大学数学是大学生必修的课程之一，由于大一是过渡期，在大一开设数学这门课程对于教学质量有着重要的作用。下面是我为大家整理的大一数学论文，供大家参考。
大一数学论文 范文 篇一：《数学学科德育 教育 渗透思考》
摘要：结合数学学科的特点教师对学生进行道德教育，数学教师要善于在学科教学中渗透德育教育，培养学生尊重事实的科学态度，正确的学习目的，理性思考的精神和科学的态度，培养学生辩证唯物主义世界观，增强学生喜爱数学的兴趣，培养学生高尚的人格特征和思想道德修养。
关键词：数学学科;渗透;德育教育
我国教育部印发《中等职业学校德育大纲》指出，学校要充分发挥主导作用，与家庭、社会密切配合，拓宽德育途径，实现全员、全程、全方位育人。上至教育部下至学校都越来越意识到在学生中进行德育教育的重要性，那么在学校怎么能更好地开展德育教育呢?学科德育就是进行德育教育的重要阵地之一。现今各个国家都把德育教育作为一项非常重要的工作，并且都在积极探讨在学科教学中如何渗透德育教育。因此，我们职业学校的每个教师都应该努力探索德育教育的本质和特点，充分发挥德育的主 渠道 作用。数学学科作为学校学科教育的重要组成部分，有其独特的风格和特点，也应承担着德育教育的任务。第一，数学是一门研究客观物质世界的数量关系及空间形式科学，具有严密的符号体系、独特的公式结构和图像语言，其显著的特点有：高度的抽象性、严密的逻辑性、应用的广泛性和内涵的辩证性。第二，数学学科学习的目的是掌握一定的数学基础知识，形成一定的数学素养，是对学生一生受用的 方法 和能力。这些数学能力包括：空间想象能力、 逻辑思维 能力、基础运算能力和数学建模能力等。第三，数学课作为职业学校 文化 基础课之一，所用资源少，易开展教学活动。结合数学学科的特点，笔者认为可以从以下几点进行德育教育。
1根据中职学校数学学科的特点和数学课的现状，教师的人格
品行和良好的师生关系是进行德育教育的关键数学学科的特点给人的感觉是枯燥、无味，对于职业学校的学生更是如此。德育要讲究艺术性，要充分发挥情感的感染作用。作为一名数学教师在数学课上每位教师尊重和顺应人性、同学的个性，保护同学的尊严，发掘和表扬学生的内在情感，调动他们积极的心理因素。教师动之以情，才能激发学子之情，使之乐其所学。学生感受到教师对他们的关心，从心底上认可这个教师，从而真正建立起新型的科学的师生关系。
2结合数学教材内容，向学生进行爱祖国和爱科学的教育
在用到正负数及运算法则时，教师给学生说明或是让学生自己上网查找相关内容，可以知道在世界闻名的数学典籍《九章算术》中，就已经提出了相关概念，使得代数学早于西方于公元前2000年就已经产生了;著名的勾股定理、“杨辉三角”、圆周率的计算以及著名数学家陈景润的“陈氏定理”、华罗庚发起和推广的优选法等，我国科学的成就令世界各地的每个炎黄子孙自豪，可以激发起学生强烈的爱科学、爱国情和民族自豪感，同时激励学生学习的进取向上精神。
3培养正确的学习动机和目的，提高学生学习数学兴趣，增强社会责任感
我们学习数学的最终目的是能用数学，因而不管是教师还是学生都应该知道数学在我们生活中或是我们所学专业课上的应用。例如我们在学习圆柱时，就可以和汽车专业所学的发动机上的气缸联系起来讲解表面积和体积相关知识;我们在学习分段函数时，就可以和与我们生活相关的水费、电费、出租车收费联系起来等。
4结合数学学科的特点，培养学生理智的思考、按客观规律办事的良好的人格特征
数学是一门自然科学，科学的问题来不得半点虚假，数学语言的精确性使得数学中的结论不会模棱两可。伽利略：世界的奥秘是本巨大的书，而这本书是用数学语言写成的。越来越多的人认为数学语言是各种科学的通用语言，可见数学语言的精确性。在数学的观点下，一加一只能等于2不可能是其他结果，但在其他的学科就不一定了。不管是数学语言还是通过数学推理得到的结果都不允许有任何弄虚作假的行为存在。我们在日常教学中，应该结合数学的思考方式与 学习方法 ，培养学生事实求是，有根有据，勇于改正错误的科学态度和自觉按客观规律办事习惯。
5结合数学学科的特点，对学生进行辩证唯物主义世界观的教育
数学本身的发生和发展过程中就充满着唯物辩证法。恩格斯曾把数学作为“辩证的辅助工具和表现方式”。数学从实践中发现了问题，然后分析已知存在的问题，找出它们间的关系，利用数学知识， 总结 出来的规律，然后回到实践中检验和运用，这正是体现了辩证唯物主义中从感性—理性—实践的认识论观点。
6挖掘数学教材中的美育素材，通过美学教育，培养学生高尚情操和思想道德修养
我国著名数学家华罗庚说：“数学本身也有无穷的美妙。”数学中的符号、图形、数字排列等都蕴藏着丰富的美育因素。可以告诉学生，圆就代表我们的班集体或者是我们的国家，每个同学就像圆上一个个离散的点，集体的形象与荣誉与我们每个人都是息息相关的。在学习集合的交、并、补的运算时，除了说明符号的简洁、和谐美的同时也可灌输团体意识。在学习直角坐标系时，就可以给学生灌输我们做人也应该方方正正坚持自己的原则。学习点的时候，每个点都是由一对有序的实数组成的，可以把坐标看成是在社会中影响我们自身发展的先天因素和后天因素，而后天因素主要决定了我们未来的发展，从而鼓励每个学生从现在开始努力学习、认真做人、锻炼各种能力，一定会有美好的将来。在教学过程中引导学生发现美、欣赏美、讨论美，逐步培养学生的审美意识审美情趣，培养学生高尚情操和思想道德修养，有助于学生全面发展。
综上所述，结合数学学科的特点对学生进行德育教育是可行的。在数学学科教学中，虽然不能像语文、政治那样直接、系统地对学生进行德育教育，但只要我们善于挖掘教材中的德育因素，在教学过程中实事求是，联系实际，善于引导，就能行之有效地进行德育渗透，使学生学习知识的同时各方面的素质不断提高。
参考文献：
[1]中等数学教学中的德育新论，网络.
[2]高等数学教学中的德育渗透[J].吉林省经济管理干部学院学报.
大一数学论文范文篇二：《浅谈数学教学德育教育的渗透》
摘要：德育在学校教育中占有举足轻重的地位，是方向、是灵魂，位居各育之首。数学作为基础教育的一门重要学科，在培养学生德育方面，应发挥重要的作用。因此，教师应在数学教学中努力寻找德育点，有机渗透德育，把教书与育人紧密地结合在一起。
关键词：小学数学;数学教学;德育教育;
一、引言
有句话说“百年教育、德育为先”，可见学校教育将德育教育放在相当重要的位置。如今，随着社会的快速进步和科学技术的迅猛发展，小学数学德育教育如何从传统的教育模式中挣脱出来，注入完善的、科学性的内涵，形成一套行之有效的新教育模式。数学虽作为一门理性学科，却蕴含着丰富德育内容。可以根据这门学科的特点，进行德育渗透的教育，使得小学生不仅学到书本的知识，还懂得做人的道理!
