数学建模经验交流十篇

发布时间:2024-04-26 03:02:07

数学建模经验交流篇1

随着城市规模的发展,传统的交通流参数计算方式已经无法满足大量视频数据的处理。云计算的出现使图像处理技术能够得到更好发展。本文首先介绍了云技术,建立了基于云计算的数字图像处理平台。同时提出一种具有一定自适应功能的基于Kalman滤波理论的背景预测与更新方法,从而提出云模式与交通流参数监测融合的数据处理技术,并对该架构下的交通流参数进行实验验证。

【关键词】云计算云架构图像处理交通流

1引言

随着我国交通运输行业的快速发展,给人们生活带来了巨大便捷的同时,由于汽车数量的增多,造成了交通的日益恶化,交通堵塞现象十分严重。为了有效缓解这种局面,在现有交通资源下,挖掘已布设在各道路环境中的监控摄像机资源,主动利用其提供的视频图像数据来感知道路交通流参数,实现交通检测的目的。

交通流监测系统是依据交通流流体理论的空间和时间离散化数学模型,将交通线路上的摄像头获取的车流图像建立相对应的二维模型。同时随着城市规模的发展,传统的交通流参数计算方式已经无法满足大量视频数据的处理。对于这一问题,我们提出将云计算的技术运用到交通流监测中,作为一种新的计算模式和共享云计算的架构方法,云计算在高性能计算和海量数据存储方面具有明显优势,云计算平台能将资源虚拟化,同时进行有效且动态的资源划分和分配。

2基于视频的交通流参数检测

2.1交通流参数的提取

图2为现有交通流分布图,车辆检测是视频交通监控系统的关键和基础,其中交通流目标提取算法分为背景建模、帧差和目标跟踪等计算。背景建模方法避免了帧差法前景区域提取不完整的问题,采用高斯混合模型相较于其他算法(Kalman滤波算法、平均法、选择更新法)能利用高斯模型更好地给出像素点分布,多模型防止前景点对背景点的建模干扰,消除背景规律性晃动。

运用数字图像处理的技术,对图像进行数字化、编码、图像增强、恢复、重建、分析,获取道路的坐标映射以及车流量信息。

2.2基于Kalman滤波理论的自适应背景预测与更新建模法

基于视频的车辆交通流检测,目前提出的车流量检测算法都存在一定的缺陷,不能解决影响检测精度和实时性等所有间题。因此我们提出了一种改进的具有一定自适应功能的基于Kalman滤波的背景预测与更新法,可实现建模函数的自适应修正和不同阶段的背景匹配更新。

实验表明:随着时间的推移,以上背景建模法将与场景匹配的权值逐渐增大,而不匹配的高斯函数的权值将日益缩小。

3实验结果分析

系统在pC机上运行,在VS2010平台下,输入自拍的复杂城区道路上的视频流,利用以上自己研究的算法,自己设计开发了相应的软件,通过实验验证,效果较好。

当系统正常工作时,终端能够从服务器获取周边节点的路况信息,同时利用云计算的快速图像处理。按照等级将对应的路段按照不同的路段加以区分,在GiS系统中将不同的路段按照对应的交通等级进行颜色区分显示,当鼠标指向具体的路段时,也能够显示具体的数值,是个节点的交通信息能够非常直观的进行显示。

通过视频图像采集、视频图像预处理、背景建模等过程。在单位时间内,根据车辆计数就可以求出车流量。

经测量得到,车模的速度在1m/s左右,按照1:24的比例换算成实际速度在80km/h左右,宽度测量误差为4.25%,长度测量误差为2.28%,车型匹配准确率为100%。

4结论

本文从交通流现状出发,介绍了云计算基础知识,并建立了私有云计算平台。然后针对道路环境实际应用需求,在现有的解决方法下,提出一种改进的具有一定自适应功能的Kalman滤波建模法;同时,解决了车辆的长度、宽度、车辆速度等参数测量,通过构建的私有云平台,能够快速精确的计算道路占有率、及交通运输能力分析,为交管部门提供了可靠的基础参数信息。

参考文献

[1]黄振宇.基于云计算的网络视频监控系统研究与实现[D].上海:上海交通大学,2011.

[2]杨文志.云计算技术指南:应用、平台与架构[m].北京:化学工业出版社,2010.

[3]王鹏.云计算的关键技术与应用实例[m].北京:人民邮电出版社,2010.

[4]张良将.Hadoop云平台下的并行化图像处理实现[D].上海:上海交通大学,2012.

[5]李新法.基于视频图像处理的交通流检测方法[J].城市建设理论研究,2013.

[7]李刚.基于背景差法和帧间差法的运动目标检测方法[J].仪器仪表学报,2006(27)962-964.

[8]高建平.基于图像处理的交通信息采集[D].上海:同济大学,2006.

[9]王圣男.智能交通系统中基于视频图像处理的车辆检测与跟踪方法综述[D].浙江:宁波大学,2005.

数学建模经验交流篇2

关键词:客户流失扩展RFm模型人口统计变量二元logistic模型

一、引言

随着外资银行的进入以及网上银行和电子金融的发展,银行面临着来自国内外同行业以及非同行业更加激烈的竞争,客户忠诚度越来越低,进而导致客户流失率越来越高。客户流失直接关系到银行的发展前景和市场竞争力的强弱。因此,综合相关因素来分析如何减少客户流失对于银行来说有着重大的意义,直接关系到商业银行在本行业中竞争的优势地位。当前,众多学者对客户流失进行了研究。徐草、李敏(2010)针对移动用户的情况,在传统的贝叶斯分类器的基础上通过模糊算子法,将用户满意度转换成模糊数,再通过相关计算化为精确数,提高了模型预测的正确性。翟顺平、朱美林(2008)利用神经网络错误率低对数据的噪音有很强的承受能力等特点建立起Som客户流失预测模型,为客户保持提供决策支持。钱苏丽、何建敏、王纯麟(2007)在建立支持向量机模型的客户流失预测模型的时候由于考虑到代价敏感学习理论,并对模型进行改进,改进之后的模型与原来的相比预测的正确性以及稳定性都得到了提高;蒋国瑞、司学峰(2009)通过与传统的SVm和ann对比分析,最终得出基于代价敏感SVm的电信客户流失预测研究在精确度、命中率、覆盖率上均有所改善,并且解决了数据集的非平衡性的问题,是有效的预测方法。Chih-Fongtsai,Yu-HsinLu(2009)通过合并比较两种不同的神经网络混合模式,对所测试的数据集进行筛选并对模型验证,得出人工神经网络和人工神经网络模型与其他混合模型相比表现出明显的优势。CataldoZuccaro(2010)通过人口统计学特征,比较二元logistic回归分析、人工神经网络、决策树等方法,分析结构性特征对各种模型的分类以及正确率的影响。本文的目的在于通过分析现有的客户的历史数据,对客户的交易特征和人口统计特征进行分析,并利用数据挖掘技术中logistic回归分析的方法,通过相关软件预测出流失的群体,从大量的客户数据中找出内在规律性,预测出将来流失的客户,从而根据分析得出的结论,采用针对性的措施针对目标客户进行挽留。

二、研究设计

(一)变量选取传统的RFm指标体系主要是依据客户的最近交易日、交易频率、交易金额来判断该客户是企业的黄金客户还是潜在客户或是即将流失的客户。RFm模型由于其思想比较简单,又能刻画客户的交易行为,因此很早就在许多公司中获得了应用。但是,理论界对此的关注却大大晚于实务界,直到信息技术的发展使得数据库营销技术得到大力发展的时候,该模型才开始得到广泛的研究和应用。考虑到RFm模型较为简单,本文采用RFm模型并结合人口统计变量作为商业银行客户流失预测指标。样本数据中的因素包括离上次购买的时间间隔、每月的消费金额、购买的次数、是否有小孩、性别、年龄。在模型建立前因变量与各个自变量之间的关系还不确定,所以首先将各个变量都看成是因变量的影响因素,通过软件计算出各变量的偏回归系数,以及显著性检验水平检验剔除那些不符合模型的变量。剔除那些没有统计学意义的变量之后再用逐步回归的方法,得出自变量与因变量之间的关系。例如根据常识,客户去某一银行的频率越多那么他流失的可能性较小;再如客户是否有小孩对客户流失有何影响,假设有小孩的客户他们一般不会轻易地改变,选择某一家银行服务之后长时间内不会改变他们的选择,那他们流失的可能性就比较小。假设的自变量和因变量之间的关系如图(1)所示。其中"+"表示自变量和因变量之间是正相关的关系,“—”则表示因变量和自变量之间是负相关的关系。在上文中,只是各个自变量于因变量之间关系的一种假设,所以相互间的关系仍然存在疑问,其间的关系还有待模型的检验。

(二)预测模型构建根据上述原理建立基于eRFm和二元logistic客户流失预警模型如下

根据上文建模的原理,p为客户是否流失的概率的大小,?茁i是各自变量对因变量的回归参数,可以用来判断自变量和因变量之间是正相关还是负相关的关系。Recency:最近购买时间间隔;amount:交易的金额总数;Frequency:交易频率;Has_Child:是否有小孩,有几个小孩;Gender:性别;age:年龄。

(三)样本选取和数据来源模型建立以及检验中所涉及的数据来自《基于多元统计和Dm的商业银行客户价值管理体系研究》(项目编号:09SJD630006),客户数据主要包含如下信息:客户身份证号、上次购买的时间间隔、购买的次数、消费总额、性别、年龄、客户的反应。客户的反应(流失)是一个二分类的变量,分别为0和1,1代表客户未流失,0表示客户流失。样本数据中包括的其他因素用于构建模型,通过模型确定它们各自对客户流失的影响。数据集中一共包括4500个样本数据,删除年龄有缺失的客户数据。符合要求的共有3334个数据,用于模型的建立和检验。其中有2000份数据将用于构建logistic模型,其余的约1334份数据则会用来检验模型的正确率。

三、实证检验

(一)描述性统计具体数据描述性统计如表(1)所示。样本中包括3334个数据,其中包括最大值、均值、标准差、偏度等分析。以购买次数(频率)为例:在观察期间内,极差、最小值、最大值分别为99,2,101,均值为11.10,标准差为9.387,偏度系数和峰度系数分别为11.265,0.085,由此可以得到,所有客户购买次数的平均值为11.10,购买的次数范围在2次至101次之间变动,标准差为9.387。由于性别只分为男性和女性,它不同于其他的变量因为它不是连续的,在这里将它和客户是否流失一样视为二分类变量。表(2)为每个性别在总样本中的数据所占的比例,观察可得男性人数为2394人占总数比例的71.8%,女性占其余的940为女性。

