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网络研修数学总结

网络研修数学总结

网络研修数学总结范文第1篇

摘 要 数学教师应该不断学习新的教学理念、专业知识、先进技术等,使教学内容丰富多彩,提高教学效率,调动学生学习积极性。网络研修是一个很好的学习平台,教师可以不受时间限制,自主学习,促进同行之间相互交流,增强教学意识。

关键词 网络研修;数学教师;专业成长

中图分类号:G635 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2016)19-0016-02

网络研修是一种依托网络平台开展教师培训活动的新方式。随着现代信息技术的迅速发展,网络研修已经很快融入各学科教学中。网络研修利用丰富的互联网资源,拉近了专家、教师、学生之间的距离,促进相互交流、互动、研讨、学习。数学作为教育教学的基础性学科,应用于各行各业的技术领域。信息时代的知识不断更新,对教师专业成长提出新的挑战,提高数学教学质量是数学教师的首要任务。

1 网络研修的特点

网络研修利用以互联网为基础搭建的教学平台,不受时空和人员限制,为广大一线教师提供内容丰富、理念新颖、技术先进、实用便捷的优秀课程资源,为教师、学者等提供交流平台。网络研修具有以下特点。

研修形式多样化[1] 目前比较成熟的研修平台有校园网站、博客、微博、微信、百度官方贴吧、论坛/BBS等网络社区。校园网站功能丰富,可以在线交流、远程视频,具有丰富的教学资源库,还可以与其他教育网站相链接,便于教师网上学习。鼓励建立数学交流微信群,各个成员可以将平时看到的好的教学理念、方法分享到群里供大家阅读,对于数学教学中的热点、难点、疑点问题,大家可以相互讨论,传授教课经验。与传统模式相比,网络研修平台可以实现多个主体之间不受时间、地点限制,随时随地相互交流、探讨,教师可以从中吸取经验,同伴之间互帮互助,增长专业知识,充分发挥教师在教学中的主体作用,为教师专业成长提供了机会。

网络研修方便快捷 上网学习,足不出户、不影响工作,体现了学习者的主观能动性。教师及学生在工作与学习的同时,闲暇时间可以网上发帖及回帖留言,或通过微信语音、视频现场解决,有利于协作学习。师生之间交流利用互联网线上、线下相结合,在校园网站中教师通过班级公告的管理功能可以迅速掌握班级学习问题,学生也可以把自己在学习中的问题、见解到网络中,通过相互讨论,进一步激发学习兴趣,增强求知欲和创新意识,感受到成就感。

网络研修促进资源分享 网络的学习模式改变了传统的学习模式,实现真正意义上的师师互动、资源共享;网络研修让教师之间沟通更加灵活便捷,遇到问题能够及时讨论、解决;也让教师的时间更加灵活、更加自主,业余时间也能够开阔眼界。

2 网络研修与数学教学相结合的表现

教材多媒化 现代数学教学利用多媒体信息技术,使教学内容更加生动形象、结构鲜明。越来越多的教材和工具书变成多媒体化,如步步高家教机等,这些多媒体学习工具不仅包括文字和图形,还融入声音、动画、录像以及模拟的三维景象。数学本来就是一门枯燥乏味的学科,教学内容多媒体化,使教学课程更生动、形象,提高了学生的学习兴趣。

资源全球化 凭借互联网平台,网络研修使全世界的教育资源连成知识的海洋,融入先进的教学方法,可供各大教育学者共享。现在网上有很多类型的教育资源,如教育网站、辅助学习的工具(步步高家教机、读书郎、好记星等)、虚拟图书馆、电子书刊等。

教学个性化 利用人工智能技术构建的智能导师系统能够根据学生的不同个性特点和需求进行教学和提供帮助,使每个学生的优点得到最大限度的发挥,也让学生更能体会到“数学的趣味性”[2]。

学习自主化 现代教育理念与以往有所不同,坚持以学生为主体的教育思想,不再要求教师和学生去学习某一科目,可以根据自己的喜好,学习自己喜欢的东西,培养具有个人特色的教学方法。利用信息技术支持自主学习是现代教育教学的方向。

管理自动化 计算机管理教学系统的广泛应用,减轻了教师教学的工作量。教师可以利用计算机对考试内容自动进行测试与评分,根据常见的学习问题设置自动诊断、回复,学习任务自动分配等。如网络在线考试系统,在一个大的数据库下随机抽选相关试题进行作答,交卷后自动评分,并对错题进行解析。