二、将德育教育渗透到数学学科教材中
根据数学这门学科的特点，以及小学生的接受能力，注入德育教育的、形象生动的图画和有说服力的内容。做到有机结合，自然渗透的效果。众所周知，小学阶段是 儿童 、青少年身心发展的关键时期，对于刚刚步入学校的低年级学生来说，是认知社会和接受新鲜事物的萌芽期，所以小学数学德育教育工作从此刻开始，进行渗透德育教育。小学数学德育教育如细雨，润物无声，数学学科是沙土。在数学教学过程中，教师无时无处不渗透着细雨之水。而小学生犹如长在沙土里的嫩草，吸吮着沙土中的水分。因此，小学数学中德育渗透，就是将德育本身的因素与数学学科所具有的因素有机地结合起来，使德育内容在潜移默化中逐步形成学生个体内在的思想品德。而数学教材是教学工作主要使用的教学工具，也是授课的依据，更是小学生获取知识与理解做人的来源，由此，编制科学有效的数学教材为课堂授课提供有益的方式。在人们以往的观念中，德育教育应该只是和语文、思想品德等学科有关，以目前的教育内涵来看，这种观念是落后的，也是十足错误的。教育学家赫尔巴特曾有教育 名言 :“教学如果没有进行道德教育，只是一种没有目的的手段，道德教育如果没有教学，就是一种失去了手段的目的”。由此可见，将德育教育渗透到数学教学课堂中来是最为重要的，也是最具有原则性的教育。
三、将德育教育渗透到数学教学课堂中
教师在课堂上教学时，充分挖掘数学教材中的德育因素与知识，渗透德育教育。诸如小学数学教材中的例题、习题、注释、解析中，融入不少进行德育的、形象生动的图画，以及由说服力的数学数据或知识点。将德育因素融合数学知识进行传授、能力培养和思想品德教育为一体的综合性教学模式。把显性的教学问题和隐性的德育教育有机地结合起来，从而实现数学的育人功能。无论是在备课中，还是在课堂上，教师要善于找准在数学教学中德育渗透的切入点，以提高课堂教学实效。可以结合教学内容进行德育渗透中华民族悠久灿烂的数学史源远流长，博大精深。也可以运用现代信息技术、多媒体教学手段，将要授课的内容加入生动的德育元素。重要的是在小学数学教学中，要充分联系教材，联系小学生生活实际，善于将渗透德育教育延申到课堂内外。
四、课堂内外相结合，通过数学活动进行渗透德育教育
在小学数学教学的过程中，德育渗透不能只局限在课堂上，还应该与课外学习有机结合，教师可以开展一些课外数学活动渗透德育。要增强数学课堂的趣味性与实践性,营造一种轻松愉快的情境,注重数学知识与现实生活的联系,使学生意识到数学并不是枯燥无味的,数学离不开生活,生活中处处有数学,从而让学生乐此不疲地致力于学习内容。引导学生学会学以致用将知识回归生活，做到学以致用是数学学习的本质归宿,学生要有将数学知识运用到生活中的意识。如在学习乘法估算后，让学生回家后调查每个人一天的用水量，回学校后估算全班60人一天的用水量，再估算全校三千多人的用水量。在巩固新知的同时让学生体会到了水资源的宝贵，珍惜水资源、节约水资源的思想就会在小学生们小小的心灵扎根。又如，在学生学过统计后，让学生回家后调查自己家庭每天使用垃圾袋的数量，然后通过计算一个班的家庭，一个星期，一个月，一年使用垃圾袋的数量，结合我校附近的垃圾场影响环境的现象，最终总结出垃圾袋对环境造成的影响，这样让学生既可以掌握有关数学知识，又对他们进行了环保教育。再比如，培养小学生动手动脑的能力时，督促小学生手、口、脑、眼、耳多种感官并用，这样做，不但能扩大小学生的信息源，创设良好的思维情境。也能满足小学生好动、好奇的特性。例如：教学“长方体认识”，可以先出示学生日常生活中熟悉的长方体实物，如：火柴盒、粉笔盒、砖头等，这些物体都是长方体。然后让学生自己列举长方体实物(书柜、木箱、厚书、铅笔盒等)，通过感知实物，学生对什么样的物体是长方体获得了初步的感性认识，从而感受美、享受美。
五、结合数学学科特点，通过德育渗透，培养良好习惯
数学是一门严谨的学科，科学性与逻辑性很强，但可以让小学生在学好数学的同时从中养成严格、认真的好习惯。显而易见，小学生计算粗心，错误率高。而提高计算能力就一定要养成仔细计算的习惯。在平时的教学训练中，教师要时时提醒学生不要抄错数，看清是什么运算，加减时注意进位和退位等等，在这里就不一一举例了。简而言之，只要教师善于挖掘、善于捕捉，时时注意、注重在数学课堂中对学生的德育渗透，数学学科的的德育教育一定会取得很好的成效，最终达到德育、智育的双重教育目的。
参考文献：
[1]齐建华.数学教育学[M].郑州大学出版社.2006.07
[2]管建福.小学数学教学艺术[M]2000
大一数学论文范文篇三：《浅谈大学数学素质拓展课程的教学实践》
0 引言
数学不仅是一种科学的语言和工具，是众多科学与技术必备的基础，而且是一门博大精深的科学，更是一种先进的文化，在人类认识世界和改造世界的过程中一直发挥着重要的作用与影响。建设创新型国家的战略构想，需要大批拔尖创新人才，作为大学中重要基础课的大学数学课程，对此负有重要的责任。数学中许多新概念、新方法的引入和发展，众多数学问题和相关实际问题的解决，十分有利于大学生创新精神、 创新思维 和创新能力的培养[1]。
在大学数学课程学习的过程中，培养学生应用数学的意识和兴趣，逐步提高学生的应用能力是大学数学课程教学改革的重要方向。当前大学数学课的教学，大多仍是以教材为中心，以课堂为中心，实践教学较少，课外科技活动的配合注意不够。这些也都是影响学生数学应用意识和应用能力培养的重要因素，应当有所改革。多年来的教学改革实践表明：开设数学拓展课程与数学选修课程，是激发学生学习数学积极性，培养学生数学应用能力和创新能力的一条行之有效的重要途径。
1 开设数学选修课程的必要性
数学的教学不能仅仅是看出知识的传授，而应该使学生在学习知识、培养能力和提高素质诸方面都得到教益，兼顾数学文化和教学素养方面的要求。
大学非数学专业数学课程分为必修和选修课程，一般工科的本科学生高等数学，线性代数，概率论与数理统计为必修课程。而选修课程则由学生依据自身发展需求和学习时间规划，自主选择。选修型课程以拓展知识结构。数学类选修课的目的是引导学生广泛涉猎不同学科领域[2]，拓宽知识面，学习不同学科的思想和方法，进一步打通专业，拓宽知识结构，强化素质，自觉养成主动学习、独立思考的习惯，不断提高自我建构知识、能力和素质的本领，培养探索和创新精神。全面提升素养。促进学生个性的发展和学校办学特色的形成，是一种体现不同基础要求、具有一定开放性的课程。
大学数学教育应以培养学生数学能力和提高学生的数学素养为目标。当前，数学课程教学内容与社会的发展不适应问题主要表现在课程教学内容未能及时反映数学发展的最新成果，依然固守形式演绎体系而忽略了非常重要但非演绎的、非严格的重要内容;局限于于课本，只讲课本中呈现的内容而忽略了课程内容的来源与出处的讲解[3]。在教学上，大学数学教学方式单一，越来越形式化，过于注重概念、定理的推导和证明、计算以及解题的技巧，使得数学远离我们周围的世界，远离我们的日常生活。过分强调数学的逻辑性和严密性，导致学生觉得数学过于抽象无法理解[4]。在教学过程中采用传统陈旧的教育理念：重理论轻计算、重技巧轻思想、重推理轻应用。
在具体教学过程中，多数教师仍局限于传授知识本身，特别是局限于解题方法与技巧的训练，而对于如何在知识载体上培养学生的数学思想、 理性思维 和审美情操，提高他们的数学素养，却重视不够。应积极引导教师运用自己的科研能力去深入钻研教学内容，改进 教学方法 ，在传授数学知识的过程中落实数学在培养学生能力和素质方面的作用。应全面落实“知识传授，能力培养，素质提高”三位一体的教育理念[5]。
数学上的不少概念、方法或理论，有些本身就来自其在现实生产和生活中的原型，并且和人文、管理、工程技术有着密不可分的联系，发现并指出这些的联系，对激发学生学习数学的兴趣，增强他们对数学的理解，是大有益处的。当然这也要求教师广泛的涉猎不同的学科领域，对大学数学教师无疑是一个新的挑战。
2 已开设的拓展课程及模块建设
