系统的优化教案
系统优化教学设计教案

系统优化教学设计教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)使学生了解系统优化的概念及其在教学设计中的应用;(2)培养学生运用系统优化方法分析和解决教学问题的能力。
2. 过程与方法:(1)通过案例分析,让学生体验系统优化在教学设计中的过程;(2)引导学生运用系统优化方法,对教学目标、内容、方法、评价等方面进行整体设计。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对教学设计的兴趣,提高教学设计的意识;(2)培养学生团队协作精神,提高教学设计能力。
二、教学内容1. 系统优化的概念:介绍系统优化的定义、特点及方法。
2. 教学设计中的系统优化:分析教学设计中系统优化的具体应用,如教学目标、内容、方法、评价等方面的优化。
3. 案例分析:选取典型的教学设计案例,让学生体验系统优化在教学设计过程中的应用。
4. 教学设计优化方法:介绍常用的教学设计优化方法,如层次分析法、鱼骨图法等。
5. 实践操作:学生分组进行教学设计实践,运用系统优化方法对教学目标、内容、方法、评价等方面进行整体设计。
1. 导入:通过问题引发学生对教学设计的思考,引出系统优化在教学设计中的重要性。
2. 理论学习:介绍系统优化的概念及其在教学设计中的应用,让学生了解教学设计优化的方法。
3. 案例分析:分析典型教学设计案例,让学生体验系统优化在教学设计过程中的实际应用。
4. 方法学习:介绍教学设计优化方法,如层次分析法、鱼骨图法等,并引导学生学会运用这些方法。
5. 实践操作:学生分组进行教学设计实践,运用所学方法对教学目标、内容、方法、评价等方面进行整体设计。
6. 成果展示:各组展示自己的教学设计成果,分享设计过程中的心得与收获。
四、教学评价1. 过程评价:观察学生在实践操作中的表现,评价其运用系统优化方法的能力。
2. 成果评价:评价学生教学设计成果的质量,包括教学目标、内容、方法、评价等方面的完整性、合理性和创新性。
五、教学资源1. 教材:选用合适的教学设计教材,提供系统优化的理论依据和方法指导。
高二政治教案:掌握系统优化的方法

高二政治教案:掌控系统优化的方法【导语】教案通常又叫教学设计,包括教材简析和学生分析、教学目的、重难点、教学准备、教学进程及练习设计等。
为了帮助各位学生掌控教材重点,更好地高效率的进行学习,作者为大家整理了高中各科知识点教案,让同学们明确教学目标,有针对性的学习。
以下是《高二政治教案:掌控系统优化的方法》,供大家参考,期望对大家有所帮助。
高二政治教案:掌控系统优化的方法掌控系统优化的方法(1)整体和部分的关系在一定意义上就是系统和要素的关系(2)系统的概念和基本特点A概念-系统是由相互联系和相互作用的诸要素构成的统一整体B系统的基本特点:整体性、有序性和内部结构的优化趋向【举例】球队队员的优化配置(3)掌控系统优化方法的三个要求。
掌控系统优化的方法,要着眼于事物的整体性,系统作为一个整体具有它的每一个要素都不能单独具有的功能;要注意遵守系统内部结构的有序性,系统内部都具有层次等级式的结构,系统的各要素总是依照一定的顺序和方向产生作用,要注意系统内部结构的优化趋向,系统内部各要素的结合使整体的功能具有了趋向强化的特点,整体的功能不是部分的简单相加,整体大于部分之和,即1+1>2。
这一方法对我们的学习和工作具有重要意义。
(4)(4)用综合的思维方式来认识事物【探究】P59上述两种学习方法中包含了什么哲学道理?【提示】这两种学习方法中所包含的是系统优化的哲学道理。
在实际生活中要真正掌控这种方法,就要做到三点:着眼于事物的整体性,注意遵守系统内部结构的有序性,还要重视系统内部结构的优化趋向,明白1+1大于2的道理。
