約束優(yōu)化方法的講解教學(xué)課件

約束優(yōu)化方法的講解21、靜念園林好，人間良可辭。22、步步尋往跡，有處特依依。23、望云慚高鳥，臨木愧游魚。24、結(jié)廬在人境，而無(wú)車馬喧；問君何能爾？心遠(yuǎn)地自偏。25、人生歸有道，衣食固其端。約束優(yōu)化方法的講解約束優(yōu)化方法的講解21、靜念園林好，人間良可辭。22、步步尋往跡，有處特依依。23、望云慚高鳥，臨木愧游魚。24、結(jié)廬在人境，而無(wú)車馬喧；問君何能爾？心遠(yuǎn)地自偏。25、人生歸有道，衣食固其端。第六章約束優(yōu)化方法機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的問題,大多屬于約束優(yōu)化設(shè)計(jì)問題,其數(shù)學(xué)模型為:minf(x)r∈RS.8(x)≤0=1,2,…mh(x)=0V=1,2,…,P<n根據(jù)求解方式的不同,可分為直接解法和間接解法兩類。直接解法是在滿足不等式約束的可行設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)直接求出問題的約束最優(yōu)解屬于這類方法的有:隨機(jī)實(shí)驗(yàn)法、隨機(jī)方向搜索法復(fù)合形法、可行方向法等。間接解法是將約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為一系列無(wú)約束優(yōu)化問題來(lái)解的一種方法。由于間接解法可以選用已研究比較成熟的無(wú)約束優(yōu)化方法,并且容易處理同時(shí)具有不等式約束和等式約束的問題。因而在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)得到廣泛的應(yīng)用間接解法中具有代表性的是懲罰函數(shù)法。直接解法的基本思想在由m個(gè)不等式約束條件g(x)0所確定的可行域φ內(nèi),選擇一個(gè)初始點(diǎn)x0,然后確定一個(gè)可行搜索方向S,且以適當(dāng)?shù)牟介L(zhǎng)沿S方向進(jìn)行搜索,取得一個(gè)目標(biāo)函數(shù)有所改善的可行的新點(diǎn)x),即完成了一次迭代。以新點(diǎn)為起始點(diǎn)重復(fù)上述搜索過程,每次均按如下的基本迭代格式進(jìn)行計(jì)算興趣是最好的老師，興趣是最直接的學(xué)習(xí)動(dòng)力，興趣是健康美好的情感。興趣是積極探究某種事物或進(jìn)行某種活動(dòng)的傾向。營(yíng)造民主和諧的課堂氣氛。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，過分的情緒壓抑、緊張的師生關(guān)系、單調(diào)的學(xué)習(xí)過程，都會(huì)導(dǎo)致他們自我表現(xiàn)能力和興趣愛好的抑制，情緒低下，在消極無(wú)奈中聯(lián)系，甚至發(fā)展為恐懼。因此，在課堂上，我總是最大限度地營(yíng)造寬松的教學(xué)氣氛，最大限制地組織學(xué)生平等參與的機(jī)會(huì)。在這樣愉悅的氣氛中，首先使學(xué)生精神振奮，注意力集中，興趣濃厚，從而樹立了自信心，形成練習(xí)興趣，從而樹立了自信心，形成各單項(xiàng)體育動(dòng)作要靈巧和掌握。一、樹立以學(xué)生為主體的新的教學(xué)理念，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣體育課堂教學(xué)要樹立“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生終身發(fā)展為主旨”的教學(xué)理念。教學(xué)過程是教師主導(dǎo)作用與學(xué)生主體作用和諧統(tǒng)一的過程，只有充分發(fā)揮“雙主”的積極性，才能取得最佳效果。蘇霍姆林斯基在《給教師的建議》一書中說(shuō)到“我深信，只有能夠激發(fā)學(xué)生去進(jìn)行自我教育的教育，才是真正的教育”。因此，在體育課教學(xué)過程中教師應(yīng)注意在發(fā)揮主導(dǎo)作用的同時(shí)，特別注重學(xué)生主體地位的體現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生自我設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、自主學(xué)習(xí)與控制、相互合作競(jìng)爭(zhēng)與創(chuàng)新的能力。教師是教學(xué)活動(dòng)的組織者、設(shè)計(jì)者，在教學(xué)活動(dòng)中處于主導(dǎo)地位。新課程觀認(rèn)為，教師的教是為了學(xué)生更好地學(xué)、更多地學(xué)。因此，教師必須徹底改變過去重“教”輕“學(xué)”、重“講”輕“引”的弊端，通過“導(dǎo)”和“引”，把對(duì)學(xué)生活動(dòng)的控制轉(zhuǎn)化為學(xué)生的自我控制，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生自主地參與到教學(xué)活動(dòng)的全過程。