环境虚拟化 电子网络化教育的盛行,标志着现代教育模式已经逐渐从课堂教育走出来。教育环境的虚拟化使教学活动不再受空间、时间限制,教学活动可以选择在虚拟教室、虚拟图书馆、微信群、社区论坛等场所进行。各学校为了扩大招生、提高升学率,利用局域网在校园网站上开展网上教育,有的还进行远程教育。虚拟教育成为未来信息化学校的发展方向。

3 对数学教师专业成长的看法

增强了数学教师的教学意识 教师的职责是教书育人,教书是手段,育人才是目的[3]。通过远程网络培训,可以让数学教师更容易接受新的教学理念,勤于总结,善于反思,新的教学方法更能深入人心、理解学习。数学教师在教学过程中,既要注重教材内容的教学,也要注重学习者的心理特征。通过网络研修学习,使教师具有良好的教学意识,态度和蔼、语言平和,以学生为主,缩减了教师与学生之间距离。有一个良好的学习氛围,学生才会更喜欢学习数学。

促进数学教师之间的行业交流 网络研修属于网络交流平台,贴近一线、贴近教师、贴近学生、贴近学术。在网络研修过程中,教师可以吸取他人经验,获得最新的教学信息,帮助其成长;可以提出问题,教师之间互帮互助;可以进行学术讨论,获得专家引领。网络研修实现了多个教师之间的零距离交流,打破了教师之间的鸿沟。校园中建立的网站、博客、社交平台等都能够成为教师进行深度学习的平台,成为他们教研的中心、成长的摇篮。

降低了学习成本,保证了质量 为了提高教学质量,各学校就要改善教育设施和技术,提升师资力量,专门为教师提供教室、设施(桌椅、麦克风、音响等),让几十人聚集在一起上课,每天教学任务繁重,有时不方便到场学习,教室、设施空置,造成资源浪费。通过网络研修,教师可以根据自己的时间安排自主学习,与各专家、学者在线交流,教学能力得到提升,还节约了学校成本,一举两得。

4 结语

网络研修已成为数学教师专业发展中知识结构及能力素质的一部分,提升了教学研究能力,提高了创新能力和实践动手能力。数学教师的不断自我“充电”,满足了现代教育事业对创新人才的需求。教师的成长与发展与继续教育网络学习是分不开的,学习让人生更有意义。■

参考文献

[1]宋雅丽.搭建网络研修平台,促进教师专业发展[J].中国信息技术教育,2010(13):82-84.

网络研修数学总结范文第2篇

[关键词] 网络学习; 学习成效; 性别差异; 统计分析; 对策探讨

[中图分类号] G434 [文献标志码] A

网络学习是通过因特网或其他数字化手段进行学习与教学的活动,它充分利用现代信息技术所提供的、具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境,实现学习全新的方式。这种学习方式将改变传统教学中教师的作用和师生之间的关系,从而根本改变教学结构和教育本质。[1]学界对网络学习内涵的理解有广义、狭义之分,广义的网络学习包括一切基于因特网或其他数字化资源进行的教学活动。狭义的网络学习则指利用网络或其他数字化资源,对某一门特定课程开展的有目的、有计划、有组织的学习活动。本文的网络学习取其狭义内涵,专指成人学习者在网络教育机构注册后按照其教学计划开展的有规律、有组织、有步骤并能取得学历的学习活动。在这种学习活动中,学习者的学习成绩是否存在性别差异,找出造成这种差异的原因,将有助于制定分别适合男女生的网络教学方式,提高学生网络学习的整体成效,提升网络教育的教学质量。

一、学习成效

学习成效是学习者学习行为的学习结果与实现这一结果所付出的学习成本之比,即单位学习成本的综合学习结果。[2]相应地,网络学习成效则是学生参加网络学院的系统学习后,所取得的学习结果与实现这一学习结果所付出的学习成本之比。对网络学习成效影响因素的研究,王昭君通过文献分析后提出影响网络学习成效的四大关键要素:学生特性、网络课程特性、学习平台特性和教学互动;[3]何字娟、李爽在借鉴已有分析模型的基础上提出用四元远程学习者特征(人口学维度、支持性维度、心理维度和策略维度)分析网络学习成效的影响因素;[4]而张家华、张剑平在综合国内外相关研究成果的基础上,将网络学习效果的影响因素归结为四个方面:学习者、教学者、网络课程及学习环境。[5]可见,大部分研究者认为影响网络学习成效的因素是多方面的,概括起来就是“内因”和“外因”。内因是人的内部因素,包括生理、心理以及策略等;外因是人以外的所有因素,包括教师、平台、课程、互动、环境、情境等。

