馬爾科夫鏈蒙特卡羅方法的應(yīng)用教學(xué)課件

馬爾科夫鏈蒙特卡羅方法的應(yīng)用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。馬爾科夫鏈蒙特卡羅方法的應(yīng)用馬爾科夫鏈蒙特卡羅方法的應(yīng)用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。馬爾科夫鏈蒙特卡羅方法的應(yīng)用●理論●理論模型●軟件介紹●實證分析孔文法吳靜恰趙晨庫陳志明Vaudonon.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2004-2017AsposePtyL理論●馬爾科夫鏈模擬●吉布斯抽樣●貝葉斯推斷●其他算法孔文濤Vaudonon.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2004-2017AsposePtyL課堂是教學(xué)的主要場所。初中語文教學(xué)要求老師必須充分利用課堂，適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生，運用多元化、創(chuàng)新的教學(xué)方法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、好奇心和求知欲，使其真正參與到課堂教學(xué)中，體會到語文的樂趣。教師通過創(chuàng)新的教學(xué)方法，可以營造出輕松、活躍的課堂氛圍，使學(xué)生融入課文情境，從而提高課堂效率。1視頻演示法――課本內(nèi)容具體化語文的語言是非常生動、形象、傳神的，所以在進行語文學(xué)習(xí)時，必須要靈活、靈動。學(xué)生如果只是單純依靠記憶去機械地學(xué)習(xí)，是不可能體會到語言的優(yōu)美，感受到語文的樂趣，進入語文的意境中去的。例如，為了避免作文教學(xué)的枯燥無味、言之無物、情感空乏，可以在課堂上播放一些相關(guān)的視頻材料。學(xué)生能夠在播放的相關(guān)視頻材料中形成直觀感受，感悟生動形象的語文知識，進而形成自己獨特的語文體驗。通過有聲有色的視頻材料，將課本上的語文生動形象地擺放到學(xué)生面前。再如：文本教學(xué)，下面通過七年級上冊《三峽》這篇文章來談?wù)勔曨l材料在語文教學(xué)中的重要作用。如果教師單純通過課本對這篇文章進行講述，那么會讓學(xué)生感到很乏味。但是將三峽的一些視頻材料放到課堂上，利用多媒體進行輔助教學(xué)，讓學(xué)生結(jié)合課本觀看視頻材料，那么學(xué)生會對三峽會有一個初步的了解。在語文教學(xué)中，很多課文都能通過視頻輔助進行教學(xué)，例如，人物篇、風(fēng)景篇等。通過視頻的演示，會使課本內(nèi)容具體化，會讓課堂豐富多彩，充滿樂趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實現(xiàn)課堂教學(xué)效益的最大化。2游戲活躍法――課堂學(xué)習(xí)趣味化初中生的視野比較開闊，思維比較活躍，但還沒有完全擺脫天真、幼稚的本性。結(jié)合這一年齡特征，教師可以在教學(xué)中改變一些方法，例如，根據(jù)課堂的內(nèi)容設(shè)置一些游戲活動，這樣的方式不僅能夠豐富課堂內(nèi)容，也能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)語文的積極性，調(diào)動學(xué)生的思維。所以，在課堂上安排一些合理的游戲活動，對提高語文的課堂教學(xué)效率意義非凡。下面通過具體的文章進行分析：教師在組織七年級下冊第四單元的教學(xué)時，課堂上可以通過開設(shè)游戲的形式對其進行講解，讓全體學(xué)生都能參加到游戲中來，增強課堂教學(xué)的趣味性。例如，教師可以開設(shè)動物接龍形式的游戲，組織學(xué)生進行動物名字的接龍，但是所接的動物名字不能涉及本單元所有課文中出現(xiàn)的名字，如果在游戲時，有的學(xué)生出現(xiàn)錯誤，其他人可以對其進行適當(dāng)?shù)膽土P。課堂上運用游戲進行輔助教學(xué)，可以使課堂充滿樂趣，學(xué)生更有情趣在課堂上學(xué)習(xí)。