系统优化的方法要求我们用综合的思维方式来认识事物。
既要着眼于事物的整体,从整体动身认识事物和系统,又要把事物和系统的各个部分、各个要素联系起来进行考察,兼顾推敲,优化组合,终究形成关于这一事物的完全准确的认识。
《系统优化》教案

《系统优化》教案一、教学目标1. 让学生了解系统优化的概念及其重要性。
2. 培养学生运用系统优化方法分析和解决问题的能力。
3. 帮助学生掌握系统优化的基本方法和技巧。
二、教学内容1. 系统优化的定义与意义2. 系统优化的基本方法3. 系统优化的实际应用三、教学重点与难点1. 重点:系统优化的概念、意义和基本方法。
2. 难点:如何运用系统优化方法分析和解决问题。
四、教学方法1. 讲授法:讲解系统优化的概念、意义和基本方法。
2. 案例分析法:分析实际应用中的系统优化案例。
3. 讨论法:引导学生探讨如何运用系统优化方法解决问题。
五、教学过程1. 引入:通过一个实例引出系统优化的概念,激发学生的兴趣。
2. 讲解:详细讲解系统优化的定义、意义和基本方法。
3. 案例分析:分析几个实际应用中的系统优化案例,让学生了解系统优化的具体操作。
4. 讨论:分组讨论如何运用系统优化方法解决实际问题。
6. 作业:布置一道实践性作业,让学生运用所学知识进行系统优化。
六、教学评价1. 学生能准确理解系统优化的概念及其重要性。
2. 学生能够掌握系统优化的基本方法并能运用到实际问题中。
3. 学生通过案例分析和讨论,展示了解决问题的能力。
七、教学资源1. 教案、PPT课件。
2. 系统优化相关案例资料。
3. 讨论问题指南。
八、教学准备1. 准备PPT课件,涵盖教学内容的重点和难点。
2. 收集相关的系统优化案例,用于教学分析和讨论。
3. 准备讨论问题指南,引导学生进行深入讨论。
九、教学延伸1. 邀请企业或行业专家进行讲座,分享实际工作中的系统优化经验。
2. 组织学生进行小组项目,运用系统优化方法解决实际问题。
3. 安排课后作业,要求学生结合所学知识,选择一个实际问题进行系统优化分析。
十、教学反馈1. 课后收集学生的作业,评估学生对系统优化知识的掌握程度。
2. 课堂讨论记录,观察学生的参与度和问题解决能力。
3. 学生反馈,了解教学效果和学生的学习需求,不断调整和改进教学方法。
优化(公开课教案)

优化(公开课教案)第一章:引言1.1 教学目标让学生理解优化的概念和意义让学生了解优化在日常生活中的应用1.2 教学内容优化定义和分类优化在日常生活中的应用案例1.3 教学方法讲授法案例分析法1.4 教学步骤引入话题:什么是优化?讲解优化的定义和分类分析优化在日常生活中的应用案例学生互动:分享自己生活中的优化案例第二章:线性优化2.1 教学目标让学生理解线性优化的基本概念和方法让学生学会解决线性优化问题2.2 教学内容线性优化的定义和方法线性规划模型及其求解方法2.3 教学方法讲授法案例分析法2.4 教学步骤讲解线性优化的定义和方法介绍线性规划模型及其求解方法学生练习:解决线性优化问题第三章:整数优化3.1 教学目标让学生理解整数优化的概念和方法让学生学会解决整数优化问题3.2 教学内容整数优化的定义和方法整数规划模型及其求解方法3.3 教学方法讲授法案例分析法3.4 教学步骤讲解整数优化的定义和方法介绍整数规划模型及其求解方法学生练习:解决整数优化问题第四章:动态优化4.1 教学目标让学生理解动态优化的概念和方法让学生学会解决动态优化问题4.2 教学内容动态优化的定义和方法动态规划模型及其求解方法4.3 教学方法讲授法案例分析法4.4 教学步骤讲解动态优化的定义和方法介绍动态规划模型及其求解方法学生练习:解决动态优化问题第五章:优化算法与应用5.1 教学目标让学生了解常用的优化算法让学生了解优化算法在实际应用中的价值5.2 教学内容常用的优化算法简介优化算法在实际应用中的案例分析5.3 