同一网络学院的学生,网络学习的条件一样,影响网络学习成效的因素便主要是内因。对男女生而言,若网络学习成效存在差异,则应是由性别及其心理学、社会学方面的差异造成的。男女生心理学方面的差异包含智力因素与非智力因素,智力是人的各种基本能力的综合,包括观察力、记忆力、想象力、注意力、分析判断力、创造力及应变力等。非智力则指智力以外的心理能力,具体包括倾向性(兴趣、态度、动机、需要、归因等)、情感(信仰、世界观等)、意志力(自我效能感、自信心等)、调节力(情绪调节、环境适应等)、气质、性格和情绪等。社会学方面的差异主要是性别偏见、学习策略引起的差异。

对网络学习成效的评估,Moore(穆尔)和Thompson(汤普森)曾指出:基于双向交互通信的远程教学,其成效只有通过学习成就、师生态度以及投资与回报来衡量时,其评估结果才是有效的。[6]这一观点基本得到国外学界的认同。美国教师联盟探究了近10年有关远程教学成效的研究,得出评估远程教学成效的三个方面:①学生学习成绩,包括期末成绩和平时测验成绩;②学生对网络学习的态度;③学生对网络教育的满意程度。台湾洪明洲认为,评估网络学习成效,特别针对具体学习效果时,应包括客观的学习效果与主观的学习收获。客观的学习效果包括测验成绩、完成进度时间、学期分数等;主观的学习收获包括学习满足、成就、偏好等。[7]王昭君在认真查阅、整理相关文献的基础上,比较了很多研究者及机构的网络学习成效评估指标,得出大多数研究者网络学习成效的评估指标基本一致,一般包含学生主观感受(如学习满意度等)和客观表现(如期末成绩等)。[8]黄天慧、郑勤华对国内外相关文献进行比较研究后认为,大多数研究者在关于远程学习绩效评估指标方面的研究基本一致,倾向于用学生的学习成绩和对学习的满意度来衡量数字化学习绩效。[9]评估网络学习成效,对学生的网络学习成效进行统计分析、作出价值判断,是网络教育服务质量管理的核心,对提高教学和学习效果具有重要作用。

学习成绩就是学习所取得的成就、收获,它是衡量学习者学习行为综合结果的指标之一。在网络教育中,学习成绩也叫总评成绩,包括期末成绩、作业成绩和平时成绩,所占的比例分别为70%、20%和10%。期末成绩是学生学习完一门课程后,参加总结性考核的成绩;作业成绩是老师布置的、让学生课后完成的学习任务的成绩;平时成绩是学生学习过程积极程度的评价。本研究以学生的网络学习成绩为指标,对其性别差异进行统计与分析,找出性别影响网络学习成绩的缘由与规律,提出一些提高网络学习成效的建议及对策。

二、统计结果

(一)研究对象及问题

本文以华南师范大学网络教育学院2004年秋季、2005年春季及2005年秋季入学并已毕业的专升本计算机专业学生为调研对象,其中男生335人,女生54人。期末成绩来源于该学院教学教务管理平台的数据库(截止日期为2010年10月)。由于该学院采用完全学分制和弹性学制,学习年限为2~5年,本文将对调研对象学习年限内的成绩进行统计分析,以了解学习成效的性别差异,进而分析性别对学习成效的影响。

(二)课程成绩的统计结果

网络研修数学总结范文第3篇

一、提高认识,充分认识研修的重要性

为做好暑期语数外教师全员培训工作,学校采取多项措施,加强研修管理。

1、抓研修前准备工作。为确保所有研修学员顺利进入研修状态,我校组织开好管理人员会、指导教师会、参训教师动员会,明确要求,同时要求网管人员在假期内熟悉操作规程、做好网络调试等,做实做细研修前准备工作。

2、注重过程管理。要求教师在研修过程中要做到两个“结合”:远程研修和校本培训相结合,研修培训和平时教学相结合。针对培训中可能出现的部分老师只重视关注度,忽视作业质量的现象,学校召开了指导教师会议,要求各学科明确研修目的,在推出精品作业上下工夫,确保教师有所学必有所得。