在上述思想指引下，同时为了适应社会的更高要求和不同层次学生的自身需求，结合我校的实际情况，学校出台相应课程改革 措施 ，主要开展了两个方面的建设工作：
2.1 拓展课程的模块建设：在现有的工科数学必修课《高等数学》、《线性代数》、《概率论与数理统计》等课程的基础上，开设了《数学建模》、《工程数学中的理论与方法》、《数学文化》、《投资理财常识》等课程，建立并完善了各门课程的课程简介、教学大纲、教学进度及推荐参考书目等，并结合多媒体的教学手段，搭建并完成了《数学建模》课程的网络教学平台，已对全校师生开放。现正在进行《数学文化》、《工程数学中的理论与方法》两门课程的网络平台建设工作。所开设的《工程数学中的理论与方法》，拟开设的《工程问题中的数学计算-MATLAB》主要针对我校的理、工、农、医专业的学生;《投资理财常识》及拟开设的《运筹学》主要针对我校管经类、质量工程类的学生。 2.2 拓展实践的模块建设：以素质拓展作为目标的课程设置，旨在提高学生应用数学知识解决实际问题的动手能力和创新能力，我们主要加强了以下几个方面的工作：
①以项目管理的方式鼓励学生积极参加各类科技活动：提倡学生积极申报项目，如大创项目等，鼓励学生积极参与教师的各类研究项目中，以科研小组或科技小组的形式，发表小论文、小发明、小制作、小专利等;
②以培养学生创新意识为导向的各类学科竞赛活动：为进一步培养学生利用理论知识来解决实际问题的分析能力和应用能力，积极鼓励学生参加各类学科竞赛，如：大学生数学建模比赛、大学生统计建模比赛、大学生创业设计大赛等;
③以学习的态度鼓励学生参加 社会实践 和社会调查活动。社会是一个丰富的大舞台，只有融入社会这个大舞台，才能不断积累社会 经验 ，不断增长社会实践的活动能力，从而提高自身的社会管理和适应能力，将来能更快和更好的为社会服务。
3 取得的成绩和存在的不足
数学建模课程是以学生为中心、以问题为主线、以培养能力为目标来组织教学工作。通过教学使学生了解利用数学理论和方法去分析和解决问题的全过程，提高他们分析问题和解决问题的能力，提高他们学习数学的兴趣和应用数学的意识与能力。
工程中的数学理论与方法主要在我校特定的环境下，在学习完工程类数学必修课的基础上，针对高年级学生，加深和延拓数学的理论知识和计算方法，为数学知识要求高的专业(如工程力学专业、通信工程专业等)及准备报 考研 究生的同学提供数学帮助。
数学文化课程在探讨数学文化的起源、收集了众多的数学 故事 和数学家的故事基础上，结合数学思想、数学方法的形成和发展，阐述了数学发展和数学教育中的人文成分，揭示了数学与社会、数学与其他文化的关系。通过该门课程的学习，让学生更进一步了解生活中的数学、数学中的美，学会欣赏数学文化及弘扬数学文化，推动数学教学的进程。
投资理财常识主要向学生介绍股票基金，期货彩票等的基础知识和交易技巧，教学中用到一些基础性的数学知识如差分方程，大数定理等，更多的则是经济、管理人文知识的熏陶，通过学习该课程，学生感觉数学的应用领域广泛，从而进一步激发学生学习数学的积极性。
通过对我校教学情况的初步了解，尤其是针对昆明理工大学数学类拓展课程开设情况的深入调查，发现大多数的学生对课程满意或非常满意。学生感觉最大的收获在于拓展了知识层面，开拓了视野，感觉数学比以前教材中的内容要丰富和有趣的多。但在《数学文化》这类知识性比较强的课程上，学生输入的多，输出的少，不利于学生知识水平的提高。另外，学生对所开设的选修课程知识了解甚少。这表明，学生进行学习所依托的课程知识基础薄弱。通过统计《数学建模》课程学生对课程、教师和自己的期望中了解到，大多数的学生期望通过老师的讲授，能够在课堂上全面了解所学课程知识。只有半数学生希望老师给学生提供自己动手的机会，更多的学生还是习惯于在课堂上扮演倾听的角色，缺乏用数学解决实际问题的意识和能力。最后，担任选修课程的大学数学教师自身的课程水平和教学能力也有待进一步提高。开设大学数学选修课程对广大数学教师也是一个很大的挑战。尤其是在开设的初期，教师除了要改变自己的教学理念和教学方法，还要努力扩大自己的知识面，制定教学大纲，完善教材和教学内容。
4 结束语
大学数学教学是高等教育的一个有机的组成部分，大学数学选修课程是以数学知识与应用技能、学习策略和跨学科运用为主要内容。如何建立和完善行之有效的大学数学提高阶段的课程体系，以满足新时期学生对数学学习的需求以及国家和社会对人才培养的需要，成为当今高校大学数学教学管理部门越来越关注的问题。大学数学选修课程的开设，适应了社会的更高需求，同时也满足了更高层次学生的自身需要。但是，要真正实现课程开设的目的，仍需更多的努力，不断的完善。
首先，急需向各高校教学管理部门、教师，尤其是学生传达课程改革的必要性，提供良好的改革环境和条件。
其次，要用科学的教学理念改革数学选修课程教学实践，完善教学内容，改善教学方法，实施科学的课程评估方式。如“投资理财常识”之类的课程，已不是单纯的数学基础课程，除用到一些基础性的数学知识外，更多的则是经济、管理人文知识，能否将这类课程纳入人文类选修课程，使学社学习知识的同时，获得相应的学分，这是教学管理部门需要解决的问题。
第三，时刻以学生为中心，所开设课程要能够满足学生的需要，能够激发学生的学习兴趣。
第四，教师要进一步提高和完善自己，适应学生的个性要求，改善教学方法，开发学生的主动性和创造性，全面提高学生的综合素质。
最后，针对课程教学中出现的问题，和课程教学效果要能够做到及时调查，不断对课程及教学做出相应调整和改善。大学数学选修课程的开设顺应了时代的要求和学生的需要，只要对之进行不断的完善，必然能够为较高层次的学生开拓出一片新的天地，为他们将来更好地适应社会的需求做好储备。
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数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学，在它产生和发展的历史长河中，一直是和各种各样的应用问题紧密相关的。下文是我为大家搜集整理的关于数学论文的内容，欢迎大家阅读参考!
浅谈提高课堂的有效性思维的策略
有效的课堂教学是通过课堂教学活动,让学生在认知和情感上均有所发展。从事小学数学教学的过程中,对于其有效性有以下几点思考:
一、重视情境创设充分调动学生有效的学习情感
构建良好的师生关系,调动有效的学习情感,对于维持学生的学习兴趣和注意力至关重要。调动有效的学习情感,既能培养学生的学习信心,调动其学习的主动性,又能切实提高课堂教学的有效性。
在情境创设中,应注意以下几点:
1、情境创设应目的明确
每一节课都有一定的教学任务。情境的创设,要有利于学生数学学习,有利于促进学生认知技能、数学思考、情感态度、价值观等方面的发展。所以,教学中既要紧紧围绕教学目标创设情境,又要充分发挥情境的作用,及时引导学生从情境中运用数学语言提炼出数学问题。如果是问题情境,
提出的问题则要具体、明确,有新意和启发性,不能笼统地提出诸如“你发现了什么”等问题。?
2.教学情境应具有一定的时代气息
作为教师,应该用动态的、发展的眼光来看待学生。在当今的信息社会里,学生可以通过多种 渠道 获得大量信息,教师创设的情境也应具有一种时代气息,让他们学会关心社会,关心国家发展。如教学《百分数的应用》,
创设了中国北京申奥成功的情境:出示第二轮得票统计图(北京56票,多伦多22票,巴黎18票,伊斯坦布尔9票)请学生根据统计图用学的百分数知识来提出问题,解决问题。?
3.情境的内容和形式应根据学生的生活 经验 与年龄特征进行设计?
教学情境的形式有很多,如问题情境、 故事 情境、活动情境、实验情境、竞争情境等。情境的创设要遵循不同年龄 儿童 的心理特征和认知规律,要根据学生的实际生活经验而设计。对低、中高年级的儿童,可以通过讲故事、做游戏、直观演示等形式创设情境,而对于高年级的学生,则要创设有助于学生自主学习、合作交流的问题情境,用数本身的魅力去吸引学生。?
