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一、大學生數學建模競賽概況
全國大學生數學建模競賽于1992年起每年舉辦一屆,目前該項賽事已經成為全國最大的數學競賽。為了提高我校競賽質量和水平,我校每年五月份都進行校內建模比賽,通過比賽提高學生的競賽水平。經過多次參加全國大學生數學建模競賽,我?,F在已經形成了一個優秀的建模指導教師和團隊,每年在比賽中都會有好的表現。
二、數學建模競賽分析
從廣義的講,數學建模就是利用數學領域的相關知識來解決經濟領域、科技領域、生活等領域方面中的任何問題;從狹義的講,數學建模就是對給定的問題建立數學公式作為模型,通過計算該問題答案。對歷年出題及解題思路分析結果顯示,題目往往存在著一題多解,方法融合,結果多樣和學科交叉,題意開放,結果開放等特性;賽題水平主要體現了綜合性、實用性等特點;比賽題目主要包括工業、農業、工程設計、交通運輸、經濟管理、生物醫學和社會事業等七個大類;從解題方法進行統計分析,數學建模競賽要求參賽者具備幾何理論、組合概率、統計(回歸)分析等各種數學方法。
三、數學建模過程分析
數學建模競賽要求在3天內完成競賽題目,并以論文的形式提交。經過多次參加數學建模競賽和指導學生參加數學建模競賽,我們從實踐中總結了數學建模競賽的實戰經驗。數學建模能夠培養和鍛煉學生的課題分析能力、數據搜集能力、快速學習能力、團隊合作能力、文章撰寫能力、創新能力和吃苦耐勞能力。
數學建模是一種創造思維的過程,它要求參賽者先進行問題分析,建立相關模型,運用合理方法進行模型求解,對結果進行分析和檢驗,最后撰寫論文。首先,參賽者要充分閱讀課題題目,認真分析條件和要求,明確目的后,要用數學的語言將問題描述出來;在分析過程中,為了方便模型的建立,需要提出必要的合理的假設;運用參賽者背景建立合理的模型,經過對方法進行靈敏度分析后,最后對結果進行闡述。在整個建模過程中要保證組內人員的平等地位,相互尊重,不能主觀決斷和武斷評價,不要回避任何問題,要認真面對每一個問題,不要對交流失去信心。
四、數學建模培訓模式探討
一個參賽隊伍要在參賽過程中表現出良好的參賽狀態和競技水平,就要有的放矢的做好培訓工作。為了提高參賽者的競賽意識,使參賽者養成時刻建模,思考嚴謹的建模習慣,我們認為在時間是否充裕的情況下,都要以講帶練,以練帶講的方式進行教學和實踐,即學生為主體,教師輔以講解的培訓方式。課程設置應該以理論教學、實踐、實戰相結合進行安排,理論教學階段講解某一方面的基礎知識,實踐階段是及時將理論教學的內容利用計算機編程實現,實戰階段是做3道以上相同或相似知識點的題目,通過比較模型的結果分析模型建立的思路是否與優秀模型相似,及時尋找到不足與差距,并及時更正提高。
當所有知識點都進行教學和實踐實戰后,為了使參賽者了解數學建模,了解數學模型的構成要素,這時需要參賽隊伍閱讀并講解大量的優秀論文,這樣不但能夠使參賽者認真去學習和了解論文,也能通過聽別人講解而節約閱讀其它文章的時間。經過2輪的講解后,就要組織學生進行模擬競賽,每輪要求每組學生做一道真題,要求學生認真完成模型的建立和求解,并以論文的形式提交,指導教師要認真批閱,并指出錯誤和修改方向。經過2輪的模擬后,學生基本上了解了建模的流程,學生可以針對自己的不足進行自學,此時指導教師應該以答疑為主,認真講解每組的不足和需要改進的地方。
五、數學建模競賽前準備
為了以最佳狀態迎接比賽,數學建模競賽小組應該認真準備好每個知識點的寫作流程、實現程序、備用方案,還要打下扎實的編程功底和快速學習能力。當面對新知識點時就能夠快速以實戰為目的的進行學習,進行分析和處理。此外,準備好建模論文的模板,這樣就能快速的書寫和答題;同時,我認為最應該準備好的是良好的心理素質,這樣才能在任何情況下都能夠以冷靜的頭腦面去審題,建模和分析求解,才能在小組有分歧的時候合理進行安排和取舍。
六、建模競賽參賽安排
建模競賽要求3天內,3個人完成一個課題的問題,這就要求我們的參賽隊伍有統籌規劃、聯合協作的能力,就要安排好比賽的時間。我認為小組3個人應在2個小時內讀懂并列出題目的條件和要求,經過討論確定研究方案。如果有解題思路后,應該盡快完成,這樣才能對模型進行改進和補充;如果沒有解題思路后,要布置好誰負責學習新知識、誰負責尋找該知識的實現方案,誰負責查閱資料等等,這些工作看似簡單,但是緊張的3天時間里完成課題的模型建立和求解,以及論文撰寫,不是一件簡單的工程。
七、建模競賽論文書寫技巧
數學建模論文要求結構清晰、層次分明、語言流暢,模型的表述要清楚準確,重點和要點突出。整個論文要包括題目、摘要、問題重述、問題分析、模型假設及說明、符號使用級說明、模型的準備、建立、求解和分析檢驗、模型的改進方向和評價,還要附上參考文獻和相應的程序。要提高參賽者的寫作水平,除了進行論文的研讀外,應要求學生認真完成每次實踐,并認真按照論文要求進行撰寫。指導教師要對每個參賽對的每篇論文進行點評,并要求參賽者及時修改,通過多次的指出后,參賽者就有了良好的寫作思維和模式,這樣就能夠在比賽時沉著應對,以最好的狀態進行參賽。
關鍵詞: 多領域建模; 聯合仿真; 模型耦合; Sfunction; MWorks; Simulink
中圖分類號: TP311.52;TB115.7文獻標志碼: B
引言
現代產品日趨復雜,通常由多個領域緊密耦合而成,多領域統一建模和仿真是現代產品設計的重要支撐技術和發展趨勢.MWorks是新一代多領域物理建模、仿真和分析平臺,基于多領域統一建模規范Modelica,提供可視化建模、編譯仿真和結果分析等功能.[1]Simulink是MATLAB中可視化仿真工具之一,基于MATLAB的框圖(Blocks)設計環境,是實現動態系統建模、仿真和分析的軟件包.