應(yīng)該說(shuō)，學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的承擔(dān)者，是學(xué)習(xí)的主體、認(rèn)知的主體、發(fā)展的主體。“學(xué)生的終身體育意識(shí)的培養(yǎng)”是一個(gè)認(rèn)知到實(shí)踐的漸進(jìn)過程。一切知識(shí)與技能的教學(xué)，只有通過學(xué)生自身的運(yùn)動(dòng)興趣，通過他們的大腦和雙手才能為化為他們自己的東西，其內(nèi)化程度取決于學(xué)生自身參與運(yùn)動(dòng)興趣的程度。新體育課程觀告訴我們，體育課堂教學(xué)不僅要教給學(xué)生運(yùn)動(dòng)的知識(shí)和方法，重要的是要教會(huì)學(xué)生運(yùn)動(dòng)的技能和技術(shù)，讓學(xué)生保持運(yùn)動(dòng)的興趣，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)“終身體育”的目的，這也是現(xiàn)代社會(huì)全民終身體育的需要。二、耐心灌輸體育文化知識(shí)，提高學(xué)習(xí)興趣初中學(xué)生，文化素質(zhì)不高，特別是體育文化素養(yǎng)欠缺。有的認(rèn)為體育是簡(jiǎn)單的身體活動(dòng)，是純粹的一種競(jìng)技運(yùn)動(dòng)，對(duì)體育課看得很輕，認(rèn)為是可上可不上的課。針對(duì)這種模糊認(rèn)識(shí)，每學(xué)期第一節(jié)課就應(yīng)給學(xué)生講體育文化，使他們明白體育對(duì)經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的推動(dòng)作用，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與體育事業(yè)發(fā)展的正相關(guān)關(guān)系，體育與我們每一個(gè)人、每一個(gè)家庭的關(guān)系及與我們生活質(zhì)量的關(guān)系等。通過體育文化知識(shí)的講解和宣傳，使學(xué)生明白，體育不僅是一門專業(yè)學(xué)科，而且還是發(fā)展?jié)摿艽蟮倪吘壙茖W(xué)，從而提高其體育的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)對(duì)上好體育課的興趣。耐心講解體質(zhì)與文化學(xué)習(xí)的關(guān)系，使學(xué)生明白增強(qiáng)體質(zhì)對(duì)促進(jìn)文化學(xué)習(xí)的重要性，提高上好體育課的自覺性。懂得健康的體質(zhì)是學(xué)好文化知識(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)，特別是在功課日益繁重的情況下，沒有健康的體質(zhì)是不能適應(yīng)和完成繁重的學(xué)習(xí)任務(wù)的，而良好的身體素質(zhì)只會(huì)對(duì)提高文化學(xué)習(xí)質(zhì)量起到極其重要的促進(jìn)作用，充沛的精力是提高學(xué)習(xí)效率的關(guān)鍵。健康的體質(zhì)不僅來(lái)自于先天的素質(zhì)，更重要的是來(lái)自于后天體育鍛煉。上好體育課不僅是鍛煉身體的需要，也是調(diào)節(jié)身體，促使精力旺盛，學(xué)好文化知識(shí)課的需要。三、體育活動(dòng)課的選擇性活動(dòng)激發(fā)學(xué)生的主體參與在體育活動(dòng)的教學(xué)過程中，我們加大學(xué)生喜歡的娛樂體育活動(dòng)和教學(xué)競(jìng)賽課程安排，突出“體育活動(dòng)課”的活動(dòng)為主的教學(xué)特點(diǎn)。使學(xué)生在生理上、心理上得到滿足，從而激發(fā)學(xué)生的鍛煉熱情。在身體素質(zhì)、跳繩、球類、運(yùn)動(dòng)競(jìng)賽、娛樂體育等項(xiàng)目上，學(xué)生根據(jù)自己的愛好和特長(zhǎng)進(jìn)行多種選擇性的活動(dòng)。改變了體育教學(xué)中單純對(duì)學(xué)生傳授知識(shí)和技能、發(fā)展體力的身體教育觀念。改變了體育教學(xué)中教師強(qiáng)制的灌輸，學(xué)生機(jī)械再現(xiàn)的教學(xué)方法。改變了在體育教學(xué)中學(xué)生被動(dòng)學(xué)的局面，倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地、愉快地學(xué)習(xí)。通過活動(dòng)課進(jìn)行大量的運(yùn)動(dòng)實(shí)踐，使學(xué)生了解了一些體育競(jìng)賽知識(shí)和規(guī)則。學(xué)生也在活動(dòng)中體會(huì)到體育知識(shí)和技術(shù)的重要性。激發(fā)學(xué)生鍛煉身體的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生參與體育活動(dòng)的意識(shí)、能力和習(xí)慣。