模擬退火算法和遺傳算法教學課件

模擬退火算法和遺傳算法31、園日涉以成趣，門雖設(shè)而常關(guān)。32、鼓腹無所思。朝起暮歸眠。33、傾壺絕余瀝，窺灶不見煙。34、春秋滿四澤，夏云多奇峰，秋月?lián)P明輝，冬嶺秀孤松。35、丈夫志四海，我愿不知老。模擬退火算法和遺傳算法模擬退火算法和遺傳算法31、園日涉以成趣，門雖設(shè)而常關(guān)。32、鼓腹無所思。朝起暮歸眠。33、傾壺絕余瀝，窺灶不見煙。34、春秋滿四澤，夏云多奇峰，秋月?lián)P明輝，冬嶺秀孤松。35、丈夫志四海，我愿不知老。找退火算法模型物理退火過程算法的提出模擬退火算法最早的思想由Metropolis等(1953)提出,1983年Kirkpatrick等將其應(yīng)用于組合優(yōu)化。算法的目的解決NP復(fù)雜性問題;克服優(yōu)化過程陷入局部極小克服初值依賴性。找退火算法模型物理退火過程物理退火過程什么是退火退火是指將固體加熱到足夠高的溫度哪使分子星隨機排列狀態(tài),然后逐步降溫使冷卻以低能狀態(tài)排列,達到某種穩(wěn)定狀態(tài)所謂學困生是指那些智力正常而學習成績低下，在學習過程中表現(xiàn)出上課不專心聽講、精力不集中、反應(yīng)遲鈍、學習能力差、經(jīng)常抄襲作業(yè)、考試不及格、學習無興趣、學習沒有積極性等學習困難的學生。在目前的農(nóng)村初中里面，這類學生所占的比例很大，而數(shù)學學困生在數(shù)量上又遠遠多于其他學科，給教師特別是數(shù)學教師的教學工作造成了很多難題。因此，關(guān)注學困生，研究他們的特點及其形成的原因，并找出相應(yīng)的對策促進他們健康成長，具有極其重要的現(xiàn)實意義和價值。1產(chǎn)生數(shù)學學困生的內(nèi)在因素1.1學習基礎(chǔ)差許多數(shù)學學困生，主要是初中入學時學習基礎(chǔ)差、底子薄，一些基本概念、公式都沒記住，當然就談不上知識的靈活運用，進而掌握解題技巧了。1.2行為習慣不當學困生大多紀律觀念較差，課堂上不是與別的同學講話，就是底下玩手機，或者昏昏大睡，學習敷衍了事；不愿動腦筋去思考，不愿與同學、老師、家長交流，害怕老師提問，害怕家長過問學習情況；沒有毅力，自制力差，一遇到困難就畏縮不前，不敢去拼搏；學習態(tài)度不端正，我行我素，課堂上不服從老師管理。1.3心理情緒低落由于學困生在學習過程中經(jīng)常處在后位，課堂上教師害怕浪費時間很少叫他們發(fā)言，合作學習又常常是優(yōu)等生掌握操作話語權(quán)，學困生得不到重視，處于被批評、被歧視的地位，很少受到表揚，進而產(chǎn)生破罐破摔的思想，對數(shù)學缺乏應(yīng)有興趣，導(dǎo)致求知欲低，情緒低落。2形成數(shù)學學困生的外部因素學生的教育必須是家庭、學校、社會三位一體，其中哪一方面不到位，都會在學生教育中出現(xiàn)問題。2.1家庭因素造成學生成為學困生家庭是主要原因：有些家庭過分溺愛孩子，家長一切包辦，使自己孩子養(yǎng)成懶惰、自私、蠻橫的惡習，沒有吃苦耐勞，助人為樂的意識，對學習失去信心；有些家長年在外務(wù)工，對孩子的學習極少過問也是產(chǎn)生學困生的最重原因。2.2學校因素學校為了應(yīng)付中考往往將管理重心偏向于優(yōu)等生，從而忽視對學困生的管理。在教學過程中，教師教法單一乏味，不注重因材施教，不注意培養(yǎng)學生樹立信心，不進行學法指導(dǎo)，對學困生沒有用寬闊的胸襟去包容，甚至有時諷刺挖苦、體罰學生。嚴重傷害了學困生的學習積極性和自尊心。2.3社會因素目前社會出現(xiàn)新的讀書無用論思潮，很多家長自己長年在外務(wù)工，感覺謀職、賺錢不是特別困難，因此無心供學。同時，看見自己身邊同學輟學外出務(wù)工，學生也無意苦學，這些都是造成學困生的重要原因。