数据拟合与模型选择课件

人的差异在于业余时间数据拟合与模型选择数据拟合与模型选择人的差异在于业余时间数据拟合与模型选择数据拟合与模型选择CurveFitandModelSelectingJiefeiMPTCJune20,2012引例美国人口预测给出美国人口从1790年到1990年间的人口如表1(每10年为一个间隔),请估计出美国2010年的人口。表1美国人口统计数据年份1790180018101820183018401850人口3.97.29.612.9(×10°)17.123.2年份l86018701880|189019001910|1920人口31438650.262976.092.0105.8(×10°)年份930194019501960197019801990人口(×10)1228131.71507179.3203.2226.5248.7眼下，一场“构建高效课堂教学”的活动正在轰轰烈烈的展开。通过一年来高中化学教学的实施过程，我深有感悟。我认为，所谓“高效课堂”必须让每个学生在课堂的每个时间段不能闲着，都有与学习有关的事情去做；其次，一节课下来，达成课前所制定的三维教学目标的程度要高；其三，一节课从始至终必须是学生主动学习、积极思考的课堂，是学生充分自主学习的课堂，是师生互动、生生互动的课堂。那么，如何才能构建高效课堂呢？我结合个人在平时教学的所做、所为、所见，浅谈有关构建高效课堂的做法。一、因材而宜制定有效的教学目标教学目标是课堂教学的核心和灵魂，在教学活动中有定向的作用，它限定着课堂教学的实施，对保证课堂教学的有效展开至关重要。依据教材制定有效的教学目标是教师首先应当关注的，要时时以预设的目标为指针，对照目标的真实达成度，对教学作出有针对性的调控，不断引导课堂向着预期的目标行进。高一化学人教版“必修1”和“必修2”的教材内容难易适度，容量适当并有一定的灵活性，突出了化学基础和知识面，强化了与日常生活、科学技术和生产劳动等方面的联系，对一些化学反应原理和基本概念降低了要求。例如，在“必修1”第一章中，“强弱电解质”“氧化还原反应”“离子反应”等内容只作基本要求；对“必修2”中“核外电子的排布规律”也未做系统性介绍，只要求识记1―18号元素的原子结构示意图；第二章中的“化学能与电能”的一节内容中，在介绍“化学能源”上用了大量的笔墨，而在“原电池原理”中只要求识记“铜锌原电池”的工作原理，对于构成原电池的条件仅仅一带而过；在第三章“有机化学基础”的内容中，凸现了基础的内容，尤其是在课题设计安排上合理、新颖。在第一节“最简单的有机化合物――甲烷”中引导我们去学习甲烷和烷烃的性质；第二节“来自石油和煤的两种基本化工原料”，带领我们通过学习“乙烯”和“苯”的性质，掌握两种最基本的化工原料和不饱和烃及芳香烃的性质；第三节“生活中两种常见的有机物”，通过“酒精”和“醋酸”的介绍，使学生掌握乙醇和乙酸的性质及用途。所以在内容的安排上非常之合理，给人一种“浓妆淡抹总相宜”的感觉。因此在教学中一定要更新教学观念，处理好基础与能力的关系，把握好教材的“度”，不要随意扩大和一步到位，否则既违背了学生的认知规律，又为教学所不允。而要做到这一点，就必须“因材而宜”去制定准确和明确的有效教学目标。二、因学而宜进行有效的实验教学化学是一门以实验为基础的学科，实验教学在化学中的作用和重要性是不言而喻的，这也正是化学不同于其他一些社会科学而能特别调动学生学习兴趣进行有效教学的一剂“良方”。因此，如何设计实验，让学生亲历实验过程，从而掌握相关的化学知识就尤为重要了，而加强和改进实验教学是提高化学教学质量的重要环节。高一化学“必修1”和“必修2”中加强了实验内容，两册书中共有42个课堂实验和14个“科学探究”，增加了“思考与交流”。因此我认为：在教学过程中不仅要做好演示实验，更应组织和指导边讲边实验。