二、深钻教材,确保知识的有效性。
知识的有效性是保证课堂教学有效的一个十分重要的条件。对学生而言,教学知识的有效是指新观点、新材料,他们不知不懂的,学后奏效的内容。教学内容是否有效和知识的属性以及学生的状态有关。第一,学生的知识增长取决于有效知识量。教学中学生知识的增长是教学成败的关键。第二,学生的智慧发展取决于有效知识量。发展是教学的主要任务,知识不是智慧,知识的迁移才是智慧。在个体的知识总量中并不是所有的知识都具有同样的迁移性,而是其中内化的、熟练的知识才是可以随时提取,灵活运用,这一部分知识称为个体知识总量中的有效知识,是智慧的象征。第三,学生的思想提高取决于有效知识量。这种知识是指教学中学生获得的、融会贯通深思熟虑的、实在有益的内容,即有效知识。第四,教学的心理效应取决于有效知识量。通过对知识的获取产生愉悦的心理效应,才能成为活动的原动力和催化剂。
三、探究有效的学习过程。
课堂教学的核心是调动全体学生主动参与学习全过程,使学生自主地学习、和谐地发展。学习过程是否有效,是课堂教学是否有效的关键。学生是学习的主体,但我们也不得不承认,处于成长发展中的小学生,是不成熟的学习主体。由于受年龄、经验、知识、能力的限制,他们提出问题、分析问题的能力毕竟是有限的。因此,只有发挥教师作为组织者、引导者、点拔者的作用,才能发挥学生的主体性、主动性,让学生学会学习。尤其在学生疑难处、意见分歧处,或在知识、 方法 归纳概括时,更要及时加以点拔指导。
有效的学习过程还可以通过游戏实施。小学生注意的特点是无意占优势,尤其是低年级往往表现出学前儿童所具有的那种对游戏的兴趣和足劲要求,他们能一连几小时地玩,却不能长时间地一动不动地坐在一个地方。新课程要求“面向每一个学生,特别是有差异的学生”。因此针对差异性,可以实施分层教学策略,最大限度地利用学生的潜能实施教学过程分层,放手让学生独立思考,展示学生个性,从而使每一个学生都得到发展。使数学课堂教学真实有效。
四、联系生活实际,创设有效的生活情境
创设有效的生活情境是提高课堂教学有效性的重要条件。《数学课程标准》指出:“力求从学生熟悉的生活情景与童话世界出发,选择学生身边的、感兴趣的数学问题,以激发学生学习的兴趣与动机,使学生初步感受数学与日常生活的密切联系。”数学教学中,教师要不失时机创设与学生生活环境、知识背景密切相关的,又是学生感兴趣的学习情景,使学生从中感悟到数学的乐趣,产生学习的需要,激发探索新知识的积极性,主动有效地参与学习。
在创设生活教学情境时,一要选取现实的生活情境。教师可直接选取教材中提供的学生熟悉的日常生活情境进行加工或自己创设学生感兴趣的现实生活素材作为课堂情境。二要构建开放的生活情境。教师要对课内知识进行延伸与拓展,将抽象知识学习过程转变为实践性、开放性的学习过程,引导学生发现问题,大胆提出猜想,不断形成、积累、拓展新的数学生活经验。要创设多元的生活情境。
可以通过对学生生活及兴趣的了解,对教学内容进行二次加工和整合,再次创设生活情境。真正实现课的导入“生活化”——教学的导入仿佛是优美乐章的“序曲”;例题教学“生活化”——例题教学是优美乐章的主旋律;知识运用“生活化”——综合运用知识的能力仿佛是动听的“交响乐”。
生产和生活实际是数学的渊源和归宿,其间大量的素材可以成为数学课堂中学生应用的材料。
要做有心人,不断为学生提供生活素材,让生活走进课堂。真正让文本的“静态”数学变成生活的“动态”数学。要让学生觉得数学不是白学的,学了即可用得上,是实实在在的。这样的课堂教学才是有效的。
五、注重教学 反思 ,促进课堂教学质量
记得有人说过“教无定法,教学是一门遗憾的艺术”。因为我们的教师不是圣人,一堂课不会十全十美。所以我们自己每上一节课,都要进行深入的剖析、反思,对每一个教学环节预设与实际吻合、学生学习状况、
调控状况、课堂生成状况等方面认真进行 总结 ,找出有规律的东西,在不断“反思”中学习。我们反思的主要内容有:思考过程、解题思路、分析过程、运算过程、语言的表述、教学的思想方法进行反思等。以促进课堂教学质量,教学效果也一定会更好。
教学作为一种有明确目的性的认知活动,其有效性是广大教师所共同追求的。无论课程改革到哪一步,“有效的课堂”是我们
永恒的追求。我们要在新课程理念指导下,在发挥学生主体作用的前提下,改革课堂教学模式,提高课堂教学实效。
试谈高中数学学习能力型问题和创新能力型问题
随着数学课程教材和考试评价改革的深入开展,提高学生能力的问题越来越引起人们的重视,被提到了重要的地位。为了进一步提高数学学习的质量,有必要对能力问题开展进一步的研究。在数学 教育 领域内,一般能力通常包括学习新的数学知识的能力、探究数学问题的能力、应用数学知识解决实际问题的能力和数学创新能力,提高这些能力将大大推动学生素质的提高。为此我们结合数学教学和考试命题的实践,有必要对数学教育中如何提高一般能力进行初步的探索,因此,我对高中数学学习能力型问题与创新能力型问题的差异进行了分析,给高中学生以予参考。
一、如何理解学习能力型问题
1.学习能力型习题的特点
(1)内容新。
学习能力型习题中常常出现过去没有学习过的新的概念、定理、公式或方法,要求学生通过自己学习以后,理解这些概念、定理、公式或方法,并且能运用它们解决有关的问题。
(2)抽象性。
这里新的概念、定理、公式或方法的叙述通常比较简略,比较抽象,没有解释性和说明性的语言,需要学生自己去仔细揣摩、领会和理解。与平时在课堂里教师指导下学习新知识有很大的区别,没有教师的讲解、举例和解说,没有许多感性的内容,比较抽象和概括,对学生的独立学习能力和 抽象思维 能力要求较高。因此学生解这类问题往往感到很困难。
(3)学了就用。
这里学习新知识的时间很短,要求通过阅读很快就能理解新的概念、定理、公式和方法,并能立即运用它们解决有关的问题,不举例题,没有模仿的过程。因此对学生思维的敏捷性和独创性要求较高。
2. 解学习能力型习题的步骤
(1)阅读理解
首先通过阅读理解题意,理解题目所包含的新的概念、定理、公式或方法的本质:这里分为两步:1、字面理解:要求读懂其中每一个 句子 的含义。2、深层理解:要求深入理解新的概念的本质属性,分清新的定理和条件和结论,理解新的方法的关键等。
(2)运用
在理解新的概念、定理、公式或方法的基础上,运用它们解决有关的问题。
3.如何提高解学习能力型问题的能力
(1)平时学习时要注意培养独立学习的能力
同于学习能力型问题包含新的概念、定理、公式或方法,在解题时要求通过自己独立学习,理解这些新的概念、定理、公式或方法,在此基础上,运用它们解决有关的总是因此要能顺利地解决这类问题必须有较强的独立学习能力。在平时学习时要培养自己预习的习惯,在上新课之前,自己先预习,尽量通过自己独立学习掌握新的知识,而不依赖教师的讲解。
(2)重视提高阅读理解能力
这里非常重要的就是阅读理解能力。例如学习一个新的概念,题目中只给出名称和抽象的定义,要求通过阅读概念的定义,理解概念的本质,这就对阅读理解能力提出较高的要求。首先要求学生具备一定的语文和数学的基础知识,对定义中的词和句子能有正确的理解,再进一步能根据概念的定义辨别正例和反例,并能具体运用概念。
论小学数学教学中培养学生学习兴趣的途径
数学领域是一片五彩缤纷、任人驰骋的天地，要想学好数学，需要好奇心、学习兴趣、思维能力和创造意识。而"学习的最好刺激乃是对所学学科的兴趣"(美国心理学家布鲁纳)。教师要设法使学生对数学学习产生浓厚的兴趣，只有让学生在学习的过程中体会到愉悦和快乐，才能够激发他们的学习欲望，才能够很好的进行学习。
一、精心设计课堂导入环节
