最優(yōu)化模型與算法教學課件

最優(yōu)化模型與算法最優(yōu)化模型與算法最優(yōu)化模型與算法最優(yōu)化錢園氣法內容概要■優(yōu)化模型簡介優(yōu)化模型分類優(yōu)化算法及其分類Matlab優(yōu)化工具箱現(xiàn)代智能優(yōu)化算法英語課程標準指出，學生是學習的主體，英語教學應以學生為中心，以培養(yǎng)積極向上、開拓進取、和諧發(fā)展的人為最基本的教育目的，而不是簡單地教給學生多少個單詞和句型。那么，如何在英語課堂教學中體現(xiàn)“以生為本”的思想，促進日常教學的情知交融呢？筆者結合自己的教學實踐，總結出以下五條教學策略。一、以趣激學，引導學生主動參與學習瑞士著名教育家皮亞杰說過：“所有智力方面的活動都要依賴于興趣?！边@句話一針見血，道出了興趣對學習的重要性。興趣是人們力求認識某種事物或愛好某種活動并伴有積極情緒色彩的心理傾向，是推動人們進行活動的最現(xiàn)實、最活躍的內部動機。新課程認為，課堂的有效性首先體現(xiàn)在是否調動了學生的積極性。因此，我們要想方設法，設計能夠激發(fā)學生學習興趣的教學，引導學生主動參與學習。如在NSEFCBook2Unit4WildlifeProtection的閱讀教學中，筆者設計了三輪競賽，穿插于教學的各個環(huán)節(jié)，以激發(fā)學生的學習興趣。在上課的一開始就進行第一輪競賽：聽聲音辨動物。讓學生根據聲音辨認各種動物，并用英語作簡要描述。在學生了解了課文大意后，穿插第二輪競賽：看錄像片段，回答問題。一段配有英文解說詞的錄像展示了藏羚羊生活的溫馨場面及慘遭殺戮的血腥場面。學生在受到視覺沖擊后肯定有很多話想表白，于是筆者設計了以下兩道題供搶答：1.WhydidMiludeerdisappearinChina?2.WhowashuntingandkillingtheTibetanantelopes?等學生對課文的信息有了全面的理解后，進入第三輪競賽：設計公益廣告。學生以四人小組為單位，設計一則保護動物、保護環(huán)境的公益廣告，并要求用英語解說作品創(chuàng)意。最后，評選最佳廣告設計。這些新穎有趣的課堂活動從學生的興趣出發(fā)，充分調動了學生的積極性，給學生留下了深刻的印象，達成了很好的教學效果。二、駕馭教材，設計貼近學生生活的教學任務羅杰斯認為，如果要使學生全身心地投入學習活動，那么就必須讓學生面臨對他們個人有意義或有關的問題。然而，受客觀條件的限制，教材的內容很難完全貼近所有學生的生活實際，這就需要教師以教材為基礎，創(chuàng)設貼近學生生活實際的教學任務，從而使學生能夠“學生活中的英語，在英語中學生活”。筆者在教學SEFCBook2AUnit9SavingtheEarth時，設計了以下一些貼近當地學生生活的任務。1.讓學生對教師拍攝于附近的有關環(huán)境污染題材的照片加注英語注釋。2.讓學生暢談美好的自然環(huán)境對人類的好處。3.述說自己曾經做過的有害于環(huán)境的事情。4.根據實際，以四人小組為單位，排演一則反映污染環(huán)境的小品。5.提供保護環(huán)境的錦囊妙計。6.從自己的生活出發(fā)，設計一張精美的經過電腦排版的報紙或手抄報，報中必須有一篇自己原創(chuàng)的關于環(huán)保的作文。這些貼近學生生活、學習經歷和社會實際的任務不僅鼓勵學生去關心周邊的生活，也培養(yǎng)了學生對英語學習的興趣。新課程是一種實踐性課程，突顯“以人為本”，注重引導學生關注生活。新課程本身就應該被看做是生活的一部分，教師應放開手腳，讓學生大膽去嘗試，去體驗，去探索，從而學到最生活化的英語。三、授人以漁，引領學生學會自主學習新課程強調學習是學習者主觀能動的結果，只有學習者清晰地意識到自己的學習目標，并為了實現(xiàn)自己的學習目的去努力，學習才可能會成功。所以我們的教學不能僅僅停留在知識的傳授上，而應該教會學生如何主動地學習，如何自主地去探索知識，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，如何變學習過程為探索創(chuàng)新的過程。