例如，在学习“乙醇的性质之――与金属钠反应”的内容时，我将学生分为两组，一组完成“钠与乙醇的反应”的实验，一组完成“钠与水的反应”的实验，通过对比，既复习了钠的性质又加深了对“乙醇和钠反应”的反应机理的认识，并找出了两个实验现象明显不同的根本原因所在，收到了非常好的教学效果。又如，在讲授“化学能和电能”一节时，为了加深学生对构成原电池的四个条件的印象，我将课堂演示实验改为课堂分组实验，并配以适量的习题，让学生通过动手、动脑、类比、归纳等学习方法，准确的判断出哪些装置可以构成原电池，哪些不能构成，从而比较顺利的突破了教材中的这一难点。再如，在分析“乙醇和乙酸的酯化反应”这一教学重点时，我除了让学生通过实验观察得出饱和碳酸钠溶液的三个作用外，还及时拿出另外三套防倒吸的装置请学生记住，要学生明白，往往一套实验装置并不是唯一的，是可以替换和更改的。如此的实验教学大大的激发了学生学习和探索的兴趣，使得学生的学习由“被动”而走向“主动”；由“消极”而走向“积极”；由“低效”而走向“高效”。三、因人而宜进行有效的学案教学针对我校的生源，有的学生缺乏良好的学习化学的习惯；有的学生被动学习，缺乏主动性和责任感等。为了能够纠正这些不良的学习习惯，培养学生的自主学习能力，提高课堂教学效益，根据教学内容和教学目标，我采用了“学案”教学法。“学案”教学法就是指以学案为载体、以导学为方法、以教师的指导为主导、以学生的自主学习为主体、师生共同合作完成教学任务的一种教学模式。这种教学模式一改过去老师单纯的讲、学生被动的听的“满堂灌”的教学模式，充分体现了教师的主导作用和学生的主体作用，使主导作用和主体作用得到充分的和谐统一，发挥最大的效益。在这种模式中，学生根据教师设计的学案，认真阅读教材，了解教材内容，然后，根据学案要求完成相关内容，学生可提出自己的观点或见解，师生共同研究学习，从而教会学生怎样学习和怎样思考，提高学生分析问题、解决问题的能力。我一份完整的学案应主要包含以下基本要素：⑴课题和课型：学案的类型有新授课和复习课之分，有专题课和热点课之分，因此在设计和教学过程中侧重点有所不同。⑵教材内容的地位和作用：能使学生从整体上把握本学案涉及的内容，明确学习这些知识的重要意义。⑶学习目标：包括知识目标、能力目标和情感目标。⑷与前后知识的联系：能帮助学生把握知识的来龙去脉，架设温故而知新的框架，建构完整的科学知识体系。⑸重点难点：它能提醒学生要掌握的重点和要突破的难点。⑹疑点、易混点、易错点：它能提醒学生需要特别注意相类似、容易混淆的相关内容。⑺知识结构：它应该是本节内容的一个完整体系。⑻典型例题：通过设置典型例题的分析，使学生了解所学内容在试题中是以什么形式、题型来设计的，难度如何。从而启发学生思维，规范解题。⑼巩固练习：可通过设计诸如识记类、理解类、应用类、衍生类、创新类及讨论类等多种多样的题目，作为课堂内容及例题讲解后的巩固训练，以检验所学知识。⑽课堂小结及反思：主要由学生就所学知识来体会学习成功后的愉悦并找出学习过程中的困惑和不足。依据以上的“学案”设计理念，我在高一化学“必修1”和“必修2”的教学过程中，分别进行了专题课例如“氧化还原反应”“离子反应”“物质结构”和复习课“有机化学基础”等学案的设计和编制。通过学案教学的实施，培养了学生“阅读整理”“比较归纳”“合作讨论”“突破创新”的能力，最大限度的提高了课堂教学效益。总之，高效课堂教学作为一种理念，作为一种价值追求，作为一种教学实践模式，必将引起作为教者的更多的思考与投入，只有经过自己的不断实践，不断的完善与创新，熟练地运用课堂教学的有效性策略，才能真正实现学生学习质量的提高。一、深入了解高中女生物理学习的障碍1、来自家庭、社会环境方面的障碍。学习动力的成因是极其复杂的,其中家庭、社会环境因素有极大的相关性。社会、家庭对女生的学业、成就的期望值远远低于男性,社会提供给女性成才的机会与提供给男性的机会并不均等,所谓“女子无才便是德”的心理影响还根深蒂固,所有这些都在女生心中留下了阴影。