但要求教師事先要做好大量的準(zhǔn)備工作，要求具有一定的教學(xué)機智和課堂組織的把控能力，運用有度，適時調(diào)控，不能讓學(xué)生一直處于游戲狀態(tài)，也要在關(guān)鍵時候能專心學(xué)習(xí)。3角色投入法――課本人物形象化在語文課堂教學(xué)中，教師可以對將要講述的文章中的角色進行合理的扮演，把某個人物形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前，這樣的方法就是角色投入法。學(xué)生在初讀課文的基礎(chǔ)上，能夠?qū)ξ恼轮械娜宋镉幸粋€初步的了解，然后再讓其扮演人物進行表演，通過課堂上人物形象的再現(xiàn)能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心，有助于學(xué)生對文本的理解，對人物形象的把握。角色投入法對于小說單元的教學(xué)有著很大的意義。下面以九年級上冊《我的叔叔于勒》為例進行分析，概述角色投入法對語文教學(xué)的重大意義。教師可以提前讓學(xué)生對菲利普夫婦、“我”以及于勒這些人物進行分析，初步了解其性格特點，然后在課堂教學(xué)時組織學(xué)生進行分角色表演，再讓學(xué)生自我總結(jié)，其他學(xué)生評價。通過這樣的活動，可以瞬間把課堂氛圍提升一個高度，順利地把要講述的內(nèi)容牽引出來，在輕松的氛圍中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。4學(xué)生授課法――增加課堂的親切感在課堂教學(xué)中，學(xué)生一直占據(jù)著主體的地位，這也是新課標(biāo)的重點要求之一。因此，在初中語文教學(xué)中，教師應(yīng)該以學(xué)生為主，適當(dāng)改變自身的角色，讓學(xué)生在課堂上發(fā)揮主要作用。在初中階段，學(xué)生對事物的認(rèn)知還存在著很大的缺陷，能力有限，但是這不影響讓他們做語文課堂的主人，讓學(xué)生扮演教師，通過自己的努力對其他人進行一些簡單的語文教學(xué)。這樣不僅能夠使學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中有著很強的親切感，也能讓學(xué)生積累經(jīng)驗。需要注意的是，初中生的語文知識還是非常薄弱的，教師對學(xué)生講述的課文要盡量選擇一些比較容易的文章，讓學(xué)生能夠?qū)ζ溥M行準(zhǔn)備，更好地發(fā)揮講課的效果。學(xué)生扮演教師在講解課文時，教師也要當(dāng)好“學(xué)生”，在學(xué)生所扮演的“教師”進行講課的時候能夠適當(dāng)進行一些質(zhì)疑，既考驗了“教師”，又讓自己放好樣子，做課堂的參與者，而不僅僅是“聽眾”“觀眾”，使課堂效果更加明顯。這種教學(xué)方法不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的能力，也能豐富課堂教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。總而言之，傳統(tǒng)的教學(xué)觀念和教學(xué)方法是無法使初中語文教學(xué)取得理想教學(xué)效果的，廣大教師應(yīng)順應(yīng)教學(xué)改革的趨勢，對教學(xué)方法做出適當(dāng)?shù)母倪M和創(chuàng)新，通過視頻演示法、游戲活躍法、角色投入法、學(xué)生授課法等方法吸引學(xué)生的注意力，使其真正融入課堂，積極、主動地參與課堂活動，寓學(xué)于樂，在快樂中收獲知識，學(xué)生在享受語文課堂的同時也提高了語文素養(yǎng)。隨著新課程改革的實施，教師的教學(xué)行為和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生了巨大的變化。教師尊重學(xué)生的個體差異，注重培養(yǎng)學(xué)生的自尊心和自信心，學(xué)生的主體地位得到了充分的發(fā)揮。我們深深地感受到大部分學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣更濃了，解題的思路更活躍了。