Simulink以塊(Block)之間的輸入/輸出因果關系組織模型,實際物理系統經常需要經過數學推算才能得到塊之間的輸入/輸出關系,因此模型與實際物理系統結構相去甚遠.Simulink廣泛應用于控制和數字信號處理的仿真和設計,但Simulink并未提供機械、液壓和熱力學等領域建模的工具箱.MWorks模型以與物理系統構成相同的方式直觀地進行組織,模型結構圖接近于實際系統,用戶可以從繁瑣的數學建模中解放出來,從而專注于物理系統本身的設計,便于直觀、高效地建模.[2]同時,MWorks具備多工程領域建模和仿真能力,能在同一個模型中融合具有動態特性和相互作用的多個工程領域的子模型.這意味著MWorks用戶可以建立綜合程度更高、仿真結果更能反映實際物理系統的模型.
結合MWorks強大的多領域建模能力和Simulink廣泛應用于控制、數字信號處理領域的實際情況,為用戶提供MWorks與Simulink聯合仿真功能,實現仿真軟件的優勢互補,對模型重用和提升設計效率有著重要意義.[3]
1聯合仿真方式
軟件之間的聯合仿真以一個軟件為主導,將其模型作為主模型;其他軟件處于從屬地位,其模型與主模型之間交換信息.軟件之間共有模型耦合、求解器耦合和進程耦合等3種聯合仿真途徑.[4]
對于模型耦合的聯合仿真方式,從屬軟件導出物理模型的方程是主導軟件可以識別的形式;而主導軟件導入從屬模型方程后,嵌入到主模型中形成耦合系統.主導軟件使用自身的積分和求解算法,對耦合系統的方程統一進行仿真計算.
對于求解器耦合的聯合仿真方式,從屬軟件不僅導出模型的方程,同時還導出對模型進行積分計算的求解程序;主導軟件同時導入模型的方程和求解程序,嵌入到主模型中形成耦合系統.主導軟件使用自身的積分算法對其所建模型進行積分計算,在每個時間步(time step)調用導入的從屬模型積分求解程序;而從屬模型的積分求解程序內部使用微步長,對從屬模型方程進行積分計算,耦合系統的仿真計算在主導軟件的求解算法控制下進行.
【關鍵詞】數學建模 實際問題 能力拓展
中學數學的一個重要組分就是應用題。應用題作為考察學生對數學知識的應用能力的一種題型,與實際生活、生產又密切相關,也正是中考命題的重點所在。應用題的直接求解難度一般較大,但是如果能夠通透題意,巧妙構建數學模型,就比較簡單快捷。也一定程度上可以鍛煉學生的創新能力。數學建模的起點并不高,也很容易掌握,同時也具備一定的趣味性。在實際教學中,我們應當鼓勵學生多思考,運用多種數學形式進行表達,多元建模,靈活運用,才能高效的解題。
一、函數模型,考慮變量
有些應用題可以通過現有的數學模型加以定量分析,把應用題進行數學化。在中學數學中,最為熟悉的現成的一種數學模型無疑就是函數模型。聯系題目中給出的信息和已經掌握的函數知識,充分考慮變量,便不難解出題目,得出答案。
例題1:甲城有300噸肥料,乙城有200噸肥料,而C、D兩鄉剛好需要500 噸肥料,從甲運往C地一噸20元、D地一噸25元,從乙運往C地一噸15元、D地一噸24元?,F在要運往C地240噸,剩下的260噸則全部運往D地,為了將運費降到最低,請你幫忙設計一個合理的方案?顯而易見,這道題目實質上是對一次函數最小值的求解。設從甲運x噸到C,那么乙就運(240-x)到C,從甲運(300-x)到D,從乙運[200-(240-x)]到D,可以得出函數:運費y=20x+ 25(300-x)+15(240-x)+24[200-(240- x)]=4x+10140。既然要使運費最少,則x取值為0,此時函數有最小值y=10140。將函數最小值10140代入原函數式,就不難得出答案了。
這一類題目比較簡單,學生掌握一定的數學知識,具備一定的數學思維就不難建立起正確的函數模型。而模型一旦建立,得出結果也就順理成章。
二、方程模型,找出變量
在生活中,有著多種多樣的等量關系,自然也有不等關系,對于這一類型的實際應用題,建立方程模型無疑是最為簡便的。理清楚題目給出的條件,找出題目中的變量,明確好未知量與已知量之間的關系,就可以把模型很容易的建立起來。
很簡單的一道題目,某一個車站運來了三車辣椒和六車豆角,總重為2580千克,其中,一車辣椒的重量為260千克,那么,一車豆角有多重?首先,總重量與辣椒的單位重量是已知的,題目也給出了各自的數量,按照所求未知量與已知量的等量關系,設每車豆角重量為xkg,可以得出方程2580= 3×260+6x,得出一車豆角重300千克。再比如,有一個人得了感冒,兩輪傳染之后發現有121人得病了,那么,在每一輪的感染過程中,一個人平均傳染給了幾個人?這道題的難點在于變量是第二輪的基數,不能忽略掉最初的感染源,找出變量之后,方程就不難建立了,設該變量為(1+x),根據題意建立起方程1+x+x(1+x)=121,最后得出結果平均一個人傳染給了10個人。
在建立方程模型的過程中,尋找變量也是對學生思維能力的鍛煉,是對學生對問題的分析解決能力的有效提升。方程在絕大多數應用題中都與其他數學模型相結合,這就要求學生學會靈活審題,多元建模。
三、統計模型,估計整體
概率統計作為初中數學的一大知識板塊,經濟發展的今天,統計愈來愈顯示出其重要性,掌握好統計模型,對解決應用題無疑有著極大的幫助。這類題目的難點在于學生往往不清楚什么時候應該建立統計模型。
例題:某個公司的銷售部有十五名銷售人員,經理計劃制定一種商品的月銷售量,經過統計這十五名銷售人員的月銷售量之后,得出下表:
假如銷售部的經理額定每個銷售人員每月的銷售額為320件,你覺得是否合理?