豐富多彩的體育活動(dòng)鍛煉了學(xué)生的身心，培養(yǎng)了學(xué)生競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作勇于拼搏的精神。四、通過競(jìng)賽和游戲激發(fā)學(xué)生興趣初中學(xué)生一般年齡較小，喜歡爭(zhēng)強(qiáng)好勝，互比高低，對(duì)比賽和游戲很感興趣。在體育教學(xué)中，教師要多利用游戲練習(xí)，使學(xué)生始終處于一種“角色情境”中，創(chuàng)設(shè)一種寬松，活潑和諧的教學(xué)氛圍，就能充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，積極性，興趣性，提高教學(xué)質(zhì)量。還有在平時(shí)的靈活性練習(xí)中，可以采用“長(zhǎng)江黃河”、“魚網(wǎng)游戲”等通過游戲可大大提高學(xué)生對(duì)體育課興趣。當(dāng)然，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)上體育課的興趣，途徑是很多的，手段也是多種多樣的。使學(xué)生對(duì)體育教學(xué)既有直接興趣、又有間接興趣，遵照循序漸進(jìn)的原則，由易到難的安排教材內(nèi)容，讓學(xué)生經(jīng)過努力可以看到和達(dá)到預(yù)想的效果，產(chǎn)生愉快的情感體驗(yàn)。興趣的培養(yǎng)和形成要有一個(gè)過程，只有耐心引導(dǎo)，反復(fù)強(qiáng)化，才能達(dá)到興趣激發(fā)、呼喚參與的目的。在小學(xué)英語(yǔ)課堂教學(xué)中，如何更恰當(dāng)?shù)奶幚砗脗魇谂c吸收的關(guān)系，使教師教的愉快，學(xué)生學(xué)的輕松，一直是教師所思考的問題。英語(yǔ)教師總是期望每一個(gè)學(xué)生都能夠達(dá)到教學(xué)要求，完成或超額完成教學(xué)任務(wù)。期望固然是好的，但他們卻過分高估了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，不同的知識(shí)底蘊(yùn)、不同的領(lǐng)悟能力以及教育環(huán)境等多方面的因素，都會(huì)使學(xué)生存在一定的差異性。然而，傳統(tǒng)“一刀切”集體授課教學(xué)模式，使教師很難對(duì)整個(gè)班級(jí)不同層次的學(xué)生進(jìn)行把握，使得學(xué)習(xí)能力弱的學(xué)生學(xué)不懂，學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生不夠?qū)W，中間部分的學(xué)生則是似懂非懂，比上不足比下有余，以至于學(xué)生很難從英語(yǔ)課堂教學(xué)上得到對(duì)英語(yǔ)課程學(xué)習(xí)的滿足感，教學(xué)質(zhì)量難以進(jìn)一步提高。為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)英語(yǔ)的運(yùn)用和掌握能力，英語(yǔ)教師必須要在教學(xué)思想上有所創(chuàng)新，打破傳統(tǒng)教育模式的束縛，實(shí)施分層教學(xué)法，讓不同層次的學(xué)生在英語(yǔ)課堂教學(xué)中，都能夠?qū)W得懂、學(xué)的透，進(jìn)而完成新課標(biāo)中所要求的教學(xué)目標(biāo)。一、課前教學(xué)準(zhǔn)備的不同教師在進(jìn)行英語(yǔ)教學(xué)之前，應(yīng)充分了解學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和水平，可以根據(jù)對(duì)學(xué)生不同的知識(shí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力以及學(xué)習(xí)態(tài)度等多個(gè)方面，對(duì)學(xué)生進(jìn)行層次劃分：學(xué)習(xí)積極性高、基礎(chǔ)扎實(shí)、領(lǐng)悟能力好的學(xué)生為a層；學(xué)習(xí)能力一般、領(lǐng)悟能力較好、有一定上進(jìn)心的學(xué)生為b層；學(xué)習(xí)積極性不高、基礎(chǔ)知識(shí)差、學(xué)習(xí)能力的欠佳的學(xué)生為c層。在此基礎(chǔ)之上，根據(jù)教學(xué)要求來(lái)進(jìn)行不同層次的課前教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、技能訓(xùn)練以及課外拓展訓(xùn)練等。