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政治作业优化设计学习心得

政治作业优化设计学习心得
政治作业优化设计学习心得

政治作业优化设计学习心得作业是教学的一个重要环节。如何使政治作业真正发挥其为教学服务的作用,是教学理论应该探索的重要问题。作业是课堂教学的延伸,是学生掌握知识、锻炼思维、提高能力的操练场,为此,在作业布置方面就必须注入生活的内容和时代的活水,要以学生的生活经验为基础,让学生体验到所学的思想政治课是他们人生必不可少的内容。

优化作业设计上注重几个原则

过去作业的设计上存在的最主要问题是作业数量与质量反差巨大,以致形成十分明显的负面效应——挫伤学生的学习积极性,损害学生的身心健康,影响教学质量的提高。优化是指从一定的标准来看是最好的。标准很多,但重要的是效果和时间,既提高质量,又不增添负担。这就须注重五个原则:

1、形式灵活,激发兴趣。兴趣是最好的老师,有了兴趣,学生会自觉认真完成作业。形式灵活,会让学生一见作业便有一种跃跃欲试的冲动。对于记忆类作业,我们根据“遗忘先快后慢”的规律,前期布置这类作业多一些,间隔时间短;后期布置这类作业少一些,间隔时间长一些,避免了机械性,学生也乐于接受。同时,通过上面的作业分类,我们可以看出机械性作业虽不能说一无是处,但比重过大,肯定不利于学生发展。所以作业可以是口头作业、书面作业;也可以是笔记式作业、讨论式作业、调查访问式作业、合作式作业、观察式作业,还可以是听的作业、写的作业、说的作业、读的看的作业,甚至于想的作业、画的唱的作业、玩耍的作业。让学生动手、动脑、动

口,多种感官参与活动与学习。形式的灵活必定激发学生完成作业的兴趣。

2、体现层次,量力而行。优化作业设计应注意体现其层次性,让学生量力而行。作业设计层层递进,由易到难,给了学生一个选择的范围。每个学生量力而行,部分能力强且有好强心理的学生又会在自己的“最近发展区”去“跳一跳”摘到“果子”。

3、少而有效,保证效果。平日用自习课集中背诵,对背诵数量不做硬性规定,平日分散时间、少量检查,并在检查前提前通知,每次学生只用几分钟即可复习明白。

以上是我对作业设计实践的一点心得,可以说前一阶段作业设计的主观盲目、随意与后一阶段的作业设计的优化效果是明显不同的。但还有许多好的设计还有待我们去探究,优化作业设计中存在的问题还有待我们去解决。不过,我坚信:优化作业设计,必定提高教学效果。

张秀玲

优化设计作业

作业 1. 阐述优化设计数学模型的三要素。写出一般形式的数学模型。 答:建立最优化问题数学模型的三要素: (1)决策变量和参数。决策变量是由数学模型的解确定的未知数。参数表示系统的控制 变量,有确定性的也有随机性的。 (2)约束或限制条件。 由于现实系统的客观物质条件限制,模型必须包括把决策变量限制在它们可行值之内的 约束条件,而这通常是用约束的数学函数形式来表示的。 (3)目标函数。 这是作为系统决策变量的一个数学函数来衡量系统的效率,即系统追求的目标。 2. 阐述设计可行域和不可行域的基本概念 答:约束对设计点在设计空间的活动范围有所限制。凡满足所有约束条件的设计点,它在设 计空间中的可能活动范围,称可行设计区域(可行域)。不能满足所有约束条件的设计空间便 是不可行设计区域(不可行域)。 3、无约束局部最优解的必要条件? 答: (1)一元函数(即单变量函数) 极值点存在的必要条件 如果函数f (x )的一阶导数f’(x )存在的话,则欲使x *为极值点的必要条件为: f’(x *)=0 但使f’(x *)=0的点并不一定部是极值点;使函数f (x )的一阶导数f’(x )=0的点称为函数f (x ) 的驻点;极值点(对存在导数的函数)必为驻点,但驻点不一定是极值点。至于驻点是否为极 值点可以通过二阶导数f’’(x )=0来判断。 (2)n 元函数在定义域内极值点X *存在的必要条件为 即对每一个变量的一阶偏导数值必须为零,或者说梯度为零(n 维零向量)。 ▽f (X*)=0是多元函数极值点存在的必要条件,而并非充分条件;满足▽f (X*)=0的 点X *称为驻点,至于驻点是否为极值点,尚须通过二阶偏导数矩阵来判断。 3. 阐述约束优化问题最优解的K-T 条件。 答:K-T 条件可阐述为: 如果X (k)是一个局部极小点,则该点的目标函数梯度▽f (X (k))可表示成该点诸约束面梯度为▽ g u (X (k))、▽h v (X (k))的如下线性组合: ()()()()0****21=????????????=?T n x X f x X f x X f X f

政治作业优化设计学习心得

政治作业优化设计学习心得作业是教学的一个重要环节。如何使政治作业真正发挥其为教学服务的作用,是教学理论应该探索的重要问题。作业是课堂教学的延伸,是学生掌握知识、锻炼思维、提高能力的操练场,为此,在作业布置方面就必须注入生活的内容和时代的活水,要以学生的生活经验为基础,让学生体验到所学的思想政治课是他们人生必不可少的内容。 优化作业设计上注重几个原则 过去作业的设计上存在的最主要问题是作业数量与质量反差巨大,以致形成十分明显的负面效应——挫伤学生的学习积极性,损害学生的身心健康,影响教学质量的提高。优化是指从一定的标准来看是最好的。标准很多,但重要的是效果和时间,既提高质量,又不增添负担。这就须注重五个原则: 1、形式灵活,激发兴趣。兴趣是最好的老师,有了兴趣,学生会自觉认真完成作业。形式灵活,会让学生一见作业便有一种跃跃欲试的冲动。对于记忆类作业,我们根据“遗忘先快后慢”的规律,前期布置这类作业多一些,间隔时间短;后期布置这类作业少一些,间隔时间长一些,避免了机械性,学生也乐于接受。同时,通过上面的作业分类,我们可以看出机械性作业虽不能说一无是处,但比重过大,肯定不利于学生发展。所以作业可以是口头作业、书面作业;也可以是笔记式作业、讨论式作业、调查访问式作业、合作式作业、观察式作业,还可以是听的作业、写的作业、说的作业、读的看的作业,甚至于想的作业、画的唱的作业、玩耍的作业。让学生动手、动脑、动