教学方法讲授法案例分析法5.4 教学步骤讲解常用的优化算法简介分析优化算法在实际应用中的案例学生互动:讨论优化算法在实际应用中的优势与不足第六章:遗传算法与应用6.1 教学目标让学生理解遗传算法的原理和特点让学生学会运用遗传算法解决优化问题6.2 教学内容遗传算法的原理和步骤遗传算法在优化问题中的应用案例6.3 教学方法讲授法案例分析法动手实践法6.4 教学步骤讲解遗传算法的原理和步骤分析遗传算法在优化问题中的应用案例学生动手实践:编写简单的遗传算法程序第七章:模拟退火算法与应用7.1 教学目标让学生理解模拟退火算法的原理和特点让学生学会运用模拟退火算法解决优化问题7.2 教学内容模拟退火算法的原理和步骤模拟退火算法在优化问题中的应用案例7.3 教学方法讲授法案例分析法动手实践法7.4 教学步骤讲解模拟退火算法的原理和步骤分析模拟退火算法在优化问题中的应用案例学生动手实践:编写简单的模拟退火算法程序第八章:粒子群优化算法与应用8.1 教学目标让学生理解粒子群优化算法的原理和特点让学生学会运用粒子群优化算法解决优化问题8.2 教学内容粒子群优化算法的原理和步骤粒子群优化算法在优化问题中的应用案例8.3 教学方法讲授法案例分析法动手实践法8.4 教学步骤讲解粒子群优化算法的原理和步骤分析粒子群优化算法在优化问题中的应用案例学生动手实践:编写简单的粒子群优化算法程序第九章:神经网络优化算法与应用9.1 教学目标让学生理解神经网络优化算法的原理和特点让学生学会运用神经网络优化算法解决优化问题9.2 教学内容神经网络优化算法的原理和步骤神经网络优化算法在优化问题中的应用案例9.3 教学方法讲授法案例分析法动手实践法9.4 教学步骤讲解神经网络优化算法的原理和步骤分析神经网络优化算法在优化问题中的应用案例学生动手实践:编写简单的神经网络优化算法程序第十章:优化算法的选择与应用10.1 教学目标让学生了解优化算法选择的原则和方法让学生学会根据实际问题选择合适的优化算法10.2 教学内容优化算法选择的原则和方法常见优化问题的算法选择案例分析10.3 教学方法讲授法案例分析法讨论法10.4 教学步骤讲解优化算法选择的原则和方法分析常见优化问题的算法选择案例学生讨论:如何根据实际问题选择合适的优化算法第十一章:优化算法的性能评估11.1 教学目标让学生理解优化算法性能评估的重要性让学生学会使用各种指标评估优化算法的性能11.2 教学内容优化算法性能评估的方法和指标常见的优化算法性能评估案例11.3 教学方法讲授法案例分析法讨论法11.4 教学步骤讲解优化算法性能评估的方法和指标分析常见的优化算法性能评估案例学生讨论:如何选择合适的评估指标和评估方法第十二章:优化算法的改进与创新12.1 教学目标让学生了解优化算法改进和创新的方法让学生学会提出和改进优化算法12.2 教学内容优化算法改进和创新的方法和技巧优化算法改进和创新案例分析12.3 教学方法讲授法案例分析法讨论法12.4 教学步骤讲解优化算法改进和创新的方法和技巧分析优化算法改进和创新案例学生讨论:如何提出和改进优化算法第十三章:优化算法在工程中的应用13.1 教学目标让学生了解优化算法在工程中的广泛应用让学生学会将优化算法应用于实际工程问题13.2 教学内容优化算法在工程中的应用案例分析优化算法在工程中的应用方法和技巧13.3 教学方法讲授法案例分析法讨论法13.4 教学步骤讲解优化算法在工程中的应用案例分析优化算法在工程中的应用方法和技巧学生讨论:如何将优化算法应用于实际工程问题第十四章:优化算法在科学研究中的应用14.1 教学目标让学生了解优化算法在科学研究中的重要应用让学生学会将优化算法应用于科学研究14.2 教学内容优化算法在科学研究中的应用案例分析优化算法在科学研究中的应用方法和技巧14.3 教学方法讲授法案例分析法讨论法14.4 