這是一道典型的統計學問題,乍一看沒頭沒腦的320讓很多學生都不知如何下手,實則只要要從整體進行估計,建立起統計模型就十分簡單了。銷售補的額定應該是大多數人都可以達到的。算了平均數、中位數和眾數之后,可得出結果分別為320、210、210。然而因為1800明顯比其他銷售員的銷售量高出太多,所以得出的平均數并不具有客觀性,根據中位數與眾數可以得出這個額定并不合理,210無疑更為合適。
統計題看似簡單,但必須學會從整體出發,建立起完整的數學模型,綜合題目所給出的多方條件,整合有效信息,才能得出正確答案。
關鍵詞:基站 電磁 測量 建模
中圖分類號:TN929.5 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)09(a)-0178-02
目前基站的電磁輻射計算都是基于電磁輻射體為點源的理論公式,而實際測量結果往往與理論計算結果相差很大。因此,該文基于數學分析方法對移動通信基站電磁輻射實際測量結果進行建模,通過模擬得出的經驗公式幫助工程計算。
1 理論計算和實際測量
1.1 理論計算
根據《輻射環境保護管理導則――電磁輻射監測儀器和方法》(HJ/T10.2-1996),功率密度S按照
(1)
其中,S楣β拭芏齲W/m2;取單個項目的貢獻管理限值0.08 W/m2。P為天線口功率,W;G為天線增益,倍數;d為離天線直線距離,m。
以某種型號的基站為例,其天線詳細參數為:頻段935~954 MHz,載頻數為4,天線掛高40 m,0°俯角,增益15.5dBi,15W/載頻。
根據公式(1),代入相關參數,得到A基站T型號天線的功率密度理論計算值,距離天線2 m、4 m、8 m、12 m、16m、20 m、24 m具體數值分別為(單位:×10-2 W/m2):671.59、167.90、41.97、18.66、10.49、6.72、4.66。
1.2 實際測量
按照《輻射環境保護管理導則-電磁輻射監測儀器和方法》(HJ/T10.2-1996)、《移動通信基站電磁輻射環境監測方法》(試行)及儀器操作規程對A基站T型號天線進行實際測量。
測量時間:上午10:00~11:00;天氣:晴好;測量儀器:NBM-550型綜合場強儀,探頭型號為EF0391,量程為100 kHz~3 GHz,在檢定有效期內。距離天線2 m、4 m、8 m、12 m、16 m、20 m、24 m的具體測量結果分別為(單位:×10-2 W/m2):420.85、123.98、31.84、17.91、13.29、6.88、4.53。
1.3 對比分析
通過對比,可以看出理論計算與實際測量值之間存在巨大差異。這是由于理論計算值是按照天線主瓣方向進行預測,而實際測量時,限于實際情況,測點位置往往不在主瓣范圍之內,因此實際測量值與理論預測值相差很大。
隨著距離的增大,因為電磁輻射和距離的平方成反比,電磁場能量迅速減弱,因此,距離天線越遠,理論預測值與實際測量值越來越接近。
2 數值分析建模
由于工程實際需要,可以用數值分析的方法來模擬建立符合實際測量值的模型,從而解決未測量點的預測問題。
2.1 插值法
由于實際測量結果是趨于收斂的,因此,首先考慮使用插值多項式建模[1]。根據實測數據,采用Newton插值法[2],利用距離天線2 m、4 m、8 m和12 m,4個點位數據作為節點數據,則根據Newton插值法計算差商,可得模擬多項式N(x)=420.85-148.435(x-2)+20.9(x-2)(x-4)-1.84559375(x-2)(x-4)(x-8)。代入x=20進行檢驗,則N(20)=-2610.1736,與實際測量值6.88明顯不符。
原因分析:由于高次插值的Runge現象,即在零點附近逼近程度較好,在其他地方誤差就很大,因此,Newton插值法不適用。
2.2 逼近法
根據實測值和預測值的曲線,采用最佳平方逼近的最小二乘法[3]進行擬合。
根據數據,初步判別可采用y=axb函數建模,其中功率密度為y,與天線的距離為x。將實際測量結果進行轉換,y=lny、x=lnx。將由于y=axb兩邊取自然對數,則y=a0+a1X,因此,其正規方程組為。其中s0,s1Xi,s2Xi2,T0Yi,T1XiTi。
3 對比分析
將該基站的理論預測值、實際測量值和擬合函數算值進行對比,如圖1所示。
通過對比,可以很明顯地看出,擬合函數算值與實測結果兩條曲線基本是重合的,因此,采用最小二乘法對實際測量結果進行建模是可行的。
4 結語
在實際工作中,可以只測量基站一條直線方向4個點位的電磁輻射數值,利用最小二乘法對其進行建模,從而達到掌握該方向上實際電磁輻射分布的目的,這不僅大大減少了工作量,也為進一步探究基站周圍電磁場分布提供了一個新思路。
參考文獻
[1] 孫志忠,袁慰平,聞震初.數值分析[M].南京:東南大學出版社,2002.
關鍵詞:數學建模;數學實驗;創新能力;教學形式;教學內容
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)03-0033-02
一、數學建模的起源和發展現狀