(二)回归分析将数据输入在SpSS软件中,进行初步分析其结果如表(3)所示。可以发现:(1)检验各个自变量有无统计学意义。由表中可得到在0.05检验水准下,Recency、Frequency、Gender、age具有统计学意义,而amount(其偏回归系数为0)、Has_Child(0.671>0.05)则无统计学意义。也就是说离上次购买的时间间隔、去银行的频率、性别、年龄具有统计学意义;每月的消费金额和是否有小孩则无统计学意义。(2)根据每个自变量对应的exp(z)以及oR的意义,可以计算各个自变量的变动对模型的结果的影响程度。例如,是否有小孩的oR估计值=exp(b)=0.997,也就是说,也就是在其他自变量值固定的情况下,客户有小孩时,相应的客户流失优势比的自然对数值为0.998。但是经检验的p=0.671>0.05,说明这种统计趋势无统计学意义。再如Frequency对应的oR估计值exp(b)=1.051,95%置信区(1.046,1.055),也就是说在其他因变量的值固定时,Frequency不频繁的客户流失率约是频繁客户优势的1倍。通过以上的分析得到了每个变量和因变量之间的关系,前文假设离上次购买的时间间隔(Recency)、性别(男)(Gender(1))以及年龄(age)与客户流失呈负相关的关系,购买的频率(Frequency)、是否有小孩(Has-Child)和购买的金额(amount)与客户流失呈正相关的关系。根据所建立的模型,由于每月的消费金额(amount)的回归系数为零,同时模型在0.05显著性水平检验下是否有小孩(Has-Child)与客户流失之间并不存在着对应的逻辑关联,即无统计学意义。同时,结合exp(z)优势比这一列可以粗略地观察出每个自变量的变动对客户流失的影响大小。最后,将购买金额(amount)和是否有小孩(Has-Child)排除在模型之外,并且对回归方法进行选择,即采用逐步回归方法进行分析,具体操作就是将原来的回归方法由“进入”改为“向前:LR”,将Recency、Frequency、Gender、age选入模型,从而简化最终的模型。逐步二元logistic回归分析分析结果如表(4)所示。

根据表(5)中分析可得,逐步回归模型的拟合优度比较。在第四个模型中即将Recency、Frequency、Gender(1)(女性)、年龄考虑在内的模型检验的卡方值为234.510最小,说明模型的拟合优度比较好,实际的观察值与预测值之间误差较小,正确率较高。根据逐步回归过程最终分析和模型检验的结果,将有统计学意义的变量纳入模型,无统计学意义的变量排除在模型之外,最终得到的一次模型为:

在本文中,模型检验的具体原理为:将抽取的数据在excel进行转化运算,其运算的公式就是在统计软件中计算所得的logistic回归模型。计算所得的概率p与0.6024相比较,若p>0.6024则为客户为流失;反之则是客户流失的。其检验的结果如表(6)所示。一共1334个数据被用于检验模型预测的正确率。预测未流失的客户的总数是437个,其余的897个则为流失的客户。按照p>0.6024为标准,则有315个预测的概率值大于目标值,而有100个预测值和实际的结果不同。在预测1019个流失的客户中有222个预测的情况和实际情况相反。最终计算预测模型的概率为■×100%=95.11%。由此可见该模型预测正确率比较好,能够用于未知的客户资料分析客户的行为特征。

四、结论与建议

(一)结论本文主要是通过对客户的历史信息进行分析,对客户流失数据进行挖掘,分析隐藏在这些数据后,各种因素与客户行为之间的关系。根据logistic模型,输入客户的历史资料就可以据此预测将来流失的客户。本文的分析主要是针对人口统计特征的客户资料对于客户流失影响的研究与预测。性别、年龄、教育程度等都对客户是否选择转换银行起到不同程度的影响。根据建立的模型以及对模型验证的结果来看,logistic流失预测模型能够很好地利用客户的历史数据信息对客户行为进行预测。从最后得到的模型总结出自变量和因变量的相互关系。前文的一些假设也得以成立,例如购买的时间间隔、男性以及年龄这些自变量的偏回归系数均为负值,也就意味着它们与因变量之间呈负相关的关系。购买频率的偏回归系数为正值,与因变量之间呈现正相关的关系。其他的变量是否有小孩和每月消费的总额在模型显著性水平的检验下,与因变量之间不存在统计学意义而被剔除在模型之外。同时,也可以计算出各个变量对因变量的影响程度的大小。由于回归模型中的自变量是以不同的尺度测量的,比如:购买的次数单位是次,年龄的单位是岁。因此某个自变量中的一个单位的变化并不等于另一个自变量上一个单位的变化的影响程度,可以通过采用标准化系数比较各个自变量的影响程度。交易频率、最近交易时间、年龄、性别标准化后的系数分别为:1.85,0.032,0.00088,0.00076。即频率、购买的时间间隔、年龄、性别对客户流失的影响程度呈现递减的趋势。本文所建立的logistic回归模型,得出了自变量与因变量之间的相互关系,通过这种方法能够预测出那些易流失的客户,从而为客户流失管理工作提供有参考价值的指导意见。

(二)建议上文根据模型得到了最终各个变量之间的关系,对于更深一步地了解客户流失提供了依据。从部门合作、部门更新措施以及从客户本身考虑现在提出如下建议:(1)开通移动银行,满足客户的需要。随着网络技术的发展,网上交易变得更加便利。因而人们增加对于信用卡功能的需求。除了传统的存取款之外还需要开通移动银行,能够在手机进行实时支付功能。例如网上购物的兴起,方便了人们购物的同时也给银行提供了创造新的金融服务的机会(开通手机银行)。在大学校园中也可以看到各大银行针对大学生群体开通手机银行这类服务,这从长远来看获得客户资源,因为他们将来也会成为信贷的主体,房贷、车贷等理财计划也将是他们未来关心的重点。(2)改善客服呼叫中心服务质量。银行一般都会设置客服呼叫中心,方便与客户进行直接的交谈。客户打电话到呼叫中心时都是遇到了一些问题,这时能否及时地解决客户的遇到的问题在很大程度上影响到银行与客户之间的关系。当这些问题出现时,要对投诉或者打过客服的客户进行及时的回访,让他们感觉到银行对于他们的问题是予以重视的,并给出确切的问题解决时间。同时还需要加强与客户的主动交流,例如Vip客户则会有自己的客户经理,客户经理定期访问客户他们遇到的问题,在客户过生日的给予适当的祝福,比较实际例如鲜花、小礼品等等,并且向客户征求他们对某些服务上的改进的意见或建议。(3)合理设置客户退出的门槛。客户流失的过程中不仅上述因素影响到客户的行为。客户在选择另外的银行服务的时候会考虑到自己的成本,除了在刚刚入行时所享受到的优惠外还有其他的奖励计划。例如开通网上银行时邮局的年费为30元/年,工行的年费为2元/月。同时客户在选择其他银行的服务时,还会考虑到新的选择能否给他带来比现在更多的收益等等,例如各家银行推出的积分回报策略,以客户消费的金额为基准,消费一元累计一个积分点。客户的每月消费金额达到一定数额时客户等级将会升级,办理业务时可以享受到更加便捷的服务。这就提高了客户退出的成本。

参考文献:

[1]徐草、李敏:《模糊贝叶斯网在通信行业客户流失预测中的应用研究》,《合肥工业大学学报》2010年第10期。

[2]翟顺平、朱美林:《基于Som的移动通讯客户流失研究》,《现代管理科学》2008年第2期。

[3]钱苏丽、何建敏、王纯麟:《基于改进支持向量机的电信客户流失预测模型》,《管理科学》2007年第1期。

[4]蒋国峰、司学峰:《基于代价敏感SVm的电信客户流失预测模型》,《计算机应用研究》2009年第2期。

数学建模经验交流篇3

一、数学建模的重要意义

把一个实际问题抽象为用数学符号表示的数学问题,即称为数学模型。数学模型能解释特定现象的显示状态,能预测对象的未来状况,能提供处理对象的最有效决策或控制。在小学数学教育中开展数学建模的启蒙教育,能培养学生对实际问题的浓厚兴趣和进行科学探究的强烈意识,培养学生不断进取和不怕困难的良好学风,培养学生分析问题和解决问题的较强能力,培养学生敏锐的洞察力、丰富的想象力和持久的创造力,培养学生的团结协作精神和数学素养。

二、数学建模的基本原则

1.简约性原则。生活中的原型都是具有多因素、多变量、多层次的比较复杂的系统,对原型进行一定的简约性即抓住主要矛盾。数学模型应比原型简约,数学模型自身也应是“最简单”的。

2.可推导原则。由数学模型的研究可以推导出一些确定的结果,如果建立的数学模型在数学上是不可推导的,得不到确定的可以应用于原型的结果,这个数学模型就是无意义的。

3.反映性原则。数学模型实际上是人对现实生活的一种反映形式,因此数学模型和现实生活的原型就应有一定的“相似性”,抓住与原型相似的数学表达式或数学理论就是建立数学模型的关键。

三、数学建模的一般步骤

数学课程标准向学生提供了现实、有趣、富有挑战性的学习内容,这些内容的呈现以“问题情景——建立模型——解释应用——拓展反思”的基本形式展开,这也正是建立数学模型的一般步骤。

