教学系统的分析与设计研究论文

教学质量预警体系的研究论文

构建教学质量预警系统的理论基础

（一）功能和作用

教学质量预警系统的工作任务就是要加强对高校教学质量问题的研究和监控，及时向有关部门和单位反馈信息，避免产生不良问题。依据相关教学管理原则，选定一组变量，并建立一套预警标准并运用预警模式，如发现有不符合规定或逾越警戒范围的状况，即显示出警讯，给监管机构提供及早采取教学质量监管的措施，并要求教学机构限期改善，以保证人才培养培养质量。主要具有信息管理、监控、预警、纠正偏差和免疫的功能与作用。

（二）构建的原则

高校教学质量预警系统，就是要通过对高校的教学系统的信息和现象的反馈、分析，检测其偏离教学目标的程度，并对其可能发生的后果发出预先警示，以达到预防、调整或补救效果的系统。构建教学质量预警系统应坚持实用性、预防性、及时性、针对性和系统性等5个原则。

（三）要素分析

教学质量预警系统作为一个多维动态系统，其要素是指与教学质量的保证有因果关系，在教学质量管理过程中，能产生计划、组织、指挥、协调和控制等职能作用的动态因素。教学质量预警系统主要包括信息管理、指标管理、综合分析、预防决策、警报管理、排警管理。

系统设计

本系统基于微软.NET平台实现，采用基于B/S的表示层(Presentation)、功能层(BusinessLogic)、数据层(DataService)的三层结构，使用流行编程语言和C#开发，并以SQLServer2005作为后台数据库。系统实现了教学质量预警系统的主要功能模块，具有状态数据预警信息管理、学生预警信息管理、教师预警信息管理、用户权限管理、预警标准管理等功能。

（一）系统功能需求分析

1.学校状态数据预警信息管理模块。依据教育部下发的《普通高等学校本科教学工作水平评估指标体系》的相关内容，高等学校本科教学工作水平的高低主要是取决于办学指导思想、师资队伍、教学条件与利用、专业建设与教学改革、教学管理、学风、教学效果等七个一级指标的内容与内涵。本系统将实现以上七个一级指标的内容中的29个二级指标中可具体量化和数据化的指标的数据进行收集并整理，并得出这些指标目前所处的状态，从而产生预警信息。

2.教师预警信息管理模块。能够对教师教学工作量、科研工作信息、课程教学水平评价等模块计算出具体数据，并根据省市和学校的有关规定和标准，得出每一位教师目前的状态，从而产生预警信息。

3.学生预警信息管理模块。本模块分为两部分，一是非毕业生预警信息管理，主要是对学生每学期的报到注册情况、每学期的`成绩、每学期所选修课程情况进行计算和统计分析，从而产生报到注册预警、退学预誓、选课预警、成绩预警等信息；二是毕业生预警信息管理，对毕业生的受处分情况、奖励情况、完成学分情况、英语过级情况等状态进行分析统计，从而产生学生毕业资格预警信息、学位资格预警信息。

4.整体预警信息管理模块。本模块主要由前面三个模块综合而成，由学校状态数据情况产生与《普通高等学校本科教学工作水平评估指标体系》一样的格式的预警信息；另外还具有政策预警、全校学生学费预警、专业或专业方向分流预警、学校整体毕业率预警和学校整体学位授予率预警功能。

5.用户权限管理模块。创建用户、密码管理恢复、只能管理员使用，用来设置各部门用户、各教师、各学生的权限。6.预警指标标准管理模块。本模块主要是对各项预警指标的标准进行设置，如学生的每学期完成少于多少学分就要产生退学预警信息。

（二）系统实现的关键技术

1.基于B/S的三层软件体系结构。在B/S的软件体系结构中，用户可以通过浏览器向分布在网络上的许多服务器发出请求。B/S结构极大地简化了客户机的工作。客户机上只需安装、配置少量的客户端软件即可，服务器将担负更多的工作，对数据库的访问和应用程序的执行将在服务器上完成。在B/S体系结构中，逻辑上将应用系统分为表示层、功能层、数据层，且这三层被分割成三个相对独立的单元。