教学步骤讲解优化算法在科学研究中的应用案例分析优化算法在科学研究中的应用方法和技巧学生讨论:如何将优化算法应用于科学研究第十五章:优化算法的未来发展趋势15.1 教学目标让学生了解优化算法的发展动态让学生学会关注和掌握优化算法的新进展15.2 教学内容优化算法当前的研究热点和发展趋势优化算法未来可能的发展方向15.3 教学方法讲授法讨论法文献调研法15.4 教学步骤讲解优化算法当前的研究热点和发展趋势分析优化算法未来可能的发展方向学生讨论:如何关注和掌握优化算法的新进展学生文献调研:收集和分析最新的优化算法研究文献重点和难点解析本文档为您提供了一整套关于优化的教案,涵盖了优化概念的引入、线性优化、整数优化、动态优化、优化算法与应用、遗传算法、模拟退火算法、粒子群优化算法、神经网络优化算法、优化算法的选择与应用、优化算法的性能评估、优化算法的改进与创新、优化算法在工程中的应用、优化算法在科学研究中的应用,以及优化算法的未来发展趋势等十五个章节。
四年级《优化》教案

四年级《优化》教案教案标题:四年级《优化》教案教学目标:1. 理解并掌握优化的概念及其在日常生活中的应用。
2. 能够运用优化的思维方式解决简单的问题。
3. 培养学生的观察力、分析能力和解决问题的能力。
教学重点:1. 理解优化的概念及其应用。
2. 运用优化的思维方式解决问题。
教学准备:1. 教师准备:课件、黑板、教学实例、学生练习题。
2. 学生准备:笔、纸。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 引入优化的概念:教师通过实例引导学生思考,例如:如何在有限的时间内完成更多的作业?如何在有限的资源下制作出更好的手工作品?2. 学生回答并讨论:学生根据自己的理解回答问题,并与同学一起讨论。
二、概念解释与讲解(10分钟)1. 教师解释优化的概念:优化是指在特定条件下,通过调整和改进方法、策略、资源等,以达到最佳的效果或结果。
2. 教师通过图示和实例进一步解释优化的概念,并与学生一起思考如何进行优化。
三、实例分析与讨论(15分钟)1. 教师提供一些实际生活中的问题,例如:如何在有限的时间内完成多项任务?如何在有限的预算内购买最多的商品?2. 学生分组讨论并提出解决方案:学生根据自己的思考,分组讨论并提出解决问题的方法和策略。
3. 学生展示和讨论:学生代表每个小组展示他们的解决方案,并与全班一起讨论不同的方法和策略。
四、练习与巩固(15分钟)1. 学生个人练习:教师发放练习题,学生个人完成并检查答案。
2. 学生互相交换并讨论答案:学生互相交换答案,并讨论不同的解决方法和策略。
五、总结与拓展(5分钟)1. 教师总结本课学习的内容和重点。
2. 教师提醒学生在日常生活中运用优化的思维方式解决问题,并鼓励他们多思考和实践。
六、作业布置(5分钟)1. 布置作业:教师布置相关的练习题作为课后作业,要求学生运用优化的思维方式解决问题。
2. 解答疑惑:学生在完成作业过程中遇到的问题可以在下节课解答。
教学反思:通过本节课的教学,学生能够理解并掌握优化的概念及其在日常生活中的应用。
gsm移动通信系统网络规划与优化教案

GSM移动通信系统-网络规划与优化教案第一章:GSM移动通信系统概述1.1 GSM移动通信系统的起源和发展历程1.2 GSM移动通信系统的基本原理和技术特点1.3 GSM移动通信系统的网络架构和组成1.4 GSM移动通信系统的频率规划和频道分配第二章:GSM网络规划基础2.1 网络规划的目标和流程2.2 无线传播环境和信号覆盖分析2.3 基站设备和参数设置2.4 网络规划中的数学模型和算法第三章:GSM网络优化基础3.1 网络优化的目标和流程3.2 网络性能指标和评估方法3.3 网络优化的方法和技巧3.4 网络优化工具和软件的使用第四章:网络规划与优化的实施4.1 项目启动和前期准备4.2 