數學建模的教學嘗試,始于20世紀70年代末,其教學理念是將數學與工程技術、管理科學、計算機科學緊密聯系在一起,培養學生運用數學思維和方法解決實際問題的能力。數學建模課程的開設改變了傳統的知識灌輸型數學教育方式。數學實驗是計算機技術和數學軟件引入教學后出現的新生事物,是數學教學體系、內容和方法改革的一項創造性的嘗試。數學實驗概括地講包含兩部分內容,即“數學的實驗”和“數學應用的實驗”?!皵祵W的實驗”是用計算機及有關的工具軟件解決數學問題;“數學應用的實驗”是用計算機、工具軟件及數學知識和方法求解其它學科領域的實際問題。上世紀六、七十年代,美、英等國家的一些學校開設了一門稱為數學建模的課程,著重講授一些把實際問題歸納為數學模型的方法,以培養建模能力。1986年開始的美國大學生數學建模競賽推動了數學建模課程的普及。數學建模課程越來越受到重視,現在每兩年召開一次數學建模教學國際會議,研究數學建模課程和數學建模教學[1]。20世紀80年代初,數學建模作為一門嶄新的課程進入我國高校,蕭樹鐵先生1983年在清華大學首次為本科生講授數學模型課程。1987年由姜啟源教授編寫了我國第一本數學建模教材。數學建模課程早期教學活動的成功使我們認識到高等教育除了傳授知識以外,還應注重對學生綜合素質的培養,尤其應當創造一定的機會和環境讓學生們去運用書本知識,在運用過程中開拓他們的進取精神、創新精神和競爭意識。在國家教育部關于《高等教育面向21世紀教學內容和課程體系改革》計劃中,已把“數學實驗”列為高校非數學類專業的數學基礎課之一。1991年中國開始了由教育部高教司和中國工業與應用數學學會聯辦的每年一屆的全國大學生數學建模競賽。受這一競賽的影響,從1993年至今,數學建模教學在全國各高校迅速發展起來,目前幾乎所有的高校都開設這門課程或相似名稱的課程,出版的教材也有幾十種。
二、當前數學建模和數學實驗課程的特點及不足
隨著高教社杯全國大學生數學建模競賽的不斷開展,各高校也越來越重視數學建模和數學實驗課程的教學工作,并通過圍繞該賽事組織本校的預賽等工作,大力推廣數學建模的參與面。分析歷年來全國大學生數學建模競賽賽題,可以發現近年的賽題有如下一些特點:題目的難度較高,對數學知識的要求超出一般工科學生本科階段講授的高等數學、線性代數和概率統計這三門課的要求;問題越來越接近解決生活中遇到的實際問題,題目應用性很強;題目中常常會出現大批量的數據,這些數據的處理和合理應用直接影響題目的求解;題目經常是命題專家的課題的一部分或簡化,要求有一定的專業背景知識;解決問題的手段與計算機的聯系也越來越密切,數學軟件的使用趨于普遍,對學生的計算機能力要求越來越高;問題的綜合性要求較高,對學生的數學應用能力和創新能力也要求更高。目前已有的數學建模和數學實驗的的教學工作,主要是針對典型的教學案例,講授如何建立適當的數學模型的理論知識,以及解決問題和分析問題的過程。教學中,教師還是以電子課件的課堂講授為主,學生的實驗活動主要是在課外完成,練習作業也基本以較為簡單的題目為主,學生難以獲得參加系統的、全面的訓練。因此,數學建模與數學實驗課程傳統的教學內容、教學手段、教學方法與近年數學建模競賽和學生對競賽輔導的要求的距離較大。學生在面對大學生數學建模競賽的真題面前,普遍感覺題目較難,難以下手;很多學生在建模的過程中有一些好的想法,但是由于數學軟件基礎較弱,難以實現自己的算法。
三、多形式的開展數學建模與數學實驗課程的教學
基于上面在數學建模和數學實驗教學遇到的問題,可以從下面兩點來考慮。
1.教學形式多樣化。數學建模和數學實驗的教學和實踐活動已在高校普遍開展起來,成為本科教學中的亮點,在加強素質教育、培養高素質開拓型人才和應用型人才方面發揮了其他課程無法取代的獨特作用[2]。數學建模和數學實驗的教學形式也應多樣化,可通過多種途徑開展。①李大潛院士強調要將數學建模的思想融入數學類主干課程[3]?!陡叩葦祵W》等數學主干課程的教學中,要融入數學建模和數學實驗的內容,增加一些簡單建模的例題,強調運用數學知識解決實際問題的教學。②舉辦數學建模系列講座,對更多的學生進行數學建模啟蒙教育,宣傳數學建模的基本思想,激發了同學們對數學建模的興趣。③開設《數學實驗》和《數學建模》公共選修課,系統介紹數學建模的基本內容和數學軟件的功能,培養學生的數學建模能力。④組織開展校內數學建模競賽,選拔學生參加全國大學生數學建模競賽,我校數學建模成績在上海市名列前茅。⑤從數學建模和數學實驗出發,為學生開設創新實驗,鼓勵學生申請數學建模的大學生創新項目,培養優秀學生的數學建模的素養和能力。
2.教學內容多樣化。①數學主干課程中,可結合課程的特點穿插具有建模思想的例題。例如高等數學微分方程一章中,增加了對汽車碰撞模型的介紹。這類教學,主要是讓學生了解和體會數學建模的基本思想和基本概念,激發學生應用數學知識解決問題的興趣。
②數學建模講座可以選取某種模型,使學生全面理解模型的適用范圍、典型特征、建模及求解過程。通過對該模型比較深入的理解,能了解數學建模的全過程,能舉一反三。③數學建模和數學實驗的選修課可以比較系統的講授常用的數學模型的基本知識,介紹一種數學軟件的使用。通過該課程的學習,使學生能比較系統的了解數學建模的基本過程,掌握數學建模的基本技能,能運用數學模型解決較為簡單的實際問題。④創新實驗和大學生創新活動,針對的應該是具有較扎實基礎和主動性的學生。除了介紹數學建模的基本知識和基本方法外,可以選取近年來的數學建模真題或者和學生的專業緊密結合的課題作為研究內容。不強調教學內容的多少,更注重于在教學過程中培養學生的分析問題和解決問題的綜合能力。在這個過程中,可以同時結合計算機等手段,培養學生獨立完成從建立數學模型、模型的求解、模型理論解釋、計算結果分析等完整的解決問題的過程。正如數學建模競賽的口號“一次參賽,終生受益”所說的,給學生一次完整的參與,會對學生能力的提高起到更好的效果,這種訓練是課本知識的講授難以代替的。
參考文獻:
[1]譚永基.對數學建模和數學實驗課程的幾點看法.大學數學,2010,26(10).
論文摘要:數學建模教學研究成為當代數學教育方向之一,數學建模多媒體教學仍需要數學教育工作者去探索,針對大學數學建模課程特點,在現代教育理論基拙上,提出多媒體建模教學在實踐過程中應該注意的幾點認識。