3、强化制度管理。建立完善三个制度:一是责任制度,校长亲自挂帅,副校长负责培训的全面工作,教研组长、备课组长是直接责任人,一级抓一级,层层抓落实。二是考勤制度,要求考勤人员认真做好考勤记录,研修教师在培训过程中要按正常上班对待,不得迟到、早退、旷班;三是考评制度,学校制定了量化考核措施,对教师的培训进行监督和检查。

二、专家交流,给教师思想的洗礼

教师认真研修,热情高涨。每天早早来到计算机室,坐在电脑前看视频、做作业、发评论,该休息了还迟迟不肯离去。室内空气燥热,可是老师们不叫苦,不喊累,为期10天的研修无一人旷班、迟到早退,老师们都想抓住这次很好的提高充电机会,好好学习,与新课程一起成长。

视频里专家们用自己严谨的治学态度,丰富的教学经验、高尚的师德修养、先进的理论水平为我校教师提供了一堂堂精彩的报告,对教师的职业道德、理论水平、教学实践给予了很大的改进和提高,老师们普遍认为每一次的专家报告对每一位培训的教师都是思想的洗礼、灵魂的撞击、理论的引领、水平的提高,他们的教学艺术、实践经验对我们教师必将产生深远的影响;一线教师的现场讲课也给老师们很多的启迪,他们对事业的执着,对学生的热爱,对教育的满腔热忱,他们广博的知识,丰富的教育艺术,对教育教学细致地研究,给学员们留下了深刻的印象,树立了榜样。

三、收获希望,让培训教师受益匪浅

这次全员培训活动安排有序,内容丰富,方式便捷实用,实效性强,为教师专业成长提供了良好的发展平台。全体学员珍惜这次学习机会,认真参与培训,主动学习,勤于总结反思,全面提高自身素质,促进了自己的专业化发展,达到了预期目的。学员们纷纷表示这次培训收获很大,每每听完专家的讨论点评,总有一种豁然开朗的感觉;每次面对面讨论,都是一次真诚的交流;每次作业,都是新的感悟与思考,全体参训学员都对模块教学有了进一步的认识,为新学期的选课走班奠定了坚实的基础。

2010年暑期,根据山东省教育厅统一部署,利用山东省教师教育网组织开展了初中语文、数学、英语部分教师参加的为期10天的新课程专题培训。为组织好此次培训,多次进行调研,了解学校硬件设施和网络条件,确定富国中学等11处作为语文、数学、英语教师集中研修点。 7月20日各研修点专门召开了筹备会议,对集中研修的内容、模式、时间、开课条件作了详细说明并提出了具体要求。为顺利启动培训,组织语数英98名教师于7月26日下午2:00在各自培训点报到,特组建了班委会,组织教师们对网络平台进行登录测试,确保每一位研修学员按时顺利登录网络进行在线学习。研修期间编排了巡查日程,由教研室、师训科全体同志组成的巡查组每天进行巡查指导,并提出指导意见。分科驻点跟踪辅导,各集中研修学习点都设置了各科班主任全程进行班级服务与管理,实施一天四点名制度,并对出勤情况及时进行通报。

7月27日—8月7日集中研修期间,绝大多数参训教师能够认真观看视频、浏览资源、提交作业,积极参加在线研讨,每天集中学习6个多小时。经培训点负责人、班主任和全体学员共同评选,评出了26名同志为优秀学员,由教委颁发证书予以表彰。对于非全勤学员全市进行了通报,要求各学校将学员考勤情况纳入下一学年的年度考核之中,凡迟到(早退)达二次以上、事假达一天以上、病假达二天以上或旷课半天以上的学员其全部午餐补助费学校不予报销。

通过2010年语数外三科培训,各科教师知识面加宽,与专家交流及时的解决教学中的疑惑,极大地促进了我办中学的教育教学。

四、几点建议

1、完善教师培训机制,加大教师培训力度,使培训学习成为教师工作生活的常态。

2、拓展研修平台效能。研修平台不能仅仅用于暑期培训,放大其功效,用于日常教学教研,可以通过累计积分、增加教师学分等措施来促进教师专业化发展。

网络研修数学总结范文第4篇

早期关于人工神经网络在水文水资源系统中的应用与研究的进展情况,文献[3]有较为详细、系统的介绍.其中,关于洪水预报的研究成果,大多处于如何应用人工神经网络算法进行洪水预报的阶段,即如何将洪水预报的实际问题概化成人工神经网络可以识别的算法模型.近期的研究成果表明,研究的问题更加深入,如LINDASEE(1999)[4]将洪水过程分为上升段、洪峰段和下降段三部分,分别建立相应的预报模型,充分考虑了不同阶段的洪水过程其演进规律的差异.Fi-JohnChang(1999)[5]引入洪峰预报误差和峰现误差作为洪水预报精度的评价标准,对于洪峰预报精度给予了高度的重视.能否保证较高的洪水峰值的预报精度,是将人工神经网络的实时洪水预报技术实际应用的关键性问题.