现场勘查和数据收集4.3 网络规划和优化方案的设计4.4 方案实施和效果评估第五章:GSM网络规划与优化的案例分析5.1 案例一:城市网络规划与优化5.2 案例二:农村网络规划与优化5.3 案例三:复杂地形网络规划与优化5.4 案例四:网络升级和扩容工程第六章:GSM基站设计与布局6.1 基站设计的考虑因素6.2 基站天线的设计与选择6.3 基站室内布局与设备安装6.4 基站电源和冷却系统设计第七章:GSM网络传输规划7.1 传输网络的基本概念和架构7.2 传输网络的规划与设计原则7.3 传输网络设备的选择与配置7.4 传输网络的优化与故障处理第八章:GSM核心网规划与优化8.1 核心网的架构和功能8.2 交换中心的规划与配置8.3 信令网的规划与优化8.4 数据网的规划与优化第九章:GSM无线资源管理9.1 无线资源管理的基本概念9.2 频率规划与频道分配9.3 小区规划与参数设置9.4 无线网络资源的动态调整与优化第十章:GSM网络规划与优化的案例分析(续)10.1 案例五:基于网络性能的规划与优化10.2 案例六:网络容量优化与扩容10.3 案例七:网络质量提升工程10.4 案例八:网络规划与优化的综合案例第十一章:GSM网络规划与优化的性能评估11.1 网络性能评估指标11.2 网络性能数据的收集与分析11.3 网络性能改善策略11.4 网络性能预测与优化第十二章:GSM网络规划与优化的工具和技术12.1 网络规划与优化的工具概述12.2 计算机模拟和仿真技术12.3 现场测试与数据分析12.4 网络规划与优化的未来技术趋势第十三章:GSM网络规划与优化的法规遵从性13.1 无线电频率管理法规13.2 电磁兼容性要求和测试13.3 环境保护和健康安全13.4 法规遵从性的持续管理与更新第十四章:GSM网络规划与优化的项目管理14.1 项目管理的基本概念和方法14.2 网络规划与优化的项目规划14.3 项目执行与控制14.4 项目收尾与评估第十五章:GSM网络规划与优化的未来发展15.1 5G网络对GSM网络规划与优化的影响15.2 数字化转型的挑战与机遇15.3 网络规划与优化的创新技术15.4 行业发展趋势与职业规划重点和难点解析本教案全面覆盖了GSM移动通信系统的网络规划与优化的各个方面,从系统概述到实际案例分析,涵盖了基站设计、传输规划、核心网规划、无线资源管理、性能评估、项目管理和未来发展趋势等内容。
系统优化教学设计教案

系统优化教学设计教案Systematic optimization of teaching design teaching plan系统优化教学设计教案前言:教学设计是根据课程标准的要求和教学对象的特点,将教学诸要素有序安排,确定合适的教学方案的设想和计划。
一般包括教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配等环节。
本教案根据教学设计标准的要求和教学对象的特点,将教学诸要素有序安排,确定合适的教学方案的设想和计划。
便于学习和使用,本文档下载后内容可按需编辑修改及打印。
教师提问:这里,系统需要进行最优化的目标是什么?学生:获得利润最大值。
教师提问:利润受到哪些人为可调节的因素影响?学生:每周生产桌子和椅子的数目。
教师提问:在这个利润问题的系统中,又存在哪些不能人为解决的约束条件呢?学生:制作一张桌子需4平方木板及20小时工时,制作一张椅子需6平方木板及18小时工时;每张桌子利润50元,每只椅子利润60元。
教师:若把利润最大值用表示,变量每周生产桌子数用表示,每周生产椅子数用表示,请你根据已知条件,列出求解最优化问题的有关数学式子。
教师:数学思维很清晰!下面就请大家算一算的解,找出最大利润值。
学生:算不出来!教师引导:仔细观察这四个约束条件的式子,找出数据中体现出受限最大的约束条件是哪个?学生:工时!教师:好,请你将最主要的约束条件(3)与目标函数式(1)联系起来,看看你能不能发现影响因素与最优值的关系。