1.问题情境。将现实生活中的问题引进课堂,根据问题的特征和目的,对问题进行化简,并用精确的数学语言加以描述。

2.建立模型。在假设的基础上利用适当的数学工具、数学知识,来刻划事物之间的数量关系或内部关系,建立其相应的数学结构。

3.解释应用。对模型求解,并将求解结果与实际情况相比较,以此来验证模型的科学性。

4.拓展反思。将求得的数学模型运用到实际生活中,使原本复杂的问题得以简化。

四、数学建模的常见类型

1.数学概念型,如时、分、秒等数学概念。

2.数学公式型,如推导和应用有关周长、面积、体积、速度、单价的计算公式等。

3.数学定律型,如归纳和应用加法、乘法的运算定律等。

4.数学法则型,如总结和应用加法、减法、乘法、除法的计算法则等。

5.数学性质型,如探讨和应用减法、除法的运算性质等。

6.数学方法型,如小结和应用解决问题的方法“审题分析——列式计算——检验写答”等。

7.数学规律型,如探寻和应用一列数或者一组图形的排列规律等。

五、数学建模的常用方法

1.经验建模法。学生的生活经验是学习数学最宝贵的资源之一,也是学生建立数学模型的重要方法之一。例如,教学人教版课程标准实验教科书数学一年级上、下册中的“时、分”的认识时,由于学生在生活中已经多次、反复接触过钟表等记时工具,看到或听说过记时工具上的时刻,因此,他们对“时、分”的概念并不陌生,教学是即可充分利用学生这种已有的生活经验,让学生广泛交流,在交流的基础上将生活经验提升为数学概念,从而建立关于“时、分”的数学模型。

2.操作建模法。小学生年龄小,生活阅历少,活动经验也极其有限,教学中即可利用操作活动来丰富学生的经验,从而帮助学生感悟出数学模型。例如,教学人教版课程标准实验教科书数学四年级下册中的“三角形特性”时,教师让学生将各种大小、形状不同的三角形多次推拉,学生发现——不管用力推拉哪个三角形,其形状都不会改变,并由此建立数学模型:“三角形具有稳定性。”

3.画图建模法。几何直观是指利用图形描述和分析数学问题。借助几何直观可以把复杂的数学问题变得简明、形象,有助于探索解决问题的思路、预测结果。几何直观不仅在“图形与几何”的学习中发挥着不可替代的作用,而且贯穿在整个数学学习和数学建模过程中。例如,教学人教版课程标准实验教科书数学三年级下册《数学广角》中的“集合问题”时,让学生画出韦恩图,从图中找出重复计算部分,即找到了解决此类问题的关键所在,也建立了解决“集合问题”的数学模型——画韦恩图。

4.观察建模法。观察是学生获得信息的基础,也是学生展开思维的活动方式。如何建立“加法交换律”这一数学模型?教学人教版课程标准实验教科书数学四年级下册的这一内容时,教师引导学生先写出这样一组算式:6+7=7+6、20+35=35+20、300+600=600+300、……,然后让学生认真、有序、多次地观察这组算式,并组合学生广泛交流,学生从中即可感悟到“两个加数交换位置,和不变。”的数学模型。

5.列表建模法。把通过观察、画图、操作、实验等获得的数据列成表格,再对表格中的数据展开分析,也是建立数学模型的重要方式。例如,教学人教版课程标准实验教科书数学四年级下册的“植树问题”时,教师组织学生把不同情况下植树的棵数与段数填入表格中,学生借助表格展开观察和分析,即可建立相应的数学模型——“在一段距离中,两端都植树时,棵数=段数+1;两端都不植树时,棵数=段数-1;一端不植树时,棵数=段数;在封闭曲线上植树时,棵数=段数。”。

6.计算建模法。计算是小学数学教学的重要内容,是小学生学习数学的重要基础,是小学生解决问题的重要工具,也是小学生建立数学模型的重要方法。例如,教学人教版课程标准实验教科书数学六年级下册第132~133页的“数学思考”中的例4时,教师就让学生将实验数据记录下来,然后运用数据展开计算,在计算的基础上即可建立数学模型——过n个点连线段条数:1+2+3+4+……+(n-1)=1/2(n2-n)。其主要过程如下:

过2个点连线段条数:1

过3个点连线段条数:1+2

过4个点连线段条数:1+2+3

过5个点连线段条数:1+2+3+4

……

数学建模经验交流篇4

关键词:导学认知知识建构模型

Doi:

10.16657/ki.issn1673-9132.2016.04.157

2011年版《数学课程标准》指出:“学生学习应当是一个生动活泼的、主动的和富有个性的过程。”学生亲历数学学习活动时,教师要采取相应的导学策略,充分体现学生的主体性,调动学生的主观能动性,让学生独立思考、动手操作,以及交流探究,在活动中体验,在体验中感悟,掌握数学知识,积极构建数学模型,培养和发展学生解决数学问题能力,完善和提升数学素养,提高数学课堂的实效。

一、树立主体观念,激发自主参与

教师立足于教材材料,挖掘教材内涵,运用生动有趣的活动情境,为学生提供充足的探究时空,树立学生的主体地位,发挥学生的主体性和主观能动性,唤起追根问底的心理趋向,促使学生乐于思考、积极探究、深入体验,拉近学生与数学知识的距离,诱发学生探索新知的强烈欲望,激起学生观察数学现象,寻找数学信息,质疑问难,发现、提出和解决数学问题,培养学生的问题意识,积极参与数学活动,发展数学学习能力。

例如,教学“有余数的除法”时,教师利用教材中的情景图,引导学生从中寻找数学信息,如,多媒体屏幕呈现学生布置联欢会会场的画面,教师提出:“从画面中能找到哪些数学信息?”生1:“有23盆鲜花。”生2:“那些学生每组摆5盆。”教师又提出:“从以上的数学信息能提出哪些数学问题?”生3:“有23盆花,每组摆5盆,最多可以摆几组?”生4:“还多出几盆?”生5:“怎样列式?”学生在交流探究中列出算式:23÷5=?,面对这个算式,学生提出:“怎样计算这道题目呢?”学生通过摆学具,模拟分组摆花,在操作活动中发现23盆花摆了4组,还有3盆花无法分组摆出,有学生质疑:“为什么会有这种结果?”教师适时点拨,组织学生在小组中合作探究,学生感悟:23盆花,每组摆5盆,摆了4组,还剩下3盆,这3盆花就是余数。教师利用问题活动情境,确立学生在数学活动中的主体地位,引发学生的认知冲突,激发了参与探究交流,要求学生运用数学语言进行描述,从中搜集数学信息,提出和提炼数学问题,明确数学问题间的数量关系,形成清晰的数学问题,理清解决数学问题的思路,在探究活动思考、创造,采取有效数学方法解决数学问题,培养学生的观察、分析、发现问题的能力,树立了学生的问题意识。

二、重视操作指导,经历知识建构

根据小学生的思维特点,教师采取操作实践活动,激发学生的内需,使学生的手、眼、脑等协同作用、同步发展,培养和发展学生的形象思维能力。学生通过观察、描述、猜想、操作、分析、比较、推理、交流与应用等数学活动,进行分析、抽象、比较、迁移,在操作实践中激活已有的数学活动经验,积累和丰富数学活动经验,发现问题、解决问题,经历数学知识的形成过程,内化已学的数学知识,建构数学模型。

例如,教学“三角形面积计算”时,如何引导学生进行三角形面积计算公式的推导?学生回顾怎么推导长方形、平行四边形的面积计算公式,在回顾、交流探讨中,学生再次复习和巩固这两种图形面积推导过程。多媒体屏幕出示带着大小相等方格的纸张,每个方格代表1cm2,方格中画着一个三角形,学生数数三角形占有多少个方格,即三角形的面积是多少(不满一格按半格计算)。数完三角形的方格个数,教师指导学生利用两个大小、形状相同的三角形,动手拼成一个长方形或其他图形,比赛一下哪个小组拼出的图形最多。在实践操作成果展示会上,教师提出:“三角形的底和高与拼成的长方形的长与宽有关系吗?三角形的面积与拼成的长方形的面积有关系吗?三角形的底和高与拼成的平行四边形的底和高有关系吗?三角形的面积与拼成的平行四边形的面积有关系吗?如何求出三角形的面积呢?”学生在问题情境中再次深入操作探究,感悟出:三角形的底和高分别与拼成的长方形的宽与长相等,面积是拼成的长方形面积的一半,三角形的底和高与拼成的平行四边形的底和高分别相等,面积是拼成的平行四边形面积的一半。学生建立了初步的数学模型,教师引导学生梳理三角形与拼成的图形之间的内在关系,通过探讨感悟,学生概括出三角形的面积=底×高÷2。根据学生概括的结果,教师提出:“求三角形的面积为什么是底乘以高要除以2?”教师创设操作探究机会,让学生通过观察、操作等数学活动,激活已有的活动经验,通过积极参与数学实践操作活动,积累了新的数学经验,自主探究数学新知,经历数学知识模型的建构过程,培养、发展和提升数学思维、实践能力。

三、帮助完善认知,巩固模型建构

为了凸显学生的主体地位,教师应立足学生已有的知识、认知水平,发挥学生学习数学知识的主观能动性,激发学生参与数学知识建模的过程,体验与感悟数学模型,形成相应的认知心理模式,建构和完善学习数学知识的认知体系。学生沟通单一与相关数学模型的联系,体验与感悟数学知识模型,自主建构数学模型,形成完整的数学知识体系,发展和提升数学问题解决能力。

数学建模经验交流篇5

[关键词]物流产业;经济增长;协整检验;误差修正模型

1引言

物流产业是一个复合型产业,是产品从生产地到消费地之间的整个供应链,是运用先进的组织方式和管理技术,进行高效率计划、管理、配送的服务业。它是区域经济核心竞争力的重要组成部分,也是区域经济发展的重要保证。因此,准确地分析与评价物流产业对经济增长的影响,对于促进地区产业结构调整、优化资源配置、改善投资环境等,都具有重要的战略意义。

重庆是西部唯一的直辖市,以“建成长江上游经济中心”为战略定位,其自身的区位优势突出体现在三个方面——靠东、靠江、居中。靠东,我国的经济中心在东部沿海地区,重庆能首先承接东部的产业转移。靠江,可打造交通航运中心,降低物流成本和提高物流效率。居中,东有湖南和湖北,西有四川和大西部,南有贵州和广西,北有陕西,可起到辐射带动作用,另外还有直辖市和新特区的特殊地位。加快建设和发展重庆物流产业,对于培育和提升城市的核心竞争力、拓展新的经济增长空间、提高经济运行质量、推动重庆经济的持续健康发展,将未来重庆建设为国际大都市等方面都具有重要意义,同时,也是进一步增强重庆城市综合竞争力的重要措施之一。