与男生相比,女生受社会经济地位及传统影响较敏感,由于客观条件所限,女子成才的艰难使其学习成绩达不到自己的期望值时往往易产生自卑、焦虑甚至自暴自弃,缺乏足够的上进心和远大理想,抑制了其智力活动的积极性和主动性,从而影响了她们的学习成绩。2、来自兴趣方面的障碍。就物理知识的内容来看,初中物理所研究的是一些基本的简单的物理现象和规律,大多是“看得见,摸得着,记忆性”的;而高中物理研究的对象理论性深、逻辑性强,需要掌握定量分析、类比推理和演绎推理等多种方法,特别是要具有科学的思维和想象力。在高中阶段,女生偏重于形象思维,对文科兴趣较高。因此,女生由于思维方式的不适应而背着沉重的“高中物理难学”的思想包袱,从而对学好物理缺乏信心,主要表现在在学习过程中遇到“坎坷”就缺乏钻研精神,出现畏难情绪,连续一、两次的考试、测验成绩不理想而得不到老师的鼓励或受到些小不合的批评而产生自卑和厌恶感,久而久之就出现了“高中女生不宜学习物理”的现象。3、来自心理方面的障碍。女生多文静怯懦、优柔寡断,心胸较狭窄,情感较脆弱,容易自卑自弃、自我欣尝,对离自己稍远、稍费心思的事物缺乏兴趣;自尊心强、自卑感重是高中女生的一个重要特征,在这一年龄段,女生很在乎别人对自己的看法,尤其是容不得老师的严励批评或不合情理的指责;依赖心理较强,遇事常缺乏主见,升入高一后,听说物理难学,就人云亦云,自觉不行而妄自菲薄起来,自信心理转变为自卑心理,每当自己成绩下降后,自卑加重,信心顿失;随着性意识的发展,女生的羞耻心和闭锁心理加强,不喜欢讨论问题,不敢主动向老师(尤其是青年男老师)提出质疑,顾及“面子”怕出错而不敢在课堂上主动回答问题,一些错误的看法不能及时得到纠正,缺漏积压,越积越多,导致恶性循环。目前,在我国应试教育向素质教育转轨的形势下,学校片面追求升学率的现象仍普遍存在。学校以成绩分班、排名次等教学措施使学生过于看重考试成绩,每天把学习挂在心上,提心吊胆,遇考试因担心考砸而导致学习焦虑,成绩差的学生会自暴自弃,甚至厌恶学习,成绩好的学生也因超负荷而产生厌学情绪4、来自学习方法方面的障碍。高中物理教材比初中教材在思维要求上有一个很高的台阶:初中物理学习大多属于生动的自然现象和直观的以实验为依据的具体形象思维;而高中物理所研究的对象比较复杂而抽象,多数要用定量的分析、推理。这给女生学习物理带来了学习方法的不适应。内向、胆怯、爱面子的闭锁心理使女生在课堂教学的双边活动中缺乏主动参与的欲望,对学习中遇到的一些疑难的、抽象的、综合性较强的问题不敢大胆提问以求得及时解决,而停留在一知半解、似懂非懂的状态。女生在初中时,靠其女性特有的机械记忆和形象记忆能取得较好的学习成绩;进入高中后仍沿用此方法,忽视了理解记忆和抽象记忆,死记硬背定义、定理、公式甚至例题,使她们在物理学习中大打折扣。二、认真重视高中女生物理学习能力的培养1、转变传统的偏见,提高对女生的期望值。社会的偏见总是把男女生放在不同的地位看待,一些高校录取女生的分数线要比男生高,大学毕业后女生择业比男生难,某些单位拒绝接收女性等等,种种原因造成女孩在成才的路上要比男孩付出更多的艰辛,这是社会、生活对女性的不公平待遇,也是对女孩的严峻挑战。因此,作为教师,我们必须摒弃偏见思想,要以对待男生的态度对待女生,培养女生自尊自重、自强不息的信心,从女生各个方面的因素寻找根源(如女生物理学习的心理特点、兴趣行为及社会、家庭环境的影响等)。在教学上要采取有针对性的措施,精心设计适宜的物理情境,调整她们的学习心态和学习方式,使之适应物理科的学习要求,提高她们的物理学习技能,促进其智能的全面发展。2、培养良好的心理素质,提高承受挫折的能力。从心理特征看,女生形象思维优于抽象思维,而物理学习要有一定的分析、综合、总结等抽象思维能力。