课堂教学的导入虽仅占几分钟或几句话，但它是教学过程的重要环节，负有酝酿情绪、集中学生注意力、渗透主题和带入情境的任务，新课的导入要像磁石一样，牢牢地吸引学生的注意力，使学生强烈的求知欲望和高涨的学习热情，为课堂教学营造良好的学习氛围。因此一节课导入的好坏直接关系到学生的学习效果。导入的方法很多，可以讲故事、猜 谜语 ，也可以做游戏、听音乐，甚至简单的一个设问，都可以导入新课。如在教学能被2、3、5整除数的特征时，教师先写几个较大的数，让学生判断这些数能否被2、3、5整除，所有学生都无法完成这个任务，然后反过来，教师让学生报数，教师来进行判断，无论数多大均能很快并很正确地判断出来。
学生被老师这种"未卜先知"、"料事如神"的本领吸引住了，这时教师引导："你们写的数那么大，老师根本没有除，为什么能很快判断出它们能不能被2、3、5整除呢?因为这里有一个诀窍，如果你们也掌握了这个知识的诀窍，那么你们也可以像老师一样，不用具体去除，就能迅速判断，你们想学不想学?"短时间内的几句话就把学生的兴趣和求知欲激发起来了，这样就为上好这节课提供了良好的心理品质，变学生"要我学"为"我要学"，充分调动了学生学习数学的积极性和主动性。整个教学过程学生学得积极、主动。
二、利用直观教具的演示
教师利用多媒体教学能使学生直观认识新知识，更容易接受新知识。因为小学生好奇心特别强，而且抓住小学生对动画片痴迷这一特点，把他们兴趣引到课堂中往往得到满意的效果。如在教学《长方形周长计算》时，教师利用多媒体设计了龟兔赛跑的动画，把这个小故事制成几张幻灯片，其中设置了小乌龟跑的路线的动画效果，学生聚精会神，对小乌龟的一举一动都产生了一丝不苟地观察，并产生了无可估量的兴趣，因此在兴趣中轻松地解决了教学的重点和难点。
教师还可以利用 简笔画 、画图示例等直观教学吸引学生。简笔画教学是教师的教学基本功之一，如果能充分发挥教师这一特长，也能调动学生的学习兴趣，因为每个小孩生来就有着爱画画的本性，在教学过程中，学生对一笔代过的简笔画非常感兴趣，把这一兴趣潜移默化到教学实例中，同样能使学生在愉快氛围中获取知识。如教学《10以内的加减法》时，教师把小鸡和母鸡简笔画描到黑板上，让学生数出小鸡和母鸡的只数，再提出所要完成的问题，学生联系实例在兴趣盎然中会给得到惊喜的答案。
教学中，教师合理地运用教学模型，采用视想结合，不仅能开拓学生思维，更重要的是引导学生迅速进入教学情景，诱发学生学习兴趣。除了利用电化设备，在教学中还可以运用模型，灵活、广泛的进行直观教学。如教学《图形的认识》时，运用一些模型教具，让学生亲手摸一摸、看一看，调动学生的兴趣，而且能把抽象的几何内容转化为实物，使学生学起来简单易理解，并且提高学习兴趣。
三、培养学生的动手能力
在教学活动中让学生亲自动手操作，既能满足他们好动的要求，又能在愉悦中获取知识。学生理解和掌握知识总是以感性认识为基础，感性认识丰富，表象清晰，理解就深刻。因此，教学中让学生动手操作，独立探索，会极大地激发学生的求知欲和学习兴趣。小学生的思维以具体形象为主，在知识的构建过程中，教师应根据小学生的认知特点和数学知识本身的特点，有意识地设置学生动手操作的情境，使课堂处于一种积极探索的有序状态。例如在《圆的认识》教学中，课前教师给学生准备好硬纸、尺子、剪刀、圆规等学习用具，在授课时教师给学生亲自动手画圆，剪圆，量圆的半径和直径，并且在不同的圆里找出的异同点，通过学生动手，教师的点拨，把圆的特点知识在兴趣中获取。再如，在教学《平均分》时，教师是这样做的：(1)出示问题："把6个桃子分成2份，可以怎样分?"(2)学生通过自己动手操作得出了三种答案："5和1"，"4和2"，"3和3"。(3)让学生再观察，哪种分法最公平?学生稍加思考便知道"3和3"两份一样多，老师顺势引入"平均分"这一课题。学生通过参加分苹果的实际操作过程，极大地提高了对该教学内容的学习兴趣。
在课堂上，通过学生的动手操作，不折不扣地让学生去摆一摆、折一折、分一分、称一称、量一量、摸一摸、数一数、涂一涂、拼一拼，有利于突破教学的重点、难点，有利于减轻学生负担，有利于激发学生的兴趣，使学生主动积极地参与学习，发展了学生的能力，提高了教学效果。
四、灵活多变的课堂形式
通过创设多变的教学情境，充分调动学生积极参与的情感，既给学生带来了成功的喜悦，又使学生在轻松、愉快的数学活动中提高了计算能力和应用能力。如教师在《多位数乘一位数复习课》中设计了一个到智慧岛游玩的环节自始至终贯穿于整个复习课。一开始是到了智慧岛需要买门票，只要你算对了老师出的题目以后，就可以得到一张门票(下一个环节里用到的题卡)，这样，可以激发学生进一步学习的欲望。当学生拿到题卡以后，进行计算的练习。当学生全部计算正确以后，就会得到一颗智慧星，这样设计，提高了学生学习的兴趣。然后老师出了几棵小树，上面是错误的计算题，让学生给生病的小树治病，治好病以后会进入下一个环节，利用两组灯笼间数的规律，通过计算，把剩余的灯笼"点亮"，再一次进行了计算练习，同时结束智慧岛之游，使整节课的设计前后连贯，有始有终。
在教学中，根据教学内容，设计各种各样的游戏活动进行教学，使学生在喜悦中理解和掌握知识。如教学"8个和第8个"，让小朋友手里拿着红花，先让他们从小到大排列，再从大到小排列。让8个小朋友向前走一步，再比第8个小朋友向后退一步，从而使学生区分8个和第8个的含义。请前面的7个小朋友坐下，再让第7个小朋友举起红花。又如教学"小明有9元，买笔用去4元，买本子用去2元。小明还剩多少钱?"设计了这样的一个游戏，讲台上面摆放着笔和本子，并标上价钱，请一个学生扮演售货员，一个学生扮演小明，并且手里有9元，游戏开始了，请同学们读题目。第一次买笔售货员找回5元给小明，这时，老师就问小明还要买什么东西，同学们异口同声地说："买本子。"第二次售货员找回3元。通过这样教学，学生很快列出正确的算式。让学生身临其境，培养学生分析应用题数量关系的能力，又正确掌握解题思路。
兴趣是最好的老师，只有在教学中激发了学生的学习兴趣，才能更好地发挥学生的主体性，促进学生自主地学习。只有充分培养学生学习数学的热情，才能激发学生学习数学的兴趣，提高课堂学习效率。
数学与生活 自从懂事以来，数学就已进入了我们的生活，数学无处不在影响着我们的生活，指引着智慧的方向，陪伴我们度过学习与成长的各个阶段。
数学是一门给人智慧、让人聪明的学科，在数学的世界中，我们可以探索以前所不知道的神秘，在这个过程中我们变得睿智、变得聪明。 由于以前选择了文科，所以到大学才接触到危机分的知识，也开始了对微积分的探索，现在可以说是略知一、二了，在此期间间间的了解到微积分的美好，以及新引力的强大。
但学习微积分的过程是困难与艰辛的，与此同时，我也了解到——数学是一种寻求众所周知的公理法思想的方法，这种方法包括明确的表述出将要讨论的概念的含义，以及准确的表述出作为推理基础的公设。具有极其严密的逻辑思维能力的人从这些定义和公设出发，推导出结论。
同时数学是一门需要创造性的科学，而数学的这些创造性的动力往往来自于生活。反过来，数学的这些创造性地成果往往又作用于生活的各个方面。
例如，商业和金融事务、航海和历法的计算、桥梁、水坝、教堂和供电的建造、作战武器和工事的设计，以及许多人类的需要。与此同时，数学又能对这些问题给出最完满的解决。
在我们高速发展的社会中，数学被当作普遍工具的事实更是毋庸置疑的。 在我们的日常生活中，微积分确确实实的存在着，只是我们缺少善于发现的精神而已。
比如说，我们在养花，而花瓶中水过多了，我们这时就要倒出部分水，这是上活中的公式就产生了，这个问题是：我们要将瓶子倾斜多少度时才能降水倒出一半来？这是微积分就派上用场了。 假设花瓶的纵截面是抛物线 Y=ax^2(a>0) 首先，先算出瓶子直立水满时的体积用一个积分就可以了，结果等于V=πh^2/(2a)； 第二步，假设倾斜角为α，正好倒掉了一半的水，重新建立坐标系，令此时瓶的对称轴为y轴，垂直于瓶的对称轴的射线为x轴，然后将坐标系还原为常规正立的图形，此时瓶里水的横截面图像为抛物线和水面所在直线的公共部分，注意此时水面所在直线与x轴的倾角是刚好为题目所提到的倾斜角α（如原图所示，倾斜后的水平面此时与x轴平行，因此水面与瓶的对称轴的夹角为90-α，也即在新建坐标系下，水面所在直线与y轴的夹角也为90-α，因此它与x轴的夹角为α）。