多媒體教學已經成為21世紀教育教學改革的一個重要突破口,其作用已是深入人心,尤其在培養學生創新能力、個性發展方面起到了顯著的效果。數學建模已有了很久的歷史,近年來,我國陸續開始在各個大學把數學建模的內容列人研究生、大學生教學計劃中去,數學建模課程教學卻還是很年輕的一門課程,數學建模教學及其各種活動迅速活躍發展,成為當代大學數學教育改革的主要方向之一。多媒體數學建模教學更是一個新鮮事物,它的教學功效仍需要我們大學數學教育工作者去探索研究,相信只有努力把握好它們的有機結合,才能揚長避短,才能真正發揮多媒體輔助教學的催化劑作用。多媒體建模教學還有很多潛能和作用等待我們發掘和利用。本文根據多媒體教學,數學建模教學的實踐,總結出以下幾方面的體會。
1信息量傳播有余,學生課堂理解不足
現在多媒體教學中有不少一味追求教學材料的數量,教學環節密度過大,屏幕切換過頻,學生應接不暇、眼花繚亂,教學的重點、難點很難得到充分解決,直接嚴重影響著教學效果。解決這個問題,最重要的就是要明白,多媒體在數學建模課堂教學中只是一個輔助工具。搞清教材知識點的主與次,合理布局內容及信息量,合理使用,不該用時堅決不用。盡量避免王顧左右而言他現象的產生,忌諱數學建模多媒體課堂教學成為現代灌輸式的練習場。
教師所教的數學建模知識,大都是理論與技巧結合,必須經過學生在特定學習活動過程中理解,數學建模學習不是簡單的信息堆積復制,絕不是由教師把知識簡單地傳遞給學生、學生簡單被動地接收信息,而是學生主動地建構理解知識體系及其涵義,這種建構理解是無法由他人單純靠灌輸來實現的。
2屏幕內容生動有余,師生交流不足
數學建模多媒體教學的優勢體現在“直觀生動”上,它可以激發興趣,使原本抽象的知識形象化、簡單化,便于學生理解掌握。這樣達到了增強學生學習的興趣和信心的目的,然而學生的感官在接受直接刺激下,學生的學習基本上是聽、看、記了,最多做到“放映”教師傳授的內容罷了,顯然忽視了學生在建模學習過程中的主體創造性思維,就缺乏師生之間的互動。學生缺乏獨立性與自主性,缺乏創新意識和創新能力;對知識的掌握停留在感官記憶水平上,難以產生思維上的廣泛、深人植入;甚至無法激發學生深層學習的動機和興趣,致使思維滯后,造成思維缺乏想象?!爱嫽⒉怀煞搭惾钡亩嗝襟w教學寧可不用。
要達到解決應用問題能力,就要在注重發揮教師的主導作用的同時,更要充分發揮學生主觀能動性,積極主動參與。教師及時準確豐富的語言交流是彌補學生基礎薄弱、思維遲緩矛盾的必不可少的手段,是學生思維同步教師教學的橋梁,課堂教學互動性提高了,才能使學生在深層次的學習后,通過積極自主的學習,學會解決創造性問題。課堂交流如何充分發揮好“教師主導”與“學生主體”的積極作用,當然這需要我們進行鍥而不舍的親歷親為才能逐步實現。
3教師課堂創設情景有余,學生間合作不足
多媒體建模的演示教學容易做到信息來源豐富、詳實,良好的課堂創設情景,可以調動大多數學生的學習興趣和求知熱情,將學生很快引進建模問題的氛圍,使學生跨越時空、跨越學科,跨越個體差異,調動學生的情感,情不自禁地自然進人創設環境。 數學建模是個系統過程,由于智力因素與非智力因素的原因,學生在數學建模中應采取各種合作方式解決問題,提高課堂效率,加強建模能力提高,思維上取長補短,技巧上揚長避短,養成同學間交流的習慣是順利解決應用問題的重要環節。
沉浸在學生聚精會神、對課堂內容的心滿意足中,教師往往忽視學生間的探索、討論、合作和交流,就無法做到學生在心理_t的自我激勵、自信心的增強。建模知識和技能是一點一點培養的,我們必須注意在這個教育平臺上,合理創設數學建模問題情境,比如提出現實中最接近的熱點問題、最可能產生共鳴的實際生活問題,結合學生的思維活動特點,讓學生如親臨其境,參與其中,使得每個學生有平等機會進行數學建模交流,讓學生展現閃光點,激發創新欲望,那么,建模教學知識的長遠目的或許就不難實現。
4課上體驗有余,實踐不足
多媒體教學可以詳盡再現應用性問題的提出到解決的全過程,尤其近年來,數學建模側重問題解決的趣味性和實用性,據此,教師在多媒體教學中往往照搬成熟典型問題,試圖一點帶面,這容易造成中規中距的呆板模式教案范例,多媒體教學手段又給數學建模在課堂羅列大量所謂經典問題提供了可能工具,長此以往,培養出的是紙上談兵的趙括就不足為奇了。
數學建模離不開數學能力創新,勢必要掌握足量的數學思想和數學工具。學習數學建模知識可以培養訓練思維能力。當然,在學習過程中,重要的是掌握認知和思考的方法。數學建模都來自于工程技術及社會經濟生活,學生清楚其重要的社會價值,放手讓學生去思考、去解決,這樣就豐富了學生對數學應用的感性認識和理性認識。引導學生走出“課堂”,尤其隨著現代多媒體飛速發展,利用多媒體信息技術幫助學生進行數學建模實戰就變得很有可能了,學生可以在課后繼續用原始數據驗證完善模型的優劣,鞏固課堂建模理論,進一步提高解決實際問題的動手能力。
5建模成效標準單一,求全責備
關鍵詞:永磁同步電動機;直接轉矩控制;Matlab/Simulink
永磁同步電動機(PMSM)具有高效節能、體積小以及良好的變頻調速性能等優點;直接轉矩控制技術直接對電機的磁鏈和轉矩進行控制,使電機轉矩響應迅速;該技術最先應用于感應電機控制中,隨著PMSM廣泛應用,將直接轉矩技術應用于永磁同步電動機的控制。近年來已經成為研究者競相關注的課題,大多數研究集中于其控制理論和實現方案的方面。本文則基于Matlab/Simulink軟件環境應用直接轉矩控制理論,對PMSM控制系統建模仿真;詳細介紹了直接轉矩控制系統仿真中各個控制計算單元模型的建立,提供了一種建模思路;為電機控制器硬件的設計提供了仿真參考。
1 PMSM直接轉矩控制系統的仿真建模
1.1 PMSM特點及控制系統選擇
PMSM常用的控制策略有:小容量同步電機的恒壓頻比控制;基于磁場定向的矢量控制;直接轉矩控制[2]。三種控制策略各有各的特點,且在不同的應用場合取得了較好的控制效果。然而,恒壓頻比控制的動態性能不高;矢量控制在實際應用上由于轉子磁鏈難于準確觀測,系統特性受電動機參數的影響較大,使得其控制效果難于達到理論分析的結果。直接轉矩控制的控制思想新穎,控制結構簡單,控制手段直接,信號處理的物理概念明確,轉矩響應迅速,對轉子參數不敏感。鑒于這些優點,在PMSM控制系統中,選擇直接轉矩控制理論進行嘗試,利用Matlab/Simulink計算機仿真軟件,進行計算機仿真和分析。