因此，我們應該給學生布置一定的自主學習的任務。比如，要求學生做好預習工作：收集與課文內容相關的資料，猜測每個生詞的意思，查詞典了解生詞的用法，跟磁帶有感情地朗讀課文并標注語調，掌握課文大意等等，為學生的自主學習打好基礎。另外，針對學生在閱讀理解、完形填空等考試題型中容易失分的情況，可以輔導學生以四人小組為單位，收集有價值的閱讀材料并設計成閱讀理解或完形填空題，經由老師和全班同學一起測試后，公正地評定出最佳試題。當然，這個任務并不輕松，需要學生積極思考，設計出難度適宜的問題及具有干擾性的選項，但這絲毫不影響他們的學習熱情。實踐表明，這個形式的學習可以充分調動學生自主學習的積極性，引導學生自主探索和學習，增強解題能力，同時還能使學生在不知不覺中變被英語牽著鼻子走為主動地獲取英語知識，使他們真正成為英語試卷的主人、英語學習的主人。四、融洽關系，構建動感和諧課堂情感等非智力因素是影響學生學習進程的重要因素。通常，師道總是和尊嚴聯(lián)系在一起。常言道：一日為師，終身為父。但在英語課堂上這種嚴父孝子的師生關系只會拉開師生之間的距離，從而導致出現(xiàn)學生因為怕犯錯而不敢發(fā)言、因為被老師否定而一蹶不振、因為怕老師而怕學英語的這種我們不愿看到的局面。如果，師生關系從貓鼠關系轉化成良師益友的關系，那將別有洞天。比如，筆者經常利用正式講課前的時間，采用英語聊天的形式，和學生拉近距離。如果有些學生不習慣用英語交流，教師可以很隨意地起個頭，如：“Doyouhavemuchhomeworktoday?”“HowdoyoulikeZhouJielun?”“Ilikethebookwhichyouarereadingverymuch.Doyoulikeit?”“DoyoulikeeatingKFC?”等等。師生間可以無拘無束、敞開心扉地談談彼此的心里話，談談彼此的煩惱、快樂、無奈等等。這種談話比課堂上的各種互動更具開放性、隨意性，令人覺得輕松愉悅。有些學生甚至還會用英語向筆者暗示自己的一些不滿，這個時候我們若借英語這門語言，以設身處地的方式加以開導，那將會起到意想不到的效果：原來還是一張烏云密布的臉，剎那間就陽光燦爛了。而且在點點滴滴的交談中，學生不知不覺把筆者當成是可以傾訴的知音了。這樣的溫馨和諧自然而然會一直伴隨整個課堂。師生間一旦心靈相通，還有什么關系難以處理？還有什么目標不能完成呢？用以生為本的思想為指導，構建起民主、尊重、信任、合作的師生關系，創(chuàng)建一個撒滿和諧音符的動態(tài)課堂，必然極大地提高課堂效率，提升學生的成績。五、因材施教，促進各層面學生進步對于英語水平不一的整個班級學生，我們不能把所有學生都放在同一個起跑線上，以同一個尺度來要求不同的學生。而應該進行分層教學，在共同的教學目標下根據個體的差異，提出不同的要求，采用不同的教學方法，使每個學生的潛能在教師的培養(yǎng)下都得到充分的發(fā)展。首先，我們可以按學習能力把學生分成三個層次。然后，每個層次的負責人于每個周末反饋給教師該層學生的學習情況，并且附上這層學生學習過程中特別的要求、特別的困難或在哪些方面需要教師特別的輔導、督促等等。接著，教師在課堂提問、課堂評價、作業(yè)布置、教學評價、階段測試、個體輔導等方面從學生的實際出發(fā)，采用分層策略，讓學生“能跑則跑，能走則走”。這樣的教學使優(yōu)等生有學頭，中等生有勁頭，學困生有奔頭，每個學生都能在自己的層面上取得長足的進步，從而帶動整個班級在動態(tài)平衡中向前健康地發(fā)展。教育的本質是育人，為人的終身發(fā)展奠定基礎，教育不是制造“考試機器”?！耙陨鸀楸尽笔沁@個時代對教育提出的新要求，是新課程竭力推崇的新理念。現(xiàn)代教育理論認為：教育的真正意義在于發(fā)現(xiàn)人的價值，發(fā)揮人的潛力，發(fā)展人的個性。一位名人曾把教師比喻成根雕藝術家，因為在根雕藝術家眼中，每一根木頭都有自己的特點，都可以去雕琢、去塑造，都能挖掘出它的藝術價值。