3農(nóng)村初中數(shù)學學困生轉(zhuǎn)化措施對于農(nóng)村初中數(shù)學學困生的轉(zhuǎn)化需要學生自己、教師、家庭與社會的共同配合。3.1培養(yǎng)師生良好情感是轉(zhuǎn)化的突破口教師應(yīng)千方百計地從學困生身上找長處，并進行表揚，鼓勵；通過走近學生生活關(guān)心他們，走進學生心里了解他們，用無私的愛感化他們，讓他們?yōu)榍樗?，從而點燃學生學習數(shù)學的熱情。3.2培養(yǎng)學困生學習數(shù)學的好奇心和興趣第一，初中生一般好奇心較強，而學困生對數(shù)學的好奇心常因挫折而減少，并產(chǎn)生害怕的心理，這就需要教師充分發(fā)揮數(shù)學魅力，讓學生體驗數(shù)學世界的奇妙性，從而再一次激發(fā)他們對數(shù)學的好奇心。第二，興趣是最好的老師?！芭d趣是一種強烈而持久的動機，在某種意義上講，是好奇心的延續(xù)和發(fā)展”，興趣是推動學生學習的動力，學生如果能在學習數(shù)學中產(chǎn)生興趣，就會形成比較強的求知欲。因此，教師在教學時應(yīng)加強教學的直觀性，讓學生對學習數(shù)學產(chǎn)生興趣，充分調(diào)動數(shù)學學困生的積極性，變學困生的被動學習為主動學習。第三，培養(yǎng)學生自覺學習的良好習慣，培養(yǎng)學生觀察事物、分析事物的習慣。在講課時要按邏輯順序?qū)訉由钊?，不斷地提出問題，使學生不斷的產(chǎn)生“這是什么？”、“為什么？”的積極反映。要針對學困生不善于積極思考，思維片面、單向的特點，精心創(chuàng)設(shè)思維情境，加強對學生的思維訓(xùn)練，提高數(shù)學學困生“發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題”的能力。第四，培養(yǎng)學困生及時復(fù)習、科學記憶的習慣。在復(fù)習中，引導(dǎo)學生把不同內(nèi)容穿插進行，把看、聽、說、練、回憶、想象結(jié)合，多種感官并用，以求注意力穩(wěn)定集中，記憶效果好。培養(yǎng)學生先復(fù)習、后作業(yè)，先審題找思想、后解題，認真完成作業(yè)的良好習慣。第五，注重解題模式建立。初中數(shù)學中解方程組的模式、分母有理化的模式、函數(shù)解析式求法模式、梯形常用的作輔助線模式等諸多的模式，應(yīng)用廣泛，教師要注意歸納，讓學生掌握。對學困生來說，掌握模式尤其顯得重要，因為能回憶解題模式并靈活運用是提高學困生解題能力的關(guān)鍵。第六，客觀地評價學生。教師對學生及時客觀的評價，也是轉(zhuǎn)化學困生的關(guān)鍵之一。如果學生的做法能得到老師及時而中肯的評價。學生就會感到自己被賞識、重視，就會愉快、積極，增強自信心。即使他們做錯了，也不要全盤否定，更不能諷刺、挖苦。而要就事論事，幫助他們分析錯誤的原因，鼓勵他們想辦法戰(zhàn)勝困難?？傊?，農(nóng)村初中數(shù)學學困生的轉(zhuǎn)化工作是一項復(fù)雜而艱巨的工作，僅靠教師的力量是不夠的，還需要充分調(diào)動學生學習積極性，努力改善社會大氣候和學校、家庭小氣候，從而為轉(zhuǎn)化學困生創(chuàng)造一個良好的教育環(huán)境。漳州這次初三年政治期末考考完之后，很多學生、老師反映不好考，學生感覺有些題目無從下手，這從改卷完后學生的得分反映出來，我所在的區(qū)四所學校最高分數(shù)是90分，而且僅有一個，這在往年是不可想象的，不及格的非常多，學校平均下來也就54多分，這種平均分與以往相比，相差不下十幾二十分，這份試卷讓很多老師及學生無所適從。這份試卷是在中考馬上由市考變?yōu)槭】嫉谋尘跋庐a(chǎn)生的，而且不僅初三年的試卷變化大，整個初中的政治期末考普遍反映難度加大，這對初中政治教學提出了新的挑戰(zhàn)，筆者針對初三年級的試卷進行剖析，以便找出解決問題的辦法。