基于L系统虚拟植物生长模型的研究
建立数学模型的方法、步骤、特点及分类
建立数学模型的方法、步骤、特点及分类 [学习目标] 1.能表述建立数学模型的方法、步骤； 2.能表述建立数学模型的逼真性、可行性、渐进性、强健性、可转移性、非 预制性、条理性、技艺性和局限性等特点；； 3.能表述数学建模的分类； 4.会采用灵活的表述方法建立数学模型； 5.培养建模的想象力和洞察力。 一、建立数学模型的方法和步骤 —般说来建立数学模型的方法大体上可分为两大类、一类是机理分析方法，一类是测试分析方法．机理分析是根据对现实对象特性的认识、分析其因果关系，找出反映内部机理的规律,建立的模型常有明确的物理或现实意义.测试分折将研究对象视为一个“黑箱”系统，内部机理无法直接寻求，可以测量系统的输人输出数据、并以此为基础运用统计分析方法，按照事先确定的准则在某一类模型中选出一个与数据拟合得最好的模型。这种方法称为系统辨识(System Identification)．将这两种方法结合起来也是常用的建模方法。即用机理分析建立模型的结构，用系统辨识确定模型的参数． 可以看出，用上面的哪一类方法建模主要是根据我们对研究对象的了解程度和建模目的决定的．如果掌握了机理方面的一定知识，模型也要求具有反映内部特性的物理意义。那么应该以机理分析方法为主．当然,若需要模型参数的具体数值，还可以用系统辨识或其他统计方法得到．如果对象的内部机理基本上没掌握，模型也不用于分析内部特性,譬如仅用来做输出预报，则可以系统辩识方法为主．系统辨识是一门专门学科，需要一定的控制理论和随机过程方面的知识．以下所谓建模方法只指机理分析。 建模要经过哪些步骤并没有一定的模式，通常与实际问题的性质、建模的目的等有关，从 §16.2节的几个例子也可以看出这点．下面给出建模的—般步骤，如图16-5所示． 图16-5 建模步骤示意图 模型准备首先要了解问题的实际背景，明确建模的目的搜集建模必需的各种信息如现象、数据等，尽量弄清对象的特征,由此初步确定用哪一类模型，总之是做好建模的准备工作．情况明才能方法对，这一步一定不能忽视，碰到问题要虚心向从事实际工作的同志请教，尽量掌握第一手资料. 模型假设根据对象的特征和建模的目的，对问题进行必要的、合理的简化，用精确的语言做出假设，可以说是建模的关键一步．一般地说，一个实际问题不经过简化假设就很难翻译成数学问题，即使可能，也很难求解．不同的简化假设会得到不同的模型．假设作得不合理或过份简单，会导致模型失败或部分失败，于是应该修改和补充假设；假设作得过分详细，试图把复杂对象的各方面因素都考虑进去，可能使你很难甚至无法继续下一步的工作．通常，作假设的依据，一是出于对问题内在规律的认识，二是来自对数据或现象的分析，也可以是二者的综合．作假设时既要运用与问题相关的物理、化学、生物、经济等方面的知识，又要充分发挥想象力、洞察力和判断力，善于辨别问题的主次，果断地抓住主要因素，舍弃次要因素，尽量将问题线性化、均匀化．经验在这里也常起重要作用．写出假设时，语言要精确，就象做习题时写出已知条件那样．
7年级生物组“植物细胞立体模型制作大赛”活动方案
东营市实验中学七年级 “植物细胞立体模型制作大赛”活动方案 一、活动目的 为了提高学生学习生物的兴趣，培养学生的创造性思维和动手能力，开发学生的空间想象力，健全面向未来的教学体系，丰富校园文化氛围，结合课堂学习的有关植物细胞结构的知识，在七年级举行“植物细胞立体模型制作大赛”活动。 二、活动宗旨 为学生生物素养的发展提供平台，让学生学生物、爱生物，在活动中，充分展示自己。 三、参加范围 学生：七年级全体学生，可独立完成可小组合作 辅导教师：七年级全体生物老师 四、活动方案 1、动员辅导：9月28号-30号任课教师在各班布置活动的方案,介绍制作方法及所用材料（利用纸盒、泡沫塑料、橡皮泥、豆子等）。 2、作品上交： 以班级为单位于10月10号前上交任课老师处，作品一定要注明班级和制作人。 3、评选方法： （1）初选：任课教师在每个班级中，择优选出一等奖3个二等