教師面對的是有血有肉、富有情感的人，更應該以生為本，在課堂上最大限度地挖掘學生的潛能，提高課堂效率?！鲋行W家校合作對學生、家庭和學校的發(fā)展都有著非常重要的意義，是教育自身發(fā)展的應有之義，應該得到教育工作者的高度重視。當前我國各級各類中小學校在不同程度上都開展了一些家校合作的活動，但是仍然存在著一些問題，只有分析和解決這些問題，才可以提高家校合作的教學水平。一、農村中小學家校合作的現(xiàn)狀和問題1.家校缺少聯(lián)系教育處于被動家長和教師都深知家校合作的重要性，但卻缺少實際聯(lián)系，缺乏真誠交流。教師一般都要等到學生成績嚴重下降或者違反紀律時，才會和家長進行溝通交流，家長一般在學生有事需要請假時，才會主動和教師聯(lián)系，家長和教師沒有及時的對學生的學習和生活情況進行溝通。一些農村家長由于自身的文化程度較低，對學生缺乏教育上的指導，不積極參加學校組織的教育活動。所以導致不能及時的解決學生存在的問題，教育處于被動。2.家庭溺愛學生“嚴師”不能發(fā)揮作用由于計劃生育政策的實施，現(xiàn)在大部分家長把所有的愛都傾注在孩子身上，不希望教師批評自己的孩子，不愿意教師給學生留太多的作業(yè)。這就給教師出了難題，常言道“嚴師出高徒”，中小學生的自制力有限，身心還未發(fā)展成熟，需要有嚴師管教著引導著，才有可能成為國家棟梁，而家長的過分溺愛會讓“嚴師”不能很好的發(fā)揮作用，這是當前很多中國家庭在教育上出現(xiàn)的一大問題。3.過于看重成績不利學生成長在當前教育模式下，學生的學習成績是家校最關注的部分。過分的調成績會使低分學生自我否定，喪失信心，被教師邊緣化。分數確實重要，但是過分關注學習成績，對于學生的成長是百害而無一利的，成績優(yōu)先的想法會讓中小學生感受到來自學校和家長的壓力，過分的強調成績可能會使低分的學生自我否定，喪失信心，在這種環(huán)境下學習的學生也容易產生學習成績高于一切的錯誤心理。4.學生沉迷于網絡嚴重影響了學習當前越來越多的中小學生接觸到手機、電腦這些電子產品，如果能好好利用，會有利于他們獲取知識，提高學習效率，但是有的學生不動腦子，用作業(yè)幫直接搜索答案，甚至沉迷于游戲，追劇等不能自拔，嚴重影響了學習，不利于學生養(yǎng)成獨立思考解決問題的良好的學習習慣。而且學生還缺少戶外運動，不利于學生的身心健康，給家校合作也帶來了嚴峻的考驗。二、農村中小學家校合作的應對策略1.對家長進行全新的定位，明確家長的責任。家長是家校聯(lián)系的主要紐帶，家長要對自己進行全新的定位，規(guī)范家長要對學生負的責任。學生的在校情況，由教師向家長進行傳達，讓家長全面的了解學生的在校情況，及時掌握學生的生理和心理變化，家長要依據教師提供的信息，改變引導方式，尊重孩子，平等的和孩子進行溝通和交流，和教師共同肩負起培養(yǎng)學生的責任，促進學生全面健康的發(fā)展。2.家長需要加強自身修養(yǎng)，成為教學的輔助者。家長要通過各種途徑學習教育知識，了解孩子的身心發(fā)展規(guī)律，支持“嚴師”按照教育規(guī)律結合學生的實際情況，運用適當的教學方法進行合理有效的教學，成為教師教學的輔助者，起一個推動作用，讓家庭成為學生學習的有利因素。而不是一味的“溺愛”孩子，避免與教育規(guī)律發(fā)生相沖突的事件，阻礙學生的發(fā)展。特別是當前農村，留守兒童較多，多數跟隨爺爺奶奶生活，這一點顯得尤其重要。3.家校聯(lián)手，因材施教，促進學生全面發(fā)展。學生的學習成績固然重要，但不能把成績作為衡量一個學生的好壞的標準。對于學習有困難的學生，學校要鼓勵他們樹立“天生我材必有用”的信心，多組織一些有意義的活動，發(fā)現(xiàn)并挖掘學生愛好與特長。家長也要及時鼓勵學生，而不是扯后腿，讓學生健康快樂地成長。學校教師要通過各種有效方式，定期與不定期地和家長進行溝通，反饋學生在學校的情況。反之亦然。學生在家校遇到了任何問題，教師和家長都要及時進行交流，共同探討問題產生的原因，尋求解決問題的方法。