2研究现状

从国内相关研究来看,关于物流产业与经济增长关联效应的研究多数是基于定性分析。目前,理论界的观点主要有两种。一是物流推动说,即物流产业能够促进区域经济发展。物流产业的发展使社会分工进一步深化,扩大了市场的范围,降低运输成本和交易费用,促进经济的增长。二是经济拉动说,即经济发展拉动物流产业的发展。一方面经济增长将带来物流需求的增加,从而促进物流产业的发展;另一方面经济的发展水平决定了物流产业的发展水平。定量分析方面,何小洲等以重庆市为例,研究了重庆物流对区域产业结构的优化作用,定量分析了物流与gdp、第二产业、第三产业之间的关系。本文采用定性与定量相结合的方法,选取重庆市2001—2009年数据对该问题进行实证分析,运用协整检验和误差修正模型研究物流产业对区域经济增长的影响,以期为重庆地区物流产业的发展和规划提供决策依据。

3实证分析

3.1指标选取

根据相关文献衡量指标的研究,借鉴其他学者的做法,选取货运量来描述物流产业的总体发展水平,用x进行标记。经济增长可以考虑“量”上的集中体现也可以考虑“质”的提高,本文仅从“量”的角度对经济发展进行衡量,选取地区国民生产总值(gdp)来衡量地区经济增长,以y来进行标记。变量的样本区间为2001—2009年,所用数据来源为《重庆统计年鉴(2009)》,由于数据的自然对数不改变协整关系,并能使趋势线性化,消除时间序列中存在的异方差性现象,所以在后面的分析中对货运量和gdp进行自然对数变换,分别用lnx和lny表示。

3.2时间序列的平稳性检验

先用adf单位根检验法来检验时间序列的平稳性及单整阶数、时间序列lnx和lny的平稳性,检验结果见表1。

由表1可以看出,时间序列lnx和lny本身为非平稳序列,经过一阶差分后平稳,这说明lnx和lny是一阶单整序列。

3.3协整检验

虽然lny和lnx都是非平稳的一阶单整序列,但它们可能存在某种平稳的线性组合,这个线性组合反映了变量之间长期稳定的比例关系,即协整关系。

首先,建立lny和lnx的回归模型:

lny=-7.34+1.446lnx(1)

t检验-15.2731.58

由表2看出,残差的t检验值小于5%显著性水平下的adf的临界值,说明残差是平稳的,所以lny和lnx的协整关系成立。

3.4建立误差修正模型

误差修正模型可以将变量的短期关系和长期关系包含在同一个方程内的模型,误差修正模型建立如下:

调整误差修正模型的表达形式:

dlny=0.9598dlnx-0.5088[lny(-1)+7.2425-1.1160lnx(-1)](3)

由此可见:lny关于lnx的长期弹性为1.1160,lny关于lnx的短期弹性为0.9598,即在短期内,物流产业每增加1个单位,gdp增长0.9598个单位,在长期,物流每增长1个单位,gdp增长1.116个单位。

4结论和建议

根据上述分析可得,经济增长关于物流产业发展的长期弹性为1.1160,经济增长关于物流产业发展的短期弹性为0.9598,即物流产业不论是在短期还是在长期都可以带动gdp增长。基于这一结果,重庆市应大力发展物流产业,使其对地区经济发展的带动作用得到更好的发挥,针对如何加快重庆地区物流产业的发展,提出以下的政策建议。

4.1发挥政府的主导作用,制订科学的物流发展规划

在《重庆市“十一五”现代物流业发展专项规划》中,重庆市政府明确提出“发展现代物流业是把重庆建成长江上游经济中心的必然要求”。在工作中要时刻把握国家宏观政策导向,认真分析重庆市物流需求发展趋势,并力争成为交通运输部、铁道部、商务部交通与物流发展规划的重要组成部分与关键内容。

4.2把握机遇,完善物流基础设施

早在重庆市直辖十周年庆典期间,铁道部就明确了重庆市作为我国第五大铁路枢纽和西部地区铁路枢纽的定位,为重庆完善物流基础设施建设提供了难得的机遇。重庆应把握住机遇,加大交通基础设施建设投入,着力构建公路主骨架、铁路大动脉、水运大通道、空中大走廊、港站大联运的交通新格局,使重庆真正成为四通八达的区域性交通枢纽。

4.3完善市场运作机制,培育壮大市场主体

充分发挥市场在资源配置中的基础性作用,以政府投入为引导,吸纳社会资本,创新投融资方式,拓宽投融资领域,扩大对内对外开放,大力引进战略投资者,鼓励各类经济成分投资重庆物流中心建设。引入市场竞争机制,对物流资源进行统一规划、统一开发、统一经营、统一管理,打造核心竞争力。

4.4加强政策保障,改善物流发展环境

要完善物流业发展的相关政策体系,在各方面给予政策支持。坚决取消不利于物流业发展的歧视性政策,规范收费与税收征管,切实为物流业发展创造良好的政策环境。

4.5大力培养现代物流人才

要重视物流人才培养,实施人才战略。重庆有一批物流专家长期从事物流的理论与应用研究,为地方培养和输送了大批具有现代物流技术和管理知识的专业人才,为物流的建设作出了巨大贡献。发展具有重庆特色和西部特征的现代物流产业,政府应鼓励有关院校进行现代物流专业人才的培养,加强物流学科建设,加大物流人才培养的力度,为重庆现代物流的发展奠定坚实的才智基础。

参考文献:

[1]高铁梅.计量经济分析方法与建模[m].北京:清华大学出版社,2009.

[2]张红波,彭焱.现代物流与区域经济增长关系的实证研究[j].工业工程与管理,2009(1).

数学建模经验交流篇6

关键词:高校;产学研实验室;创新思维模型;第6代创新模型;创新建设

文章编号:1672-5913(2013)18-0110-04

中图分类号:G642

0引言

目前,国内高校的理工类专业大多开设一类新型实验室——产学研一体化的专业实验室。这些实验室集教学、科研和生产经营等多种功能于一体,可以实现以产养教、以科养教,是产学研互为促进…、共同发展的一个系统。产学研实验室对提升高校的科研持续创新能力、提升教学内容的时新性,促进高校科研成果及时转化,具有重要的意义。这样的定位和特点都要求实验室充分重视创新建设,以保持科研的领先水平,并为培养创新型人才提供环境保障。

1产学研实验室创新建设中的问题和原因

经过近年来的建设成果积累,产学研实验室建设在经费预算、科研场地、实验设备器械等方面取得了初步的成果。但是,在创新建设方面还存在着一些问题,导致对实验室创新活动的支撑力度还不够,主要表现在以下几个方面。

1.1实验室交流力度不够

目前,实验室内部的交流多集中在个别项目之内,跨项目、跨部门的深度交流较少,这使得科研信息不能快速共享;由于科研工作强度大,成员之间的非正式交流较少,交流的深度不够。因此,跨领域、跨部门合作的机会显著降低。此外,虽然实验室与整个学术领域的互动较为频繁,但是与学术领域外的其他机构交流较少,如与市场和用户的互动较少,这使得实验室多数研发活动和市场的实际需求存在一定的差距。

1.2知识资源分散

产学研实验室集生产、教学、科研为一体,因此,知识资源对其非常重要。目前,实验室在显性知识资源方面,如图书、教材、论文、发明专利及软件著作权等的积累方面相对具有优势。但是,这些知识来源比较分散,如有些分布在纸质的图书中,有些存储在学校图书馆的数据库中,而有些则分布在其他网络平台中,还有一些尚未被编辑整理成册。另外在隐性知识方面,实验室中有很多重要的,但还处于经验水平的知识尚未被挖掘出来。多数实验室对隐性知识的管理力度不够,加上产学研实验室的人员流动较为频繁,如学生的毕业、临时研究人员的离开、项目的结题等;而隐性知识又大多以关键研发人员为载体而存在,因此,如果没有及时整理,这些知识就很容易随着流动人员的离开而流失。然而,正是这些隐性知识,使得实验室相对其他研究机构具有特别的竞争力。所以隐性知识的流失对实验室来说是一种巨大的损失。

1.3软性管理精度不够

经过近年来的建设积累,多数高校的产学研实验室在硬件方面的建设取得了一定的成果,具备了初步的科研环境,如购置了教学实验和项目研发所需的计算机、服务器和网络设施等。但是实验室管理的精细程度却往往成为短板。在提高项目管理和行政办公的效率方面,目前的建设还比较粗略。这些方面的不足阻碍了科研快速发展的需求。

多种原因造成了以上问题的形成,如对实验室创新建设的重视不足,对于创新思维本质的认识不够深入,使得推出的多种措施不够具体,相对目标的针对性不强。另外,多数实验室对于管理方面,如对项目管理、高效办公等,虽然认识到了重要性,但是尚未落实到常规化、制度化运行的层次。最后,从客观方面来讲,实验室可支配的经费有限,可调用的人员不够,岗位的专业分工不够精细。

2创新建设的研究现况

创新思维的本质是什么?如何使一个组织机构更能适合创新活动的发生?目前,相关的研究主要有两个方面:一是心理学领域中的创新思维4阶段模型,二是经济学领域中的第6代创新模型。

沃拉斯提出了4阶段创造性思维模型,认为任何创造性活动都包括“准备”、“孕育”、“明朗”和“验证”4个阶段。每个阶段都有各自不同的思维操作内容及目标。4阶段创造性思维模型的最大特点是对显意识思维(准备和验证阶段)和潜意识思维(孕育和明朗阶段)的综合运用,而不是片面强调某一种思维。这是创造性思维赖以发生的关键所在。

经济学中的创新模型发展到现在已经有了6代的演变历程。其中Rothwell区分了前5代创新模型。在对这5代创新模型的论述中,创新关注的焦点产生了变化,先后强调了要关注研究和开发,关注客户的需求,关注需求拉动和技术推动的共同作用和不同部门之间的互动,然后扩展到关注企业所有业务行为之间的共同作用,到最后认为信息交换是创新的关键。20世纪90年代,第6代创新模型开始出现,该模型把关注的焦点放在学习上。知识的产生、获取、转移、整合和运用成为创新研究的焦点。这些知识可以来自组织内部,也可以来自组织外部。该模型还特别强调隐性知识的重要性,强调隐性知识一体化机制的重要性。