本文在总结大量实践经验的基础上[6,7],提出了一种能够进行峰值识别的改进BP算法(ErrorBackPropagationwithPeakRecognizer,简称BPPR).该算法在修改网络权重时偏重大值,即大值误差对权重的修改起主要作用.这种改进的BP算法使人工神经网络洪水预报模型对洪峰峰值的预报精度显著提高,从而保证了洪峰预报的可靠性.

1人工神经网络的峰值识别理论

洪水预报主要是为防汛服务的,通常对洪峰时段的水位(或流量)的准确预报尤为重要.但是,对于经典的BP算法,网络训练是根据全局误差修改网络权重的,这种权重修改方法很难控制洪峰水位(或流量)的训练精度,训练后的网络权重所贮存的信息很可能更多地反映了样本数量较大的中、低水位(或流量)的变化规律.所以,经过训练的网络对中、低水位(或流量)的预报精度相对较高,而对洪峰的预报精度往往低一些.如何提高人工神经网络模型对洪峰水位(或流量)的预报精度,是人工神经网络理论应用于洪水预报的关键问题之一.

本文是在结合实际课题广泛研究的基础上,提出了一种能够提高网络模型峰值识别精度的改进BP算法.

1.1峰值识别的基本思想经典BP算法的训练过程由信号的正向传播与误差的逆向传播两个过程组成.其中,误差的逆向传播是基于网络全局误差并按“误差梯度下降”的原则对网络权重进行修改.如果对原来基于“全局误差”的权重修改原则进行合理调整,使权重的修改倾向于减小输出值较大样本的网络映射误差,这是峰值识别原理的基本思想,其实质是在误差逆向传播的网络权重修改过程中,遵循了侧重于“峰值样本误差”的权重修改原则.

1.2峰值识别的算法峰值识别理论的实现方法,是在引入动量项和采用学习率自适应调整的改进BP算法[4]的基础上,对峰值样本的网络误差引入合理的修正系数,使网络的权重向着使峰值训练误差减小的方向修改.

首先,从经典BP算法开始.设有输入为x1(t)、x2(t)、…、xn(t)的n维输入,输出为xL1(t)、xL2(t)、…、xLm(t)、的m维输出和若干隐层组成的多输入、多输出人工神经网络模型.这里的t为样本序列号,这样的样本共有P对.

第l层中第i个神经元节点所接收到的上一层输入总和为

式中:Nl为第l层神经元节点总数;w(l)ij为第l层i节点与第l-1层j节点之间的连接权重;θ(l)i为第l层i节点的阈值.

第l层中第i个神经元节点的输出为

x(l)i(t)=f(y(l)i(t))=1/1+exp(-σy(l)i(t))(1≤l≤L,1≤i≤Nl)(2)

式中:f()为转移函数,这里采用的是对数型的单极性Sigmoid函数;σ为决定Sigmoid函数压缩程度的系数.该系数越大,曲线越陡;反之,曲线越缓.

则,当训练次数为k时,网络输出层及隐层的误差信号可表示为

式中:d(L)i(t)为训练样本的期望输出.

那么,网络权重的修改公式为

式中:η(k)为训练次数为k时的学习率;α为动量项系数.

以上为经典BP算法的基本内容.基于峰值识别的思想,实现网络误差修正倾向于输出样本的较大值,定义误差修正系数ξ

ξi=di(L)(t)/d(L)max(t)(7)

式中:d(L)max(t)为训练样本期望输出的最大值.

为了进一步提高神经网络模型的训练速度,改善网络峰值识别的精度,可以在上述修正系数的基础上,增设误差修正放大系数μ.那么,加入误差修正系数ξ及误差修正放大系数μ后,当训练次数为k时,网络输出层误差信号的向量表达式如下

应用该算法进行网络训练,能够使峰值误差修正占优,从而提高网络对峰值的映度.