奖4个三等奖5个 （2）终选：聘请年级评委，按学生上交作品的30%、30%、40%的比例评出一、二、三等奖。 4、评分标准（满分10分）： （1）植物细胞各部分结构齐全（4分） （2）符合植物细胞的形态特点（2分） （3）有创意（2分） （4）美观（1分） （5）用材恰当（1分） 5、评选时间：10月11-10月14号 6、优秀作品展示： （1）时间：10月17-10月28号 （2）地点：南校区第一教学楼一楼阅览室 （3）方式：①制作展板，展示优秀作品 ②制作PPT，发全校师生观看 7、活动后总结与反思 活动结束后一周，总结本次学科活动的得与失，为以后其他学科活动的顺利开展总结经验 7年级生物教研组 2016．9．25
法学虚拟仿真教学软件(系统)推荐
法学虚拟仿真教学软件（系统）推荐 虚拟仿真实验教学是指依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等信息技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，让学生在虚拟环境中开展实验，达到教学大纲所要求的教学效果的一种实验教学模式。对于传统的文科性法学专业而言，技术信息的快速发展也带来了一定的发展机遇和挑战。如何通过更为丰富的手段强化法学专业学生的实战能力，提高实务经验是摆在每个法学专业院校面前的十分严峻的任务。通过虚拟仿真技术手段，不仅可以有效改变传统教学所带来的机械、抽象和程式化的教学效果，同时借助于软件技术手段形成的具有自主知识产权的虚拟实验项目，将为本院校的综合教学和科研实力带来更高的发展平台。 教育部要求各高校应将建设和使用虚拟仿真实验教学项目作为推进完善现有实践教学体系、提高实验教学质量的重要举措。加大对实验教学队伍的培养培训，着力提升信息技术与实验教学深度融合的意识、使用信息技术改造传统实验教学项目的能力和水平。根据实验教学计划和实际情况，在坚持“能实不虚”的基础上加大虚拟仿真实验教学项目建设力度，探索线上线下教学相结合的新型实验教学模式。加强对虚拟仿真实验教学项目应用管理，建立健全适应网络化学习的实验教学成绩考核评价指标体系，促进实验教学质量稳步提高。 教育部的总体规划，引导了法学专业虚拟仿真实验项目建设的方向，也为各高校开展法学虚拟仿真实验项目建设带来了发展契机。但是毋庸置疑，如何建设适合本学校本专业特色的虚拟仿真实验项目，教育部并没有提供可行的蓝本和具体路径。例如选择什么形式的虚拟仿真实验项目课题？如何吸收和发挥本校的专业优势和特色？选择哪一个切入点进行虚拟仿真实验项目设计？相关的硬件需要哪些指标性要求？如何选择适用配套的软件？如何将动画或3D技术嵌入到具体的虚拟仿真实验项目？为了实现本公司面向各大高校提供法学专业教学服务的宗旨，本公司结合多年来与各大高校的合作经验，认真研究了法学专业建设虚拟仿真实验项目的可行性模式以及相关的硬件和软件建设方法，为本公司服务用户提供具有一定参考意义的法学虚拟仿真实验项目设计方案。 杭州法源软件开发有限公司是业界良好的高校教学软件和解决方案供应商，专注法学专业；是目前法学领域内专业成熟的法学实践教学软件研发团队；凭借
系统建模与仿真习题2
系统建模与仿真习题二 1. 考虑如图所示的典型反馈控制系统框图 (1)假设各个子传递函数模型为 66.031.05 .02)(232++-+=s s s s s G ，s s s G c 610)(+=，2 1)(+=s s H 分别用feedback （）函数以及G*Gc/(1+G*Gc*H)（要最小实现）方法求该系统的传递函数模型。 (2) 假设系统的受控对象模型为s e s s s G 23 )1(12 )(-+=，控制器模型为 s s s G c 32)(+=，并假设系统是单位负反馈，分别用feedback （）函数以及G*Gc/(1+G*Gc*H)（要最小实现）方法能求出该系统的传递函数模型？如果不能，请近似该模型。 2. 假定系统为： )(0001)(111000100001024269)(t u t x t x ????? ???????+????????????----= [])(2110)(t x t y = 请检查该系统是否为最小实现，如果不是最小实现，请从传递函数的角度解释该模型为何不是最小实现，并求其最小实现。 3. 双输入双输出系统的状态方程：