但进入高中后,女生的逻辑思维、动态思维与高中物理学习要求有差距,当学习成绩出现下降时,脆弱的心理使其丧失学习的毅力,闭锁的心理使其缺乏交流,自卑、内向、心胸狭窄的心理特征使大多数女生丧失了自信心和远大理想,从而使成绩一跌再跌。在教学中,要正确认识女生的心理特征,多鼓励少指责,帮助她们弃掉沉重的思想包袱,轻松愉快地投入到物理学习中;结合女性成才的事例和现实生活中的实例,帮助她们树立学好物理的信心;加强学法指导,提高学生学习物理的兴趣,鼓励她们在困难面前勇于逆流而上,锲而不舍地去思考、探索,决不轻易放弃。事实上,女生的情感平稳度比较高,只要她们感兴趣,就会克服困难,努力达到提高物理能力的目的。3、挖掘女生心理优势,培养女生的参与意识。物理知识来源于实践,认真动手操作实验、注意观察、正确理解尤其是亲身体验客现事物对学好物理知识极为重要。由于多数女生注意力方面多定向于人,对无生命的物体不大感兴趣,在物理实验中她们注重记住实验原理、步骤和结论,缺乏主动参与操作、观察、独立思考、大胆创新,造成理性知识与感性知识脱节。但女生学习认真,思维仔细,对周边发生的事情较感兴趣,在物理学习中,有关公式、定律要牢固,解题思路要清晰,数字要算得准,这些对女生来说不是难题。学习上存在的问题,要帮助其分析原因,制定学习计划,清除紧张心理,鼓励她们“敢问”、“会问”,激发其学习兴趣;要充分发挥女生的优点和爱好,创造适宜的教学环境,引导女生注意观察周边事物,丰富直观形象思维,加深对概念的理解;要亲自动手操作实验,建立正确的物理模型,锻炼和提高分析、推理能力。4、落实“双基”,提高物理学习能力。由于课堂信息容量小,知识单一,在老师的指导下,女生一般能听懂,课后的练习过程简单且技能技巧要求较低,她们能完成,但她们不大注重课后的理解掌握和能力提高。女生物理学习能力差,主要表现在对基本技能的理解、掌握和应用上,只有在巩固基础知识和掌握基本技能的前提下,才能提高女生的综合能力。因此,教师要加强对旧知识的复习和基本技能的训练,结合讲授新课组织复习;也可以通过基础知识的训练,使学生对已学的知识进行巩固和提高,使她们具备学习新知识所必需的基本能力,从而对新知识的学习和掌握起到促进作用。此外,教学中要注意对知识进行归类分析,并对其中具有代表性的问题进行详尽的剖析,起到“举一反三”、“触类旁通”的作用。5、强化课前预习,注重学习方法。女生受生理、心理等因素影响,对知识的理解、应用能力相对要差一些,对问题的反应速度也慢一些。因此,要提高课堂学习过程中的物理能力,课前的预习至关重要。教学中,要有针对性地指导女生课前的预习,可以编制预习提纲,对抽象的概念、空间想象能力要求较高的内容,要求通过预习有一定的了解,便于听课时有的放矢,易于突破难点。认真预习,还可以改变心理状态,变被动学习为主动参与。在学习方法方面,女生比较注重基础,学习较扎实,喜欢做基础题,但解综合题的能力较差,更不愿解难题;女生上课爱记笔记,复习时喜欢看课本和笔记,但忽视了上课听讲和能力训练;女生注重条理化和规范化,按部就班,但适应性和创新意识较差。因此,教师在教学过程中要根据女生的思维特点,注意引导女生对物理学习方法的掌握,尽可能给女生创造参与课堂教学活动的机会,鼓励女生积极思考,参与课堂讨论,大胆质疑;要强调手脑并用学物理,提高她们的抽象思维能力、空间想象能力和实验操作能力;要组织她们学习他人成功的经验,改进学习方法,逐步提高能力。数据拟合与模型选择CurveFitandModelSelectingJiefeiMPTCJune20,2012最佳拟合准则设有m个数据点(x,y2)i1,2,…,m,作散点图如下ScatterplotCB图1数据散点图要想对图1所示的数据拟合模型∫(x)=ax+b.应如何选择a和b,使直线最好地拟合数据?即最佳拟合的原则与方法是什么?从图上看,存在两个以上点时,不能期望它们精确地处于一直线上。数据点和直线间总存在一些纵向差异。称这些纵向差异为绝对偏差。