這次初三年級的期末考的試卷題型跟以往的沒有太大變化，還是48分選擇題，52分主觀題。難的在于提問的方式，在于閱讀量，沒有一定的閱讀功底的學生要把這份試卷做好是有一定難度的。首先在選擇題上，政治都有考時事，只不過這次考的時事雖然也在范圍內(nèi)，但明顯偏了一些，更多考的是數(shù)字而不是人名等較容易記的東西。比如選擇題的第五題考的運載火箭是長征幾號，這道題就考倒了一批人，比如第4題，如果考的新版的《中小學生守則》估計得分的人就會較多，但它考的反而是新的守則充分體現(xiàn)了什么樣的教育理念。還有第九題只能靠猜，原本是較容易得分的題目反而得分不是很高，這把總分拉低。主觀題的提問，體現(xiàn)了“高大上”，往往需要用高度概括的語言組織，需要抽象的思維能力，這往往在以往高中題目中會有所體現(xiàn)，初中往往很少有這樣類型的題目，以前期末考很少有這種類型，即使中考也很少。比如第26題的第二問，28題的第二問都是這一種類型。這些題目由于平時很少訓(xùn)練，導(dǎo)致學生看了這些題目往往無從下手，不知如何作答。針對這次考試反映的問題，作為一名長期從事初中政治教學的老師來說，必定要隨著考試的變化而改變教學方法，從而增強教學效果。加強對課本知識點的深挖，形成知識體系。這次考試已經(jīng)很少出現(xiàn)只考一個知識點的情況，往往是幾個相關(guān)的知識合在一起構(gòu)成一個體系，因此，我們很有必要把各冊分布的相關(guān)知識進行整合，突出主干知識，打破各塊的分割，在時間的安排上縮短第一輪復(fù)習的時間，加大對第二輪復(fù)習的力度，力度的保證則需要時間上給予保障，因此在市質(zhì)檢前應(yīng)留有一個月的時間進行第二輪的復(fù)習，從而在時間上給予足夠的保障。在時間保障的同時也要加大知識體系的建立力度，打破各冊之間的分割狀態(tài)，按照自身成長、自己與他人的關(guān)系、自己與社會國家的關(guān)系展開，從而形成較完整的知識體系，有利于學生多角度地回答問題。加強對學生抽象思維能力的培養(yǎng)。加強對學生抽象思維能力的培養(yǎng)尤為重要。這次考試如果說是中考試卷的一種導(dǎo)向的話，那么對學生思維能力的培養(yǎng)就至關(guān)重要，題目的設(shè)問形式已然發(fā)生的根本的改變，提高已經(jīng)變得更間接，更隱蔽，已經(jīng)不再是以前只要看題目，材料根本不用太多考慮，這次考試不僅要深入地研究題目，而且要對材料進行分析，以便弄清命題人的意圖，從而組織答案，答案的組織不僅僅局限一個知識點更是一個知識體系，抽象思維能力就至關(guān)重要。那么在這么短的時間內(nèi)如何提高學生的抽象思維能力呢？筆者認為可以從以下幾個方面入手：多了解國家的大政方針。政治這個學科一個最重要的學科特征就是其時政性，而且有些題目就是沖著時政性去的，因此學生如果對時政事件有一定的了解，特別是重大的時政新聞加以關(guān)注，往往就會在考試中把握先機。在復(fù)習過程中，老師首先要對時政大事進行梳理把握，并跟課本的知識點進行高度的融合，并在平時的練習及考試的過程中加以體現(xiàn)，提高學生的適應(yīng)性。同時，加大對國家的大政方針的教學力度，可以提高時政題的命中率，因為中考政治里面基本上有20分是時政類的題目。多做一些適應(yīng)性的題目。書是練出來的，不是讀出來的，多做一些題目，讓學生在做題過程中加深對知識的理解是至關(guān)重要的。因此，老師一定要對練習和考試的試卷進行處理，在開學初進行規(guī)劃，特別是對信息卷的處理上，不能“拿來主義”，拿到什么用什么，這本身是缺乏系統(tǒng)性，而且會讓學生比較茫然，因為不同的信息卷往往出自不同的命題人，不同的地區(qū)其難度、出題意圖往往不同，造成學生的成績時好時壞。