动态页面开发技术。是全新的一种开发工具，是真正面向对象的开发语言，它建立在.NET的框架上，利用它可以很方便、快捷开发出WEB应用服务。基于这种技术，程序开发人员可以很方便、快捷、高效地开发WEB程序。可以使用与公共语言运行兼容的多种语言来编写。同时，还可以访问.NET架构中的类，可以使用众多的WEBCONTROS，以便开发出执行力强悍，界面简洁的WEB应用程序。

数据库管理技术。SQLServer是一个全面的、集成的、端到端的数据解决方案，它为用户提供了一个更安全可靠和更高效的平台用于企业数据和BI应用。通过全面的功能集、与现有系统的互操作性以及对日常任务的自动化管理能力，SQLServer2005为不同规模的企业提供了一个完整的数据解决方案。

小结

经过软件的试运行表示，本预警系统基本达到预期目标。运行本系统，能使全校教职员工及学生树立教学质量全程和全员观念；运行本系统，能使纳入系统管理之中的职能部门和各学院，围绕实现人才培养目标，明确管理工作和教学工作的质量要求，规范管理和教学行为，以达到过程的质量标准来保证人才培养目标的实现；运行本系统，能使纳入系统中的职能部门、教学学院的管理和教学工作始终处于监控之中，从而能够得以及时反馈和改进；运行本系统，可以及时了解影响教学质量关键环节质量状态与标准状态的差距，为学校决策提供依据。

教育技术学实验室系统分析论文

论文摘要:通过对相关课程设计与开发能力在教育技术人才培养中核心地位的论证，总结出课程设计与开发实验中心在教育技术实验室中所起的作用—功能，并依此对课程设计与开发实验中心的组成模块做了大致的功能性分析.

论文关键词:课程设计 课程建设 课程设计与开发实验中心 教育技术学实验室 微格教学

课程建设是高学校深入开展教育教学改革、提高教学质量的重要环节.面对教育技术专业在全国遍地开花的景象，一个能够适应社会的前进和发展、体现自己特色的教育技术专业课程体系就成为各高校教育技术学科科研人员研究的重点.对于教育技术学科来讲，教学系统设计在教育技术理论中具有核心的地位，相应的课程设计与开发能力也应该成为教育技术专业学生能力培养中的重点能力的培养，离不开一个完善的实践环境.对于开发类课程来说，一个理想的实验室更是可以起到强大的支持作用.根据教育技术的学科性质及教育技术学实验室在高校中的地位，课程开发实验室的功能不仅仅是支持本专业学生的实验教学，它还要能够支持其它师范类专业学生的实验教学;同时还要具有科研功能，支持相应的课程建设研究仁作.由此，笔者提出了教育技术学实验室建设的一个分实验模块—课程设计与开发实验中心，用以支持与课程设计开发有关的教学和科研任务

1 课程设计与开发实验中心的功能分析

结合AECT’94定义，教育技术有五大研究范畴即设计、开发、运用、管理和评价.而设计和开发的对象里面都包含一个重要的因素—教学系统，按照-I匕京师范大学出版社出版的2002年版《教育技术学》里的描述，教学系统开发和课程开发具有相同的理论基础，都要依据学习理论、教学理论所提供的基本原理，可以将教学系统引中为课程，课程的设计与开发在教育技术研究中同样具有核心的地位，针对教育技术人才培养来讲，课程的'设计与开发能力培养更是重中之重.一切对学习过程和学习资源的设计、开发、运用、管理和评价工作都包含在对课程的设计与开发里面，因为一个完整课程的成型都少不了这五个方面.设计与开发技能具有实践性强的特点，除了一定的课程设计理论的讲授外，锻炼实际动手能力也应成为教学计划的一部分.

参照教育部高等学校实验教学指导委员会倡导的建设具有产学研功能的高校实验室的思想，结合本学科性质和教育技术学实验室在高校实验室建设中的地位，笔者认为，课程设计与开发实验中心应该具有四大主要功能:支持教育技术研究人员进行教育技术学专业课程开发、支持教育技术专业学生进行课程设计实验、支持师范类学生教学技能实验、支持学校开展精品课程建设.实现了这四大功能，才能真正实现教育技术实验室在高校实验室中应该发挥的作用，完成对本校教育技术学科发展的支持作用.在研究过程中，笔者还对西北师范大学、华南师范大学、北京师范大学、华中师范大学、东北师范大学、江西师范大学等六所国内开办教育技术专业较早的师范类院校的实验室建设情况进行了调研，发现这五所高校都设置了与课程设计相关的实验项日，成立了相关的配套设施，但功能不完善，除了华中师范大学成立了专门的教育技术课程设计实验室外，其它学校都将这些实验项目安排在微格教学实验室进行，目标定位在对学生教学技能的培养上，基本没有体现科研这一功能.综合以上分析，笔者将与课程设计有关的实验室统一命名为课程设计与开发实验中心，包括两个模块:课程设计与开发实验室、数字化微格教学实验室.