)(20201000)()(20224264)(75.025.075.125 .1125.15.025.025.025.125.425.25.025.1525.2)(t x t y t u t x t x ??????=????? ???????+????????????------------= （1）试将该模型输入到MATLAB 空间，并求出该模型相应的传递函数矩阵。 （2）将该状态空间模型转化为零极点增益模型，确定该系统是否为最小实现模型。如果不是，请将该模型的传递函数实现最小实现。 （3）若选择采样周期为s T 1.0=，求出离散后的状态方程模型和传递函数模型。 （4）对离散的状态空间模型进行连续变化，测试一下能否变回到原来的系统。 4. 假设系统的传递函数模型为： 222 )(2+++=s s s s G 系统状态的初始值为?? ????-21，假设系统的输入为t e t u 2)(-=。 （1）将该传递函数模型转化为状态空间模型。 （2）利用公式 ?--+=t t t A t t A d Bu e t x e t x 0 0)()()()(0)(τττ求解],0[t 的状态以及系统输出的解析解。 （3）根据上述的解析解作出s ]10,0[时间区间的状态以及系统输出曲线。 （4）采用lsim 函数方法直接作出s ]10,0[时间区间的状态以及系统输出曲线，并与（3）的结果作比较。 5. 已知矩阵 ???? ??????----=212332110A （1）取1:1.0:0=t ，利用expm(At)函数绘制求A 的状态转移矩阵，看运行的速度如何？ （2）采用以下程序绘制A 的状态转移矩阵的曲线，看运行的速度如何？ clc;clear; A=[0 1 -1;-2 -3 3;2 1 -2]; t=0:0.1:2; Nt=length(t);
工程机械3D虚拟仿真维修教学系统简介
虚拟仿真维修教学系统
一、项目背景 多媒体三维互动培训技术已经被广泛的应用于各种领域。在工程机械领域很多厂商、中职院校也注意到多媒体三维互动培训技术对产品表现、培训教学等方面的优势，并利用其表现技术优势对各种工程机械产品进行宣传、教学和制作视频课件，广泛的应用于工程机械应用与维修专业课件教学、培训考核、展会演示、产品推广等领域。 二、多媒体三维互动教学系统主要目的及特点 抛开传统培训模式中的枯燥的填鸭和复杂解说，以三维互动技术为核心，结合三维及二维动画、视频、图片、文字等多媒体表现形式带来一种全新的培训方式。应用范围包括为中职院校、工程机械维修人员培训；支持触摸屏，可通过投影、显示器、立体头盔显示器、触摸屏等设备上进行教学、演示。 多媒体三维互动教学系统将为我们带来： 1）更直观的产品信息表现形式。通过三维精确建模，重现产品真实外观，可通过触摸屏自由进行缩放、旋转、产品爆炸、查看平面流程图等操作，改变了只能通过现场设备讲解的传统方式。 2）具有构想性。产品数字化技术应具有广阔的可想象空间，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。 3）更便捷的学习通道。通过三维互动的教学方式，可以极大的提高学习效率，讲师进行产品讲解时更加方便快捷，学员也更容易理解接受。 4）降低培训成本。抛弃以住的实体产品讲解方式，节省了产品样品制作及运输成本。该系统三维部分支持互联网上的应用，不受空间及场地限制，更有利于知识的传播。
三、系统架构图 四、主要功能模块 1、启动界面：学校名称及LOGO 2、建立多产品、多机型选择平台，为以后扩展做准备 3、产品选择界面：通过二级菜单选择几大系统下各个产品 4、产品演示界面： 1）360度旋转：从工具栏中选择旋转工具，利用鼠标拖拽实现产品任意角度旋转 2）放大缩小：从工具栏中选择缩放工具，利用鼠标拖拽实现产品的放大缩小 3）爆炸/组合：点击相关按钮查看产品爆炸/组合状态,点击单独部件，查看零件名 称及参数表（ 带滚动条，以显示更多数据） 4）二维原理动画：点击按钮查看产品运行原理二维动画
温室植物生长数字化模型构建技术