因此，在信息卷宗的處理上，一定要遵循系統(tǒng)性、可操作性，從本校的實際出發(fā)，避免“高大上”什么樣的信息卷都要做，越是名校越要做，其實名校的試卷針對的學生跟我們所處的學生不是同一檔次的，難度不一定適合。重視考試的功能。政治中考是開卷考，一般情況下到初三下學期就開卷考，很多學生在以往的情況下考得都不很差，甚至可以說很多考，在這一次期末考之前包括老師、學生都會這么認為，但這一次估計很多人會改變這一種看法，因此，如何發(fā)揮考試的功能成為訓(xùn)練抽象思維很重要的環(huán)節(jié)。首先，筆者認為出卷老師一定不能經(jīng)常換，在很多學校出卷老師都是輪流的，因為出好一份試卷其實本身不容易，特別是一份好的試卷。讓同一個老師出卷，有以下幾個好處：系統(tǒng)性，因為是同一位老師出卷，他可以很清楚地知道我上次主要考什么，學生考得如何，這次我應(yīng)該出什么，能很好地使學生把知識點過一遍，避免猜題、壓題。其次較好地把握難易度，避免難度忽上忽下，特別是高考過后的模擬考更需要著重處理。這次期末考后筆者感觸良多，希望同仁在今后特別是馬上要迎來省考（以后的中考要全省命題）有一定的幫助。找退火算法模型物理退火過程算法的提出模擬退火算法最早的思想由Metropolis等(1953)提出,1983年Kirkpatrick等將其應(yīng)用于組合優(yōu)化。算法的目的解決NP復(fù)雜性問題;克服優(yōu)化過程陷入局部極小克服初值依賴性。找退火算法模型物理退火過程物理退火過程什么是退火退火是指將固體加熱到足夠高的溫度哪使分子星隨機排列狀態(tài),然后逐步降溫使冷卻以低能狀態(tài)排列,達到某種穩(wěn)定狀態(tài)找退火算法模型物理退火過程物理退火過程加溫過程增強粒子的熱運動,消除系統(tǒng)原先可能存在的非均勻態(tài);等溫過程對于與環(huán)境換熱而溫度不變的封閉系統(tǒng),系統(tǒng)狀態(tài)的自發(fā)變化總是朝自由能減少的方向進行,當自由能達到最小時,系統(tǒng)達到平衡態(tài);冷卻過程使粒子熱運動減弱并漸趨有序,系統(tǒng)能量逐漸下降,從而得到低能的晶體結(jié)構(gòu)。10模朝火第法的基原理物理退火過程數(shù)學表述在溫度T,分子停留在狀態(tài)r滿足Boltzmann概率分布E(r)PE=E(rJexpkgTE表示分子能量的一個隨變量,E(r)表示狀態(tài)的能k>0為Boltzmann數(shù)。Z(7)為概率分布的標準化Z()=∑E(S)exps∈DkT10模朝火算法的基本原理數(shù)學表述在同一個溫度T,選定兩個能量E1<E2,有PIE=EI-PIE-=E,=I-exd-El-exd-E-EZ(T)在同一個溫度,分子停留在能量小的狀態(tài)的概率比停留在能量大的狀態(tài)的概率要大。0足退火算法的基原理數(shù)學表述若D為狀態(tài)空間D中狀態(tài)的個數(shù),D是具有最低能量的狀態(tài)集合:當溫度很高時,每個狀態(tài)概率基本相同,接近平均值1D;狀態(tài)空間存在超過兩個不同能量時,具有最低能量狀態(tài)的概率超出平均值D|;當溫度趨于0時,分子停留在最低能量狀態(tài)的概率趨于1。0足退火算法的基原理Metropolis準則(1953)—以概率接受新狀態(tài)若在溫度T,當前狀態(tài)→新狀態(tài)若E<E,則接受j為當前狀態(tài);否則,若概率p=exp-(EE)/kn們大于[0,1)區(qū)間的隨機數(shù),則仍接受狀態(tài)j為當前狀態(tài);若不成立則保留狀態(tài)i為當前狀態(tài)。。0足退火算法的基原理◆模擬退火算法的基本思想將一個優(yōu)化問題比擬成一個金屬物體,將優(yōu)化問題的目標函數(shù)比擬成物體的能量,問題的解比擬成物體的狀態(tài),問題的最優(yōu)解比擬