2 模块系统分析

课程设计与开发实验室

该分实验室土要具有两大功能:为教育技术人员进行教育技术学专业课程开发提供环境;为教育技术专业学生进行课程设计实验提供实践环境.

作为一门迅速“发展”起来的学科，当人们看到教育技术专业教育呈现繁荣景象的同时，也发出了许多反思性的声音，其中最显著的问题就是专业设置方面的问题，如一些高校设置庞杂的教育技术专业课程体系;教育技术专业课程体系老化和僵化;教育技术专业课程设置缺乏自身的特色等，这些问题不由得让我们感受到了高校教育技术专业课程体系建设的紧迫压力，这似乎成了目前各高校教育技术专业发展最急需解决的问题.教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》(教高脾005]2号)明确指出，高校课程建设要以加强师资队伍建设、改革教学内容、教学方法和教学手段为重点;以加强教学基础条件建设与课程评估体系为保障;通过系统的课程建设，达到有利于加强学生的自学能力，分析问题、解决问题的能力，促进教育教学质量不断提高.分析文件精神，不难发现，课程建设不仅需要一个强大的师资队伍，更需要完善的教学基础设施做保障.因此，作为教育技术实验室一部分的课程设计与开发实验室必须具有支持教育技术人员进行教育技术学专业课程开发提供环境的功能。

该分实验室的另外一个功能就是为教育技术专业学生进行课程设计实验提供实践环境它可以为教育技术专业大部分专业课或专业基础课提供综合性、设计性、研究性实验环境，为教育技术专业学生学生提供课程设计、毕业设计、各类计算机应用竞赛提供学习、研究、实验、培训及参赛的实验环境，培养学生高水平实验能力.

参考华中师范大学对课程设计实验室的功能定位，该分实验室可以承担三方面的实验任务:信息技术与课程整合研究;CAI课件设计与开发;网络课程的设计与开发.该实验室是一个教学与科研并重的实验室，不仅承担针对教育技术专业学生的课程设计教学任务，而且承担教育技术人员进行课程设计研究的任务，甚至可以利用这个环境开发一些可以投放市场的教学产品，真正实现实验室的产学研并进发展.

整个系统的组成要体现高度的资源共享性、充分的协作性，具备多媒体教学网的各种功能，方便教师进行个别化教学、小组教学和团体教学，各电脑终端连入校园资源中心和互联网.大致如下，硬件:多媒体计算机、服务器、防火墙等网络一设备;软件:操作系统、网络课程开发软件、课件开发软件、媒体素材处理软件等一系列课程开发所需的辅助应用软件.

数字化微格实验室

微格教学是一种建立在现代教学理论和现代教学技术基础上系统培训师范生和在职教师基本技能的方法冈.随着以多媒体计算机和网络通信技术为代表的信息技术的发展，有效地实现信息技术与课程的整合成为现代教育技术促进教育改革所关注的重点，于是数字化微格实验室就成为了教育技术学实验室建设的一部分. 数字化微格教学实验室承担教育技术专业的教学设计实验和师范专业的教育技能公共课教学，以及为相关的研究工作提供支持.针对教育技术学专业本专科层次学生，其毕业后很有可能走上初高中教学工作岗位，这就对他们的教学技能提出了更高的要求，特别是能熟练地将信息技术应用到学科教学当中去.通过微格实验室提供的教学模拟环境及先进的现场录播设备，学生可以直接在教学实践中发现问题，进而解决在教学当中存在的问题.另外，微格实验室还支持相关信息技术与课程整合的研究工作，例如基于信息技术，对现代教育教学理念和方法论的研究;对基于信息技术教学的数字化评价的研究;基于课堂的网络教学研究;信息化教学的实验对比研究等.教师和学生都可以利用实验室进行现代教学的研究工作，为师生提供把书本知识转化为实践能力的机会，并且在实践活动中还能够培养学生的创新思维和精神.学生利用这块基地，进行自主学习和协作学习，自己制作课件，自己使用课件教学，充分体现了学生是教学过程中的主体.