学生:生产椅子所需工时少利润大,生产桌子所需工时多利润反而小!生产的椅子越多利润越大。
教师:那我们干脆不生产桌子了,专门生产椅子,可不可以?学生:不行,至少要生产8张桌子!教师:哦,原来还有约束条件(3)的限制。
那好我们就生产8张桌子,算一算意义子最多可以生产多少张?学生:13张!教师:8张桌子,13张椅子。
把你们经过一番分析计算选择的这两个变量的解代入约束条件看看是否超出了约束条件的限制范围。
系统维护与优化教案

系统维护与优化教案【教学目标】1.让学生了解系统维护和优化的基本概念。
2.让学生掌握系统维护和优化的基本技巧。
3.培养学生的实际操作能力,能够独立完成常见的系统维护和优化任务。
4.培养学生的安全意识,认识到系统维护和优化中的风险和安全注意事项。
【教学内容】1.系统维护和优化的基本概念2.系统维护和优化的常用工具和方法3.系统维护和优化的实际操作案例4.系统维护和优化的安全注意事项【教学难点与重点】难点:系统维护和优化的高级技巧和安全注意事项。
重点:系统维护和优化的基本概念和实际操作技巧。
【教具和多媒体资源】1.投影仪和PPT2.计算机和常用系统维护和优化工具软件3.教学视频和案例演示【教学方法】1.讲授法:教师讲授理论知识,包括概念、方法和注意事项等。
2.演示法:教师演示操作过程,学生观摩学习。
3.实践法:学生亲自动手操作,教师给予指导和帮助。
4.讨论法:学生分组讨论,分享学习心得和体验,教师给予评价和指导。
【教学过程】1.导入:通过问题导入,引导学生思考系统维护和优化的意义和方法。
2.讲授新课:讲解系统维护和优化的基本概念、常用工具和方法、实际操作案例等。
3.巩固练习:学生亲自动手操作,教师给予指导和帮助。
4.归纳小结:总结本节课学习的内容,强调重点和难点,以及安全注意事项。
【评价与反馈】1.评价:通过实践操作、小组讨论和个人报告等方式评价学生的学习效果。
2.反馈:给予学生及时的反馈,指导他们如何改进和提高。
3.总结:总结本节课的学习内容,强调重点和难点,以及安全注意事项。
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3.2.2 系统的优化授课教师:连云港外国语学校杨丽丽一、教材内容分析1.教材的地位和作用系统优化是系统分析的深入,也是系统的结构和系统分析的综合,又是系统设计的基础,更是系统设计过程中的重要环节,它是是本书的重要内容之一。
二、学情分析进入系统的内容,学生的兴趣明显比前期活跃,显然系统分析的深入符合高二学生的智力发展需求。
但是,学生在对某个系统的分析容易陷入原有的逻辑思维,而不能很好地应用系统的思想和方法分析和解决问题,不能很好理解系统优化的约束条件和影响系统优化的因素,并能运用系统的方法分析问题,能对当前的系统提出优化的方案。
三、教学目标知识与技能:1.理解系统优化的意义2.能分析影响系统优化的因素3.初步掌握系统最优化的方法4.能够对一个简单系统运用最优化的方法进行分析过程与方法:1.模仿非常6+1节目,采用小组竞赛的方法,课前制作了计分牌,用来累分。
2.通过讨论、案例分析,完成学生知识的自主构建。
情感态度与价值观:1.体验系统优化的意义,指导学生把系统优化的思想延伸到整个生活和学习当中。
2.培养学生解决问题的方法,以用合作精神3.培养节约能源的意识教学重点与难点:重点:系统最优化方法和一般性步骤难点:系统优化的过程分析能结合生产生活中的实例,理解系统优化的意义,并能结合实例分析影响系统优化的因素。
四、教学资源准备多媒体课件教学课时:1课时本节教材中分三个部分:第一部分:案例分析通过“小闹钟”案例、“鸟巢”和刘翔训练方案的优化调整案例,目的是让学生感受系统优化的意义。