所以可以设该直线方程为 y=tanα*x+b 假设直线与抛物线的交点为A(x0,y0),B(sqrt(h/a),h））（左A，右B）(B点的纵坐标显然等于瓶子的高度h)，先利用B点坐标求出直线的截距b，然后联立直线与抛物线方程可以求的A点坐标；第三步，就是求此时瓶中水的体积，可以将图像分为两部分，一部分是直线y=y0与抛物线所交部分，第二部分是直线y=y0、直线y=tanα*x+b及抛物线y=ax^2(a>0)相交部分。第一部分体积为V1=∫π*（x^2）dy=∫π*y/ady（积分上下限为0和y0）； 第二部分体积为V2=∫π*（（sqrt(y/a)-(y-b)/tanα）/2)^2dy（积分上下限为y0和h）；因此根据： V1+V2=V/2=π*h^2/(4a)=∫π*y/ady（积分上下限为0和y0）+∫π*（（sqrt(y/a)-(y-b)/tanα）/2)^2dy（积分上下限为y0和h）可以解得所求α值。
这就是数学于生活紧密联系在一起了，如果数学不能和生活紧密联系在一起，那么数学将变得空洞无力。 著名数学家罗素曾说：“数学如果正确看待他，则具有……至高无上的美——正像雕像的美，是一种冷而严肃的美，这种每部石头和我们的天性的微弱的美，这些煤没有绘画或音乐的那些华丽的装饰，它可以纯净到崇高的地步，能够达到严格的只有最伟大的艺术才能显示的那种完美的境地。
一种精神上的喜悦，一种精神上的亢奋，一种高于人的意识的，这些是至善至美的标准，能够在诗里得到，也能够在数学里得到”这就表明伟大的人物因为有一双善于发现美的眼睛所以他看到了数学隐藏的魅力。除了创造性和发现，想象也是可以使数学在我们思想中得到升华的。
学了很久的数学了，明卖弄百数学的源远流长于高深莫测，他引领着前进的道路。Hankel,Hermann 说：数学沿着他自己的道路而无拘无束的前进着，这并不是因为他有什么不受法律约束之类的种种许可证，而是因为数学本来就具有一种由其本性所决定的并且与其存在相符合的自由无益的是数学在生活中独特而不可或缺，失去了数学科技水平将倒退。
这不是耸人听闻，这是对数学这门使人精密学科的肯定，这是不可置否的。 数学不是规律的发现者，因为它不是归纳。
数学也不是理论的缔造者，因为它不是假说。但数学确实规律和假说的裁判和主宰者，因为规律和假说都要向数学表明自己的主张，然后等待数学的裁判。
如果没有数学的认可，则规律不能起作用，理论也不能解释。（来自数学的文化） 数学是重要的，生活不能离开数学，国防发展与科技进步也不能离开数学。
在遥远的古代中国是引领世界的，因为那时的勤劳人民已发现了数学算筹、《九章算术》……这都是历史留下来的论据。一个国家的强大离不开数学的精密计算。
21世纪的今天中国已傲然屹立于世界民族之林，为了使国际地位不断提升，我们必须坚定的发展研究数学。
论文为了做到层次分明、脉络清晰，常常将正文部分分成几个大的段落。这些段落即所谓逻辑段，一个逻辑段可包含几个小逻辑段，一个小逻辑段可包含一个或几个自然段，使正文形成若干层次。论文的层次不宜过多，一般不超过五级，具体如下：
高等数学是大学工科里的一门基础学科。在我学的自动化专业中更显得格外重要。经历了快一个学期的高等数学学习对这门课程有一定认识的同时，在学习的过程中遇到了各式各样的难题与困惑，因此，特对在学习中的遇到困难与将来如何更好的努力，不断提高学习这门课的能力进行了总结，希望在以后的时间里可以有所进步。
高中学习数学我经历过两个数学老师。先说说第一个数学老师吧，这是一个年轻的小伙老师，他以前是教初中的后来通过考试，升就教了高中，我们是他教的第一届的高中学生。
对于这个我第一个高中数学老师我认为他和第二个老师最大的区别就是他上课从来不用ppt，他喜欢写板书，所以每节课后我们都记下满满几页的笔记。这样的教学方式单单就我来说我是不能适应的，因为我喜欢上课跟
着老师教学的思路去学习，但是他要我们上课记下他在黑板上学习的板书，这样就导致我们光顾着去做笔记，却没有跟着他上课的思路去思考问题，不能去理解他讲的是什么，课下对着笔记我们又不记得他上课是怎么讲的。所以高中前部分我的数学一直都不好。
后来因为一些原因我们换了一个数学老师，这是一个我估计快要退休的了老师，这个老师因为教书了很多年很有教书经验，也是他后来拯救了我的高中数学。他给我们上课的第一天就要求我们一定要课前预习和课后复习。
其实之前很多老师也这么要求过我们，但是我都没有很好的去要求自己。我的这个老师虽然年龄有点大，但是一点没有影响他上课的激情，他上课很有感染力，我每节课都跟着他的思路后面去分析问题，解决问题。
课上简单的记一下笔记，但是不能影响我跟着他的节奏去听课，也是后来在他的帮助下高中数学成绩有了突飞猛进。对于高中的数学就做这么多的概述，接下来谈谈大学学习高等数学的心得体会。
我对高数进行了系统性的学习，不仅在知识反方面得到了充实，在思想方面也得到了提高，就我个人而言，我认为高等数学有以下几个显著特点：识记的知识相对减少，理解的知识点相对增加；不仅要求会运用所学的知识解题，还要明白其来龙去脉；联系实际多，对专业学习帮助大；教师授课速度快，课下复习与预习必不可少。
扩展资料
论文要求：
1、题名规范
题名应简明、具体、确切，能概括论文的特定内容，有助于选定关键词，符合编制题录、索引和检索的有关原则。
2、作者署名的规范
作者署名置于题名下方，团体作者的执笔人，也可标注于篇首页地脚位置。有时，作者姓名亦可标注于正文末尾。
并行遗传算法及其应用
1、遗传算法（GA）概述
GA是一类基于自然选择和遗传学原理的有效搜索方法，它从一个种群开始，利用选择、交叉、变异等遗传算子对种群进行不断进化，最后得到全局最优解。生物遗传物质的主要载体是染色体，在GA中同样将问题的求解表示成“染色体Chromosome”，通常是二进制字符串表示，其本身不一定是解。首先，随机产生一定数据的初始染色体，这些随机产生的染色体组成一个种群（Population），种群中染色体的数目称为种群的大小或者种群规模。第二：用适值度函数来评价每一个染色体的优劣，即染色体对环境的适应程度，用来作为以后遗传操作的依据。第三：进行选择（Selection），选择过程的目的是为了从当前种群中选出优良的染色体，通过选择过程，产生一个新的种群。第四：对这个新的种群进行交叉操作，变异操作。交叉、变异操作的目的是挖掘种群中个体的多样性，避免有可能陷入局部解。经过上述运算产生的染色体称为后代。最后，对新的种群（即后代）重复进行选择、交叉和变异操作，经过给定次数的迭代处理以后，把最好的染色体作为优化问题的最优解。
GA通常包含5个基本要素：1、参数编码：GA是采用问题参数的编码集进行工作的，而不是采用问题参数本身，通常选择二进制编码。2、初始种群设定：GA随机产生一个由N个染色体组成的初始种群（Population），也可根据一定的限制条件来产生。种群规模是指种群中所含染色体的数目。3、适值度函数的设定：适值度函数是用来区分种群中个体好坏的标准，是进行选择的唯一依据。目前主要通过目标函数映射成适值度函数。4、遗传操作设计：遗传算子是模拟生物基因遗传的操作，遗传操作的任务是对种群的个体按照它们对环境的适应的程度施加一定的算子，从而实现优胜劣汰的进化过程。遗传基本算子包括：选择算子，交叉算子，变异算子和其他高级遗传算子。5、控制参数设定：在GA的应用中，要首先给定一组控制参数：种群规模，杂交率，变异率，进化代数等。