为了推动高等学校教育质量的提高，现在全国的高校都在开展国家精品课程建设评比工作.网络精品课程建设都有教学录像这一栏目，如果只是一些讲授性的课程，就可以将课程直接安排在微格实验室进行.利用该实验室先进的录播设备，可以实现最佳的录制效果，满足国家精品课程对录象品质的高质量追求.另外，现在流行的课程教学录播设备都支持网络直播，而且可以同时进行多场景切换，均采用国际标准ASF流媒体文件格式，只要学生的终端接入了互连网，学生就可以通过IE浏览器和流媒体播放器直接观看.如上海卓越睿新电子有限公司研发和生产的SMART-PR全自动录播系统.当然，如果不是一些纯粹的讲授性课程，如电子技术实验、化学实验等一些需要在实验室进行的实验课程教学，微格实验室就需要配备一套便携式精品课程录播设备，工作人员将其带到教室或实验室进行现场录播，只要实验室接进了校园网，照样可以方便的实现精品课程输出，并且质量不减.如可以选用现代中庆公司生产的育港便携式精品课程工作站，该工作站具有两大突出功能:精品课程直播:将教师的多媒体课件、讲解实况、教室实况合成一个画面，同步压缩，同步网络传输，现场直播;精品课程实录:将精品课程的教师视频、学生视频、多媒体课件的VGA图像三流合一，录制成一个文件，供网络点播，或分别录制成二个文件供课后编辑.

系统大致组成:共分成两部分，微格教学室和控制室.微格教学室:各种教学媒体(白板、投影、视频展视仪、录像机、DVD机、多媒体计算机等)、一整套全自动录播系统等;控制室主要设备有:多媒体与网络教学控制平台、彩色四画面分割器、彩色电视机、视频切换器、录相机等.另外，再配备一套便携式精品课程工作站.

3 结束语

在参与北京联合大学应用文理学院朱根宜教授主持的北京市教委重点建设课题《首都高校数字化教育技术实验室的系统分析与集成》的研究过程中，参考教育部高等学校教育技术学专业指导委员会制定的课程教学大纲要求以及对六所重点师范院校教育技术专业实验室建设情况的调研，笔者将教育技术实验室大致分成六大块.之所以将课程设计与开发实验中心独立分成一块，不仅仅是因为本专业现行课程体系具有不成熟、多样化、变化快的特点，更因为课程设计与开发能力培养在本专业人才技能培养中的重要地位.在教育技术助推教育改革的大潮中，教育技术专业人员如果不懂课程设计，不能熟练地将信息技术与课程和谱得整合起来，就不能称其为一名合格的教育技术人才，更不用谈去促进教育改革和发展.另外一个重要原因是，在教育部倡导的建设具有一流教师队伍、教学内容、教学方法和教材等特点的示范课程的精神指引下，教育部2003年正式启动的国家精品课程建设.随着精品课程建设近几年在全国产生的良好示范效应，精品课程评审指标体系事实上己成为引导高校课程建设的重要标准，这促使各高校将精品课程建设作为一项长期工作来抓，于是作者就想到可以利用教育技术学科的资源优势，将微格实验室和课程设计与开发实验室统一划归为课程建设实验中心，把这个中心作为国家精品课程建设的基地，保证这项工作长期、系统、高效、高质量地进行下去.笔者希望通过对这个中心的系统分析，能够为各高校进行教育技术学实验室建设，以及有关课程建设方面的研究提供一些参考，尽一个教育技术研究人员应尽的绵薄之力。

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本科数学毕业论文题目

★浅谈奥数竟赛的利与弊

★浅谈中学数学中数形结合的思想

★浅谈高等数学与中学数学的联系，如何运用高等数学于中学数学教学中 ★浅谈中学数学中不等式的教学

★中数教学研究

★XXX课程网上教学系统分析与设计

★数学CAI课件开发研究

★中等职业学校数学教学改革研究与探讨

★中等职业学校数学教学设计研究

★中等职业学校中外数学教学的比较研究

★中等职业学校数学教材研究

★关于数学学科案例教学法的探讨

★中外著名数学家学术思想探讨

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★数学中的研究性学习

★数字危机

★中学数学中的化归方法

★高斯分布的启示

★a二+b二≧二ab的变形推广及应用

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★泰勒公式及其应用

★浅谈中学数学中的反证法

★数学选择题的利和弊

★浅谈计算机辅助数学教学

★论研究性学习

★浅谈发展数学思维的学习方法

★关于整系数多项式有理根的几个定理及求解方法

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★怎样发掘数学题中的隐含条件

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★从一个实际问题谈概率统计教学

★教学媒体在数学教学中的作用

★数学问题解决及其教学

★数学概念课的特征及教学原则

★数学美与解题

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★教材顺序的教学过程设计创新

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★浅谈初中数学教材的思考

★整除在数学应用中的探索

★浅谈协作机制在数学教学中的运用

★课堂标准与数学课堂教学的研究与实践

★浅谈研究性学习在数学教学中的渗透与实践

★关于现代中学数学教育的思考

★在中学数学教学中教材的使用

★情境教学的认识与实践

★浅谈初中代数中的二次函数

★略论数学教育创新与数学素质提高

★高中数学“分层教学”的初探与实践

★在中学数学课堂教学中如何培养学生的创新思维

★中小学数学的教学衔接与教法初探

★如何在初中数学教学中进行思想方法的渗透

★培养学生创新思维全面推进课程改革

★数学问题解决活动中的反思

★数学：让我们合理猜想

★如何优化数学课堂教学

★中学数学教学中的创造性思维的培养

★浅谈数学教学中的“问题情境”

★市场经济中的蛛网模型

★中学数学教学设计前期分析的研究

★数学课堂差异教学

★一种函数方程的解法

★浅析数学教学与创新教育

★数学文化的核心—数学思想与数学方法

★漫话探究性问题之解法

★浅论数学教学的策略

★当前初中数学教学存在的问题及其对策

★例谈用“构造法”证明不等式

★数学研究性学习的探索与实践

★数学教学中创新思维的培养

★数学教育中的科学人文精神

★教学媒体在数学教学中的应用

★“三角形的积化和差”课例大家评

★谈谈类比法

★直觉思维在解题中的应用

★数学几种课型的问题设计

★数学教学中的情境创设

★在探索中发展学生的创新思维

★精心设计习题提高教学质量

★对数学教育现状的分析与建议

★创设情景教学生猜想

★反思教学中的一题多解

★在不等式教学中培养学生的探究思维能力

★浅谈数学学法指导

★中学生数学能力的培养

★数学探究性活动的内容形式及教学设计

★浅谈数学学习兴趣的培养

★浅谈课堂教学的师生互动

★新世纪对初中数学的教材的思考

★数学教学的现代研究

★关于学生数学能力培养的几点设想

★在数学教学中培养学生创新能力的尝试

★积分中值定理的再讨论

★二阶变系数齐次微分方程的求解问题

★浅谈培养学生的空间想象能力

★培养数学能力的重要性和基本途径 ★课堂改革与数学中的创新教育

★如何实施中学数学教学中的素质教育 ★数学思想方法在初中数学教学中的渗透 ★浅谈数学课程的设计

★培养学生学习数学的兴趣

★课堂教学与素质教育探讨

★数学教学要着重培养学生的读书能力 ★数学基础知识的教学和基本能力的培养 ★初中数学创新教育的实施

★浅谈数学教学中培养学生的数学思维能力 ★谈数学教学中差生的转化问题

★谈中学数学概念教学中如何实施探索式教学 ★把握学生心理激发数学学习兴趣

★数学教学中探究性学习策略

★论数学课堂教学的语言艺术

★数学概念的教与学

★优化课堂教学推进素质教育

★数学教学中的情商因素

★浅谈创新教育

★培养学生的数学兴趣的实施途径

★论数学学法指导

★学生能力在数学教学中的培养

★浅论数学直觉思维及培养

★论数学学法指导

★优化课堂教学焕发课堂活力

★浅谈高初中数学教学衔接

★如何搞好数学教育教学研究

★浅谈线性变换的对角化问题

本科数学毕业论文范文：高等数学教学中体现数学建模思想的方法

生产计划是对生产全过程进行合理规划的有效手段，是一个十分繁复的过程，以下是我搜集整理的一篇探究高等数学教学中体现数学建模思想的方法的范文，欢迎阅读参考。

1数学建模在煤矿安全生产中的意义

在瓦斯系统的研究过程中，应用数学建模的手段为矿井瓦斯构建数学模型，可以为采煤方案的设计和通风系统的建设提供很大的帮助;尤其是对于我国众多的中小型煤矿而言，因为资金有限而导致安全设施不完善，有的更是没有安全项目的投入，仅仅建设了极为少量的给风设备，通风系统并不完善。这些煤矿试图依靠通风量来对瓦斯体积分数进行调控，这是十分困难的，对瓦斯体积分数进行预测更是不可能的。很多小煤矿使用的仍旧是十分原始的采煤方法，没有相关的规划;当瓦斯等有害气体体积分数升高之后就停止挖掘，体积分数下降之后又继续进行开采。这种开采方式的工作效率十分低下。

只要设计一个充分合理的通风系统的通风量，与采煤速度处于一个动态的平衡状态，就可以在不延误煤炭开采的同时将矿井内的瓦斯气体体积分数控制在一个安全的范围之内。这样不仅可以保障工人的安全，还可以保证煤炭的开采效率，每个矿井都会存在着这样的一个平衡点，这就对矿井瓦斯涌出量判断的准确性提出更高的要求。

2煤矿生产计划的优化方法

生产计划是对生产全过程进行合理规划的有效手段，是一个十分繁复的过程，涉及到的约束因素很多，条理性很差。为了成功解决这个复杂的问题，现将常用的生产计划分为两个大类。

基于数学模型的方法

(1)数学规划方法这个规划方法设计了很多种各具特点的手段，根据生产计划做出一个虚拟的模型，在这里主要讨论的是处于静止状态下所产生的问题。从目前取得的效果来看，研究的方向正在逐渐从小系统向大系统推进，从过去的单个层次转换到多个层次。

(2)最优控制方法这种方式应用理论上的控制方法对生产计划进行了研究，而在这里主要是针对其在动态情况下的问题进行探讨。

基于人工智能方法

(1)专家系统方法专家系统是一种将知识作为基础的为计算机编程的系统，对于某个领域的繁复问题给出一个专家级别的解决方案。而建立一个专家系统的关键之处在于，要预先将相关专家的知识等组成一个资料库。其由专家系统知识库、数据库和推理机制构成。

(2)专家系统与数学模型相结合的方法常见的有以下几种类型：①根据不同情况建立不同的数学模型，而后由专家系统来进行求解;②将复杂的问题拆分为多个简单的子问题，而后针对建模的子问题进行建模，对于难以进行建模的问题则使用专家系统来进行处理。在整体系统中两者可以进行串行工作。

3煤矿安全生产中数学模型的优化建立

根据相关数据资料来进行模拟，而后再使用系统分析来得出适合建立哪种数学模型。取几个具有明显特征的采矿点进行研究。在煤矿挖掘的过程中瓦斯体积分数每时每刻都在变化，可以通过通风量以及煤炭采集速度来保证矿中瓦斯体积分数处在一个安全的范围之内。假设矿井分为地面、地下一层与地下二层工作面，取地下一层两个矿井分别为矿井A、矿井B,地下二层分别为矿井C、矿井D.然后对其进行分析。

建立简化模型

模型构建表达工作面A瓦斯体积分数x·1=a1x1+b1u1-c1w1-d1w2(1)式中x1---A工作面瓦斯体积分数;u1---A工作面采煤进度;w1---A矿井所对应的空气流速;w2---相邻B工作面的空气流速;a1、b1、c1、d1---未知量系数。

很明显A工作面的通风量对自身瓦斯体积分数所产生的影响要显着大于B工作面的风量，从数学模型上反映出来就是要求c1>d1.同样的B工作面(x·2)和工作面A所在的位置很相似，也就应该具有与之接近的数学关系式