2010年1月农业机械学报第41卷第1期DO I:10.3969/.j issn.1000-1298.2010.01.030 温室植物生长数字化模型构建技术* 唐卫东1朱平1郭晨1刘昌鑫1李萍萍2卢章平3 (1.井冈山大学信息科学与传媒学院,吉安343009;2.江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部/ 江苏省重点实验室,镇江212013;3.江苏大学图形技术研究所,镇江212013) =摘要> 根据试验观测值提取植物生长特征信息,以累积生长度日为参数构造植物的形态发生模型,采用信息映射与归一化方法对信息进行重构,建立植物生长数字化模型。通过实例验证表明,该方法实现了植物生长受外部环境作用下的动态模拟,为实时掌握与合理决策植物适宜的生长条件提供依据。 关键词:温室植物生长数字化模型 中图分类号:S126;TP391文献标识码:A文章编号:1000-1298(2010)01-0159-04 D igital Construction of P l ant Gro w th M odel i n Greenhouse Tang W eidong1Zhu P i n g1Guo Chen1L i u Changx i n1Li Pingpi n g2Lu Zhangpi n g3 (1.Schoo l of Informati on and M ulti-med i a S cience,J inggangshan University,J i.an343009,Ch i na 2.K ey Laboratory of M odern Agr icultural Equi pm ent and T echnology,M i nistry of Education&J iangsu Province,J iangsu University, Zhenj i ang212013,Chi na3.Institute of Graphics T echnology,J i angsu U ni ver sity,Zhenjiang212013,Ch i na) Abst ract The features o f plant gro w t h cou l d be extracted fro m the experi m ental results,and the m orpho log ica l m odel of p lant cou l d be constructed w ith the para m eter of accumu lative gro w ing degree day.Add itionally, the dig ita l gro w th m ode l o f plant cou l d be perfor m ed using i n for m ation reconstr uction m ethod such as i n f o r m ation nor m a lizati o n and m app i n g process.The experi m ent results show ed that the pr oposed m ethod w as effecti v e in dyna m ically si m ulati n g the plant gro w th under the interacti o n of env iron m en.t It cou l d prov i d e valuab le ev i d ences for rea l ti m e obta i n i n g and deter m ining the proper cond iti o ns for plan t deve l o p m en.t K ey w ords G reenhouse,Plant gro w t h,D i g italization,M ode l 收稿日期:2009-03-20修回日期:2009-05-31 *高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20060299003)、江西省教育厅青年科学基金资助项目(G JJ09591)和江西省教育厅科技计划资助项目(GJJ08417) 作者简介:唐卫东,副教授,博士,主要从事信息可视化、虚拟植物技术、温室环境控制研究,E-m ai:l t wd -1974@126.co m 引言 温室环境调控水平对发挥设施农业优质高效的生产功能具有重要影响。