教師與家長溝通交流時要秉承真誠尊重的態(tài)度，以促進學生的全面發(fā)展為出發(fā)點和歸宿，達到“家校共育”的目的。4.雙管齊下，讓孩子遠離網絡侵害。首先家長自己應作出榜樣，不要在學生面前眼不離手機，有不文明上網行為。另外，家長要嚴格限制孩子上網時間，多多陪伴孩子出去游玩放松心情。學校要加強這方面的教育，及時引導學生健康上網，文明上網，遠離網絡侵害。家庭和學校做到密切聯(lián)系，及時交流學生的學習情況，雙管齊下，讓孩子遠離網絡侵害，促進學生健康發(fā)展。如果好好的利用家校合作可以促進學生的身心發(fā)展，如果利用不好的話，也就流于形式了，對學生起不到任何促進作用。學校要深化家校合作的理論研究，加強家校合作主體的教育，優(yōu)化價值觀念，拓寬家校合作的渠道，促進深度合作，共同推動學生的全面發(fā)展?！咀顑?yōu)化錢園氣法內容概要■優(yōu)化模型簡介優(yōu)化模型分類優(yōu)化算法及其分類Matlab優(yōu)化工具箱現(xiàn)代智能優(yōu)化算法優(yōu)化模型簡介—概念、基本形式什么是優(yōu)化?就是從各種方案中選取一個最好的。從數學角度看,優(yōu)化理論就是研究如何在狀態(tài)空間中尋找到全局最優(yōu)點。般的優(yōu)化具有下面形式ming(x)≥0,x∈D其中x1,x2…,x1∈9(即問題的可行域,代表問題參數的選擇范圍),即min∫(X),其中X∈Ω(矢量形式)。八x)是決策問題的數學模型也是決策問題的目標函數,g(x)≥0是決策問題的約束條件,X是決策問題的決策變量,D是決策問題的定義域(可行域)。問題歸結為求極值。極值點非常多,需要找到全局最小點求問題的最大和最小是同一個問題,算法完全一樣分布模型的參數估計問題是典型的優(yōu)化問題,最大似然估計模型是典型的優(yōu)化模型優(yōu)化模型分類根據是否存在約束條件有約束模型,無約束模型注:有約束問題通常采用轉換方法將有約束模型轉換為無約束模型再求解。2根據目標函數和約束條件表達式的性質線性規(guī)劃,非線性規(guī)劃,二次規(guī)劃,多目標規(guī)劃等注:最常見的優(yōu)化模型為非線性規(guī)劃模型。3根據決策變量的連續(xù)性連續(xù)性優(yōu)化模型,離散性優(yōu)化模型(典型的組合優(yōu)化問題,最短路)注:兩類模型在求解方法上有較大不同,本次講解針對前一種。優(yōu)化算法及其分類什么是優(yōu)化算法?專門用于求解優(yōu)化模型的方法叫做優(yōu)化算法,優(yōu)化算法與優(yōu)化模型有本質區(qū)別優(yōu)化算法可分為兩大類梯度類算法牛頓法、二分法、共軛梯度法、梯度下降法、單純形法等,該類算法也稱為局部優(yōu)化算法,明顯缺陷是局部優(yōu)化。Matlab優(yōu)化工具箱多用該類算法2非梯度類算法(1)遍歷搜索法,在組合優(yōu)化中稱為窮舉法,計算量大,適用于小規(guī)模計算求解(2)隨機搜索法,包括遺傳算法、模擬退火算法、群類算法、禁忌搜索法等又稱為現(xiàn)代優(yōu)化算法,是一類全局最優(yōu)算法,求解的準確性與時間長度、迭代次數直接相關MATLAB優(yōu)化工具箱常用的優(yōu)化功能函數求解線性規(guī)劃問題的主要函數是linprog求解二次規(guī)劃問題的主要函數是quadprog求解無約束非線性規(guī)劃問題的主要函數是fminbnd、fminunc和fminsearch。求解約束非線性規(guī)劃問題的函數是fmincon多目標優(yōu)化問題的MATLAB函數有fgoalattain和mInimax優(yōu)化求解一般步驟針對具體工程問題建立優(yōu)化設計的數學模型建立目標函數文件minf(x1,x2…x)不等式約束條件st.g(x)≤0表示成g(X)≤0的建立約束函數文件形式建立調用優(yōu)化工具函數的M文件或命令文件運行優(yōu)化工具函數的M文件或命令文件求解無約束