从实例分析入手,在分析过程中体验系统优化的意义。
第二部分:第一个案例“风力发电”采用定性的分析方法,根据案例分析总结阐述系统优化方法和一般性步骤。
第二案例“利润问题”采用定性的分析方法,第三案例“货物派送”采用定性和定量相结合的方法,要求学生运用系统的思想和定性、定量相结合的方法,确定研究课题、进行分析研究、评价比较、优化方案。
总结归纳出系统最优化方法的含义。
第三部分:提供学生一个探究任务,优化一所小学门前的交通问题,让学生亲自完成一个系统优化的过程,用系统分析的方法分析问题进一步得到实践和提高。
五、教学流程(一)情景创设引入新知师:作为一个系统,通常会有这样或那样的问题,比如随着私家车的数量迅速增多,出现了越来越多的城市道路交通拥挤,车位不够停放等问题,那么就需要我们要对交通系统进行改善、优化,我们进行优化的意义是什么?我们来看几个实例是,然后再来回答这个问题。
案例:小闹钟师:大家猜猜看,悬挂上面的这个白色的物体是什么?学:灯、闹钟……师:是闹钟,当到了我们设定的时间响了以后,我们第一反应是什么?学:关掉闹钟,再睡一会师:等你醒来的时候,时间往往超了很多,这种情况影响我们正常的学习和工作。
师:大家遇到个问题时,我们班同学有没有想到去改进闹钟的设计?生:发表自己的看法师:这个闹钟就解决这个问题,它叫拼图闹钟,当闹铃响后,你要把它底部的图拼好,它的铃声才能停止。
师:这个闹钟和普通的闹钟相比较,在哪方面进行了改进?生:性能师:这个闹钟和普通的闹钟价格上会不会有提高很多?生:不会,因为拼图的材料成本很低。
案例:鸟巢的优化调整师:我们再来看2008奥运会的主会场“鸟巢”,“鸟巢”采用是什么结构?生:框架结构师:使用的主要材料是?生:钢师:它采用是大跨度重型钢结构体系,它在设计过程中也在不断的优化调整,其中有一项调整是取消了可开启屋盖、扩大了屋顶开孔,优化后方案,减少用钢量1.2万吨,造价减少了约4亿元。
师:鸟巢去盖后,在哪方面得到改善?生:成本降低师:虽然去掉了盖子,但鸟巢的外观、设计理念都不会改设计意图:精选生活中系统优化的案例来导入新课,激发学生学习欲望,同时通过案例,让学生感觉到系统优化的意义。
案例:飞人刘翔师:提到奥运会的主会馆,就想到飞人刘翔在08年奥运会因为脚腱受伤遗憾退出赛场的情景,今年的全运会刘翔再次天证明了自己,刘翔在这次全运会中以多少秒夺冠?生:13秒34师:刘翔创造了亚洲田径的的奇迹,除了和他本身的身体条件和天赋外,还和孙海平教练的训练方法是分不开的,孙海平对刘翔的训练方法在不断的优化调整,孙海平教练说“思索出刘翔训练的新思路,这比什么都有意义”,你认为孙海平教练思索出训练的新思路的意义是什么?生:发挥刘翔的最大潜能师:那么我们优化的意义是什么?生:低成本、高效益……师:以最小的投入,获取系统的最佳效益或最佳功能。
师:对于城市道路拥挤的问题,大家会想到什么解决方案?生:扩建道路?师:但这种方法不仅造价昂贵、破坏城市环境,失去了我们优化的意义,我们可以通过优化交通信号的控制。
(二)系统优化的基本方法1.案例:风力发电师:风力发电正逐渐成为大规模“绿色发电”的先锋,2003年美国就安装了约16亿美元的风力发电场,并还在逐渐加大投入,来了解一下风力发电系统。
生:看风力发电的视频师:大家能想出解决妙方吗?小组讨论生:方案1:杀虫剂、方案2:种植杀虫的植物………师:我们首先要对这个系统进行分析,系统分析的第一个环节就是明确问题设定目标,风力发电系统现在遇到什么问题?生:叶片上的虫子,使涡轮发电机的发电量由750千瓦降低到450千瓦。