荷兰、日本、美国等发达国家在该领域的研究起步较早,其中一些学者将作物生长模型应用于温室环境控制,对温室作物生长所需环境进行预测[1~5]。然而,在利用作物生长模型对温室作物实施环境调控时,常因模型参数选择不当而使调控效果不佳,信息滞后也影响模型功能和效率,因此在实施作物生产与微观管理方面受限;而采用计算机手段和信息技术,在现代温室可控环境下构建反映植物生长机理的虚拟植物模型[6],则不仅可以实现植物生长信息的数字化,还为温室环境智能控制提供决策依据。目前有关虚拟植物的研究多以农田作物为主,而对温室虚拟植物的研究则不多见,尤其是植物生长数字化及其在温室环境调控中的研究尚未见报道。为此,本文在分析植物受外部环境作用规律的基础上,对温室植物生长数字化方法进行研究,通过温室植物生长的动态模拟,为有效实施现代温室生产与管理提供决策和技术支持。 1植物与外部环境的信息交互 植物在生长过程中离不开光照、温度、湿度、水肥等环境因子的作用,而植物生长同时也对外部环
远程虚拟仿真实验室教学系统
电力电子虚拟仿真教学实验平台 实验室建设背景 目前的高等教育中，越来越强调对学生实践能力的培养，实验教育成为理工科教育的一个至关重要的环节。然而，随着各学科实验项目和学生人数的增多，传统的电气实验室和实验仪器数量很难满足学生的需求，在教学和学生使用上的不便之处也慢慢凸现出来。如何解决传统实验教学资源分配不足、实验方式过于刻板、实验器材维护费时费力、实验内容固定难以拓展等问题，是目前新工科建设、课程改革内容中一个讨论的热点。 在对创新型实验建设的需求日益明确之际，仿真实验教学的概念开始成为学校关注的重点。仿真教学实验是一种基于软件技术构建的虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化，为开设各种专业实验课程提供了全新的教学与科研环境。因此建设仿真实验室可以与实物实验室互补，它除了可以辅助高校的科研工作，在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点。近年来，国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些高科技的仿真实验室。 远宽解决方案 远宽能源除了将仿真技术应用于科研与工业测试，也率先将该技术引入到了教学实验室建设中。对于不同的实验内容与实验类型，远宽能源提出了如下的仿真实验建设的解决方案：实时仿真实验和远程虚拟仿真实验。
1. 实时仿真实验 远宽能源将先进的FPGA小步长实时仿真技术应用到教学实验室建设中，小步长实时仿真技术使它能够覆盖电力电子、电机驱动、新能源等多个电力电子相关应用的创新教学实验以及研究的需求。基于图形化系统建模，模型一键下载，无需FPGA编程编译，大大增强了产品的易用性；同时实验平台还配置了硬件控制器（TI的DSP或者NI的GPIC），和仿真器构成完整的闭环系统。实时仿真实验系统如下图所示：
什么是数学模型与数学建模
1. 什么是数学模型与数学建模 简单地说：数学模型就是对实际问题的一种数学表述。 具体一点说：数学模型是关于部分现实世界为某种目的的一个抽象的简化的数学结构。 更确切地说：数学模型就是对于一个特定的对象为了一个特定目标，根据特有的内在规律，做出一些必要的简化假设，运用适当的数学工具，得到的一个数学结构。数学结构可以是数学公式，算法、表格、图示等。 数学建模就是建立数学模型，建立数学模型的过程就是数学建模的过程（见数学建模过程流程图）。数学建模是一种数学的思考方法，是运用数学的语言和方法，通过抽象、简化建立能近似刻划并"解决"实际问题的一种强有力的数学手段。 2.美国大学生数学建模竞赛的由来： 1985年在美国出现了一种叫做MCM的一年一度大大学生数学模型（1987年全称为Mathematical Competition in Modeling,1988年改全称为Mathematical Contest in Modeling,其所写均为MCM）。这并不是偶然的。