式中x2---B工作面瓦斯体积分数;

u2---B工作面采煤进度;

w1---B矿井所对应的空气流速;

w2---相邻A工作面的空气流速;

a2、b2、c2、d2---未知量系数。

CD工作面(x·3、x·4)都位于B2层的位置，其工作面瓦斯体积分数不只受到自身开采进度情况的影响，还受到上层AB通风口开阔度的影响。在这里，C、D工作面瓦斯体积分数就应该和各个通风口的通风量有着密不可分的联系;于是C、D工作面瓦斯体积分数可以表示为【3】

式中x3、x4---C、D工作面的瓦斯体积分数;

e1、e2---A、B工作面的瓦斯体积分数;

a3、b3、c3、d3---未知量系数：

f1、f2---A、B工作面的瓦斯绝对涌出量。

系统简化模型的辨识这个简化模型其实就是对于参数的最为初步的求解，也就是在一段时间内的实际测量所得数据作为流通量，对上面方程组进行求解操作。而后得到数学模型，将实际数据和预测数据进行多次较量，再加入相关人员的长期经验(经验公式)。修正之后的模型依旧使用上述的方法来进行求解，因为A、B工作面基本不会受C、D工作面的影响。

模型的转型及其离散化

因为这个项目是一个矿井安全模拟系统，要对数学模型进行离散型研究，这是使用随机数字进行试数求解的关键步骤。离散化之后的模型为【1】

在使用原始数据来对数学模型进行辨识的过程中，ui表示开采进度，以t/d为单位，相关风速单位是m/s,k为工作面固定系数，h为4个工作面平均深度。为了便于将该系统转化为计算机语言，把开采进度ui从初始的0~1000t/d范围，转变为0~1,那么在数字化采煤中进度单位1即表示1000t/d,如果ui=就表示每日产煤量500t.诸如此类，工作面空气流通速度wi的原始取值范围是0~4m/s,对其进行数字化，其新数值依旧是0~1,也就表示这wi取1时表示风速为4m/s,若表示通风口的开通程度是,也就是通风口打开一半(2m/s)，wi如果取1则表示通风口开到最大。

依照上述分析来进行数字化转换，数据都会产生变化，经过计算之后可以得到新的参数数据，在计算的过程之中使用0~1的数据是为了方便和计算机语言的转换，在进行仿真录入时在0~1之间的一个有效数字就会方便很多。开采进度ui的取值范围0~1表示的是每日产煤数量区间是0~1000t,而风速wi取值0~1所表示的是风速取值在0~4m/s这个区间之内。

模型的应用效果及降低瓦斯体积分数的措施

以上对煤矿生产中的常见问题进行了相关分析，发现伴随着时间的不断增长瓦斯涌体积分数等都会逐渐衰减，一段时间后就会变得微乎其微，这就表明这类资料存在着一个衰减周期，经过长期观测发现衰减周期T≈18h.而后，又研究了会对瓦斯涌出量产生影响的其他因素，发现在使用炮采这种方式时瓦斯体积分数会以几何数字的速度衰减，使用割煤手段进行采矿时瓦斯会大量涌出，其余工艺在采煤时并不会导致瓦斯体积分数产生剧烈波动。瓦斯的涌出量伴随着挖掘进度而提升，近乎于成正比，而又和通风量成反比关系。因为新矿的瓦斯体积分数比较大，所以要及时将煤运出，尽量缩短在煤矿中滞留的时间，从而减小瓦斯涌出总量。

综上所述，降低工作面瓦斯体积分数常用手段有以下几种：①将采得的煤快速运出，使其在井中停留的时间最短;②增大工作面的通风量;③控制采煤进度，同时也可以控制瓦斯的涌出量。

4结语

应用数学建模的手段对矿井在采矿过程中涌出的瓦斯体积分数进行了模拟及预测，为精确预测矿井瓦斯体积分数提供了一个新的思路，对煤矿安全高效生产提供了帮助，有着重要的现实意义。

参考文献:

[1]陈荣强,姚建辉,孟祥龙.基于芯片控制的煤矿数控液压站的设计与仿真[J].科技通报，2012,28(8)：103-106.

[2]陈红，刘静，龙如银.基于行为安全的煤矿安全管理制度有效性分析[J].辽宁工程技术大学学报：自然科学版，2009,28(5)：813-816.

[3]李莉娜,胡新颜,刘春峰.煤矿电网谐波分析与治理研究[J].煤矿机械，2011,32(6)：235-237.