GA的优点是擅长全局搜索，一般来说，对于中小规模的应用问题，能够在许可的范围内获得满意解，对于大规模或超大规模的多变量求解任务则性能较差。另外，GA本身不要求对优化问题的性质做一些深入的数学分析，从而对那些不太熟悉数学理论和算法的使用者来说，无疑是方便的。
2、遗传算法的运行机理：
对GA运行机理的解释有两类: 一是传统的模式理论；二是1990 年以后发展起来的有限状态马尔可夫链模型。
（1）模式理论：由Holland创建，主要包括模式定理，隐并行性原理和积木块假说三部分。模式是可行域中某些特定位取固定值的所有编码的集合。模式理论认为遗传算法实质上是模式的运算，编码的字母表越短，算法处理一代种群时隐含处理的模式就越多。当算法采用二进制编码时，效率最高，处理规模为N的一代种群时，可同时处理O(N3)个模式。遗传算法这种以计算少量编码适应度而处理大量模式的性质称为隐并行性。模式理论还指出，目标函数通常满足积木块假说，即阶数高，长度长，平均适应度高的模式可以由阶数低，长度短，平均适应度高的模式(积木块)在遗传算子的作用下，接合而生成。而不满足积木块假说的优化问题被称为骗问题(deceptive problem)。模式理论为遗传算法构造了一条通过在种群中不断积累、拼接积木块以达到全局最优解的寻优之路。但近十多年的研究，特别是实数编码遗传算法的广泛应用表明，上述理论与事实不符。
（2）有限状态马尔可夫链模型：由于模式理论的种种缺陷，研究者开始尝试利用有限状态马尔可夫链模型研究遗传算法的运行过程。对于遗传算法可以解决的优化问题，问题的可行域都是由有限个点组成的，即便是参数可以连续取值的问题，实际上搜索空间也是以要求精度为单位的离散空间，因此遗传算法的实际运行过程可以用有限状态马尔可夫链的状态转移过程建模和描述。对于有 m 个可行解的目标函数和种群规模为N的遗传算法，N 个个体共有 种组合，相应的马尔可夫模型也有 个状态。实际优化问题的可行解数量 m 和种群规模 N 都十分可观，马尔可夫模型的状态数几乎为天文数字，因此利用精确的马尔可夫模型计算种群的状态分布是不可能的。为了换取模型的可执行性，必须对实际模型采取近似简化，保持算法的实际形态，通过对目标函数建模，简化目标函数结构实现模型的可执行性。遗传算法优化的过程，可以看作算法在循环过程中不断对可行域进行随机抽样，利用前面抽样的结果对目标点的概率分布进行估计，然后根据估计出的分布推算下一次的抽样点。马尔可夫模型认为遗传算法是通过对搜索空间不同区域的抽样，来估计不同区域的适应度，进而估计最优解存在于不同区域的概率，以调整算法对不同区域的抽样密度和搜索力度，进而不断提高对最优解估计的准确程度。可见，以邻域结构为依据划分等价类的马尔可夫模型更符合实际，对问题的抽象更能体现优化问题的本质。
3、并行遗传算法（PGA）
虽然在许多领域成功地应用遗传算法，通常能在合理的时间内找到满意解，但随着求解问题的复杂性及难度的增加，提高GA的运行速度便显得尤为突出，采用并行遗传算法（PGA）是提高搜索效率的方法之一。由于GA从种群出发，所以具有天然的并行处理特性，非常适合于在大规模并行计算机上实现，而大规模并行计算机的日益普及，为PGA奠定了物质基础。特别是GA中各个体适值计算可独立进行而彼此间无需任何通信，所以并行效率很高。实现PGA，不仅要把串行GA等价地变换成一种并行方案，更重要的是要将GA的结构修改成易于并行化实现的形式，形成并行种群模型。并行种群模型对传统GA的修改涉及到两个方面：一是要把串行GA的单一种群分成多个子种群，分而治之；二是要控制、管理子种群之间的信息交换。不同的分治方法产生不同的PGA结构。这种结构上的差异导致了不同的PGA模型：全局并行模型、粗粒度模型、细粒度模型和混合模型。
3、1全局PGA模型
该模型又称主从PGA模型，它是串行GA的一种直接并行化方案，在计算机上以master-slave编程模式实现。它只有一个种群，所有个体的适应度都根据整个种群的适应度计算，个体之间可以任意匹配，每个个体都有机会和其他个体杂交而竞争，因而在种群上所作的选择和匹配是全局的。对于这个模型有多种实现方法：第一种方法是仅仅对适值度函数计算进行并行处理；第二种方法是对遗传算子进行并行处理。全局模型易于实现，如果计算时间主要用在评价上，这是一种非常有效的并行化方法。
它最大的优点是简单，保留了串行GA 的搜索行为，因而可直接应用GA 的理论来预测一个具体问题能否映射到并行GA上求解。对于适应度估值操作比其他遗传算子计算量大的多时，它是很有效的，并且不需要专门的计算机系统结构。
3、2粗粒度PGA模型
该模型又称分布式、MIMD、岛模式遗传算法模型，它是对经典GAs 结构的扩展。它将种群划分为多个子种群(又称区域)，每个区域独自运行一个GA。此时，区域选择取代了全局选择，配偶取自同一区域，子代与同一区域中的亲本竞争。除了基本的遗传算子外，粗粒度模型引入了“迁移”算子，负责管理区域之间的个体交换。在粗粒度模型的研究中，要解决的重要问题是参数选择，包括：迁移拓扑、迁移率、迁移周期等。
在种群划分成子种群(区域)后，要为种群指定某种迁移拓扑。迁移拓扑确定了区域之间个体的迁移路径，迁移拓扑与特定的并行机结构有着内在的对应关系，大多采用类似于给定并行处理机的互连拓扑。如果在顺序计算机上实现粗粒度模型，则可以考虑采用任意结构。拓扑结构是影响PGA 性能的重要方面，也是迁移成本的主要因素。区域之间的个体交换由两个参数控制：迁移率和迁移周期。迁移基本上可以采用与匹配选择和生存选择相同的策略，迁移率常以绝对数或以子种群大小的百分比形式给出，典型的迁移率是子种群数目的10%到20%之间。迁移周期决定了个体迁移的时间间隔，一般是隔几代(时期) 迁移一次，也可以在一代之后迁移。通常，迁移率越高，则迁移周期就越长。有的采用同步迁移方式，有的采用异步迁移方式。迁移选择负责选出迁移个体，通常选择一个或几个最优个体，有的采用适应度比例或者排列比例选择来选择迁移个体，也有采用随机选取和替换的。在大多数情况下,是把最差或者有限数目的最差个体替换掉.与迁移选择类似，可采用适应度比例或者排列比例选择，确定被替换的个体，以便对区域内部的较好个体产生选择压力。
基于国内的现状，分布式PGA为国内PGA研究的主要方向。分布式PGA作为PGA的一种形式，一般实行粗粒度及全局级并行，各子种群间的相互关系较弱，主要靠一些几乎串行GA来加速搜索过程。采用分布式PGA求解问题的一般步骤为：（1）将一个大种群划分为一些小的子种群，子种群的数目与硬件环境有关；（2）对这些子种群独立的进行串行GA操作，经过一定周期后，从每个种群中选择一部分个体迁移到另外的子种群。对于个体迁移存在多种方法，第一种方法，在执行迁移操作时，每次从子种群中随机选择一部分染色体发送出去，接收的染色体数应该与发出的染色体相同。第二种方法，在执行迁移操作时，首先在每个子种群内只使用选择而不使用其它遗传算子繁殖一些后代，这些后代的数目与迁移数相同。然后再将这些后代的原子种群合并成一个大子种群并均匀随即地从该子种群中选择个体进行迁移。这样，待迁移后子种群的规模便又恢复到正常状态。而当子种群接收到从其他子种群迁移来的个体时则均匀随即地替换掉子种群内的个体。第三种方法，将其中一个子种群设置为中心子种群，其他子种群与中心子种群通信。中心子种群始终保持着整个种群中当前的最优个体，其他子种群通过“引进”中心子种群中的最优个体来引导其加快收敛速度，改善个体特征。
3、3 细粒度PGA模型
该模型又称领域模型或SIMD PGA模型，对传统GA作了修改。虽然细粒度模型也只有一个种群在进化，但在种群平面网格细胞上，将种群划分成了多个非常小的子种群(理想情况是每个处理单元上只有一个个体)，子种群之间具有极强的通信能力，便于优良解传播到整个种群。全局选择被领域选择取代，个体适应度的计算由局部领域中的个体决定，重组操作中的配偶出自同一领域，且子代同其同一领域的亲本竞争空间，即选择和重组只在网格中相邻个体之间进行。细粒度模型要解决的主要问题是领域结构和选择策略。