师:问题明确了,我们要设定优化目标,我们优化的目标是什么?生:消灭涡轮发电机上的虫子,师:我们明确目标后,开始制定方案,我们来看一下我们班同学制定的方案,我们这些方案有没有条件的约束呢?方案1:喷洒杀虫剂,人工喷洒吗?有没有考虑到涡轮发电机的高度师:我们还要充分考虑到这个系统的约束条件1.气候:全美风力最强的地方2.地势:发电场位于沙漠的边缘师:制定这些方案后,我们现在就开始实施这些方案吗?生:不行师:我们还不知道哪一种是最优方案呢?我们应该如何做?学生:试验,先用几台涡轮机进行试验师:试验后,我们可以得到最满意方案,我们就可以进行实施阶段,每台涡轮机实施最优方案。
这就是我们优化的基本过程是:师:我们来看一下,工程师们采用了哪种方案师:播放视频生:观看视频师:工程师发电机上添加了清洗设备设计意图:通过分析“风力发电”的案例,引导学生理解了系统优化的一般过程,同时也理解的系统优化的含义,掌握用定性的分析方法优化系统。
通过视频的方式,激发学生探知欲望(如何用风力发电?),了解了风力发电的原理,同时也培养了他们节约能源的意识。
2.案例:利润问题师:刚才“风力发电”的案例我们是采用推理、实验的方法,是属于定性的分析方法。
在生活中,纯定性分析是不够的,我们来看第二个案例“利润问题”。
生:阅读书上的案例师:同学们看到这个问题,马上想到用什么方法来解决生:用数学上的函数(线性规化)师:我们还是用我们刚刚的优化的一般步骤师:系统优化的因素是指对优化目标产生显著影响?可以人为调节的因素。
生:X1、X2教师:好,请你将最主要的约束条件与目标函数式联系起来,看看你能不能发现影响因素X1、X2与最优值S max的关系。
学生:生产椅子所需工时少利润大,生产桌子所需工时多利润反而小!生产的椅子越多利润越大。
教师:那我们干脆不生产桌子了,专门生产椅子,可不可以?学生:不行,至少要生产8张桌子!教师:哦,原来还有约束条件的限制。
那好我们就生产8张桌子,算一算椅子最多可以生产多少张?学生:13张!教师:8张桌子,13张椅子。
把你们经过一番分析计算选择的这两个变量的解代入约束条件看看是否超出了约束条件的限制范围。
学生:都在约束条件范围内。
设计意图:“利润问题”是非常典型的用数学方法解决的案例,高二的学生在数学课上已学会用线性规划的方法来解决这个问题,所以在这个案例主要让学生要用系统的分析方法分析问题,能够分析影响系统优化的影响因素。
案例3:最优配送路线师:在生活中,我们经常是定性和定理分析相结合的方法,我们看这个案例某配送中心位于A点,现在将一批电视机等家用电器配送到B、C、D处的3家商场,运货车从A点出发,送完货后返回,配送路线如图,图中带箭头的线分别表示两地往返的方向,无箭头的线表示可以往返的线路。
师:说说你的解决思路生:学生讨论师:这个案例,我们制定好方案后,再用数学的方法计算,就是定性和定量相结合的方法。
设计意图:这是流程优化中的一案例,这个案例是通过优化流程来优化案例,通过这个案例,让学生了解生活系统的优化通常是定性和定量相结合的方法。
(三)应用,学生探究问题:随着汽车普通率的提高,我们周围的交通逐级逐渐恶化,一所小学门前的交通经常出现塞车的现象师:展示这所小学的地图,说明这所小学的特殊位置,播放一段小学放学时的一段片段。
生:分组对系统进行分析,并且讨论可行的方案生:展示方案,教师精讲点拨师:对其他组的方案进行推理、判断,选出可行的方案生:对其他的组的方案进行推理师:展示现在正实施的方案,现在的方案偶尔还会出现堵车的现象,所以大家提供的方案也是非常有价值的,回到连云港后我一定将大家的方案推荐给有关部门。
(四)总结最优化方法是系统学中的一个重要方法,它通常是指在一定的人力、物力和财力资源的条件下,使取得的效果(如生产产值、利润、效益等)达到最大,而投入(如能源、资金、人力、时间等)达到最小的一种方法。
①要用定性和定量分析相结合的方法是系统最优化。
②坚持系统整体的最优化。
运用好权衡理念,舍卒保车,弃车保帅,这是为了保证对弈的最终胜利。
③不间断地寻求最优化,系统的发展具有阶段性,系统的优化是具有相对性的,要遵循系统的动态观点,推动系统不断进步。