1.2 PMSM直接轉矩控制系統的建模
在PMSM數學模型和直接轉矩控制理論的基礎上,在Matlab/Simulink的環境中,對PMSM的直接轉矩控制系統進行了計算機仿真。其控制系統仿真模型原理框圖見圖1。
PMSM數學模型的電系統采用dq軸數學模型[3](即PARK方程的數學模型)描述。它不僅可以用于分析電機的穩態運行性能,也可以用于分析電動機的瞬態性能。它使用固定于永磁同步電動機轉子且隨轉子一起旋轉的平面坐標系作為參考坐標系見圖2。取永磁體基波磁場的方向為d軸,而q軸順著轉子旋轉方向超前d軸90°電角度,轉子參考坐標系的旋轉速度即為轉軸速度。而PMSM數學模型的機械系統則由一階線性微分方程描述。
電磁轉矩的大小是由轉子磁鏈和定子磁鏈之間的叉積來決定。直接轉矩控制的方法是控制定轉子磁鏈的幅值基本不變,通過改變定轉子磁通間的夾角來改變電磁轉矩的大小。實際中主要是通過改變定子磁通的旋轉速度來達到改變轉矩的目的。為了實現控制定子磁通的幅值和方向,可采用SVPWM逆變器選擇電壓矢量的方法實現。把SVPWM逆變器產生的電壓矢量平面的圓周劃分為6個扇區,每個扇區內的磁通軌跡由該扇區所對應的兩個電壓矢量來形成,見圖3。在每個區域可選擇兩個相鄰矢量來增加或減少磁鏈的幅值,這兩個矢量就決定了最小開關頻率。通過選擇合理的電壓矢量及誤差帶,即可控制定子磁通的幅值和方向。根據直接轉矩控制原理框圖見圖1,利用Matlab/Simulink建立永磁同步電機直接轉矩控制系統的仿真模型。它主要包括了永磁同步電動機模型、開關表、3/2變換、磁鏈估算、轉矩估算和逆變器等子模塊。[4][5]
(1)開關表子模塊。開關表子模塊是根據定子磁鏈的區間信號?茲(N)、磁鏈控制信號?椎和轉矩控制信號?子從而選擇合適的空間電壓矢量,以實現直接轉矩控制原理的重要模塊。為實現電壓空間矢量的選擇,該模塊對其中的磁鏈控制信號?椎和轉矩控制信號?子進行處理,化為一個變量X,以便于在Matlab/Simulink中實現2D的Look-Up Table。經比較后,當信號給定值比實際值大時,設磁鏈控制信號?椎和轉矩控制信號?子為1,否則為0,變量X可以設置為X=2?椎+?仔+1。
經過該子模塊,以定子磁鏈的區間信號?茲(N)、磁鏈控制信號?椎和轉矩控制信號?子作為輸入量,從而實現開關電壓矢量(6個狀態量)的選擇見表1。
(2)3/2變換子模塊。3/2變換子模塊根據逆變橋直流母線側電壓對電機直軸和交軸電壓、電流進行計算。輸入端口1將三相電流引入后,按照3/2變換公式,用Fcn數學函數即可得出Id、Iq;輸入端口2引入開關電壓矢量后,按照電壓矢量dq軸分量表,可以一一對應求出Ud、Uq,這種對應關系可以很方便的用一維Look-Up Table查詢得到。輸出端口1只引出了直軸和交軸電流;輸出端口2則引出直軸和交軸電壓、電流。模塊見圖4。
(3)磁鏈估算子模塊。計算磁鏈在dq軸上的分量?追d、?追q由該子模塊實現。該子模塊在估算定子磁鏈的同時還可以確其在空間中所處的區域?茲,從而為空間電壓矢量選擇模塊提供輸入信號。模塊見圖5。磁鏈估算是根據磁鏈u-i模型,通過Fcn數學函數和積分環節計算?追d、?追q,再用Fcn數學函數求算術平均值即可得到定子磁鏈的幅值;區間判斷用MATLAB Fcn編程實現比較方便,根據計算得到的?追d、?追q數值,通過三角函數關系可以判斷出磁鏈所在區間。
(4)轉矩估算子模塊。轉矩估算模塊根據雙反應理論轉矩公式,通過Fcn數學函數即可實現,見圖6。
2 直接轉矩控制系統的仿真分析
仿真中,結合一臺2.2kW PMSM,其參數:相數為3,極數為6,額定頻率50Hz;設置控制系統的參數為速度環比例系數Kp=3,速度環積分系數Ki=10,轉矩滯環比較器參數?駐T=0.05,磁鏈滯環比較器參數?駐?追=0.05,磁鏈給定值?追為0.175。
仿真過程描述如下:起初電機空載,轉速給定100 rad/s,轉矩給定4 N·m,電機啟動,開始加速并馬上跟隨給定轉速和給定轉矩,穩定后,在0.1 s將轉矩突變為2 N·m,在波形上電機的電磁轉矩應有些波動,轉速開始調節,調節完成后最終轉矩穩定在2 N·m,在此過程當中,磁鏈始終跟隨給定0.175 Wb。
從仿真結果分析,該控制系統達到了預期效果,驗證了永磁同步電機直接轉矩控制的正確性和可行性,為實際系統的實現提供了基礎。但需要注意的是:在仿真中有很多模型都是理想化的,有很多因素還不能從模型中反映出來,真正的實現PMSM直接轉矩控制還需要考慮眾多因素。
3 結論
文章分析了PMSM數學模型和直接轉矩控制的原理,利用Matlab的Simulink軟件環境對PMSM直接轉矩控制系統進行了計算機數學建模及仿真。仿真結果表明該控制系統模型具有良好的動態、靜態性能,為PMSM控制系統的設計和控制系統整體性能的提高提供了良好的幫助。
參考文獻
[1]Zhong L,Rahamn M F, Analysis of Direct Torque Control in Permanent Magnet Synchronous Motor Drives [J],IEEE Trans On PE, 1997.12(3):528-535
[2]李夙,異步電動機直接轉矩控制[M],北京:機械工業出版社,1999
[3]唐任遠,現代永磁電機理論與設計[M],北京:機械工業出版社,1997
關鍵詞:復雜工業過程;模型預測控制;建模;仿真
中圖分類號:TP273.5
1 模型預測控制概述
