；思路则是科学思想在实际工作中的体现。4、口头陈述的开篇应开门见山，尽快切入主题，并能提出足以吸引人的问题，吊起听众想追寻答案的胃口，再亮出最有说服力的事实来回答，引导听众理解工作中的创新点并接受你的结论。5、为了突出主线，口头陈述中必然会忽略某些环节(如方法等)的细节，对此应做到心中有数，在问辩中有评委问到时方能应对有策。6、准备问辩时除知所知外，还应知所不知，这些多半是你的工作未直接涉及，甚至世人尚未解决的问题，最好也能做到心中有数，方不至应对失据。7、“阅读使人充实，交谈使人敏捷，写作使人精确，逻辑和修辞使人善辩”(

30、培根)。这些都是准备问辩的不二法门，要抓住一切机会多练多说。在多说多练的过程中，思想会愈来愈精炼，遣词造句会愈来愈丰富，表达会愈来愈流畅自如。陈鼓应：“做学问谈天最重要”。8、“思维如智者，说话如常人”，这是亚里士多德的忠告，意思是解说尽量使用通俗语言，以非专业对口的人也能听明白为度。9、一定要在平时多多练习，练习时一定要卡准3分钟时间，不要花时太多却连关键的东西都没表述清楚。练习时小组成员可相互提问。六、关于竞赛中课题研究的几点建议课题研究可以说是整个竞赛活动的核心部分，建议参赛同学注意以下几点：1主动寻求指导教师的帮助2积极争取学校(院)的场地支持3充分利用有限的科研经费4努力掌握研究的方

31、法、步骤 发明创造的本质是提出新技术方案，因此方案设计工作十分重要，它是将设想变成现实的关键性技术阶段，是对设计者创新能力的挑战。这要求研究者：一要学习和掌握技术方案创新设计的方法；二要学习和掌握样品制作的工艺方法。重要的是，在动手制作之前，将总体构思理顺，对整个系统有一个粗略认识；还要明白我们需要做哪些工作，第一步做什么，第二步做什么。只有这样，发明作品的制作工作才能有条不紊地进行。七、全国“挑战杯”优秀作品简介1、清华大学计算机代数系统maTH（1）项目基本信息项目大类：科技发明制作A类 项目小类： 信息技术 （2）项目简介传统的代数运算冗长繁杂, 利用现代计算机代数系统可以将人们从手算过

32、程中解放出来, 并极大提高演算正确性. 经过数十年的发展, 国外巨型商业计算机代数系统已垄断着全球市场, 利润可观, 而国内此领域则远远落后, 对进口软件的依赖威胁着国家信息安全. maTH项目通过系统研究, 整理撰写了约30万字、包含约200篇参考文献的计算机代数理论文档. maTH项目理清了复杂代数系统的完整架构, 开发了丰富的底层函数库, 词法分析器, 语法分析器与解释器, 实现了基于规则的符号计算框架, 并提供数学排版的图形用户前端及开放的二次开发平台. maTH系统功能包括超大型整数快速运算 , 任意精度的浮点数运算 ,整数的素数判定、因子分解、数论函数等,多项式的基本运算、最大公因

33、子、 因式分解等,方程求解,基本函数支持,数学常数,表达式的化简与归约, 符号微分, 符号积分,符号求和,微分方程符号求解等.最终完成了完全自主研发、不依赖任何第三方系统的计算机代数系统maTH 填补了国内计算机代数系统领域的空白. maTH系统的出现有助于打破国外巨头垄断,在科研、教学与工程等各领域应用前景广阔. （3）详细介绍传统的代数运算冗长繁杂, 利用现代计算机代数系统可以将人们从手算过程中解放出来, 并极大提高演算正确性. 经过数十年的发展, 国外巨型商业计算机代数系统已垄断着全球市场, 利润可观, 而国内此领域则远远落后, 对进口软件的依赖威胁着国家信息安全. maTH项目通过系统

34、研究, 整理撰写了约30万字、包含约200篇参考文献的计算机代数理论文档. maTH项目理清了复杂代数系统的完整架构, 开发了丰富的底层函数库, 词法分析器, 语法分析器与解释器, 实现了基于规则的符号计算框架, 并提供数学排版的图形用户前端及开放的二次开发平台. maTH系统功能包括超大型整数快速运算 , 任意精度的浮点数运算 ,整数的素数判定、因子分解、数论函数等,多项式的基本运算、最大公因子、 因式分解等,方程求解,基本函数支持,数学常数,表达式的化简与归约, 符号微分, 符号积分,符号求和,微分方程符号求解等.最终完成了完全自主研发、不依赖任何第三方系统的计算机代数系统maTH 填补了

35、国内计算机代数系统领域的空白. maTH系统的出现有助于打破国外巨头垄断,在科研、教学与工程等各领域应用前景广阔. 七、全国“挑战杯”优秀作品简介（4）作品设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标传统的代数运算冗长繁杂，利用现代计算机代数系统可以将人们从手算过程中解放出来，并极大提高演算正确性。经过数十年的发展，国外巨型商业计算机代数系统已垄断着全球市场，利润可观，而国内此领域则远远落后，对进口软件的依赖威胁着国家信息安全. maTH项目通过系统研究，整理撰写了约30万字、包含约200篇参考文献的计算机代数理论文档。maTH项目理清了复杂代数系统的完整架构，开发了丰富的底层函

36、数库，词法分析器，语法分析器与解释器，实现了基于规则的符号计算框架，并提供数学排版的图形用户前端及开放的二次开发平台。 maTH的创新点及技术关键主要包括： 独有的符号处理功能，国内领先。maTH自主开发的符号处理功能能够处理一般符号积分、符号微分、符号求和等复杂运算，填补了国内此领域的空白。 语法简练，算法效率高。maTH使用了类Mathematica语法，和其它高级语言以及现有计算机代数系统相比，其语法规则和表示方式更接近数学运算思维。众多基本算法运行效率已超过现有的国产计算软件，与国外商业巨头算法效率也基本持平。 模块化程度高，可移植性强。maTH的各个部分由完全独立的模块构成。例如很容

37、易将语法分析器进行替换，同时支持类Lisp语法。将来还能够统一支持现有流行的其他数学编程语言，如Maple，Matlab等等。这是任何一家商业巨头所无法做到的。 此外maTH具有开放平台，二次开发灵活；操作简单, 使用方便。七、全国“挑战杯”优秀作品简介（5）作品的科学性、先进性选取中科院数学化实验室自动推理平台MMP及国外巨型商业系统Mathematica，与maTH系统进行对比。 选取计算机代数系统32项基本功能特性来进行比较，可以看出maTH在功能上支持上较MMP有较多优势，在符号微积分、规则编程、函数式编程等方面填补了国内空白，并与Mathematica基本持平。 算法效能选取最具代表

38、性的阶乘测试的运行时间，计算10000!，MMP，Mathematica，maTH分别用时800，16，15毫秒，计算10000000!后两者分别用时34891，36359毫秒，而前者无法得出结果。maTH表现较MMP更优，与Mathematica接近。 在基本函数的执行效率上maTH与Mathematica已经不相上下，maTH还开发了一些优化算法，从而较Mathematica有更优的表现。例如对于求解15次位移分圆多项式方程的根，Mathematica无法求解，maTH则可精确求得所有解。七、全国“挑战杯”优秀作品简介（6）作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖

39、及鉴定结果教育部科技查新工作站于2009年4月10日完成本作品科技查新报告（编号：2009-164），查新结论为：“本查新项目研究的“计算机代数系统maTH”，国内未见相同的公开文献报道。” 作品于2009年4月获本校“挑战杯”学生课外学术科技作品竞赛特等奖。 作品与2009年6月获首都“挑战杯”学生课外学术科技作品竞赛特等奖。（7）作品所处阶段已开发完成版本V1.0 （8）技术转让方式无 （9）作品可展示的形式实物、产品，现场演示，图片，录像 七、全国“挑战杯”优秀作品简介（10）使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测maTH主要

40、目标对象为学生，教师，数学工作者以及物理、化学、生物等领域的科研、工程工作者。国外商业的计算机代数系统功能强大、使用方便，但是价格昂贵。我系每年都要投入20万美元进口国外软件，大量科研经费外流，然而许可数量仍然不足，盗版现象仍无奈地存在着。与此同时，现有的开源计算机代数系统一般功能薄弱，开发滞缓，用户界面也很粗糙。maTH无论在系统架构，功能和用户界面上都接近了专业的商业软件水平。maTH依托于大学研究团体的开发模式效率较高，在价格上对国外软件会有明显优势，同时maTH开发平台开放，方便扩展功能。经过更多时间的发展与投入，maTH在市场上的竞争力将越来越雄厚。 具有完全自主知识产权的计算机代数

41、系统maTH对我国的科研乃至国家信息安全有重要意义，同时有力地促进我国科学软件产业的发展。由于计算机代数系统在科研等领域的广泛应用，maTH的经济效益将会十分可观。软件、书籍销售，技术支持以及相关服务都是可取的盈利模式。 七、全国“挑战杯”优秀作品简介（11）专利申报情况已于2009年6月4日获国家版权局计算机软件著作权登记证书。 （12）当前国内外同类课题研究水平概述MMP（图形前端又名ELIMINO）为中国科学院数学机械化重点实验室开发的自动推理平台，为国家“973项目成果”。 MMP以符号计算为支撑, 以数学机械化算法为核心。包括支撑系统, 符号计算系统, 核心模块和应用模块，其自动推理

42、功能在国际上享有盛誉。但其符号计算系统主要处理多项式及其吴方法，且于2006年4月后停止开发，缺乏模式匹配、符号积分、符号微分等更一般的符号计算功能，图形前端只能处理传统字符输入。 中国科学院成都计算机应用研究所研究了Linux平台下的计算机代数系统编译器前端与后端的设计方案，主要研究如何将语法处理前端从编译器设计中独立出来，以及利用现有符号计算包GiNaC开发的求值器作为运行时支撑。 maTH项目除了独立地设计完整的编译器外，还独立地实现了完整的高效符号计算包，不必依赖任何第三方软件包，也不局限于Linux平台。并能处理函数式、逻辑式等更接近数学思维的语法模式。 CASC为江西工业大学于90

43、年代初开发的符号演算语言系统，实现了基于“复杂关系”概念的表达式化简方法的化简系统。 而maTH项目除了基于规则的化简模块，还开发出了具有完整功能的通用计算机代数系统。 GiNaC为开源的符号计算C+库，实现了使用C+语言来进行基本的符号表达式运算，目的是提供C+环境下符号计算功能开发的底层框架环境。实现复杂强大的如符号微积分，因子分解，方程求解的符号计算功能则不属于GiNaC的开发范畴。 Mathematica和Maple分别为美国Wolfram Research公司与加拿大Maplesoft公司开发的商业通用计算机代数系统，他们开发历史较长，功能完整强大，影响深远，占据着全球计算机代数系统

44、领域大部分的市场份额。Wolfram Research还拥有全世界最大的数学资源网站Mathworld。但另一方面，两者价格昂贵，核心代码私有封闭，在这两点上常为部分科技工作者所诟病。 七、全国“挑战杯”优秀作品简介2、 北京航空航天大学基于倾转动力系统的可自由起降验证机（1）项目基本信息项目名称：基于倾转动力系统的可自由起降验证机项目作者：王耀坤项目大类：科技发明制作A类项目小类：机械与控制（2）项目简介该验证机采用独特的可倾转中段翼身/主动力系统、变距调姿动力系统，并综合应用于单尾撑气动布局，以保证飞机具有较好的短距/垂直起降性能和稳定悬停性能，同时具有固定翼飞机的良好空中巡航能力。（3）详细介绍围绕现代无人机对短距和垂直起降性能以及悬停性能的要求，设计出具有短距/垂直起降性能和稳定悬停性能的无人验证机。该飞机采用独特的可倾转中段翼身/主动力系统、变距调姿动力系统，并综合应用于单尾撑气动布局，以保证飞机具有较好的短距/垂直起降性能和稳定悬停性能，同时具有固定翼飞机的良好空中巡航能力。中段翼身和主动力系统的一