以上两方面的研究有效推动了创新研究进展,不仅为后人了解创新思维的内在本质和过程奠定了基础,还为构建适合创新活动的组织环境提供了参考维度。但是,这两种研究成果都无法直接应用于高校产学研实验室,主要原因是4阶段创造性思维模型主要在心理学的层次上进行论述,距离实践操作还有一定的距离。另外,该模型比较适合教学环境和偏向教学性质的高校实验室。而第6代创新模型的应用范围有局限性,是在企业环境的背景下提出和发展而来的,论述的主体是企业,前提是组织具有高度分化的部门和专业分工,这些都不能直接适用于高校的产学研实验室。因此,针对产学研实验室这种特定机构,仅依靠上述研究结果是不够的,还需要在此基础上,结合产学研实验室的特点和实际建设经验,提出更有针对性的举措。

3面向创新的产学研实验室架构

从功能特点上看,高校产学研实验室集生产、教学和科研为一体。实验室日常活动中不仅包括大量的学习和科研活动,也包括和企业类似的开发和生产活动。这些特点使得创新建设既要能对创新性思维提供具体的支撑,也要能在组织机构水平上建构对创新具有促进作用的机制。本文充分吸取了创新思维4阶段模型和第6代创新模型的成果,结合产学研实验室的特点和实际建设经验,提出以下创新建设措施。

3.1面向创新思维阶段性活动的微观设计

创新思维的4阶段模型清晰地区分了创新思维的各个阶段,并指出每个阶段中的主体主要进行的思维操作及特点。在此基础上,我们可以针对各阶段中思维操作的内容和特点,构建一系列的支撑性活动,从而达到促进创新活动发生的目标。创造性思维的阶段性活动和对应的支撑设计见表1。

3.2面向组织机构水平的宏观设计

3.2.1搭建实验室交流平台

产学研实验室功能复杂,包括生产、研发和教学等。进行创新建设就要充分增进各类角色人员之间的相互作用。此外,这类研究机构的另外一个特征就是充满大量的隐性知识。而隐性知识又依托个体而存在,依靠人际互动而转移。因此,有必要创建并维护能够支持高频度、高水平互动的实验室交流平台,从而为内部人员以及对外的人际接触创造机会,主要措施有以下几个方面。

1)搭建对外交流平台。

为了获取来自市场的一线信息,实验室可定期召开用户体验活动,一方面了解用户的实际需求,另一方面了解目前所研发产品需要改进之处,为进一步完善产品和把握行业发展趋势积累信息资源;为了获取行业信息,实验室可举办或参与行业会议,以此与同行乃至竞争对手进行信息整合,降低对行业发展趋势和风险的不确定性。

2)搭建内部交流平台。

为了激活组织内部信息,并保持这些信息的高速流转,实验室可定期召开单项目、跨项目的总结和交流会,并安排专职人员做整理工作,以充分固化在项目研发等环节中积累的显性和隐性知识;搭建内部公共信息交流平台,定期研究热点、项目内容、研究组队等信息,为实验室内部和对外合作创建契机;举办形式多样的活动平台,充分促进各种非正式交流。

3.2.2搭建知识管理与共享平台

产学研实验室中,不仅科研和教学活动需要各类知识,这些活动本身也产生大量新知识。这些知识正是实验室核心价值与竞争力的体现。为了充分梳理、挖掘对创新最重要的影响因素——各类知识,实验室应建立完善知识管理与共享机制,运用现代信息技术获取与研究、开发、教学等有关的各种知识,并对这些知识进行组织、存储、创造进而转化,升华为智慧,同时通过网络传播这些知识,以促进这些知识的共享和创新。

1)创建并整合显性知识库。

高校实验室一般都具备一些显性知识的基础资源,如可以共享学校图书馆、学院和其他一些研究机构的图书信息。另外,自身也积累了一些图书、论文、软件著作权、发明专利等资源。但是,这些信息都比较分散。实验室可把学校图书馆、实验室自建书库、知识中心(包括论文、专利、软件著作权、发明专利等)的信息综合到一个平台上,为研究人员查询资料、进行技术转化等提供方便。此外,对这个集成平台上的数据进行分析和挖掘可以帮助实验室分析自身的研究走向、研究重点等信息,为后续的决策提供更多支持。

2)挖掘并固化隐性知识。

相对显性知识而言,隐性知识对实验室更为重要,因此要建立例行性的隐性知识挖掘机制,定期从各类项目讨论会、用户产品体验交流会等以及实验室评估中心和其他评论活动中整理、总结、固化各类隐性知识,如各类意见、经验等,使之转化为显性知识,为实验室研究学习所用。具体来讲,可以通过绘制实验室知识源分布图来确定主要的隐性知识来源,方便知识搜集整理人员按图索骥找到实验室中拥有隐性知识的人员,然后通过开展交流会、使用即时通讯软件、oa、BLoG、项目管理软件等多种形式来挖掘、积累这些隐性的、碎片化的知识。

3.2.3搭建开放性管理平台

进行创新建设时,实验室原有组织结构势必会出现新的变化,因此需要核心负责人的积极参与和推动。另一方面,实验室的智力资源、核心价值又多蕴含在个体成员之中,因此也需要激发这些个体成员的积极性。搭建一个开放性的管理平台,激发所有人员的共同参与,尤其是核心负责人的参与,是实验室创新建设的关键。

1)组织核心负责人参与推动。

实验室在进行创新变革时,其架构(如工作流程、管理模式、文化氛围等)都会发生较大的变化。虽然在实验室内部,创新变革的发起人是主管负责人,但是推动者应该是实验室的核心负责人。在没有得到核心负责人的充分支持时,这些大的变革措施仅靠个人或者一个部门是很难推动的。因此在新体制实施一开始,就开管理层内部专项会议,由实验室核心负责人来说明实施的必要性和价值,再由实施的具体负责人进行详细讲解,这样对成员来说,变革举措就比较容易接受。

2)吸收相关人员参与实验室决策。

需求强烈的用户可以加快产品的开发速度,大大降低开发成本,因此实验室可考虑适度邀请相关用户参与讨论研发等交流活动。另外,对于实验室这种研究型的机构而言,很多核心的知识、价值都寓于这些关键的个体之中,即这些成员拥有实验室的大部分智力资源。因此,建议实验室定期将重要决策对成员进行披露。这些成员对新决策的适应也是实验室创新过程中的重要投入因素。

4结语

创新建设对保持产学研实验室研究和开发的领先地位,促进教学内容持续不断地更新起着重要的作用。笔者针对阶段性创新思维活动和组织机构水平上的创新建设,提出一系列措施,吸收了心理学和经济管理领域的最新研究成果,并充分结合了产学研实验室的特点和实践建设经验。以上措施在学校计算机学科个别产学研实验室已经得到了初步的实施。目前,实验室的知识管理系统投入使用,知识库得到有效充实和整合;实验室内外交流频度显著提高,和企业、其他研究机构之间的非正式交流活动有效开展。自上述措施实施以来,实验室成员在科研创新和工程创新方面取得显著成果,说明以上举措具有一定的有效性。

参考文献:

[1]韦方立,梁云贞,黄秋婵,立足人才培养创立产学研实验室[J],实验室研究与探索,2012,3l(7):398-400

[2]秦军,王爱芳,我国高校创新型人才培养模式研究[J],教学研究,2009(4):13-17

[3]刘丽娜,刘向举,浅析高校实验室建设与实验教学存在的问题及对策[J],科技信息,2011(35):81

[4]何克抗,创造性思维论:Dc模型的建构与论证[m],北京:北京师范大学出版社,2000:1

[5]程新章,第六代创新模型的启示[J],科技管理研究,2006(1):110-113

数学建模经验交流篇7

摘要:对现有的一些管式间接蒸发冷却器的数学模型进行了简单的介绍和比较,优选出了一种计算方法并进行了实验验证,结果表明此种计算方法十分适于指导工程实践。

关键词:管式间接蒸发冷却器数学模型实验验证

abstract:itintroducessomemathematicalmodelsoftubetypeindirectevaporativecoolerandcomparesthem,selectoneofthebestmethodsandvalidateitwithlaboratoryworks,theresultindicatesthatthismethodissuitableforinstructengineeringpractice.Keywords:tubetypeindirectevaporativeCooler;mathematicalmodel;validation

主要符号表

—换热器效率

—质量流量,kg/s

—焓,J/kg

—对流传质系数,kg/(m2·s)

—对流换热系数,w/m2·℃

—空气比热,J/kg·℃

—二次空气与水膜的热湿交换效率

—一次空气的换热效率

—以空气湿球温度定义的饱和空气定压比热,J/kg·℃

—最大热容量,w/℃

—最小热容量,w/℃

1引言

空调系统在改善人类生产、工作和生活环境的同时,消耗着大量的矿物燃料和CFC等制冷工质.全球气候变暖和大气臭氧层受到破坏等对当代人类生存构成严重威胁的灾难性气候变化,都和暖通及制冷行业有关.间接蒸发冷却器是一种直接从自然界获取冷量、不使用CFCs、无环境污染的高节能性空调制冷装置,与一般常规制冷机械相比,总体上来说Cop可提高2.5--5倍,从而可以大大降低空调制冷能耗,因此在空调领域有着广阔的应用前景[1]。

间接蒸发冷却既有直接蒸发冷却又有热交换,在间接蒸发冷却器中被处理的空气在没有增加湿度的情况下明显的被冷却了。目前间接蒸发冷却的型式主要有板式间接蒸发冷却器和管式间接蒸发冷却器两种,板式间接蒸发冷却器的优点是换热器换热效率较高,体积相对较小,但是由于其流道窄小,因而流道容易堵塞,尤其在空气含尘量大的场合,随着运行时间的增加,换热效率急剧降低,流动阻力增大,并且布水不均匀、浸润能力差,换热器表面结垢、维护困难。管式间接蒸发冷却器流道较宽,不会产生堵塞,流动阻力小,布水相对比较均匀,容易形成稳定水膜,有利于蒸发冷却的进行。

对于管式间接蒸发冷却器来说(图1),一次空气在管子内流动,而二次空气与管子呈交叉方向流过其外部,水喷洒在管子的外表面上。在每根管子的内部,一次空气通过管壁与管外水膜之间发生热传递;在每根管子的外部,热量和质量交换发生在二次空气和管外水膜之间。在管式间接蒸发冷却器的热工性能分析中,国内外开展了大量的研究,许多研究者都进行了不同程度的理论和实验研究。目前对管式间接蒸发冷却器的研究,多是在某些实验条件下对其效率、Cop等整体性能进行测定,现有理论分析也多是对某一换热面二侧的局部传递过程进行分析。但这些数学模型都过于理论化,缺乏对实际工程应用的指导。本文的目的是通过对作者所掌握的一些管式间接蒸发冷却器数学模型进行比较,优选出适用于工程实践的数学模型。