口,多种感官参与活动与学习。形式的灵活必定激发学生完成作业的兴趣。 2、体现层次,量力而行。优化作业设计应注意体现其层次性,让学生量力而行。作业设计层层递进,由易到难,给了学生一个选择的范围。每个学生量力而行,部分能力强且有好强心理的学生又会在自己的“最近发展区”去“跳一跳”摘到“果子”。 3、少而有效,保证效果。平日用自习课集中背诵,对背诵数量不做硬性规定,平日分散时间、少量检查,并在检查前提前通知,每次学生只用几分钟即可复习明白。 以上是我对作业设计实践的一点心得,可以说前一阶段作业设计的主观盲目、随意与后一阶段的作业设计的优化效果是明显不同的。但还有许多好的设计还有待我们去探究,优化作业设计中存在的问题还有待我们去解决。不过,我坚信:优化作业设计,必定提高教学效果。 张秀玲

浅谈小学音乐作业的优化设计

浅谈小学音乐作业的优化设计 【摘要】随着新课标课程改革的不断推进,教学越来越注重素质教育,培养学生各方面的能力素质。小学音乐是小学素质教育的重要组成部分,对学生综合素质的提高具有重要意义。因此,小学音乐教师要创新教学模式,优化小学音乐作业设计,提升课堂教学效率。 【关键词】优化作业设计;小学音乐;课堂效率 复习对于巩固知识,获得新知具有重要意义。作业是复习的一种重要方式。做作业帮助学生了解所学到的知识并掌握学情,让教师对学生的学习情况有具体的了解。小学音乐的作业设计对于提高学生的音乐感悟能力和创作能力具有重要作用。因此,小学音乐教师要优化小学音乐作业设计,提升课堂教学效率。 一、注重层次性 音乐作为一门才艺性的学科,测评学生学习的成果是根据学生的才艺表现来决定的。才艺水平的高低需要教师对学生进行不同层次的教导,并让学生进行不同层次的训练。因此,小学音乐教师在进行音乐作业设计时,要注重作业设计的层次性。作业设计的层次性分为三个方面:基础练习、经典音乐鉴赏、音乐创作。教师在进行基础练习的音乐作业设

计时只需根据音乐大纲教学要求,给学生设计一些相应的音乐练习,让学生通过基础练习巩固课堂内容,提高学习效率。例如:一年级的学生在学完《两只老虎》《新年快乐》等儿歌后,教师可以让学生回家给父母反复演唱,让家长监督学生完成基础训练,并帮孩子录音,这样可以提高作业的趣味性,缓解学生的学习压力,让学生在轻松活跃的环境下巩固课堂知识。这个过程可以拉近家长与孩子的距离,让家长了解学生的音乐掌握情况,并发现孩子兴趣。 基础练习仅是对音乐基础知识的巩固,若要提高学生的音乐素养,还需让学生学会对经典音乐作品鉴赏。经典音乐作品对学生学习音乐以及开发学生的音乐潜能具有重要意义,在经典音乐作品潜移默化的熏陶下,学生的音乐创作灵感得到激发,对学习音乐的兴趣更加浓厚。教师给学生设计有关经典音乐作品鉴赏的家庭作业强化了学生的情感体验,学生从小接触高雅艺术也有利于培养学生的气质。音乐作业设计也要培养学生的音乐创作能力,因此教师在进行音乐作业设计时,要布置一些创作音乐的作业。随着经济的迅速发展,教育越来越受到人们的重视。很多家长为孩子报了音乐第二课堂,让学生学习自己感兴趣的乐器,因此教师布置创作型音乐作业,学生可以利用自己在第二课堂学习的乐器进行音乐创作,真正实现学以致用的教学理念。 二、发挥表现性