二、教學(xué)目標(biāo)設(shè)立的不同為了使分層教學(xué)在課堂教學(xué)活動(dòng)中達(dá)到最佳效果，僅僅依靠充分的教學(xué)準(zhǔn)備是不夠的，還要根據(jù)學(xué)生所在的不同層次來(lái)進(jìn)行不同教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定：a層，嚴(yán)格按教學(xué)大綱要求來(lái)完成教學(xué)內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)學(xué)生英語(yǔ)自學(xué)能力的培養(yǎng)，進(jìn)一步提高學(xué)生英語(yǔ)綜合能力的掌握程度和運(yùn)用方法；b層，提高學(xué)生學(xué)習(xí)英語(yǔ)的興趣，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)英語(yǔ)的自信心，鼓勵(lì)學(xué)生向a層學(xué)生發(fā)起挑戰(zhàn)，激發(fā)學(xué)生爭(zhēng)強(qiáng)求勝的欲望；c層，加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，對(duì)單詞、句型的記憶，調(diào)動(dòng)起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)英語(yǔ)的興趣，讓學(xué)生主動(dòng)的去求知，努力的去學(xué)習(xí)，向a層和b層的學(xué)生看齊，并爭(zhēng)取早日成為他們當(dāng)中的一員。三、教學(xué)方法實(shí)施的不同分層教學(xué)是為課堂教學(xué)所量身定做的，課堂教學(xué)是分層教學(xué)的主要途徑。因此，教師在進(jìn)行授課過程中，在充分掌握教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同層次學(xué)生的特點(diǎn)，來(lái)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，注意教學(xué)難度和層次梯度的有效結(jié)合，進(jìn)而達(dá)到分層教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)。a層學(xué)生可以設(shè)計(jì)一些靈活性高、難度相對(duì)較大的問題，讓學(xué)生在完成教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)思維發(fā)展的靈活性，提高學(xué)生對(duì)未知知識(shí)的應(yīng)變能力；b層學(xué)生要注重加強(qiáng)知識(shí)基礎(chǔ)和技能基礎(chǔ)的雙基教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容要精講精練，對(duì)學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)進(jìn)行鞏固練習(xí)，為加大學(xué)習(xí)、訓(xùn)練難度做好準(zhǔn)備；c層學(xué)生則可以相對(duì)的降低英語(yǔ)難度的要求，所設(shè)計(jì)的教學(xué)問題難度也要相對(duì)降低，讓他們從畏難感中走出來(lái)，嘗到成功的幸福感與成就感，讓他們?cè)谂^程中，享受到學(xué)習(xí)英語(yǔ)的快樂。四、課外延伸程度的不同為了讓學(xué)生的英語(yǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)的更扎實(shí)，鞏固他們的學(xué)習(xí)成果，在課堂教學(xué)完成以后，要對(duì)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼n外拓展和延伸。在課后作業(yè)和課外延伸過程中，切記采取傳統(tǒng)教學(xué)方式的“齊步走”教學(xué)模式，否則課堂教學(xué)過程中的分層教學(xué)效果就會(huì)功虧一簣。要根據(jù)學(xué)生在課堂教學(xué)收獲程度的不同，來(lái)進(jìn)行不同難度的課外延伸：a層學(xué)生，教師可以推薦一些經(jīng)過教師甄選的英語(yǔ)課外雜志和報(bào)刊，讓學(xué)生進(jìn)行閱讀分析和學(xué)習(xí)作者的寫作技巧；b層學(xué)生，教師可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)句型的掌握和理解，能夠合理的運(yùn)用到寫作當(dāng)中，并鍛煉他們能夠不借助工具書，就可以對(duì)文章進(jìn)行閱讀，并能夠大致了解文章所要表達(dá)的意思；c層學(xué)生，則可以要求他們熟記單詞，并學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)換和運(yùn)用，進(jìn)一步鞏固課堂教學(xué)成果，對(duì)于能夠超額完成任務(wù)或有顯著提高的學(xué)生，給予鼓勵(lì)表?yè)P(yáng)，進(jìn)而培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)英語(yǔ)的自信心?？偠灾謱咏虒W(xué)作為班級(jí)授課制度下，針對(duì)學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)能力來(lái)展開教學(xué)活動(dòng)的指導(dǎo)教學(xué)方法，其對(duì)于小學(xué)英語(yǔ)課堂教學(xué)的重要性是不言而喻的，是素質(zhì)教育改革發(fā)展的必然產(chǎn)物。