2应用实例

2.1工程概况及基本模型珠江流域西江段的水系关系比较复杂,如图1所示.从柳州站、迁江站、南宁站或贵港站预报梧州站洪水目前还是一个难题.结合现有的研究成果,介绍洪水预报峰值识别理论的有效性.选取珠江流域从对亭站、柳州站、迁江站、南宁站预报江口站洪水的江口站洪水预报模型,分别以BP算法与引入峰值识别理论的BPPR算法进行网络训练.以多年实测记录数据为训练样本,并采用下一年的记录数据为测试样本,即以1988、1992~1994、1996~1998各年的水位(流量)资料为训练样本,以1999年水位(流量)资料作为测试样本.

图1珠江流域西江段主要水情站及洪水平均传播时间示意

*传播时间单位:h

传统相应水位的洪水预报方法是根据天然河道洪水波的运动原理,分析洪水波在运动过程中,波的任一相位自上游水情站传播到下游水情站的相应水位及其传播时间的变化规律,寻找其经验关系,以此进行洪水预报[8].人工神经网络对信息的分布存储、并行处理以及自学习的能力,决定了它具有对模糊信息和复杂非线性关系的识别与处理能力.网络的训练学习过程,就是网络认知事物内在规律的过程.构造基于人工神经网络洪水预报模型的首要问题,是如何将洪水过程合理地概化成人工神经网络可以映射的输入、输出关系.

以上游干流和主要支流水情站的水位(流量)资料作为网络模型的输入,以下游水情站所形成的相应水位(流量)作为网络模型的输出;同时,将下游同时水位(流量)作为网络模型的输入,以模拟下游初始水位的影响.洪水自上游水文站至下游水文站的传播时间就是网络对洪水的预见期.

本题中所建立的江口站洪水预报模型中,作为江口站的上游水文站共有对亭、柳州、迁江和南宁等站,其中的迁江站处于干流河道.值得一提的是,对亭站方向的来水属山区洪水,特点为量小、峰高、历时短,洪水过程线陡起陡落,其结果是水位的变化非常大,而实际的流量又很小,这无疑会影响水位预报模型的识别精度.为了减少这种小支流的干扰,在建立水位预报模型时,未将对亭站的水位作为输入项.在建立流量预报模型时,为了保证水量的总体平衡,仍将对亭站的流量作为一项输入.

以3h为一个间隔时段进行洪水数据采集来组织样本,以干流迁江站t时刻水位(流量)、对亭站(t-3)时刻流量、柳州站(t-3)时刻水位(流量)、南宁站(t-8)时刻水位(流量)和江口站t时刻水位(流量)作为网络的输入,江口站(t+T)时刻的水位(流量)为网络的输出.其中,T为网络的预见期,即洪水自上游迁江站传播到江口站的时间,亦为峰现时间.在组织样本时,采用洪水在各站间的实测传播时间,但网络预报的预见期为平均预见期,即T=9时段,约28h(洪水在各站间的传播情况见图1).图2为江口站洪水预报模型的网络拓扑结构图.

图2江口站洪水预报模型的网络拓扑结构

在网络结构设计中,输入与输出节点数由实际问题而定,而隐层数及隐层节点数是网络设计中的关键问题.在实际问题中,常常无法估计问题的真实复杂程度,通常采用双隐层.关于隐层节点数目的确定,直接关系到能否成功地解决问题.实际上,隐层节点数决定于训练样本的多少、样本噪音的大小以及所面对问题的复杂程度.若隐层节点数太少,网络映射能力不足;若隐层节点数太多,不仅增加网络的训练时间,还会引发所谓“过度吻合”问题,即虽然增加了训练精度,但是由于网络过多地获得了样本的个性特征,而掩盖了样本的共性特征,从而造成预报精度的下降.目前的研究成果,还不能在理论上提供一套科学的推导方法,试算法是可靠的常规方法.本题经多次试算,合理的拓扑结构为:水位预报模型(4-40-20-1),流量预报模型(5-40-20-1).

图3水位预报模型中BP算法与BPPR算法映结果比较

网络模型的初始权重在(-1,1)之间随机产生,动量项系数α取0.9.初始学习率η0在基本BP算法中取0.001,在BPPR算法中取0.0005,初始学习率往往会因不同网络模型而不同.BPPR算法的峰值误差修正放大系数μ取2.0.水位模型的训练停止条件为平均映射误差l≤0.20m,流量模型的训练停止条件为平均映射误差q≤500m3/s.