优化设计方法的发展与应用情况

优化设计方法的发展与应用情况 贾瑞芬张翔 (福建农林大学 机电工程学院, 福建 福州 350002) 摘 要:本文概要地介绍了优化设计方法在国内近年的应用和发展情况,包括传统优化方法、现代优化方法,以及优化软件的应用和发展情况。  关键词:优化 遗传算法 神经网络 MATLAB 优化方法是20世纪60年代随着计算机的应用而迅速发展起来的,较早应用于机械工程等领域的设计。80年代以来,随着国内有关介绍优化设计方法的专著(如《机械优化设计》[1])的出版和计算机应用的普及,优化设计方法在国内的工程界得到了迅速的推广。本文按传统优化方法、现代优化方法、优化软件应用等三个方面,概要地介绍优化设计方法近年来在国内工程界的应用和发展情况。 1. 传统优化方法的应用与改进情况  1.1传统优化方法的应用  从近10年发表的工程优化设计的论文可以看出,罚函数法、复合形法、约束变尺度法、随机方向法、简约梯度法、可行方向法等,都有较为广泛的应用。对重庆维普信息数据库中的工程技术类刊物做检索,1993年至2003年,这6种约束优化方法应用的文献检出率的比例,依次约为12:10:3:1.5:1.5。 以机械设计为例,传统优化方法主要应用于机构和机械零部件的优化设计,主要对零件或机构的性能、形状和结构进行优化。在结构方面,如对升降天线杆的结构优化设计[2],采用内点罚函数法优化,在保证天线杆具有足够的刚度和压弯组合强度的前提下所设计出的结构尺寸比按一般的常规设计方法所计算的尺寸要小,自重更轻。在形状方面,赵新海等[3]对一典型的轴对称H型锻件的毛坯形状进行了优化设计,取得了明显的效果。在性能方面,《凸轮一连杆组合机构的优化设计》[4]一文以最大压力角为最小做为优化目标、并采用坐标轮换法和黄金分割法等优化方法对书本打包机中的推书机构(凸纶—连杆组合机构)进行优化设计,从而使得机构确保运动的平衡性的前提下具有良好的传力性能,使设计结果更加合理。《弹性连杆机构结构和噪声控制一体化设计》[37]一文,利用改进的约束变尺度法,求解基于噪声控制的弹性连杆机构结构控制同步优化问题,同步优化后机构的声辐射性能指标具有明显改善。由以上的例子可以看出,因此,传统优化方法仍然具有不可忽视的作用。  将优化技术与可靠性理论相结合,形成了可靠性优化设计法。按照可靠性优化设计法设计的产品,既能定量地回答产品在运行中的可靠性,又能使产品的功能参数获得优化解,两种方法相辅相成,是一种非常具有工程实用价值的设计方法。如采用惩罚函数内点法求解齿轮传动的可靠性优化设计的数学模型[5],以及运用二阶矩法和约束随机方向法对钢板弹簧进行可靠性优化设计[6]。 1.2传统优化方法的一些改进  目前,随着工程问题的日益扩大,优化要面对的问题的规模和复杂程度在逐渐增大,传统的优化方法解决这些问题时,就显露出了其局限性与缺陷。于是就出现了在分析现有算法的基础上,针对方法的不足或应用问题而作出的改进。  1.2.1对传统优化方法应用于离散变量优化的改进 工程设计问题中,经常遇到设计变量必须符合本行业的设计规范和标谁,只能取为限定的离散值或整数值的情况。若应用连续变量优化方法.得到最优解后再作简单的圆整处理,可能造成设计上的不可行解,或得到一个非最优解。为此适用于变量取离散值的优化方法发展起来。朱浩鹏等[7]提出了改进的动态圆整法、拉格朗日松弛法。 惩罚函数优化方法是一种常用的求解约束非线性问题的方法,但它仅限于求解连续变量的优化问题。

建筑结构优化设计

建筑结构优化设计 摘要:建筑项目投资大,建设周期长,对其进行结构优化设计能够有效的减少投资金额。建筑结构优化设计,是实现建筑本体功能与建筑投资成本的关键手段。因此,结构工程师必须在每一个工程项目的设计中都能做到不断地探求自然法则,不懈地追求相对的最佳最优,要通过反思比较,在经验积累中不断提高自己的判断力和创新力。 一、建筑结构优化设计 1、建筑结构优化设计的基本理论 结构优化设计不应仅仅在结构本身,而应包括建筑的各方面,科学地确定建筑结构优化设计几项基本原则并有效地按照这些基本原则去进行建筑结构设计,是非常重要的。建筑结构的优化设计主要体现在建筑工程的决策阶段、设计阶段、建设阶段。在建筑工程的决策阶段,确定结构优化设计所要达到的总体目标,满足本体功能,最大程度保障安全性,缩减投资成本:在建筑工程的设计阶段,确定每一个子系统及整体结构的优化布局;在建筑工程的建设阶段,以结构优化设计为建设原则,组织建设好每一个子系统从而实现整体结构优化布局。决策阶段结构优化选择是关键,设计阶段结构优化设计是核心,建设阶段结构优化建设是基础,3个阶段互相验证、互为补充、缺一不可。 2、建筑结构优化设计的基本要求 (1)功能性 建筑是人类的基础物质生存环境,建筑结构优化的终极目标就是

为了满足人类对物质生存环境的最大化需求。对功能性的满足也不再局限于传统的实用性功能,而是增添了舒适性、美观性、协调性等多种新元素,满足人类对基础物质生存环境的更高要求。 (2)安全性 建筑作为人类生存的基础生存环境,与人类的生产、生活紧密相关,安全性成为建筑结构优化设计的必然考虑因素。一味追求建筑结构的优化设计,忽略决策阶段、设计阶段、建设阶段的安全性,其作为建筑不但没有任何实际意义,反而会给人类正常生产和生活带来致命的危害。因此,安全性是结构优化设计中的必然考虑因素。 (3)经济性 建筑结构优化设计的经济性是市场经济条件下对资源配置提出的新要求。经济性是指通过建筑结构的优化设计,最大化的节约各种材料资源,达到减少建设成本的目标。另外,各种材料资源都存在一定的稀缺特性,建筑结构的优化设计能科学合理的减少材料的使用量,节省建设材料使用成本。 二、建筑结构优化设计基本原则 1、提高建筑舒适度原则 所谓好的建筑,应是从建筑、结构、装饰装修到给排水、暖通、空调、燃气、电气安装等各专业的优化设计组合,是整体优化设计,如果仅仅是某个专业设计得好,是不可能被称作是一个好建筑的,结构设计也不能例外的;建筑结构设计要能最大程度地满足建筑平面布置、内部空间高度和建筑立面等使用功能和外形观感的要求,投入使