2管式间接蒸发冷却器数学模型的分析

2.1已建模型综述

目前所建立的关于管式间接蒸发冷却器的数学模型所给出的物理-数学模型主要是分析其中流体的初始状态参数对换热器性能的影响,描述换热器中的热质交换过程,从理论上求证换热器的冷却效率等,进而为管式间接蒸发冷却器的设计、优化、冷却性能的改进和推广应用奠定基础。

在间接蒸发冷却器的热工性能分析中,许多研究者都进行了不同程度的理论和实验研究。Kettleborough和Hsieh等提出了通过润湿率来估计表面的润湿状况对逆流间接蒸发冷却器冷却性能的影响,并引入“焓势”的概念,但实际表面的润湿率难以准确确定。peterson和Hunn等对交错流式间接蒸发却器进行了实验分析,并提出了相应的冷却性能分析模型;在二次空气出口状态为饱和空气,一次空气出口干球温度近似等于二次空气出口湿球温度的条件下,理论计算和实验结果基本一致,但间接蒸发冷却器在实际工作时,并不满足这一条件。p.L.Chen等提出了有关间接蒸发冷却器热性能和阻力性能的计算模型。perez-Blance和Bird对单根垂直管蒸发冷却器建立了稳态一维模型;在假设水膜温度不变的条件下,导出了实验测定用的热质交换系数计算公式,并进行了相应的传热传质实验;在实验结果中表明,对流换热系数实验值与按Chilton-Colburn类似律计算出的数值相差25%。Rana和Charan对水平单管蒸发式散热器进行了传热传质实验研究,实验确定的传质系数与按Lewis关系式计算的结果相差较大,其比值在在0.8~9.35之间,但作者没有给出理论解释[2]。西安交通大学的鱼剑琳[2]建立了一个研究管外对流换热系数以及可进行间接蒸发冷却实验的实验装置。同济大学的段光明[8]也对管式间接蒸发冷却器内部传热传质过程进行了探讨分析,总结了当时管式间接蒸发冷却器的理论数学模型,然后建立了数学模型并进行了实验验证。

综合上述文献可知,以往在针对间接蒸发冷却器传热传质分析方面和在数学模型的建立过程中,都有一些不足之处,如:把整个热质交换过程简化为在一整体换热壁面上,按顺流形式完成的,没有考虑到不同形式间接蒸发冷却器的具体结构特点;认为淋水侧壁面上形成的水膜完整;在湿壁侧,二次空气与水膜之间传质系数是根据Lewis关系式(),用空气与干壁面的换热系数来确定的,没有考虑到壁面上流动水膜对传热和传质的影响。由此可以看出,关于管式间接蒸发冷却器的研究工作还远远不足,特别是对于二次空气与一次空气和淋水均匀为交错流动的横置式管式间接蒸发冷却器还需要进行深入的理论分析和实验研究。

2.2数学模型的建立

间接蒸发冷却器热质交换数学模型虽然各不相同,但都是建立在传热传质的基本原理上,将一个复杂的间接蒸发冷却过程分解为一次空气、二次空气和水三者之间的热质交换。通过对这三部分的热平衡及湿平衡的分析,建立起数学模型并对其进行求解。

间接蒸发冷却既区别于一般的气-气换热,又不同于冷却塔中的绝热蒸发过程,从传递过程理论看,在tieC中热量的交换和质量的迁移同时发生,尤其在管外的二次空气侧,二次空气与水膜在温差和水蒸汽浓度差的共同作用下进行热湿交换,因此一次空气与二次空气及水膜间的传递过程十分复杂。为了便于研究间接蒸发冷却器的性能,从实际目的出发,必须对其作出相应的简化假设。文献[2]假设:热质交换过程是稳定的,管外的水膜是完整一致的,管内的一次空气流速和管外的二次空气流速是一致的,水蒸发速度对二次空气流速产生的影响可以忽略。文献[3]假设整个管壁上的水膜温度相同,并忽略管壁的导热热阻,即假设整个管壁的温度均匀一致,在二次空气侧,水滴在空气中进行的热质交换传递过程忽略不计。文献[4]假设水膜为稳态连续流动,对湿空气饱和线进行线性化处理,并假设空气饱和曲线为温度的线性函数,通过假设将具有湿表面换热器的传热传质简化为一维问题。文献[5]假设热质交换在稳定状态下进行,并且方向是垂直于管壁的,水、一次空气和二次空气的比热在考虑的温度范围内为常数,由辐射产生的传热忽略不计,湿度为平衡态,水膜中心向其表面传热的阻力忽略不计。

尽管每个模型的简化条件都不完全相同,但一些基本的简化假设对大多间接蒸发冷却理论模型却是必不可少的,如假设:(1)换热器和外界没有热交换;(2)忽略沿壁面纵向的热传导以及沿流动方向流体内部的热传导;(3)质量流量和入口热力状态均匀一致;(4)满足刘易斯关系式;然后根据这些假设建立数学模型。

2.3优选的经典模型

间接蒸发冷却器的热工计算主要集中在求解机组的冷却效率以及一次空气的出口状态参数等问题上。文献[6]提出一种新型简便的间接蒸发冷却器的计算方法,该数学模型首先定义基于湿球温度的饱和湿空气定压比热,用以计算湿空气的焓及焓差,之后运用ε-ntU传热单元数法分别计算一次空气的换热效率εp和二次空气与水膜的热湿交换效率εs,然后建立基于εp和εs的间接蒸发冷却器的冷却效率公式。

文献[6]的间接蒸发冷却器的效率定义为:

(3-1)

一次空气和二次空气间的换热过程,总能达到热的平衡,因此:

(3-2)

根据定义的饱和湿空气比热公式(3-3)

可以得到:

(3-4)

这里:-称之为热容比或称之为水当量比

将公式(3-4)代入一次空气换热效率公式(3-5)

可得:

(3-6)

将二次空气的热湿交换效率公式代入等式(3-6)

可得:

(3-7)

最后将等式(3-7)代入一次空气换热效率公式(3-5)可得:

(3-8)

更进一步,假设一次空气的换热效率为100%,二次空气与水膜的焓效率为100%,即在理想的状态下,间接蒸发冷却器的效率为:

(3-9)

文献[6]建立的管式间接蒸发冷却器冷却效率和一次空气换热效率及二次空气-水膜热湿交换效率的关系式,通过分别计算一次空气侧的换热效率和二次空气侧的热湿交换效率,可以根据关系式求出间接蒸发冷却器的效率。公式(3-9)给出了管式间接蒸发冷却效率的一种简便的算法,式中饱和湿空气定压比热Cwb可以通过查表获得,因此只有一次空气和二次空气两个变量,也就是说,间接蒸发冷却器的冷却效率主要与一次空气和二次空气的流量比有关,而一次空气和二次空气的流量是容易控制和测量的。并且已有研究表明[9],在二次空气与一次空气的质量流量之比小于0.8时,随着二次空气流量的增加,间接蒸发冷却器的冷却效率有所增加,这是因为二次空气流量增加,壁面水膜的传热和表面蒸发得到加强,蒸发量越大,二次排风带走的热量就越多,从而提高了间接蒸发冷却器的热交换效率。

3实验验证

为了验证理论模型的可靠性,我们于2004年7月到9月间在新疆绿色使者空气环境技术有限公司的一台实验样机上进行了测试,并把由公式(3-9)计算出的理论值与实验数据进行了对比[7]。实验样机如图2,图3所示。其主要结构参数:机芯外形尺寸为500×900×900,换热管排列方式为叉排,

图2搭建的实验台外观图3包覆吸水材料的换热管

管间距为25mm,管数为200根,管径为20mm。实验工况条件:一次空气和二次空气均采用室外新风,喷水量为201m3/h。计算值与实际值如图4所示,从图上可以清楚的看到,随着ms的增大,间接蒸发冷却器的冷却效率是增加的,在图像上为其渐近线,并且从图上可以看出二、一次风量比的最佳值为0.6~0.8之间,当ms/mp>0.8,二次空气的流量持续增大时,效率增加趋于缓慢。从图形的变化趋势来说,除了在较低的流量比处有两点实测值与理论计算值有误差外,两条曲线的走势基本吻合,在各点的变化趋势中也是一致的。从图上还可以看到,除了个别点外(可以归结为测量误差造成的),实测值与理论计算值吻合的较好。

图4管式间接蒸发冷却器实验冷却效率和理论计算值对比

4结语

管式间接蒸发冷却器的工程应用正处于起步阶段,虽然对应的管式间接蒸发冷却器的物理数学模型不少,但是综合而言,现有的数学物理模型推导较为复杂繁琐,工程实用性不强,研究人员也一直在对数学模型进行改进。文献(6)中建立的数学模型借鉴了其它模型的优点,提出一种新型简便的间接蒸发冷却器的计算方法,这种计算方法简单,利用手算就可以进行,并且误差较小,计算出来的理论值与实验测得的实验值相差甚微。并且根据实验得出,二、一次风量比的最佳值为0.6~0.8之间,这与经验值也是相符的。这种计算方法既体现了管式间接蒸发冷却器中的传热传质过程,同时又由于计算简单,是一种非常适合工程应用的计算方法。

参考文献:

1.黄翔.面向环保、节能、经济及室内空气品质联合挑战的蒸发冷却技术[J].建筑热能通风空调,2003,22(4):1-4

2.鱼剑琳.管式间接蒸发冷却器的研究,西安交通大学,博士学位论文,1996

3.Chen,p.L.,H.m.Qin,Y.J.HuangandH.F.wu,aheatandmasstransfermodelforthermalandhydrauliccalculationsofindirectevaporativecoolerperformance[a],aSHRaetrans,1991,Vol.97,part1:852-865

4.maclaine-crossiL,BankspJ.ageneraltheoryofwetsurfaceheatexchangersanditsapplicationtoregenerativeevaporativecooling[J].JournalofHeattransfer,1981,103:579-585