2.2计算成果分别采取BP算法与BPPR算法进行网络模型的训练,两种算法对于峰值水位(流量)的映射情况见图3、图4.以完成训练的网络模型对1999年的洪水情况进行测试预报,预报结果见图5、图6.

图4流量预报模型中BP算法与BPPR算法映射结果比较

2.3成果分析图3、图4反映了完成训练的网络模型对训练样本中洪峰水位与流量的映射情况,从图中可以看到,BP算法对于洪水演进规律具有很高的映度,引入峰值识别理论的BPPR算法能够进一步提高网络对洪水峰值的映度,这种作用对于较高洪峰识别效果更为明显.

图51999年水位预报结果比较

图61999年流量预报结果比较

图5、图6为网络模型对1999年洪水主洪峰的预报情况.在水位预报模型中,BP算法对洪峰的预报误差为0.13m(低于实测值);BPPR算法的预报误差为-0.05m(高于实测值).在流量预报模型中,BP算法对洪峰的预报误差为291m3/s;BPPR算法的预报误差为-83m3/s.

这里所采用的峰值误差修正放大系数μ实质上与样本集中大值样本所占的比例有关,大值样本所占比例越小,μ的取值越大;反之,则小.在实际操作中,ξμ是作为一个参数进行权重调节计算的,所以μ的取值又受样本集中最大值和最小值间比例关系的限制.

如果放大系数选取过大,网络训练容易失稳,造成训练误差增大;反之,网络权重的修改难以体现洪峰样本的贡献.具体取值由实际问题而定,在珠江流域的洪水预报模型中,放大系数的取值范围为1.5~2.5.

从网络模型的训练识别和测试预报两方面的研究成果来看,人工神经网络对于洪水演进规律的识别具有较高的精度,能够模拟洪水的动态过程,其中,引入峰值识别理论的BPPR算法有利于提高模型对峰值的映射与预报精度,效果明显.这些改进效果对于水文水资源预报中,可能效果并不十分显著,但在防汛中,水位预报对防洪决策至关重要,往往十几厘米的误差,直接影响到防洪方案的决策.因此,峰值识别理论对基于BP算法的洪水预报模型来讲,具有重要意义.

3结束语

基于人工神经网络的洪水预报方法作为防洪减灾领域一种新的研究途径,将智能化思想引入到对洪水过程的计算模拟,更能反映洪水复杂非线性的动态演进规律.研究结果表明,人工神经网络算法能够很好地映射洪水的演进规律,做到对洪水实时的监测与预报,预报精度较高.

网络研修数学总结范文第5篇

关键词:飞机维修 维修网络 反向VPN

一、前言

在中国,航空公司背负沉重的成本负担前行,其中飞机维修成本占航空公司总成本10~20%,而维修费用达到购机费用2/3,中国CCAR-145部266家维修单位能够进行飞机和发动机大修单位仅3家。现在国内普及宽带作为接入支撑平台,普遍使用VPN技术保证安全,但传统方案大多借助DNS-ALG(动态域名系统-应用层网关)在NAT(Network Address Translator)上部署,结合公网与私网DNS服务器实现[1],利用反向VPN来实现NAT链接方案能有效建立一套基于SSL协议强密算法、身份认证,公网私用,专网反向穿透的VPN安全网络,采用全新内网外接的布署策略,大大减少维护成本,可成功穿越NAT设备,具有组网灵活性强、管理维护成本低、用户操作便捷等优势。

为此,我们亟需建立数字网络维修化平台,增强联合技术攻关、资源共享,人力互补,综合运用计算机技术、数字通信技术、专用网络传输、检测和诊断技术、多媒体技术和智能化技术[2],使各种维修信息能实时或近实时地传递、处理、存储与交流,达到整个维修体系范围内能力提升,实现飞机维修诊断、监控、决策、通信、保障高度一体化。

二、飞机维修与基本连接通讯协议

目前关于生产、监控、测试数字化技术有:瑞典Kvaser公司世界上首个制定出高层协议CAN Kingdom、Magi Sync和Silent mode技术, 德国SOFTING公司的现场总线通信、诊断和OPC技术,数据采集系统前端测量模块(SIM 系列,T系列,M 系列)将所连接的传感器上的信号,以CAN 报文的方式发送到CAN总线上,提供独立采集模式和同步数据采集两种工作模式[3]。