同時由于新課程中增加了一些新的較難的內(nèi)容，數(shù)學(xué)題目由于強調(diào)與生活的聯(lián)系及開放性，課堂教學(xué)由于關(guān)注學(xué)生的自主探究性等原因，加劇了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的兩極分化現(xiàn)象，無論是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣還是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力，原本在初中才有的現(xiàn)象，現(xiàn)在在小學(xué)階段已經(jīng)普遍存在，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有障礙的學(xué)生正在急速擴大，這使許多教師感到擔(dān)憂。本文針對小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中兩極分化產(chǎn)生的原因及解決策略進行探討。一、造成農(nóng)村小學(xué)生數(shù)學(xué)成績兩極分化的原因（一）教材方面。新課程教材的編排雖然都是圍繞學(xué)生的實際起點出發(fā)的，可新課程每一學(xué)段的教材知識跨度較大，獨立性強，對于成績好的學(xué)生來說，他們能夠適應(yīng)，但對于基礎(chǔ)差的學(xué)生，需要一段適應(yīng)期。因為他們不會主動去探究，所以就拉開了差距。另外，新教材的教學(xué)難度升高，導(dǎo)致部分學(xué)生缺少成功體驗，對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)逐漸失去信心和興趣。（二）教師方面。新教材給教師的發(fā)展空間大，挑戰(zhàn)也就大了，老師要花時間去精心預(yù)設(shè)，又要學(xué)習(xí)新理論，研究新教法，努力應(yīng)對課堂生成，無暇顧及學(xué)困生。部分農(nóng)村數(shù)學(xué)教師由于年齡偏大，不注重營造活躍的教學(xué)氣氛，方法單一，過程枯燥，致使學(xué)生興致索然，收效甚微，部分學(xué)生由此出現(xiàn)厭學(xué)情緒，從而導(dǎo)致數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不可避免地落后于其他學(xué)生。興趣、信心和恒心在小學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中起著重要的作用，而在農(nóng)村小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)活動中，教師往往重視智力因素的作用，忽視學(xué)生非智力因素的影響，忽視小學(xué)生的情感體驗，這樣著力點的不平衡也是產(chǎn)生兩極分化的原因。（三）社會環(huán)境及學(xué)生的自身原因。隨著物質(zhì)生活條件的提高，很多家庭都有電視、電腦，甚至有的小學(xué)生還配了手機，這些東西成了不少學(xué)生心目中的好朋友，他們被好看的電視劇、好玩的網(wǎng)絡(luò)游戲所吸引，而最終導(dǎo)致他們忘了學(xué)習(xí)，連作業(yè)都不做，而數(shù)學(xué)本身需要學(xué)生多想和多做。這樣長時間積累，很多學(xué)生成績就下降了。學(xué)生接受知識有快有慢。一般學(xué)得好的學(xué)生一節(jié)課下來教師講的知識就已經(jīng)會了七、八成，而學(xué)困生很可能還在暈頭轉(zhuǎn)向，不知所措。日復(fù)一日，優(yōu)秀的學(xué)生擁有的是知識，而學(xué)困生擁有的卻是一堆問題，分化因此生成。一般學(xué)得好的學(xué)生對數(shù)學(xué)課充滿了熱情，在課堂上積極表現(xiàn)自己的才能，在他們看來，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)是一種快樂，一種享受。而學(xué)得不好的學(xué)生往往是一種厭煩的心理，聽不進教師的講解。這樣，只要幾節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容沒有消化吸收、沒有掌握透徹，后面的學(xué)習(xí)就會一落千丈。