模型預測控制簡稱MPC,它是上個世紀70年代末期發展起來的一種基于計算機技術的控制方法,由于該方法的出現與工業生產需要關系密切,所以其主要被應用與工業生產控制當中,尤其是在一些復雜的工業生產過程中應用效果更為明顯。由于MPC具有對模型要求低、抗干擾性和魯棒性強、能夠在優化控制理論框架內處理系統的控制約束等特點,使之非常適用于工業過程控制。目前,該方法已經被廣泛應用于諸多工業領域當中,如發電廠控制、化工、汽車、食品加工、航空航天、冶金制造、煉油控制等等。雖然MPC已經在工業領域當中獲得了大量的成功應用,但是由于生產系統的工況日益復雜化,對控制系統的要求也越來越高,從而導致了控制問題愈加復雜。
MPC是一種基于計算機在線優化控制的方法,其能夠在各個采樣時刻將系統的實際狀態當成初始化條件,并借助過程的動態模型預測出系統未來一段時間的響應情況,然后按照模型優化對象的未來性能指標,求出一個開環最優化問題的解,進而獲得一個控制序列,并將之作為控制量作用于被控對象。需要闡明的一點是,預測控制當中的優化與傳統意義上的全局優化具有非常明顯的差別,也就是說預測控制并不是一個針對全局進行優化的過程,而是在每一個特定的時刻均存在一個對該時刻進行優化的性能指標,不同時刻的優化指標的相對形式一致,但絕對形式當中所含有的時域卻是不同的。所以預測控制只能夠獲得全局的次優解,整個優化過程是反復在線進行。
2 基于復雜工業過程的MPC建模仿真與控制研究
2.1 MPC的建模方法。(1)機理建模。該方法主要是按照系統的質量、能量與動量守恒的定律建立動態模型,其最大的優點是建模過程中所需要的數據量較少,所以當被控對象在不容易產生過程數據的特定環境中時,該建模方法一般都會被作為首選。但需要指出的是,該方法需要了解被控對象的內部特性,由于不同對象的特性均不相同,所以每次應用機理建模方法時,都需要根據對象的特性變化重新進行大量的準備工作,這在一定程度上增大了建模費用和時間。(2)實驗建模。在復雜工業過程中,由于關聯性因素相對較多,加之缺乏對被控對象的了解,想要成功建立系統的機理模型難度較大,在一些特殊情況下甚至無法完成機理建模。而實驗建模則是借助系統的動態過程數據進行建模的方法,在MPC中,實驗建模所使用的模型結構形式具有多樣性的特點,在進行實驗建模的過程中,應當選擇正確的模型結構形式,同時還應做好模型校驗。(3)混合建模。所謂的混合建模實質上就是將機理與實驗這兩種建模方法結合在一起進行建模,這樣便可以充分利用兩種建模方法的優點,從而使所建立的模型更加精確。
2.2 多模型非線性自適應控制。廣義的預測控制是在最小方差控制器的基礎上發展而來的,對其的研究工作也是基于自適應控制思想展開的,其現已在諸多工業應用中得以實現,也在各種參數不確定的前提下顯示出了良好的控制性能。下面本文提出一種多模型非線性自適應控制方法,并通過仿真實驗對其有效性進行驗證。(1)估計模型與自適應控制器。當系統的多項式參數和非線性項為已知時,系統的輸出便可以滿足跟蹤參考輸入。但是在大部分復雜工業過程中,系統模型基本都是未知的,即便已知也很難做到精確。故此便需要借助遞歸算法對系統的參數進行辨識。因為非線性項具有界的特征,當v(k)較小時,可以直接設計線性魯棒自適應控制器;若是v(k)較大,則可借助神經網絡進行估計,同時在控制器中進行相應的補償,以此來設計預測控制器,這樣一來便可以使系統的輸入與輸出信號有界,系統的性能也會因此獲得改善。(2)切換系統設計。在控制系統設計的過程中切換準則是比較重要的環節之一,為了確保系統的穩定性,必須合理選擇切換準則。
此時系統將會選擇與之相對應的模型 ,并采用與該模型相對應的控制器 的輸出作為k時刻的控制輸入u(k)。多模型控制策略的提出為復雜非線性系統控制提供了有效的工具,從而使系統獲得了良好的控制性能。
2.3 仿真實驗。下面通過仿真實驗對多模型非線性自適應控制方法的有效性進行驗證。通過計算機分析可知,系統輸出能夠很好地跟蹤參考輸入,且控制輸入震蕩相對比較平穩,這主要是因為神經網絡對非線性項的在線補償使系統性能獲得了大幅度改善。由此可得出如下結論:采用本文所提出的多模型非線性自適應控制方法能夠使系統的性能顯著提高,適用于對復雜工業過程的控制。
2.4 計算機仿真建模實例分析。下面以汽車懸架系統中最為常用的筒式液壓減振器為例,對其建模與仿真過程進行論述。(1)仿真建模。通過對筒式液壓減振器實際工作過程中的油液流動情況進行分析后,采用當前比較流行的AMEsin(復雜系統建模仿真平臺)建立了減振器的上下腔、補償腔和閥系的仿真模型。減振器仿真模型的主要參數如表1所示。(2)仿真結果分析。仿真與試驗的激勵全部都依據QC/T 545試驗標準來完成,激勵方式為正弦激勵。在壓縮和復原行程以及速度從0.1-1.0m/s減振器的做功特性、阻尼力的仿真結果均與試驗數據相吻合,這表明,本文所建立的仿真模型真確、可靠。為了進一步驗證仿真計算結果的準確性,分別對減振器試樣以及仿真模型進行了速度特性測試,測試結果如圖1所示。從圖1中能夠清楚的看出,隨著速度的不斷增加,減振器的阻尼力也會隨之增加,當速度達到80mm/s時,阻尼力出現了非常明顯的突變,導致這一情況的主要原因是復原行程中復原閥開啟,而這個點即復原閥的開閥速度點。由此得出結論:仿真過程中,對開閥速度的計算準確。
3 結論:
綜上所述,本文從復雜工業過程的角度出發,提出了一種多模型非線性自適應控制方法,經過系統地分析論證后,該控制方法能夠對復雜工業過程進行有效控制。由于復雜工業過程中存在耦合作用,從而給控制系統的設計增添了一定的難度,在未來一段時期應當針對這一問題加大研究力度,這有助于提高系統的穩定性和可靠性。
參考文獻:
[1]趙洪波.馮夏庭.非線性位移時間序列預測的進化――支持向量機方法及應用[J].巖土工程學報,2012(02).
[2]王定成,方廷健,高理富.支持向量機回歸在線建模及應用[J].控制與決策,2013(08).