三、反向VPN模式下飞机维修网络控制

反向VPN虚拟专用网方案的关键技术包括:隧道策略、隧道协议、密钥管理技术、流量技术、加密解密与认证技术、用户终端与设备身份认证技术。

1.隧道协议与策略控制

VPN隧道分布在第二层链路层隧道协议、第三网络层隧道协议和第四工作高层隧道协议,其中隧道包括对称和非对称隧道。

2.安全控制技术

包括加密解密算法、密钥管理和身份认证技术, SSL VPN,通过虚拟驱动SSL协议交换密钥、身份安全信息等并结合曲线加密算法、PKI系统来实现隧道双方系统认证[4],著名对称密钥加密算法有3DES、GDES、DES等,非对称算法有RSA、背包密码等,其中最有影响RSA算法能抵抗到目前为止已知的所有密码攻击,籍此保证隧道传输数据的秘密性、完整性和可鉴别性。

四、飞机网络服务技术链接框架

1.反向VPN模式下航空飞机网络通讯流程

反向VPN网关必须从维修终端发起内网资源请求、建立SSL安全隧道后(见图1),按照系统安全策略进行访问控制决策,转发用户请求访问的内网资源[5],最后切断VPN进入专网用户终端,因此基于反向VPN的工作流分三个阶段:

第一阶段:建立自愿请求隧道

飞机维修工作站通过发送VPN请求来配置和创建一条自愿隧道,此时用户端计算机作为隧道的客户方成为隧道的一个端点,创建到目标隧道服务器的虚拟连接。

1.1自愿请求访问:维修终端客机WS_A执行网关的映射URL(诸如192.168.0.154),使用HTTPS协议进入路由网关登录并与SSL VPN网关转发认证请求并建立自愿安全隧道连接,将用户身份信息递交给本地身份认证数据库。

1.2认证结果:VPN服务器CS_A依据数据库反馈用户验证结果,若成功则进入,否则退出。

图1 基于反向VPN飞机维修网络系统

第二阶段: 资源控制安全

1.3访问控制请求:通过认证之后,SSL VPN 服务器CS_A将用户WS_A的192.168.0.254网段数据包导入SSL隧道,执行系统访问策略控制。

1.4安全检查:远程主机在网关自动调入ActiveX程序对主机状态进行审查评估,以确定用户角色和主机WS_A安全状态,服务器CS_B的IP地址记录进入NAT资源库列表,生成允许用户访问的资源。

第三阶段:内网终端导通

1.5资源与界面下发:服务器CS_B解密并生成用户访问许可列表,切断CS_B的VPN导向服务网络隧道,VPN网关通过HTTPS协议返回内网封装资源,以Web页面方式返回到用户主WS_A,客机WS_A收到主机CS_A网络资源,即可通过NAT网关与主机WS_B进行对点安全隧道交互通信。

2.飞机维修网络系统协同化的工作模式

高效的航空飞机维修服务信息网络系统要求服务终端能够连接内网DB服务器并加密整个连接,将SSL加密连接请求转发到综合航空维修服务平台上,集成数字化维修单元、智能化机种维修导向、综合化维修技术、维修专家与技师一体化资源系统,这种网络系统简捷高效,远程维修信息采集与专家VPN网络通道从内网隔离开,所有内网其他流量都将被禁止以防内网遭受未经授权访问/攻击,VPN仅连接固定开放准入的TCP端口,最大限度保证基于Internet的连接安全性,远程直连路由器并备份链路,保证信息网络安全可靠。

五、结论

反向VPN在公共互联网络中突破控制较强,费用成本较低,将系统探测、检视、预警系统,通信联络系统,指挥控制和装备系统组成一个以计算机为中心的网络信息通讯体系,强化维修服务信息交互、共享、联合技术攻关,推进我国航空飞机维修管理信息化进程。

参考文献

[1]包江奇,黄炜. 便携式国产大飞机维修辅助设备的设计与实现[J]. 电子技术应用, 2011,(01).

[2]张莉,王峰,温克利. 基于AHP故障树分析方法下飞机液压诊断研究[J].光机电信息,2011,(02).

[3]刘羡伦, 郭京波. 分布式网络控制系统在盾构机上的应用[J]. 隧道建设, 2011,(S1).

[4]段道聚,张永祯,张景义,廖小健. 基于无线网络的便携式维修辅助终端设计[J]. 信息化研究, 2010,(08).

[5]范亚芹,张静,侯智慧. 一种新型P2P-VPN组网技术[J]. 吉林大学学报(信息科学版), 2009,(06).