结构优化设计论文

结构优化课程设计 学院土木学院 专业工程力学 班级1001

学号100120118 姓名崔亚超

总结结构优化设计的原理、方法及发展趋势 崔亚超 工程力学1001班学号100120118 摘要:阐述了工程结构优化设计理论从最初的截面优化发展到形状优化、拓扑优化的基本历程及其相关特点,对优化设计选用的各种算法进行归类,并简述结构优化设计的发展趋势。 关键词:尺寸优化;形状优化;拓扑优化;优化算法 Summary structural optimization design principles, methods and development trends Abstract:The structural optimization of engineering design theory from the initial cross-section to optimize the development of shape optimization, topology optimization of the basic course and its related characteristics, the optimum design on the range of algorithms are classified, and to outline the development trend of structural optimization design . Key words:size optimization; shape optimization; topology optimization; optimization algorithm 0 引言 结构优化设计的目的在于寻求既安全又经济的结构形式,而结构形式包括了关于尺寸、形状和拓扑等信息I对于试图产生超出设计者经验的有效的新型结构来说,优化是一种很有价值的工具,优化的目标通常是求解具有最小重量的结构B同时必须满足一定的约束条件,以获得最佳的静力或动力等性态特征。 集计算力学、数学规划、计算机科学以及其他工程学科于一体的结构优化设计是现代构设计领域的重要研究方向。它为人们长期所追求最优的工程结构设计尤其是新型结构设计提供了先进的工具,成为近代设计方法的重要内容之一。 结构优化设计也使得计算力学的任务由被动的分析校核上升为主动的设计与优化,由此结构优化也具有更大的难度和复杂性。它不仅要以有限元等数值方法作为分析手段,而且还要进一步计算结构力学性态的导数值。它要面向工程设计中的各种实际问题建立优化设计模型,根据结构与力学的特点对数学规划方法进行必要的改进。因此,结构优化设计是一综合性、实用性很强的理论和技术。 目前,结构优化设计的应用领域已从航空航天扩展到船舶、桥梁、汽车、机械、水利、建筑等更广泛的工程领域,解决的问题从减轻结构重量扩展到降低应力水平、改进结构性能和提高安全寿命等更多方面。 由于结构优化设计给工程界带来了经济效益及近年来有限元研究和应用的相对成熟,计算机条件的进一步改善和普及,人们对结构优化设计的研究和应用的呼声更高了。无论国内还是国外,对这一现代技术的需求都有增长的趋势。随着设计技术的更新和产品竞争的加剧,结构优化设计将会有更大的发展。

机械优化设计复习总结.doc

1. 优化设计问题的求解方法:解析解法和数值近似解法。解析解法是指优化对象用数学方程(数学模型)描述,用 数学 解析方法的求解方法。解析法的局限性:数学描述复杂,不便于或不可能用解析方法求解。数值解法:优 化对象无法用数学方程描述,只能通过大量的试验数据或拟合方法构造近似函数式,求其优化解;以数学原理 为指导,通过试验逐步改进得到优化解。数值解法可用于复杂函数的优化解,也可用于没有数学解析表达式的 优化问题。但不能把所有设计参数都完全考虑并表达,只是一个近似的数学描述。数值解法的基本思路:先确 定极小点所在的搜索区间,然后根据区间消去原理不断缩小此区间,从而获得极小点的数值近似解。 2. 优化的数学模型包含的三个基本要素:设计变量、约束条件(等式约束和不等式约束)、目标函数(一般使得目 标 函数达到极小值)。 3. 机械优化设计中,两类设计方法:优化准则法和数学规划法。 优化准则法:x ;+, = c k x k (为一对角矩阵) 数学规划法:X k+x =x k a k d k {a k \d k 分别为适当步长\某一搜索方向一一数学规划法的核心) 4. 机械优化设计问题一般是非线性规划问题,实质上是多元非线性函数的极小化问题。重点知识点:等式约束优 化问 题的极值问题和不等式约束优化问题的极值条件。 5. 对于二元以上的函数,方向导数为某一方向的偏导数。 函数沿某一方向的方向导数等于函数在该点处的梯度与这一方向单位向量的内积。梯度方向是函数值变化最快的方 向(最速上升方向),建议用单位向暈表示,而梯度的模是函数变化率的最大值。 6. 多元函数的泰勒展开。 7. 极值条件是指目标函数取得极小值吋极值点应满足的条件。某点取得极值,在此点函数的一阶导数为零,极值 点的 必要条件:极值点必在驻点处取得。用函数的二阶倒数来检验驻点是否为极值点。二阶倒数大于冬,取得 极小值。二阶导数等于零时,判断开始不为零的导数阶数如果是偶次,则为极值点,奇次则为拐点。二元函数 在某点取得极值的充分条件是在该点岀的海赛矩阵正定。极值点反映函数在某点附近的局部性质。 8. 凸集、凸函数、凸规划。凸规划问题的任何局部最优解也就是全局最优点。凸集是指一个点集或一个区域内, 连接 英中任意两点的线段上的所有元素都包含在该集合内。性质:凸集乘上某实数、两凸集相加、两凸集的交 集仍是凸集。凸函数:连接凸集定义域内任意两点的线段上,函数值总小于或等于用任意两点函数值做线性内 插所得的值。数学表达:/[^+(l-a )x 2]