另外，農(nóng)村家長漠視孩子學(xué)習(xí)的態(tài)度致使學(xué)生輕視學(xué)習(xí)，也是導(dǎo)致學(xué)生成績兩極分化的重要原因。二、解決農(nóng)村小學(xué)數(shù)學(xué)成績兩極分化的教學(xué)策略（一）聯(lián)系學(xué)生實際，創(chuàng)造性地使用教材。教師要努力讓數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的素材盡量來源于自然、社會與科學(xué)中的現(xiàn)象和問題，有一定數(shù)學(xué)價值，讓孩子們親近數(shù)學(xué)、了解數(shù)學(xué)、從而喜歡數(shù)學(xué)。例如：在統(tǒng)計圖表的教學(xué)中，題材可以是班級的事物，也可以是電視、報刊上所介紹的與他們自身的生活密切相關(guān)的事物。教師在教學(xué)中要盡可能根據(jù)學(xué)生的身心發(fā)展特點、興趣愛好和認(rèn)知特征，把那些枯燥、乏味的例題，利用多媒體選擇適當(dāng)?shù)目ㄍ?、漫畫、圖片、文字等來表達，培養(yǎng)呵護學(xué)生熱愛學(xué)習(xí)的積極情感。（二）和諧師生關(guān)系，塑造學(xué)生心靈，情感感化學(xué)生。學(xué)生對某學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)情感密不可分，他們往往不是從理性上認(rèn)為該學(xué)科重要而去學(xué)好它，而是很大程度上取決于對科任教師的喜惡程度，喜歡這個老師就會喜歡上他的課、認(rèn)真地上好他的課，反之則不然。因此，教師不僅要愛成績好的學(xué)生，更應(yīng)偏愛成績差的學(xué)生。常常有意識地表揚他們，發(fā)現(xiàn)他們的閃光點，使他們體會到學(xué)習(xí)上的成功，同時還要與他們多接觸，加強情感的交流，用愛心去感動他們。（三）培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，教會學(xué)習(xí)方法興趣是推動學(xué)生學(xué)習(xí)的動力，學(xué)生如果能在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生興趣，就會形成求知欲，就能主動積極地學(xué)習(xí)。興趣是最好的老師，教師可以讓學(xué)生積極參加教學(xué)活動，給那些學(xué)困生一些體驗成功愉悅的機會；也可以創(chuàng)設(shè)一個適度的學(xué)習(xí)競賽環(huán)境（設(shè)計一些不同層次的題目）在課堂上多關(guān)注成績中下的學(xué)生，多一些鼓勵的評價，提高學(xué)生的課堂參與度。（四）發(fā)現(xiàn)并注意培養(yǎng)潛在的優(yōu)生。小學(xué)生的思維處于發(fā)展階段，可塑性強，有些學(xué)生往往因為學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)習(xí)慣等因素影響學(xué)習(xí)成績。實際有些中等學(xué)生很有發(fā)展?jié)摿?，一時看不準(zhǔn)；也許升到初中以后會出現(xiàn)一次“飛躍”。如果我們在小學(xué)階段不注意這一點，也許會影響他們今后的發(fā)展。當(dāng)學(xué)生升到四年級時，我就把優(yōu)生和部分有潛力的中等生編成數(shù)學(xué)課外活動小組，每天解一道思考題，每周開展一次課外活動，聽數(shù)學(xué)家的故事或數(shù)學(xué)知識講座，交流解題經(jīng)驗，寫數(shù)學(xué)小論文等，培養(yǎng)了一批“小數(shù)學(xué)迷”。有些升入中學(xué)后有突出表現(xiàn)。解決“農(nóng)村小學(xué)生數(shù)學(xué)成績兩極分化現(xiàn)象”的問題，需要一個艱辛而漫長的過程。只要我們多付出一點愛，讓他們找到一點點溫暖，他們就會像春天的柳枝一樣，發(fā)芽、開花、茁壯成長。只要我們多下點功夫，找出他們存在的問題，把問題解決，學(xué)困生在很大程度上就會變成優(yōu)秀學(xué)生，“兩極分化”就會消除，農(nóng)村的孩子就會早日實現(xiàn)知識的“共同富?！?。