5.wojciechZalewski.piotrantoniGryglaszewski.mathematicalmodelofheatandmasstransferprocessesinevaporativefluidcoolers(j)Chemicalengineeringandprocessing36(1997)271-280

6.J.L.peterson,p.e.aneffectivenessmodelforindirectevaporativeCoolers[a].aSHRaetans,Vol.99,part2:392-399

7.周斌.间接蒸发冷却器中均匀布水的实验研究,西安工程科技学院,硕士学位论文,2005

数学建模经验交流篇8

【关键词】探究式教学;建模教学;高中数学;影响

“教学模式”一词最初是由美国学者乔伊斯和韦尔等人提出的。他们认为,教学模式是构成课程(长时间的学习课程)、选择教材、指导在教室和其他环境中进行教学活动的一种计划或范型。而数学建模是指当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时,人们就要在深入调查研究、了解对象信息、作出简化假设、分析内在规律等工作的基础上,用数学的符号和语言,把它表述为数学式子,也就是数学模型,然后用通过计算得到的模型结果来解释实际问题,并接受实际的检验。这个建立数学模型的全过程就称为数学建模。数学建模是一种数学的思考方法,是运用数学的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并"解决"实际问题的一种强有力的数学手段。

灵活的教学内容和与开放的教学内容是探究式教学模式的显著特点。因此,采用探究式教学就是教学的老师就要用有效的知识储备,引导学生在实际教学中探究和解决遇到的问题。这些问题不仅包括教学过程中遇到的的问题,也可以是探究过程中发现的相关问题。探究教学过程中,老师与学生改变了过去传统教学中的固有角色,而是帮助引导学生们称为自己学习过程中的主导者,老师与学生通过相互合作,更顺利的完成了教学过程。而学生进行探究的过程也是多种多样的多个途径,因此,这就注定了探究式教学能更好的激发学生的创造能力,让他们的养成用发散性思维想问题的好习惯。

探究式教学模式与建模教学两者是有共性的。从教学方法这方面看:探究式教学要达到的目标是为了改进教学方法,激发学生的学习兴趣,探知未知和解决问题,培养学生的创新、合作能力和促进学生的个性发展来提高教学质量。而建模教学是通过用数学的符号和语言,把它表述为数学式子,也就是数学模型,然后用通过计算得到的模型结果来解释实际问题,并接受实际的检验。其目标也是为改进教学方法,增强学生的学习兴趣,提高教学的质量。从它们的目的来讲,主要就是提高教学方法和质量,所以二者并不冲突,都是为了更好的服务于教学。

探究式教学模式下建模教学对数学教学的影响:

1.促进了师生关系的和谐

在探究式教学模式下的数学建模教学,改变了传统数学教学中学生对老师的依赖。教师与学生之间形成的是平等和谐的师生关系,教师作为学生的一份子和学生一起进行探索、讨论和交流,通以自己丰富的经验影响学生,并和学生一起分享探究的成果。师生之间的交流增多,这一新型关系及机制使教师从传统教学中的“独角戏”转变为“大合唱”,教师不再是单方面的传授知识,而是帮助学生去探究、组织与整理知识,教师变为引导他们而非塑造者。师生之间的氛围是和谐、自然、默契的,这种新型的师生关系符合了当今的教育改革倡导以学生发展为本的思想,迎合了时展的要求。

2.探究式教学模式下的建模教学手段的运用

科学的探究过程源于起始点的问题。教师通过创设适当的情境引起学生的疑问,让学生去讨论哪个答案是比较正确的,可以利用学过的数学知识来解决。在讨论中,启发学生质疑、提问、思索,引发学生探究的热情。通过学生的讨论,肯定会出现不同的答案,教师以假设正确来在实际的练习中进行验证自己的或其它的假设是否正确。在验证、论证假设猜想过程中,学生们有时会屡次碰壁,这时就血药教师的鼓励和指导,帮助学生重建信心,激励学生的积极性。在学生假定的正确答案中,在学生验证、论证他们假定的答案过程中,教师通过建模教学点拨诱导学生。

3.促进师生探索交流,达到师生互动合作

在教学中师生的互动主要是在探索交流过程中进行的,因此,教学过程不再是教师教、学生学的简单相加的过程,教师要注意学生反馈回来的信息,包括个人反馈的信息和小组反馈的信息,教师要记录好这些反馈的信息,将反馈信息归纳总结,针对问题进行互动交流,同时也作为教师的经验记录,为下次课中可能出现的类似反馈,方便教师给予最好的解决办法。

4.方便归纳总结,便于巩固新知

归纳总结是进行教学解决教学问题的最后阶段,将解决问题得出的经验和教训进行归纳总结并积累起来,以免以后走弯路或出现错误的问题,在这个阶段,教师可以利用把事先准备好的总结内容进行展示给学生进行交流学习,再通过学生的练习所带来的实际感受来达到巩固新学知识与技能的效果。

高中的数学教学中融入探究式建模教学模式的建模教学思想,丰富了高中数学教学的内涵,但这样做不仅要花费大量的准备时间,影响教学进度,同时对学生来讲,是一个需要面对的问题。因此,在进行探究式建模教学时,不仅要考虑教学进度的要求还要考虑学生方面的要求。将探究式建模教学思想融于高中数学教学的落脚点是促进数学教学,所以,教师在实际操作中,要综合考虑多方面的因素。在设计教学时,教师必须设身处地的为学习者考虑。实际教学时,教师要始终考虑的是学生在认知的需求,即学生在学习的过程中,哪些认知困难可以通过融入探究式建模教学思想的途径进行解决。在教学设计的过程中,如果经过了如此的思考过程,学生就一定能够体会探究式建模教学思想在提升自己学习效果方面的成效。

探究式建模教学模式思想融入高中数学教学更有利于激发学生的学习积极性和创造精神,尤其是针对高中的数学教学,有利于学生提高个人探索精神,锻炼学生的发散思维。探究式教学模式思想融入高中数学的教学方式与传统的教学方式相比较,后者注重了教学和接受的过程,但是前者更有助于学生对概念和理论的加深理解,有助于学生对开放式问题的大胆研究与探索,有助于他们成材并将这种精神应用于今后的工作学习当中。探究式建模教学模式是适应现代社会要求而诞生的,所以将探究式建模教学模式思想融入高中数学的教学有着很强的生命力,并且易于在教育领域进行推广。

【参考文献】

数学建模经验交流篇9

关键词:优化策略;学习过程;活动经验;建构模型

中图分类号:G623.5文献标志码:a文章编号:1674-9324(2013)36-0251-02

数学新课标提出:“教师教学应该以学生的认知发展水平和已有的经验为基础,面向全体学生,注重启发式教学和因材施教。教师要发挥主导作用,处理好讲授与学生自主学习的关系,引导学生独立思考、主动探索、合作交流,使学生理解和掌握基本的数学知识与技能、数学思想和方法,获得基本的数学活动经验。”这就要求教师在数学活动中优化教学策略,时刻关注学生的认知过程,挖掘教材新旧知识的联系点,预设学生的活动经验,设计各种有利于学生参与数学知识探究的活动,引发学生深入思考、探究,经历数学知识的形成,建构数学知识模型,丰富数学活动经验,发展解决数学问题能力。

一、创设有效情境,激活已有经验

数学新知的学习是建立在已有知识和经验的基础上,在学习过程中深化了所学知识和活动经验。教师应从课程理念精髓出发,立足于学生已有的知识和经验,创设各种有利于学生参与数学活动的情境,促使学生积极探索、合作交流,激活学生已有生活经验和知识经验,努力把已有经验转化为数学活动经验,体验到探索学习的情趣和成功的快乐,理解和掌握基本数学知识与技能、数学思想方法,从而获得广泛而丰富的数学活动经验。

例如,教学人教版三年级上册《秒的认识》时,教师运用多媒体屏幕呈现春节联欢晚会上,即将度过大年三十迎来新年初一最后10秒倒计时的欢乐情景,教师让学生一起倒计时,要求学生一起读倒计时,必须跟着屏幕上数字出现的节奏,让学生初步体验秒的短暂:“10!9!8……3!2!1!新的一年到了!”教师提出:“10秒的倒计时是长还是短呢?”学生认为这段倒计时十分短暂,教师就让学生说一说在日常生活中哪些地方经常运用到这样的短暂计时,学生举出了诸如运动场上短跑计时、游泳竞赛计时等,教师则藉此引出比分更小的时间单位——秒。教师创设趣味性极强的活动情境,激发学生积极投入到学习活动中,使学生初步体验了秒的知识。

二、经历知识形成,积累活动经验

数学教学活动要让学生自主学习数学知识,形成技能和发展思维,让学生探索知识的形成和发展过程。在经历数学知识形成过程中,学生通过独立思考、合作交流与实践活动,就会积累丰富的数学活动经验,因而,教师开展数学活动时,应高度重视学生经历数学知识的形成过程,让学生通过观察、猜测、操作、联想、分析、合作与交流等探究活动方式,实现获得数学基础知识与技能,也积累了丰富的活动经验,发展学生数学思维能力、情感态度与价值观。

例如,教学人教版六年级上册《圆的面积》时,教师出示圆形后,提出:“是否能把圆形转变成其它已经学过的平面图形?应该怎样转化呢?”引导学生先把圆形分别平均分成2份、4份、8份,再依次尝试进行拼组,一边拼组一边观察,学生在操作中感受到图形的变化,从不像到有点像、直至像长方形的过程,学生在动手中思路被激活、拓宽。教师再引导学生进行猜想:怎样才能更像长方形?接着让学生运用16等分圆形硬纸板,在小组中合作把它拼组成长方形,让学生深入想象:如果把圆形硬纸板平均分成32等分、64等分等,拼组成图形更像什么图形?学生通过想象与探究后,发现圆平均分的份数越多,每一份小扇形就越来越接近于三角形,拼成的长方形的底边就越平,最后就越来越像长方形。学生经过动手做一做,经历图形转化过程,通过独立思考、数学实践,感悟了数学思想,积累了丰富的设计性和思考性的活动经验。又如,教学人教版三年级下册《重叠问题》时,教师在黑板上出示表格,让学生上台在表格上选择自己喜欢唱歌或喜欢跳舞,把自己的名字写在表格里。学生观察黑板上的表格数据,思考:“应该怎么表示才能更清楚?”学生通过探究与交流后,出示统计表、集合图等表示方法。学生观察、比较自己的表示方法,出现了计算结果不相同,究其原因,发现有重复现象,也就是一个人既喜欢唱歌也喜欢跳舞的情形,教师提出:“你们能用自己表示方式,采用一种一眼就能看出谁重复的表示方法?”学生通过独立思考与小组交流后,完善了韦恩图,并自主解读了集合图。学生通过一系列数学活动,经历了韦恩图的形成过程,建构完整的数学模型,积累了数学操作、思考、表达等活动经验。