小学生作业优化设计

小学生作业优化设计 作者:竺传新 (小学语文2010年湖南岳阳小学语文一班) 评论数/浏览数: 1 / 308 发 表日期: 2010-08-11 12:05:14 我们的课题,大家给点意见! 一 (一)问题的提出 如何以新课程标准为依据,设计新型作业,利用作业来关注学生的发展,现行大部分教师在作业设计和操作中存在以下几方面的不足:一是作业设计训练的目标单一,缺乏系统,多学科的整合,教师追求的是正确率。二是作业设计中的单向性,在作业训练中,教师出示给学生的作业题型都是课本(或教师)提供的,而不是学生自选的,缺乏多样化,对学生的能力培养是无所作为的。三是作业设计中的绝对性,这样的作业过于强调作业的甄别和选择功能,对作业质量的评价只是与标准答案比较对错,这就抹杀了学生的创造性,并造成学生思维的僵化。四是作业设计中完成的封闭性,这样的作业过于强调独立思考,从来不把合作当作一项必要的素质进行培养,唯一像合作的也仅限于偶尔的非组织形式的课堂讨论。 鉴于上述认识,我们开始对“小学生作业优化设计”进行探索,希望通过研究,使学生作业成为学生自主探究、合作学习的活动过程,成为培养学生良好学习习惯,提高学生自主学习能力的重要途径,通过研究,促使我校教师在提高课堂教学上下功夫,进一步推进课堂教学改革,通过研究切实减轻学生的课业负担,真正给学生以自主选择,自主发展的时间和空间。 (二)课题的界定 本研究所涉及的“作业”是教学过程中一个重要的环节,是教师在完成课堂教学后,为了使学生巩固、深化课堂教学内容,系统地理解、掌握知识体系,依托所学过的知识、技能达到提高能力的目的,让学生在课内或课后进行的练习。 本研究所涉及的“设计”,则是指对小学生作业的设计。具体地说,就是对小学生在课堂内外所需完成的作业,包括朗读、背诵、抄写、写作、计算、调查、收集、动手操作等口头、笔头练习的一种符合教学理念和规范的设计。“作业设计”就是指为了解决作业中的问题,根据作业本身的特点和新课程标准进行科学的规划,是教师备课的重要一环。可见,作业的设计又是一次创造的过程,好的作业设计,不仅可以巩固一堂课所要求掌握的知识,而且可以激发学习兴趣,开发智力,拓展知识面,点燃创造思维的火花,培养独立分析问题和解决问题的能力。 “作业优化设计”不是一种特定的作业形态,而是在新课程观念下,对常规作业模式的改革、突破和创新。它的设计可以由科任老师自行设计,也可以是各科老师相互协调、合作,它可以是学生自己设计,也可以是家长提出。 本课题旨在通过研究,使学生作业成为学生自主探究、合作学习的活动过程,成为培养学生良好学习习惯、提高学生自主学习能力的重要途径,同时也是减轻学生作业负担的重要途径。 (三)国内外研究的现状 西方一些教育先进国家的作业形式改革,对我们很有启发意义。英国小学生课程作业主要有四种类型:(1)实践作业。即指有教师指导的各种实验、独立观察、独立完成美术作品及各种动手能力的测试;(2)书面作业。即指客观性测试,其形式有简答题、抢答题、写随笔、调查报告等;(3)口头、听力作业;(4)表演作业。美国的小学教师是以很宽广的视野从多方面、多层次来定位课程作业目的的。教师不仅从课外作业与学生的知识掌握和能力培养的关系,而且从课外作业与学生个性发展的关系定位课外作业的目的。国内,特别是新课程标准实施后,有不少的教师进行过有关课外作业的设计研究,取得了一定的成效。虽然目前国内有一些学校和教师进行了设计新型课外作业形式的尝试,但只属于局部、零散的研究,尚没有形成一定的体系。教师和学生对待新型课外作业的态度又重新回到传统的作业态度观中,认为作业一定要

课题 初中数学作业优化设计的研究研究报告

莱阳市2014年小课题研究 《初中数学作业优化设计研究》 研究报告 工作单位:莱阳市姜疃中心初级中学 课题编号:LYXKT14072 课题主持人:赵纯纯 课题组成员:姜国臣辛德飞吴庆龙 报告执笔人:赵纯纯 【序言】 “数学作业优化设计”是指教师在设计作业时,根据不同层次学生的情况,设计出不同的、适合各类学生的作业;设计出为学生所喜闻乐见的作业;设计出对提高教学质量、发展学生数学思维有用的作业。其目的是帮助、促使不同层次的学生都能有效地完成作业,从而达到良好的学习效果。 《初中数学作业优化设计研究》是莱阳市姜疃中心初级中学赵纯纯老师承担的莱阳市级2014年度小课题,2014年4月获准立项并开始研究,经过课题组和实验学校教师近一年的努力,已经达到了课题研究的基本目标,此报告即课题研究的总结。 一、课题的提出 《数学课程标准》(实验稿)明确指出:“义务教育阶段的数学课程应突出体现基础性、普及性和发展性,使数学教育面向全体学生,实现:人人学有价值的数学;人人都能获得必需的数学;不同的人在数学上得到不同的发展。 这是数学新课程标准对数学教育提出的要求。从农村学校现状分析,学生大多存在着基础知识及基本能力之间差异。面向全体学生就不能无视这种差异,而应因人定标、因材施教。发展性教学理论认为“差异是一种资源”,而承认差异,尊重差异,更是我们实行素质的

一个重要理念。在“让每个学生都能得到最优发展”教育观下,我们必须认清应试教育下作业中存在的问题,并提出符合素质教育标准的形式多样的数学作业形式。素质教育要求下的教师,设计作业不应仅停留在知识的层面,而应蕴含丰富的教育因素,应有利于调动学生的积极性,着眼于全体学生的可持续发展,力争让每个学生在适合自己的作业中都取得成功,获得轻松、愉快、满足的心理体验。 当前的数学课堂教学存在诸多不尽如人意的地方,如:部分教师数学课堂练习的设计缺乏层次性,量也偏少,课堂时效性不高;很多老师没有习惯进行当堂检测,学生学习紧张度不够,效率不高;每个班级都存在一定数量后进生,他们甚至无法独立完成当堂知识巩固练习,令老师头疼不已。 因此,我们考虑通过对数学作业的最优化设计研究,提高学生的学习主动性和课堂效率,解决后进生问题。 二、课题的设计 (一)课题的界定 “数学作业优化设计”是指教师在设计、布置作业时,根据不同层次学生的各种情况,如课堂表现、掌握程度、已有水平等,设计出不同的、适合各类学生的作业,从而帮助、促使不同层次的学生都能有效地完成作业,通过不同层次的练习达到良好的学习效果。作业的设计要有利于学生在完成适合自己的作业中都取得成功,获得轻松、愉快、满足的心理体验,有利于优化学生的思维品质。 (二)研究内容与目标 1.研究目标 本课题实验试图探索在现行的数学授课中,更好的因材施教,制定科学合理的作业设计策略,建立科学的适合学生身心发展规律的作业评价体系,最大限度的提高学生学习的主动性和积极性,让学生在快乐中学习,充分体会到学习的喜悦,使不同层次的学生学有所得、学有所获。 在实验研究过程中,我们力求体现如下目标: (1)解决学习差异,给每一个学生平等的机会,让好、中、差学生都能实现自己的价值,以适应未来社会不同层次人才的需要。 (2)通过作业的优化设计,提高课堂效率。

机械优化设计大作业2011 - 副本

宁波工程学院机械工程学院 机械优化设计大作业 班级 姓名 学号 教师

机械优化设计大作业 1.题目 行星减速器结构优化设计 NGW型行星减速器应用非常广泛。 1.1结构特点 (1)体积小、重量轻、结构紧凑、传递功率大、承载能力高; (2)传动效率高,工作高; (3)传动比大。 1.2用途和使用条件 某行星齿轮减速器主要用于石油钻采设备的减速,其高速轴转速为1300r/min;工作环境温度为-20℃~60℃,可正、反两向运转。 按该减速器最小体积准则,确定行星减速器的主要参数。 2.已知条件 传动比u=4.64,输入扭矩T=1175.4N.m,齿轮材料均选用38SiMnMo钢,表面淬火硬度HRC 45~55,行星轮个数为3。要求传动比相对误差02 ?u。 .0 ≤ 弹性影响系数Z E=189.8MPa1/2;载荷系数k=1.05; 齿轮接触疲劳强度极限[σ]H=1250MPa; 齿轮弯曲疲劳强度极限[σ]F=1000MPa; =2.97;应力校正系数Y Sa=1.52; 齿轮的齿形系数Y Fa 小齿轮齿数z取值范围17--25;模数m取值范围2—6。 注: 优化目标为太阳轮齿数、齿宽和模数,初始点[24,52,5]T

3.数学模型的建立 建立数学模型见图1,即用数学语言来描述最优化问题,模型中的数学关系式反映了最优化问题所要达到的目标和各种约 束条件。 3.1设计变量的确定 影响行星齿轮减速器体积的独立参数为中心轮齿数、齿宽、模数及行星齿轮的个数,将他们列为设计变量,即: x=[x 1 x 2 x 3 x 4 ]T=[z 1 b m c]T [1] 式中:z 1ˉ ̄ 太阳轮齿数;b―齿宽(mm);m—模数(mm);行星轮的个数。通常情况下,行星轮个数根据机构类型以事先选定,由已知条件c=3。这样,设计变量为: x=[x 1 x 2 x 3 ]T=[z 1 b m]T [1] 3.2目标函数的确定 为了方便,行星齿轮减速器的重量可取太阳轮和3个行星轮体积之和来代替,即: V=π/4(d 12+Cd 2 2)b 式中:d 1--太阳轮1的分度圆直径,mm;d 2 --行星轮2的分度圆 直径,mm。 将d 1=mz 1, d 2 =mz 2 ,z 2 =z 1 (u-2)/2代入(3)式整理,目标函数 则为: F(x)=0.19635m2z 1 2b[4+(u-2)2c][1] 式中u--减速器传动比;c--行星轮个数 由已知条件c=3,u=4.64,因此目标函数可简化为: F(x)=4.891x 32x 1 2x 2

公路线形优化设计总结

公路线形优化设计总结 公路线形是车辆运行的直接载体,一旦确定,无论优劣,都很难改变,高速公路尤其如此。这就要求公路设计者应特别重视线形设计质量,任何一个不安全的指标、一个不良的组合设计都可能形成交通安全隐患,设计者必须认识到所绘制的每条线不仅是几何线,还是经济线、能源线、环境线,更是生命线。 以往,我们已经认识到长直线接小半径等不利线形组合是车辆运行安全的隐患,但受设计车速体系制约,该问题一直无法定量化。运行车速理论提供了解释和解决该类问题的方法。有关研究显示,大量的公路交通事故是由相邻路段较大的运行车速差导致,当相邻路段运行车速差超过某一限值时,路段存在运行安全隐患,而运行车速理论的核心就是通过改善相邻路段指标组合,降低容许运行车速差,从而消除安全隐患。 运行速度作为公路安全设计的主要指标,将指导我国公路设计工作更加关注“以人为本,注重安全”等新理念,以期在设计阶段就消除隐含的一些安全隐患,体现动态设计、考虑驾驶行为。所以根据基本的平、纵、横设计数据,进行运行速度测算分析;以分析结果指导路线设计与优化,将逐渐成为我国公路设计工作(流程)中不可或缺的重要一环。 01 运行速度的定义及路段划分

运行车速是在单元路段上车辆的实际行驶速度。因不同车辆在行驶过程中可能采用不同车速,通常按统计学中测定的从高速到低速排列第85个百分点对应的车辆行驶速度作为运行车速。有别于设计车速的人为规定,运行车速是一个统计学指标,是单元路段车辆实际行驶速度。因此,运行速度的定义:是指在特定路段(无横向干扰等)上,在干净、潮湿条件下,在自由流的情况下,85%的驾驶员行车不会超过的行驶速度,简称V85。 运行车速计算之前,首先要对路线进行单元路段划分,通过《公路项目安全性评价指南》中的预测模型公式计算出单元路段 ),然后根据各单元路段特征点的运行速特征点的运行速度(v 85 )进行评价,最后按评价结果指导路线线形最优设度之差(△v 85 计。 路线单元路段通常划分为直线段、纵坡段、小半径组合段、弯坡组合段、短直线段等路段类型。 直线段是指路线纵坡小于3%的直线段或曲线半径大于1000m 且纵坡小于3%的曲线段。 小半径组合段是指曲线半径小于等于1000m且纵坡小于3%的曲线段。 纵坡段是指路线纵坡大于等于3%的直线段或曲线半径大于1000m且纵坡大于等于3%的曲线段。 弯坡组合段是指路线曲线半径小于等于1000m且纵坡大于等于3%的曲线段。

结构优化设计大作业(北航)

《结构优化设计》 大作业报告 实验名称: 拓扑优化计算与分析 1、引言 大型的复杂结构诸如飞机、汽车中的复杂部件及桥梁等大型工程的设计问题,依靠传统的经验和模拟实验的优化设计方法已难以胜任,拓扑优化方法成为解决该问题的关键手段。近年来拓扑优化的研究的热点集中在其工程应用上,如: 用拓扑优化方法进行微型柔性机构的设计,车门设计,飞机加强框设计,机翼前缘肋设计,卫星结构设计等。在其具体的操作实现上有两种方法,一是采用计算机语言编程计算,该方法的优点是能最大限度的控制优化过程,改善优化过程中出现的诸如棋盘格现象等数值不稳定现象,得到较理想的优化结果,其缺点是计算规模过于庞大,计算效率太低;二是借助于商用有限元软件平台。本文基于matlab软件编程研究了不同边界条件平面薄板结构的在各种受力情况下拓扑优化,给出了几种典型结构的算例,并探讨了在实际优化中优化效果随各参数的变化,有助于初学者初涉拓扑优化的读者对拓扑优化有个基础的认识。

2、拓扑优化研究现状 结构拓扑优化是近20年来从结构优化研究中派生出来的新分支,它在计算结构力学中已经被认为是最富挑战性的一类研究工作。目前有关结构拓扑优化的工程应用研究还很不成熟,在国外处在发展的初期,尤其在国内尚属于起步阶段。1904 年Michell在桁架理论中首次提出了拓扑优化的概念。自1964 年Dorn等人提出基结构法,将数值方法引入拓扑优化领域,拓扑优化研究开始活跃。20 世纪80 年代初,程耿东和N. Olhoff在弹性板的最优厚度分布研究中首次将最优拓扑问题转化为尺寸优化问题,他们开创性的工作引起了众多学者的研究兴趣。1988年Bendsoe和Kikuchi发表的基于均匀化理论的结构拓扑优化设计,开创了连续体结构拓扑优化设计研究的新局面。1993年Xie.Y.M和Steven.G.P 提出了渐进结构优化法。1999年Bendsoe和Sigmund证实了变密度法物理意义的存在性。2002 年罗鹰等提出三角网格进化法,该方法在优化过程中实现了退化和进化的统一,提高了优化效率。目前常使用的拓扑优化设计方法可以分为两大类:退化法和进化法。结构拓扑优化设计研究,已被广泛应用于建筑、航天航空、机械、海洋工程、生物医学及船舶制造等领域。 3、拓扑优化建模(SIMP) 结构拓扑优化目前的主要研究对象是连续体结构。优化的基本方法是将设计区域划分为有限单元,依据一定的算法删除部分区域,形成带孔的连续体,实现连续体的拓扑优化。连续体结构拓扑优化方法目前比较成熟的是均匀化方法、变密度方法和渐进结构优化方法。 变密度法以连续变量的密度函数形式显式地表达单元相对密度与材料弹性模量之间的对应关系,这种方法基于各向同性材料,不需要引入微结构和附加的均匀化过程,它以每个单元的相对密度作为设计变量,人为假定相对密度和材料弹性模量之间的某种对应关系,程序实现简单,计算效率高。变密度法中常用的插值模型主要有:固体各向同性惩罚微结构模型(solidisotropic microstructures with penalization,简称SIMP)和材料属性的合理近似模型(rational approximation ofmaterial properties,简称RAMP)。而本文所用即为SIMP插值模型。

给水管网优化设计研究综述

1999年6月第15卷第2期 陕西工学院学报 JOURNAL OF SHAANXI INSTITU TE OF TECHNOLO GY J une 11999Vol 115 No 12【文章编号】1002-3410(1999)02-0046-04 给水管网优化设计研究综述3 王晓峰 (陕西师范大学旅游与环境学院99#,陕西西安 710062) 【摘 要】 本文详细叙述了给水管网优化设计国内、外的研究现状,针对目前研究中存在的一些问题,作者提出了一些观点和解决问题的办法,和读者共同探讨。 【关 键 词】 给水管网; 优化设计; 综述 【中图分类号】 TU991.32 【文献标识码】 A 收稿日期:1999-03-13 作者简介:王晓峰(1972— ),男,陕西师范大学助教。3陕西省第二农业区开发项目:陕农发(1989)25号 1 前 言 给水管网是给水设计的重要组成部分,在该系统中,管网的投资很高。因此,人们对管网设计以使其产生最大的经济效益。然而,给水管网设计的任务是艰巨而复杂的。在设计过程中涉及到大量的需要认真考虑的相关因素。如今,优化设计更趋艰难,主要是因为在设计过程中,要将费用效益及可靠性同步考虑。其复杂性通过以下几个因素来体现:(1)决策变量的离散性(如有效经济管径);(2)与管材、劳动力、管道布置和开挖等费用有关的复杂离散函数;(3)设计中涉及到的多种需水量荷载形式;(4)在加压系统中,为了计算能量费用所需管道流量及压力方面的一系列知识。 2 研究现状 自从20世纪60年代人们就开始用系统分析方法设计给水管网,并将优化程序应用于其中。最早的给水管网设计模型是为树状网设计的,如Karmeli et al (1968)、Schaake 和Lai (1969)。这些模型没有考虑类似阀门的附属物,但根据水力特性说明了其影响。其它非线性模型在当时也被提出,如Schaake 和Lai (1969)。以上这些模型仅用于树状网系统,没有线性规划法的计算优势,不能得出比较好的结果。1977年Alperovits 和Shamir 提出了一个基本线性规划公式的、能引入任何理论和产生实际兴趣的第一个环状系统模型,其中使用了保证环状网水力连续性的附加约束(如围绕环的水头损失代数和等于零),这说明线性规划法具有强大的实用性。在1979年Quindry et al.对该模型进行了修正。 自从20世纪70年代以来,大量的管网优化设计技术被相继提出。Walski (1985)、Walters (1988)以及G oulter (1992)在他们的论文中提出了最中肯最有发展前途的建议。Alperovit 和Shamir (1977)应用梯度搜索法得出给水系统中满足最小总费用的流量形式Quindryal et al (1981)用两阶段法设计给水管网。在优化结构中,两阶段法在模型中的使用代表了管网优化

商业区停车位优化设计数据总结

目前购物中心停车位主要分为机械式立体车库、屋顶停车场、停车楼、地下停车场、地面停车场。其中,购物中心采取地下停车场方式较多。本文就以地下停车场为例,具体分析购物中心停车场该如何优化。 1停车位 停车位的大小需根据车型的不同尺寸,最大限度的利用有效的面积设计最多的停车位。 据调查,不同车型的外廓尺寸如下: 经济型、中档车的宽度约为1750~1800mm,长度约4500-4800mm; 中高档车宽度超过1800mm,长度超过5000mm; 小型车的外廊尺寸为4800*1800mm。 一般小型车垂直车位的尺寸为5300m*2400m。

三种停车方式所占面积平均值: 1、垂直式停车:长24m,宽5.3m的空地,可以停放10辆小型机动车,平均占地12.7㎡/辆。 垂直停车可以从两个方向进、出车,停放较方便,在几个停车方式中所占面积最小,但转弯半径要求较大,行车通道较宽。 2、斜列式停车:长24m,宽5.3m的空地,可以停放7辆小型机动车,平均占地20.2㎡/辆。 3、平行式停车:长24m,宽2.5m的空地,可以停放4辆小型机动车,平均占地15㎡/辆。 平行停车方式车辆进、出车位更方便、安全,但每辆车因进出需要而占用的面积较大。

综上所述,垂直停车所占车位面积最小。 2柱网 根据规范,停3辆车的柱间净宽应为7200mm,若采用600×600的柱子,停3辆车的柱网轴线间宽度至少为7800mm,若一边有墙则为8100mm。 对柱网进行优化改进,可以优化地下停车库,增加停车位数量。

①调整柱网尺度,增加停车位数量。 以双行道6米,单行道3米标准,结合不同柱网尺寸,本项目采用11*8.4M的柱距较为经济,可增加29个车位。

电气优化设计大作业

电气优化设计作业 2、用黄金分割法求目标函数107)(2+-=x x x f 的极小点,初始搜索区间[a ,b]=[1,7],迭代精度取0.2。 答:程序如下 function xmin=golden(f,a,b,e) k=0; a1 =b-0.618*(b-a); a2 =a+0.618*(b-a); while b-a>e y1=subs(f,a1); y2=subs(f,a2); if y1>y2 a=a1; a1=a2; y1=y2; a2=a+0.618*(b-a); else b=a2; a2=a1; y2=y1; a1=b-0.618*(b-a); end k=k+1; end xmin=(a+b)/2; fmin=subs(f,xmin) fprintf('k=\n'); disp(k); 将程序保存后在命令窗口输入以下指令并输入回车: syms x a b a3 e h; a=input('搜索区间的第一点\a='); b=input('搜索区间的第二点\b='); e=input('搜索精度\ne='); disp('需求的优化函数f=f(x),调用xmin=golden(f,a,b,e)'); 按照提示将搜索区间、目标函数及迭代精度输入,键入指令xmin=golden(f,a,b,e)'),回车可得结果如下(k 为迭代次数): fmin=-2.2497,k=8,xmin=3.4834 3、用牛顿法求 10)1(2)1(4)(212221+++-++=x x x x X f 的最优解,设X (0)=[0, 0]T 。 答:程序如下: syms x1 x2; f=4*(x1+1)^2+2*(x2-1)^2+x1+x2+10; v=[x1,x2]; df=jacobian(f,v); df=df.'; G=jacobian(df,v); epson=1e-12;x0=[0,0]'; g1=subs(df,{x1,x2},{x0(1,1),x0(2,1)}); G1=subs(G,{x1,x2},{x0(1,1),x0(2,1)}); k=0;mul_count=0;sum_count=0; mul_count=mul_count+12; sum_count=sum_count+6; while(norm(g1)>epson) p=-G1\g1; x0=x0+p; g1=subs(df,{x1,x2},{x0(1,1),x0(2,1)}); G1=subs(G ,{x1,x2},{x0(1,1),x0(2,1)}); k=k+1; mul_count=mul_count+16;sum_count=sum_count+11; end; x0 结果为:x0 =( -1.1250,0.7500) 4、用拉格朗日乘子法求解以下约束最优化问题: 06)( ..60 410)(min 121212221=-=+---+=x X h t s x x x x x x X f 答:程序如下 syms x1 x2 lama f=x1^2+x2^2-x1*x2-10*x1-4*x2+60+lama*(x1-6); dx1=diff(f,x1); dx2=diff(f,x2); dlama=diff(f,lama); x1x1=solve(dx1,x1); x2x2=solve(dx2,x2); ff=subs(dlama,{x1,x2},{x1x1,x2x2}); lamao=solve(ff); xo=subs(x1x1,lama,lamao) yo=subs(x2x2,lama,lamao) fo=subs(f,{x1,x2,lama},{xo,yo,lamao}) 结果为:x1=6,x2=5,minf(x)=11。 5、用二进制遗传算法求解以下约束整数优化问题:

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