馬爾科夫鏈蒙特卡羅方法的應(yīng)用●理論●理論模型●軟件介紹●實證分析孔文法吳靜恰趙晨庫陳志明Vaudonon.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2004-2017AsposePtyL理論●馬爾科夫鏈模擬●吉布斯抽樣●貝葉斯推斷●其他算法孔文濤Vaudonon.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2004-2017AsposePtyL回顧一—一馬爾科夫過程對于一個屬于空間的隨機過程XJ給定X的值,如果X(h>1)的值不依賴于X,(s<t)的取值,那么稱過程(X,}是一個馬爾科夫過程。它的條件分布函數(shù)滿足P(XhIXs,sst=p(X,X,,h>t如果X}是一個離散時間的隨機過程,則上式變?yōu)镻(XhIX,,,,,X,,=P(X,IX,,h>t令A(yù)表示⊙的子集,則函數(shù)POO,h,,,A)=P(XEAlX,=0),h>t稱為馬爾科夫過程的轉(zhuǎn)移概率函數(shù)。Vaudonon.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2004-2017AsposePtyL馬爾科夫鏈模擬及MCMC方法」馬爾科夫鏈模擬的思想是在⊙上模擬一個馬爾科夫過程,使它收斂于平穩(wěn)轉(zhuǎn)移分布P(O|X)。這個分布可以用于考慮參數(shù)向量為O和數(shù)據(jù)為X的推斷問題。馬爾科夫鏈模擬的關(guān)鍵是構(gòu)造一個具有指定的平穩(wěn)轉(zhuǎn)移分布P(OX的馬爾科夫過程,并且充分長地運行這個模擬,使得過程當(dāng)前值的分布與平穩(wěn)轉(zhuǎn)移分布足夠接近。利用馬爾科夫鏈模擬來得到分布P(O|X)的方法稱為MCMC方法。Vaudonon.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2004-2017AsposePtyL馬爾科夫鏈模擬及MCMC方法MCMC方法的基本思想是:建立一個馬爾科夫鏈對未知變量θ進行模擬,當(dāng)鏈達到穩(wěn)態(tài)分布時即得所求的后驗分布。隨機點來自于分布P(O|X),不同的抽樣方法導(dǎo)致了不同的MCMC方法,如Metropolis-Hastings方法、Gibs抽樣方法以及各種復(fù)合方法等。Vaudonon.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2004-2017AsposePtyL馬爾科夫鏈模擬及MCMC方法口轉(zhuǎn)移概率矩陣的定義?？诙x:對于一個馬爾可夫鏈5n:n=12,3……},稱由狀態(tài)經(jīng)過m步轉(zhuǎn)移到狀態(tài)j的轉(zhuǎn)移概率Pn(m)為元素,組成的矩陣為轉(zhuǎn)移概率矩陣,用P(m)=(p2(m)表示。日當(dāng)m=1時的轉(zhuǎn)移概率矩陣為P)=(p(1),就是一步轉(zhuǎn)移概率矩陣,將其簡記為P=(2),簡稱為轉(zhuǎn)移矩陣。Vaudonon.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2004-2017AsposePtyL馬爾科夫鏈模擬及MCMC方法口考慮“缺失值”的問題?？贒empster,Laird和Rubn(1977)提出EM算法來解決數(shù)據(jù)分析時“缺失值”的問題M步:如果缺失值是可以得到的,能夠利用完全數(shù)據(jù)分析的方法來建立一個波動率模型。E步:給定可以利用的數(shù)據(jù)及擬合的模型,能夠推導(dǎo)出缺失值的統(tǒng)計分布Vaudonon.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2004-2017AsposePtyL馬爾科夫鏈模擬及MCMC方法口Tanner和Wong(1987)以兩種方式擴展了EM算法首先:引進迭代模擬的思想—一從條件分布中抽取一個隨機數(shù)來代替缺失值第二:利用數(shù)據(jù)擴張的概念擴展了EM算法的1應(yīng)用——一在研究的問題中加入一個輔助變量Vaudonon.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientPro