单亲遗传算法理论方法与应用.ppt

单亲遗传算法理论方法与应用,单亲遗传算法理论方法与应用单亲遗传算法理论方法与应用单亲遗传算法理论、方法及应用本人对单亲遗传算法的主要研究工作提出了亲单遗传算法,包括单亲遗传算法的基本概念和基本理论。研究了单亲遗传算法的运行机理,认为单亲遗传算法具有与传统遗传算法类似的进化机制。研究了单亲遗传算法的全局收敛性,指出含最优保特操作的单亲遗传算法是全局收敛的研究了单亲遗传算法图式定理,基于图式定理研究了单亲遗传算法的隐含并行性。研究了单亲遗传算法的计算效率,提出了提高单亲遗传算法计算效率的措施。研究了单亲遗传算法在旅行商问题、模式聚类问题、生产调度问题和电力系统机组优化组合问题等方面的应用,俗话说，好的开始是成功的一半，教学导入就是老师课堂教学的开始，对于老师来说是其教学能否成功的关键。要想激发学生的学习热情，在教学开始之前就将学生牢牢的吸引住，首先就要抓住教学导入这一环节。一个成功的教学导入可以启发学生的思维、激发学生的学习热情、发挥学生的主观能动性，促使学生跟随老师的步伐进行课堂知识的探索学习，有效的提高老师的教学效率以及学生的学习效率。而对于高中生物教学来说，教学导入显得尤为重要，因为学生对于生涩难懂的生物课程很难产生兴趣，但是迫于高考的压力又不得不学习，很容易产生逆反的心理，学不会不爱学的问题严重。但是如果老师以新奇、精彩、恰当、合理的方式进行教学导入，学生就可以被吸引，产生学习的兴趣和求知欲，老师再进行教学可以事半功倍。下面进行几种教学导入的方法：一、设计情境进行探究性的教学导入 高中生的情感丰富，易感性也很强，老师可以利用学生的这个特点进行某种情境的设定，在情景中提出具体的问题，来导入教学。这种教学导入可以引起学生的情感共鸣，激发起学生的好奇心理和求知欲望，让学生自主的参与到问题的探究中来，营造良好的教学氛围。例如对于遗传基因知识的教学时，老师可以设问“想一想你的父母是双眼皮还是单眼皮？你自己是双眼皮还是单眼皮？双眼皮和单眼皮是由什么来决定的呢？”这样就可以将学生的注意力吸引过来，调动了课堂的气氛，学生自主学习的意识就挖掘了出来，对于老师的教学很有帮助。二、联系生活提出问题进行教学导入 在实际生活中，有很多的现象是可以通过生物知识来解释的，也有很多的现象是蕴含着课本中的生物知识的。老师在进行教学导入时可以把一个实际生产生活中的问题、现象进行导入，从而引出教学内容。这样做可以把学生熟悉的生活联系到课堂，让学生对于教学内容产生一种熟悉感和实用感，也可以使知识变得具体化，容易引起学生的学习兴趣，也能培养学生在日常生活中善于发现知识的能力。例如老师在进行艾滋病有关知识的教学时就可以采用这样的方法，课前老师可以让学生对“世界预防艾滋病日”的相关内容进行了解，当学生对艾滋病可以传染的问题进行了了解后，老师就可以对于如何控制艾滋病传染的内容进行教学了。三、引用语文知识进行教学导入 语文知识可以包括诗词、成语、俗语、谚语等，老师可以运用这些来进行教学导入。利用语文知识可以营造出一个诗情画意的教学情境，再加上很多的语文知识都是源于生活的，有很多的生物知识痕迹，利用这些来进行教学导入可以让学生体会到生物学的趣味性、艺术性和生活性，激发学生的学习热情。例如诗句“秋浦多白猿，超腾若飞雪”就可以利用在动物白化现象的教学导入中；“儿童急走追黄蝶，飞入菜花无处寻”可以用来导入保护色的知识；“少小离家老大回，乡音无改鬓毛衰”可以用来导入细胞衰老的知识；而在进行物质循环的教学导入时则可以引用“落红不是无情物，化作春泥更护花”。对于成语、谚语和俗语的利用也有很多例子，比如“龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞”，“一母生九子，连母十个样”，“种豆得豆，种瓜得瓜”这些谚语可以用在讲“遗传变异”时的教学导入中。四、运用趣味故事进行教学导入 在生物学史上或者是科学史上有很多有趣的故事，老师可以利用这些故事来作为课堂的教学导入。这些或真实或虚构的故事，都可以起到活跃课堂气氛的作用，而与教材有关的真实的科学家的故事还可以帮助学生领悟科学精神和培养科学思想，从而对学生进行生物学的德育教育。通过故事的生动性、具体性也可以将知识点变得生动具体，还可以加深学生对于这节课的记忆。例如在讲昆虫的性外激素时，可以引用昆虫学家法布尔的故事：1904年一个风雨交加的夜晚他做了一个实验，将一只雌性天蛾放在了一个被丛林包围的屋子中的纱笼里，当晚有四十多只雄性天蛾冒着狂风顶着大雨前来交尾，法布尔很疑惑是什么因素致使这些雄性天蛾不顾风雨的来找雌性天蛾呢？经过研究发现，原来是昆虫性外激素的威力。这个故事讲完就会使学生对于昆虫性外激素产生学习兴趣，老师就可以很好的进行教学内容了。五、利用直观教具进行教学导入 教具对于生物教学来说是很重要的工具，它可以改变老师一味单调地讲课的模式，利用模型、图片、视频、标本、实物来吸引学生，调动起学生的学习兴趣。对于比较难理解的知识点，教具的作用就更明显了，例如老师在讲DNA分子双螺旋模型时，就可以利用生物模型进行教学导入，用直观的方法让学生体会课本中抽象的知识内容，更有助于学生对于知识点的掌握。总结：综上所述，高中生物教学要想摆脱在学生眼里枯燥乏味的形象，使学生产生学习兴趣，充分发挥自主学习的能力，就要进行教学方式的改革，而注重教学导入就是改革的一方面。本文列举了几点教学导入的方法，通过这些方法可以达到老师的教学目标，提高学生的学习效率，当然这只是众多教学导入方法中的一部分，更多好的科学的方法还需要老师在教学中不断地发现和创造。一、师生共同完成实验操作 实验是化学学科中的基本内容，也是化学学习的一个重要手段。在化学实验教学中，教师要重视对学生化学实验能力的培养，改变以往由教师统一实验，学生观看为主的教学模式，给予学生更多的自主操作和探究的机会，构建师生互动性的教学课堂，增强课堂的双向性和交互性，让学生能够通?实验自主的发现问题、探究问题、解决问题，以此培养学生独立动手操作能力和化学实验能力。如：在化学实验教学前，可以引导学生大胆猜想，提出疑惑，而后鼓励学生以小组合作探究的方式借助实验验证猜想。在实验过程中，给予学生适当的指导，让学生在自主实验的过程中，深入到化学知识形成的过程中，将理论实践化，通过探究性学习培养学生综合分析能力、实验操作能力和独立思维能力。二、将演示实验转化为探究性实验 在以往的化学实验教学中，往往由于化学器材的缺乏或时间的限制，采取演示实验教学模式或代表实验，这种教学模式不仅影响到化学实验教学质量和效果，忽略学生的自主性和学生学习情况，而且也不利于学生化学实验意识和实验思维的培养，导致学生对化学实验地学习缺乏兴趣、动力和积极性。对此，我们在化学实验教学中，可以将演示实验转化为探究性实验，在实验教学中，尊重学生的主体性，重视学生的思维能力和自主能力的培养和发展，让学生在亲自操作的过程中，掌握实验步骤和实验流程，加深对实验现象的认识和了解，实现对化学知识点的内化，除此之外，化学探究性学习的过程同样也是学生思维能力、动手能力发展的一个过程中，在自主探究中，通过积极思考和观察、分析，以培养学生观察能力、分析能力、自主能力和综合能力。如：在实验过程中，结合教学内容和学生学习实际情况，引导学生在自身学习基础上设计实验方案，创设实验小组，在实验过程中，不断提升学生的化学知识，完善学生的化学知识体系，增强学生化学实验能力和综合水平。总之，将演示实验转化为研究性实验，是对被动性、机械化实验模式的一种改革和创新，以探究为基础，突出对学生化学能力和自主能力的培养，加深学生情感体验，增强学生对化学知识点的印象，提高学生化学知识点的融合度和内化程度，促进化学实验教学效果的提高。当然，在现代化教学体制下，关于化学实验教学还需要在化学设施建设上寻求改善，以满足学生对化学实验探究性学习的实际需求，为提高化学实验教学效果提供基础。三、巧妙运用模拟实验演示 化学实验探究性学习要以安全性为前提，在学生探究性实验过程中，要严格操作步骤和操作的规范性，培养学生良好的化学实验习惯，避免化学实验过程中出现不安全现象，影响化学实验教学和威胁到学生的身心健康。对此，我们在化学实验教学过程中，可以通过巧妙运用模式实验演示，对一些具有危险性的实验的实验进行模拟操作。首先，让学生对实验内容进行探究，设计实验方案，发挥教师的引导作用，对实验过程中可能存在的问题进行重点提出，让学生带着问题、带着思考，去交流、合作、探索。其次，利用多媒体模拟实验操作，鼓励学生多角度思维，从不同的操作角度展开多元化、开放式的模拟实验。最后，通过实验的对比，帮助学生理清实验思路，加强对实验知识点的掌握和理解，增强学生的观察能力，探究能力，促进学生综合能力的培养。如：在实验教学中，让学生对实验内容进行探索，并基于此展开模式实验操作，通过模拟实验的失败或成功进行对比，既能让学生明确实验操作步骤和操作规范性，避免学生实验过程中的盲目操作，促进学生良好实验习惯的形成，同时又加深学生对化学实验内容和知识点的掌握和理解，在增强学生实验能力的同时，提升化学实验教学效果。实验作为化学教学中的重要内容和重要手段，在激发学生化学学习兴趣，培养学生化学综合能力，提升化学教学效果等方面都具有重要的作用。在具体的化学实验教学中，要始终立足于学生实际，尊重探究性学习的客观规律和基本特征，重视对学生独立思维能力、探究性思维能力、观察能力、自主能力和独立性的培养，以切实的提升学生能力，实现学生全面发展。,单亲遗传算法理论、方法及应用,本人对单亲遗传算法的主要研究工作提出了亲单遗传算法,包括单亲遗传算法的基本概念和基本理论。研究了单亲遗传算法的运行机理,认为单亲遗传算法具有与传统遗传算法类似的进化机制。研究了单亲遗传算法的全局收敛性,指出含最优保特操作的单亲遗传算法是全局收敛的研究了单亲遗传算法图式定理,基于图式定理研究了单亲遗传算法的隐含并行性。研究了单亲遗传算法的计算效率,提出了提高单亲遗传算法计算效率的措施。研究了单亲遗传算法在旅行商问题、模式聚类问题、生产调度问题和电力系统机组优化组合问题等方面的应用,单亲遗传算法的描述单亲遗传算法的计算步骤单亲遗传算法的编码方式单亲遗传算法的遗传算子单亲遗传算法的个体评价单亲遗传算法的选择方式单亲遗传算法的特点,单亲遗传算法的描述单亲遗传算法取消了传统遗传算法的交叉算子,全部遗传操作都只在一个个体上进行。单亲遗传算法不能完全取代传统遗传算法,只有在传统遗传算法的交叉算子作用效果不好时才使用单亲遗传算法按照目前对单亲遗传算法的研究进展,主要是以下两方面问题适合使用单亲遗传算法:一是组合优化问题;另一是有约束的复杂工程优化问题。,单亲遗传算法的计算步骤第一种计算步骤:Stepl:编码,根据所求解的具体问题确定一种编码方式,组合优化问题采取序号编码方式;有约束的复杂工程优化问题采取实数编码方式Step2:确定个体的评价函数,即适应度函数。Step3:产生初始群体。Step4:评价初始群体中的各个个体 Step5:繁殖新个体。对上一代群体中的个体进行遗传操作,产生新个体。Step6:评价新个体。若满足停机条件则停机,否则转下一步Step7:选择下一代群体。从上一代群体中的个体和本次遗传操作所产生的新个体中选择N(N为群体规模)个个体构成下一代群体,转Step5,单亲遗传算法的计算步骤第二种计算步骤Step1:编码,根据所求解的具体问题确定一种编码方式。Step2:确定个体的评价函数,即适应度函数Step3:产生初始群体Step4:评价群体中的各个个体。Step5:选择下一代群体。从上一代群体的个体中按某种选择策略选择N(N为群体规模)个个体构成下一代群体。若满足停机条件则停机,否则转下一步。Step6:繁殖新个体。对上一代群体中的个体进行遗传操作,产生新个体,转Step4,单亲遗传算法的编码方式遗传算法的编码方式有非序号编码和序号编码两大类。非序号编码方式又有二进制编码(又称二值编码)和浮点编码(又称实数编码)等。单亲遗传算法的编码方式主要是序号编码和实数编码。求解组合优化问题时采取序号编码方式;求解有约束的复杂工程优化问题时采取实数编码方式。,序号编码方式:序号编码方式所形成的染色体是一有序符号串,其中的各个字符分别代表一个事物序号,每条染色体分别代表所求解问题的一个解,即代表一种组合方式对于序号编码方式,在不改变事物序号排列顺序的条件下,染色体中某一确定位置上的基因可能取值的全体称为同序基因集,用G表示。同序基因集中元素的个数称为同序基因数,用g表示。,序号编码方式举例:对于10个城市的旅行商问题:(1)将10个城市分别编号为1、2、3、4、5、67、8、9、10(2)以城市序号作为基因,各基因在染色体中的排列顺序即为商人的旅行顺序。如有染色体3、21、4、10、6、10、8、9、5,表示商人从3号城市出发,先到2号城市,再到1号城市,最后到达5号城市,并返回3号城市。,实数编码方式:实数编码方式所形成的染色体是一实数串,其中每个实数项为一个问题参数的取值,可以把个实数项当作一个基因参与遗传操作,也可以把实数项中的各个数值字符当作一个基因参与遗传操作。单亲遗传算法一般把一个实数项当作个基因参与遗传操作。在用遗传算法解决复杂工程优化问题时,个体的编码方式宜用一个参数对应一个基因的实数编码方式,这样可以压缩染色体串长,且无需解码,1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。非洲2、最困难的事情就是认识自己。希腊3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。黑塞4、与肝胆人共事，无字句处读书。周恩来5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。培根,