因材施教的教學(xué)指導(dǎo)思想，使學(xué)校教育對(duì)學(xué)生個(gè)體意識(shí)和個(gè)性發(fā)展的重視程度有所提高，讓學(xué)生對(duì)英語(yǔ)課堂產(chǎn)生了濃厚的興趣，不僅使英語(yǔ)課堂教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量有所提高、更讓學(xué)生掌握英語(yǔ)和運(yùn)用英語(yǔ)的能力取得了很大的進(jìn)步，為學(xué)生在以后學(xué)習(xí)英語(yǔ)的道路上，打下了良好而又堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第六章約束優(yōu)化方法機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的問題,大多屬于約束優(yōu)化設(shè)計(jì)問題,其數(shù)學(xué)模型為:minf(x)r∈RS.8(x)≤0=1,2,…mh(x)=0V=1,2,…,P<n根據(jù)求解方式的不同,可分為直接解法和間接解法兩類。直接解法是在滿足不等式約束的可行設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)直接求出問題的約束最優(yōu)解屬于這類方法的有:隨機(jī)實(shí)驗(yàn)法、隨機(jī)方向搜索法復(fù)合形法、可行方向法等。間接解法是將約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為一系列無(wú)約束優(yōu)化問題來(lái)解的一種方法。由于間接解法可以選用已研究比較成熟的無(wú)約束優(yōu)化方法,并且容易處理同時(shí)具有不等式約束和等式約束的問題。因而在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)得到廣泛的應(yīng)用間接解法中具有代表性的是懲罰函數(shù)法。直接解法的基本思想在由m個(gè)不等式約束條件g(x)0所確定的可行域φ內(nèi),選擇一個(gè)初始點(diǎn)x0,然后確定一個(gè)可行搜索方向S,且以適當(dāng)?shù)牟介L(zhǎng)沿S方向進(jìn)行搜索,取得一個(gè)目標(biāo)函數(shù)有所改善的可行的新點(diǎn)x),即完成了一次迭代。以新點(diǎn)為起始點(diǎn)重復(fù)上述搜索過程,每次均按如下的基本迭代格式進(jìn)行計(jì)算ck)+a(k)s()(k=0,1,2,)逐步趨向最優(yōu)解,直到滿足終止準(zhǔn)則才停止迭代直接解法的原理簡(jiǎn)單,方法實(shí)用,其特點(diǎn)是:1)由于整個(gè)過程在可行域內(nèi)進(jìn)行,因此,迭代計(jì)算不論何時(shí)終止,都可以獲得比初始點(diǎn)好的設(shè)計(jì)點(diǎn)。2)若目標(biāo)函數(shù)為凸函數(shù),可行域?yàn)橥辜?則可獲得全域最優(yōu)解,否則,可能存在多個(gè)局部最優(yōu)解,當(dāng)選擇的初始點(diǎn)不同,而搜索到不同的局部最優(yōu)解。3)要求可行域有界的非空集a)可行域是凸集;b)可行域是非凸集間接解法的求解思路:將約束函數(shù)進(jìn)行特殊的加權(quán)處理后,和目標(biāo)函數(shù)結(jié)合起來(lái),構(gòu)成一個(gè)新的目標(biāo)函數(shù),即將原約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)或一系列的無(wú)約束優(yōu)化問題(xA,A)=f()+∑A(x)]+∑H[()新目標(biāo)函數(shù)加權(quán)因子然后對(duì)新目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行無(wú)約束極小化計(jì)算。開始輸人n,x0,1,構(gòu)造d(x,1,2)求minφ(x,H1,H2)改變1,H2的值滿足收斂條件?第二節(jié)隨機(jī)方向法隨機(jī)方向法的基本思路:在可行域內(nèi)選擇一個(gè)初始點(diǎn),利用隨機(jī)數(shù)的概率特性,產(chǎn)生若干個(gè)隨機(jī)方向,并從中選擇一個(gè)能使目標(biāo)函數(shù)值下降最快的隨機(jī)方向作為搜索方向d從初始點(diǎn)xO出發(fā),沿d方向以一定步長(zhǎng)進(jìn)行搜索,得到新點(diǎn)X,新點(diǎn)x應(yīng)滿足約束條件且f(x)<f(xO),至此完成一次迭代。隨機(jī)方向法程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,搜索速度快,是解決小型機(jī)械優(yōu)化問題的十分有效的算法。基本思路如圖所示。、隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生下面介紹一種常用的產(chǎn)生