三、注重学以致用,内化活动经验

数学建模经验交流篇10

关键词:交通规划;教学内容;模式创新

中图分类号:G642.0文献标志码:a文章编号:1674-9324(2013)50-0030-02

一、交通规划课程改革的必要性

交通规划是交通工程专业核心课程之一,它解决的是交通规划的理念、原则、思路、程序、步骤与模型方法等问题。通过这门课程的学习,应使学生能够充分掌握交通规划的步骤及重要的规划理论模型,并具备一定的交通建模学术视野和理性分析技能,该课程对于学生专业素质培养和从业能力提高都具有举足轻重的地位。20世纪80年代交通规划进入我国,在我国交通基础设施建设优化决策方面交通规划学科提供了重要的基础技术支撑。然而,新形势下特大、大城市交通基础设施经过大规模建设之后已逐渐趋于缓和,交通规划工作已由建设之初注重建设规划转向了建设与管理并重,即由粗放型转向了精细型,更加注重用科学的理论和方法来解决现代交通问题。目前交通规划课程的教学内容和模式显然与现代交通科学的发展尚不相适应。现代交通科学的本质在于采用自然科学的方法来理解交通行为,用数学模型刻画交通现象,用计算机模拟方法提供计算实验,从而揭示交通流的演变规律和交通拥堵的形成机理,解决出现的交通问题。因此,为满足新形势下创新型交通规划人才培养的需要,在《交通规划》课程教学中必须贯彻科学研究对于新形势下交通规划的要求,必须注重传统规划理论与方法的更新,必须给学生提供一个能够运用新的手段去亲身实践的创新平台。

针对交通规划课程教学中存在的不足,以“模型—计算实验—应用”为教学改革主线,对交通规划课程教学内容和模式进行创新研究。

二、交通规划课程教学内容改革

1.交通工程专业培养计划的梳理和调整。本专业方向以培养具有道路系统规划设计、城市及区域交通规划、交通工程项目设计,能在国家与省、市的发展计划部门、交通规划与设计部门、交通管理部门等从事交通运输规划、交通工程设计、交通控制系统开发等方面工作的高级工程技术人才为目标。引进和借鉴国内外交通工程专业课程设置、实验实践实习等研究成果,梳理了前修课程,包括数学建模、运筹学、系统工程、计算机编程、交通工程学、交通调查与分析等课程的教学内容和教学时间,营造了相互衔接的交通规划课程教学环境。为避免课程内容重复,同时保证课程之间相互衔接,对部分课程进行了调整,如交通调查与分析是交通工程学中一个章节,则不单独开设此课,将该部分内容放入交通工程学中,结合现场实验课详细讲授;将系统工程与交通工程学教学时间进行了调整。另外加强了计算机技术内容,在原有计算机基础、C语言等基础课程基础上,增设了专业方向(规划与管理)交通仿真技术课程,加强本科生实际应用能力培养。

2.基础理论教学内容改革。所谓交通规划,是指根据特定交通系统的现状与特征,用科学的方法预测交通系统交通需求的发展趋势及交通需求发展对交通系统交通供给的要求,确定特定时期交通供给的建设任务、建设规模及交通系统的管理模式、控制方法,以达到交通系统交通需求与交通供给之间的平衡,实现交通系统的安全、畅通与节能、环保的目的[2]。本次教学内容改革中引入交通网络建模、空间区位理论,增加城市物流规划内容,改变以往描述性的交通规划教学内容,加强了基础理论教学,形成以交通建模为核心的教学内容。

三、交通规划课程实验教学内容改革

《交通规划》课程实验教学内容重点在培养学生软件应用能力。它的重要性体现在它能将基础理论知识与实践应用相结合,即需要知识的积累,也需要知识的实际应用。软件的许多应用模块全部是基于交通规划的基本理论生成的,如在进行交通生成预测时,软件提供了交叉分类法、回归法、离散选择法等基本方法,只要具备了原始数据、设置好各项参数,就可以得到预测结果。构建实验教学平台,包括交通仿真软件、数值计算软件、地理信息系统软件,注重培养学生对交通流和交通网络流的分析模拟计算能力,实现学生能够运用规划软件进行实际项目操作的目标。2012年我院利用中央与地方共建高校项目购置了供实验教学使用的交通信息采集系统,如雷达测距仪、视频采集仪、微波交通调查仪,同时利用实际交通科研项目将采集到的现场观测数据接入到实验室,同时利用数据库、信息融合等基础理论技术,建立了交通信息采集与处理评价系统实验平台。这给学生提供了一个利用在真实环境下进行交通方案改善及修正理想条件下的研究成果的平台。

实验教学内容主要由两部分组成:一是专项规划案例教学。结合各种规划案例,包括公路网规划案例、城市道路网规划案例、公共交通规划案例、城市轨道交通规划案例、交通项目评价影响案例及停车场规划案例等等,使学生熟悉各专项规划的基本流程及规划原理;二是重点培养学生交通建模能力和交通规划操作能力,加强学生进行交通软件操作学习,包括交通仿真软件transCaD、ViSSUm、emme-3、CUBe等,交通制图软件autoCaD,地理信息系统软件mapinfor、arcGis,数理统计分析软件SpSS以及eXCeL等。两部分内容相辅相成,缺一不可,案例教学采用课堂讲授与学生讨论的形式,而软件学习则是实验室指导与学生自学相结合的形式。

四、《交通规划》课程实践教学改革

交通规划是一门应用性很强的课程,实践教学作为理论联系实际的重要环节,对大学生创新思维、动手能力和分析问题及解决问题能力的培养至关重要,而这也是工程应用型人才所必须具备的能力。交通规划课程的实践教学包括交通调查实习、软件应用实习和课程设计等。实践教学改革采用案例调研和分析式的实践教学方式,并和理论教学相互穿插,建立从表象认知到提高交通现象洞察能力的实践环节框架。

1.交通调查实习改革。交通调查是进行交通规划的前提和基础,关系到整个规划的成败,因此具有十分重要的地位。传统做法是教师扶着学生开展实践活动,学生学习积极性不高。近年来,交通运输工程系与基层有关部门开展了广泛的交流与合作,结合学生实习,在当地开展了《交通规划课程设计》教学实践环节,把学校教学与为基层解决实际问题紧密结合。尤其是交通大调查前期调查方案设计工作中,将案例调研和分析式的实践教学方式融合在一起,教师给予学生充分的自由,这是教师真正站到指导实践位置上的新型实践教学模式,放手让他们进行方案设计、人员组织及协调工作,并进行及时指导。实现实践教学与课堂教学的有机融合,以此培养学生独立工作的能力,充分发挥其主观能动性。

2.课程设计。课程设计是对所学交通规划理论和方法的总结和深化,其目的是巩固学生所学基本知识、基本理论、基本方法;熟悉并掌握交通规划的各种方法、内容、步骤、注意事项;培养学生收集有关交通调查数据并进行处理与分析的基本技能;训练学生综合运用本课程及相关专业知识,解决交通规划实际问题的能力;通过理论和实践的紧密结合,重点提高学生分析问题、解决问题的实践动手能力,为培养工程应用型人才打下坚实的基础。课程设计学时一般为两周,题目选择一个简化的交通规划课题,可以以4~5个交通小区的区域展开,指导教师给出规划要求、规划年限、路网结构以及社会经济指标数据等原始数据,学生根据给定的条件,利用交通规划理论知识,借助计算机软件,完成原始数据的分析与处理、交通需求与社会经济指标相关性分析、交通需求预测,给出规划方案并对其进行评价。在此过程中,学生通过方案设计、软件应用、编程计算等能够全面提高自己。

3.软件应用实习。作为工程应用型人才,掌握一定的本行业专业软件是必备的基本技能之一。交通规划由于要处理海量的数据更是需要计算机辅助完成。学生通过软件实习,不但能够进一步了解交通规划的基本原理,加强对专业基础知识的认识和了解,而且通过实际操作,交通规划理论的实际应用能力也得到提高,有利于纠正学生认为学完交通规划课程以后没有用处的错误观点。利用交通规划软件提供的众多模型和方法,结合教学案例完成交通分配、路径选择、物流规划、公交规划等实际应用过程教学训练,让学生掌握利用软件进行交通规划基本方法。

软件应用实习采用案例教学启发式教学方法,充分调动学生的学习兴趣。比如在规划软件实习课上可向学生展示各大中城市综合交通规划图、交通组织图,调动学习积极性。案例选择得当,可以使学生更快掌握操作方法,达到事半功倍的效果。案例有虚拟案例和实际项目案例,各有优缺点。通常在教学案例中,根据需要,将两种案例形式结合使用。先通过虚拟案例,从简单开始,再从实际项目中抽取复杂一点的案例,进行实践性训练。由简入繁,循序渐进地展开教学。

五、教学组织形式和考核方式改革

采用学习团队式的分组教学组织形式,组内成员合理分工,共同完成课程作业和案例调研,组织各团队的成果交流;改变侧重个人考试成绩的考评方式,在学生个人理论考核成绩、小组调研报告成绩的基础上进行综合评定。

六、结束语

在新的交通形势下,传统交通规划理论和方法与现代交通科学的发展尚不相适应,不利于创新型人才培养。提出“模型-计算实验-应用”视角的交通规划课程教学内容改革以及模式创新,通过对专业人才培养方案的梳理和调整,实践、实习环节以及考核方式等方面进行改革,以此培养学生综合能力。

参考文献:

[1]杨敏,陈学武.“理论、科研与实践密切结合”的《交通规划》教学模式研究[J].理工高教研究,2010,29(03).

[2]王炜,陈学武.交通规划[m].北京:人民交通出版社,2007.

[3]韩风春,刘东,翟润平.《交通工程学课程设计》实践与教学改革研究[J].中国人民公安大学学报(自然科学版),2006,47(1).

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