關鍵詞:管理運籌學;決策意識;茶思維
作者:劉真羽(廣東技術師范大學,廣東廣州510450)
1高校管理運籌學課程現狀
1.1課程價值目標
管理運籌學作為經濟管理類專業的新興學科,具有重要的社會價值。一方面,高校管理運籌學旨在為各個企業培養高級領導型人才。管理運籌學作為集經濟學、管理學、數學和社會學、心理學等眾多學科為一體的綜合性學科,對學生的基礎知識型技能和思維實踐能力都有極高的要求。管理運籌學不僅能為我國培養應用型人才,還能夠促進教育的融合性改革。另一方面,我國目前進入了經濟發展的高峰期。在“互聯網+”背景下,各類現代化產業層出不窮,對管理類人才的需求加大。在茶思維的“智能優化”和“同階轉換”理論下,目前我國部分大型茶企的高管招聘,已經由直接錄用管理運籌學專業的學生,取代以往的對基層人才逐步培養的模式。對高管缺位的直接補充,不僅能夠提高企業的效率,省去培養專業人才的時間和成本,還能在管理運籌學的體系之下,保障管理人才不缺位。
1.2課程設計體系
在茶道思維的太極理論之下,管理運籌學的專業教學模式講究陰陽相合的“和諧共通性”,旨在培養學生的全面能力。在此思維模式下,教學課程模式分為線上教學和線下教學。線下教學主要針對課堂教學,內容為教師對學生課本理論的指導以及案例分析講解。而線上教學則是指課下的校園網APP上,教師與學生之間的互動教學。包括課業檢查、教師資源共享等等。通過線上和線下教學的同步開展,管理運籌學逐漸滲透在學生日常生活的方方面面,通過大量的資源分析,學生對管理的概念不僅在理論化的層面,還將其付諸于實踐。通過現代茶學的啟示和茶企對高管人才的要求,管理運籌學與時代結合,擴展了教學內容。以往的管理運籌學主要注重經濟學、數學、計算機學與管理學;而在茶文化柔性管理機制以及茶道“人本主義”的思維內核下,管理運籌學開始加入對茶學、心理學的內容性教學。旨在以精神和思維輔助技術型的知識儲備,培養管理人才的全面性。
1.3課程應用普及程度
隨著經濟的發展以及企業對人才的需求,我國現階段的管理運籌學專業正在逐步普及。通過茶思維的專業貫通性理論的實施,管理運籌學作為經濟管理系下的分支學科,正在發展擴大,朝專項系屬學科的目標邁進。在未來,管理運籌學必定是一個融合性的學科專業,甚至可以發展成專門化的院系。介于管理運籌學的學科開設歷史時間短,講解學科的專業教師稀缺。目前為止,專業學科的開設數量不多,人才培養較少,因此能夠將學科再應用在社會上的人才更少?;诖?,必須應用茶思維的教學模式和企業管理模式,將茶道、茶藝、茶學等多種茶元素思維理論應用到管理運籌中,培養學生的管理能力和決策意識。并在茶道思維下注重知行合一,對學生的實踐應用型能力重點培養,為學生開發出多種實踐平臺。
2茶思維下學生決策意識培養模式分析
2.1系統思維決策分析
茶道作為茶文化的核心性思維,雖涉及內容以哲學和文化為主,但其思維內核卻在我國數千年的歷史沉淀中,具有高度的嚴謹性和系統性。一方面,茶道思維中“以人為本”的理念,是當今企業管理決策的主要考慮因素。“以人為本”不僅關心員工的身心健康,還關注顧客以及其他人群的幸福感和舒適度。在此理念下,企業決策必須以“生態、環?!睘橹?,旨在創造人性化的商業環境,為顧客提供健康、舒適的新型產品。在人本主義的決策主題下,高校管理運籌學專業的整體系統決策都必須為這一主題進行服務。另一方面,茶葉制造工藝中的茶藝思維,也具有高度的嚴謹性。茶葉抖篩的次數、晾曬的溫度和時長都有嚴格的規定。在此思維影響下,管理運籌學中對數學建模的要求、計算機學習都更加嚴格。在系統決策分析下,必須以高度專業的計算機建模為基礎,進行科學性的人性化決策。
2.2技術創造決策分析
在培養學生的決策能力時,必須利用現代科技,以技術創造決策作為主體。一方面,在關乎企業大型項目融資或改革時,必須利用管理運籌學下的數學建模能力,在計算機上進行概率分析、線性規劃和數據庫整合等項目提前模擬。通過在建模下的概率結果,即根據由技術性、科學性的嚴謹結果,再來整體分析決策項目的可行度。利用技術作為決策的主導,能夠有效避免未來的財務風險,并能彌補人工無法察覺到的數據漏洞。通過技術支撐,能夠促進企業的決策正確,在數據建模中也能培養學生的整體決策意識和危機決策意識。另一方面,在企業的各類小型項目或產品、人員管理需要決策時,當管理人員配備不足或事物繁忙的情況下,可以直接利用計算機建模進行結果性決策。
2.3執行決策結果分析
上文提到,當遇到大項目決策與小事務決策時,有兩種不同的思考方案,但無論哪種,都要依靠技術和數據作為參考。根據對現有870家茶企管理運籌學人員,在進行決策時的調研報告可知,在面臨大方案項目決策時,依靠技術的決策結果比單純人腦分析的結果,可執行率高17%。但隨著計算機技術的深入,太過依靠科技,管理者在剛性技術下的決策,有時太過呆板,不能以企業的實時情況為變通,因此阻礙了執行決策時的靈活性。決策者過于依靠技術,而不以人的思維意識為轉移,會使公司管理缺失茶思維下的人性化?;诖耍F階段的決策人員開始以茶太極思維下的柔性管理理論為基點,在重視科技的同時,也注重自我思考以及員工需求。
3學茶思維下學生決策意識培養優化策略
3.1案例教學與思維講座
一方面,在管理運籌學中加入茶思維的案例教學。茶社交思維下的故事性案例,能夠讓領導者學會在決策時,在有效的兼顧企業利益的同時溝通好員工情緒與需求。茶太極思維案例能夠讓決策者注重企業利潤與社會生態的平衡,不過于以牟利為主,而注重在社會主義市場經濟下的可持續發展。另一方面,開展教授思維講座。在宣講會下,學生能夠擴展視野,更全面的理解茶思維和在茶元素下的決策思維和人文思維。在擴展自身思維的同時,推動決策綜合意識的升華與決策格局的擴大。
3.2計算機數學建模課程
首先,繼續重視計算機數學建模課程,對管理運籌學下的技術性課程繼續優化。旨在讓學生學習的更加深入,增加對計算機數據庫的整合以及項目決策的模擬的準確性。并在學習中創造計算機能識別的運籌學模型、編寫運籌算法程序,為運籌學教學的完善打下良好的基礎。其次,深化擴展數學建模課程的思想性和內容。將“理性”的技術性課程與“感性”心理學、社會學課程相融合,在培養學生理性決策意識的同時,注重學生對決策周邊環境的考慮,解放因單純數據學習而禁錮的人本思想,培養社會主義核心價值觀下的決策型人才。
3.3科技競賽與實踐平臺
為加強學生的執行決策意識,培養其在決策中根據企業環境和周邊執行概率可行度的分析性思維,必須在茶道“知行合一”的元素思維下,開發各類模擬決策執行平臺。一方面,開展科技競賽,提高學生的數學建模實踐能力。并且開發出各類更有效的人工智能決策數據庫,以應對各類小型決策發生時人工管理不足的情況。另一方面,高校與茶文化企業合作,茶企空出多個靈活性的管理職位以供學生實習,學生在茶企的管理層實習中也能更好的理解茶思維,踐行茶道最優執行性決策。通過在實踐中提高決策執行力,獲得執行力度與決策意識的循環雙贏。