领域结构既决定了种群中个体的空间位置，也确定了个体在种群中传播的路径。领域结构主要受特定并行计算机的内存结构和通信结构影响。领域拓扑确定一个个体的邻居，构成该个体的局部领域。通常，只有一个拓扑的直接领域才属于其局部领域，若把某个固定步数内所能到达的所有个体也包含在内，则可以扩大领域半径。在确定选择策略时，要考虑到选择压力的变化，而选择压力与领域结构有关。与全局匹配选择类似，局部匹配选择可以采用局部适应度比例、排列比例选择，以及随机行走选择。局部生存选择确定局部邻域中被替换的个体，如果子代自动替换邻域中心的那个个体，那么可以直接使用代替换作为局部生存策略。
3、4 混合PGA模型
该模型又称为多层并行PGA模型，它结合不同PGA模型的特性，不仅染色体竞争求取最优解，而且在GA结构上也引入了竞争以提供更好的环境便于进化。通常，混合PGA以层次结构组合，上层多采用粗粒度模型，下层既可采用粗粒度模型也可采用细粒度模型。或者，种群可以按照粗粒度PGA模型分裂，迁移操作可以采用细粒度PGA模型。
3、5 四种模型的比较
就现有的研究结果来看，很难分出各模型的高低。在评价并行模型的差异时，有时还得深入到实现细节上，如问题的差异、种群大小、或者不同的局部搜索方法等。但有一个结论是肯定的：不采用全局并行模型，而采用粗粒度模型或者细粒度模型通常能获得更好的性能。粗粒度模型与细粒度模型孰优孰劣，尚是一个未知数。
目前，以粗粒度模型最为流行，因为一是其实现较容易，只需在串行GA中增加迁移子例程，在并行计算机的节点上各自运行一个副本，并定期交换几个个体即可；二是在没有并行计算机时，也可在网络或单机系统上模拟实现。虽然并行GA能有效地求解许多困难的问题，也能在不同类型的并行计算机上有效地实现，但仍有一些基本的问题需要解决。种群大小可能既影响大多数GA的性能，也决定GA找到解所需时间的主要因素。在PGA中，另一个重要问题是如何降低通信开销，包括迁移率的确定，使得区域的行为象单个种群一样；确定通信拓扑，既能充分地组合优良解，又不导致过多的通信开销；能否找到一个最优的区域数等。
另外，对不同的应用问题，混合模型难以设定基本GA的参数，其节点的结构是动态变化的，它比粗粒度和细粒度模型更具有一般性，算法更为复杂，实现代价更高。
4、并行遗传算法的评价模型：
并行遗传算法的性能主要体现在收敛速度和精度两个方面，它们除了与迁移策略有关，还与一些参数选取的合理性密切相关，如遗传代数、种群数目、种群规模、迁移率和迁移间隔。
利用Amdahl定律评价并行遗传算法，即绝对加速比(speedup) = Ts/Tp，其中，Ts为串行遗传算法(单个处理器)的执行时间；Tp为并行遗传算法的执行时间。Amdahl定律适用于负载固定的情况，对于并行遗传算法而言，就是适用于总种群规模不变的情况。所以，Amdahl定律适用于主从式和细粒度模型，在适应度评价计算量较大时，主从式模型可以得到接近线性的加速比。由于细粒度模型的应用较少，适用的SIMD并行机的可扩展性也不突出，所以很少有人评价细粒度模型的加速比。利用Amdahl定律评价粗粒度模型时，需保持总的种群规模，即子种群数量和子种群规模成反比。这种情况下粗粒度模型的加速比接近线性，这是由于粗粒度模型的通信开销和同步开销都不大。
5、实例：带约束并行多机调度
5、1 问题描述
最小化完工时间的带约束并行多机调度问题可描述如下：有 n 个相关的工件，m 台机器，每个工件都有确定的加工时间，且均可由 m 台机器中的任一台完成加工任务。要找一个最小调度，即确定每台机器上加工的工件号顺序，使加工完所有工件所需时间最短。
算法关键在于：
(1) 如何表示工件之间的关系。可以把 n 个相关工件表示成一个后继图，如上图所示。图中节点间的有向边表示工件之间的后继或编序关系。因此，Ti →Tj 表示工件 Tj 在完成之后才能启动工件Ti。显然对于 n 个相关工件，我们可以根据工件间的约束关系所表示成的后继图产生一符合约束条件的工件序列( a0，a1，…，ai，…，an-1) (0 ≤ai <n) ,其中ai 表示一个工件。例如，根据上图所示的后继图, 可产生工件序列(0，2，5，1，3，4，7，6，8)，按该工件序列调度满足工件之间的约束关系。
(2) 如何表示问题的目标函数。设t(j)为机器加工工件 j 所需时间，tb(i ,j) 为机器 i 加工工件 j 的最早时刻。为了使GA算法解决问题方便，我们用x(i ,j) 表示工件 j 在机器 i 上是否加工，若x(i ,j) = 1，则表示工件 j 在机器 i 上加工；若x(i ,j) = 0，则表示工件 j 不在机器 i 上加工。因而x(i ,j ) t (j) 为机器 i 加工工件 j 的实际加工时间。
问题的目标函数可表示为:
minGms = min{max[ finish(0), finish(1), ...,finish(i), ..., finish (m - 1) ]}。其中finish(i)表示第 i 台处理机加工分配的工件所需时间。finish(i) = max{ x(0 , a0) [ tb(i, a0) + t(a0) ] ,x(1, a1) [ tb(i, a1) + t(a1) ], ..., x(n-1, an-1) [ tb(i, an-1) + t(an-1) ]}。
5、2 并行GA实现
带约束并行多机调度问题的并行GA实现如下：
(1) 产生一个进程（该进程为父进程，在进行串行GA的同时，用于存放和发送当前最优个体）；
(2) 由父进程产生m - 1 个子进程（每个子进程用于实现串行GA）；
(3) 各子进程（包括父进程）进行串行GA，当子进程中遗传代数(ge)被10整除，子进程发送最优个体至父进程；
(4) 父进程选择当前各子进程中最优个体(molist)，发送给各子进程；
(5) 各子进程把molist替换各子进程当前代种群中适应值最低个体；
(6) 若ge = gmax (gmax为设定最大繁殖代数)，转第(7)步，否则转第(3)步；
(7) 算法终止。
6、总结：
组合优化是遗传算法最基本的也是最重要的研究和应用领域之一。一般来说，组合优化问题通常带有大量的局部极值点，往往是不可微的、不连续的、多维的、有约束条件的、高度非线性的NP完全问题，因此，精确的求解组合优化问题的全局最优解一般是不可能的。遗传算法是一种新型的、模拟生物进化过程的随机化搜索、优化方法，近十几年来在组合优化领域得到了相当广泛的研究和应用，并已在解决诸多典型组合优化问题中显示了良好的性能和效果。
参考文献：
1、Zdeněk Konfrst. Parallel Genetic Algorithms: Advances, Computing Trends, Aplications and Perspectives. Proceedings of the 18th International Parallel and Distributed Proecessing Symposium, 2004.
2、郭彤城, 慕春棣. 并行遗传算法的新进展. 系统工程理论与实践, 2002.
3、曾国荪, 丁春玲. 并行遗传算法分析. 计算机工程, 2001.
4、王大明, 毛宗源. 并行遗传算法综述. 暨南大学学报(自然科学版), 1998.
5、吴昊. 并行遗传算法的研究与应用. 安徽大学硕士学位论文, 2001.
6、王冠. 并行遗传算法及其在组合优化问题上的分布式应用, 武汉理工大学硕士学位论文, 2003.
7、吴昊, 程锦松. 用并行遗传算法解决带约束并行多机调度问题. 微机发展, 2001.