在1985年以前美国只有一种大学生数学竞赛（The william Lowell Putnam mathematial Competition,简称Putman(普特南）数学竞赛），这是由美国数学协会（MAA--即Mathematical Association of America的缩写）主持，于每年12月的第一个星期六分两试进行，每年一次。在国际上产生很大影响，现已成为国际性的大学生的一项著名赛事。该竞赛每年2月或3月进行。 我国自1989年首次参加这一竞赛，历届均取得优异成绩。经过数年参加美国赛表明，中国大学生在数学建模方面是有竞争力和创新联想能力的。为使这一赛事更广泛地展开，1990年先由中国工业与应用数学学会后与国家教委联合主办全国大学生数学建模竞赛（简称CMCM），该项赛事每年9月进行。
生物人教版七年级上册制作动物和植物细胞的模型
第三节动物细胞 包头市第八中学陈晓燕 一、课标陈述 使用显微镜和制作临时装片。 区别动物细胞、植物细胞结构的主要不同点。 二、学习目标 1、通过复习制作洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片的步骤和阅读观察人口腔上皮细胞的实 验内容，说出制作人口腔上皮细胞临时在装片实验步骤的“七字诀”； 2、在观看视频演示实验的基础上，学生独立准确完成制作人口腔上皮细胞临时在装片的实验； 3、通过绘制人口腔上皮细胞的图，培养学生实事求是的科学态度； 4、观察多种生物细胞图片后，准确说出动植物细胞在结构上的主要区别，并认同细胞是构成生物体的基本单位； 5、通过阅读“施莱登、施旺与细胞学说”的阅读，了解细胞学说的主要观点，体会科学发展过程中科学家严谨的科学态度、科学与技术相互促进等。 三、课时：1课时 四、落实目标的评价方案 1、通过复习，学生准确说出对制作洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片步骤的“七字诀”，在通过阅读观察人口腔上皮细胞的实验内容，学生自己总结“七字诀”，并比较说出异同，就达成了目标1。 2、学生在观看演示实验视频后能独立、准确完成实验，并讨论回答问题，就达成目标2. 3、学生能从显微镜中观察到清晰的口腔上皮细胞，并实事求是画图（不能照教材画），即可达成目标3。 4、教师出示各种生物细胞的图片，学生能够仔细观察并说出动植物细胞的主要区别，并说出细胞是构成生物体的基本单位，也能说出病毒不具有细胞结构。这样即可达成目标4. 5、学生阅读“施莱登、施旺与细胞学说”，简述细胞学说的主要内容，能交流说出科学研究要有严谨的科学态度、科学与技术相互促进等就可达成目标5。 6、通过“开心选答”环节，继续巩固达成的目标1-4。 五、教学准备 视频（制作人口腔上皮细胞临时装片），多种动植物细胞的图片，细菌、真菌细胞的图片实验材料：生理盐水、稀碘液、体积分数为2%的蓝墨水、消毒牙签、滴管、纱布、镊子、吸水纸、载玻片、盖玻片、显微镜。 六、教学设计 【旧知复习】 学生说出制作洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片的步骤“七字诀”及植物细胞的基本结构。 教师提问是不是所有的植物细胞都有叶绿体？（如洋葱鳞片叶内表皮细胞无叶绿体。）植物的细胞是看过了，想不想看看自己的细胞？ 【课件投影】教材P46-47的实验内容 1.仿照洋葱“七字诀”自己从实验步骤中找出口腔上皮细胞的“七字诀”。 2.对比两个实验步骤的异同，分析不同之处，简述为什么那样做。 教师可适时提问：①为什么滴生理盐水？（可在观察后说出原因）②为什么要漱口？ ③用什么刮？刮哪？④为什么轻涂几下？⑤怎样盖盖玻片？⑥怎样染色？
数学建模的基本步骤
数学建模的基本步骤 一、数学建模题目 1）以社会，经济，管理，环境，自然现象等现代科学中出现的新问题为背景，一般都有一个比较确切的现实问题。 2）给出若干假设条件： 1. 只有过程、规则等定性假设； 2. 给出若干实测或统计数据； 3. 给出若干参数或图形等。 根据问题要求给出问题的优化解决方案或预测结果等。根据问题要求题目一般可分为优化问题、统计问题或者二者结合的统计优化问题，优化问题一般需要对问题进行优化求解找出最优或近似最优方案，统计问题一般具有大量的数据需要处理，寻找一个好的处理方法非常重要。 二、建模思路方法 1、机理分析根据问题的要求、限制条件、规则假设建立规划模型，寻找合适的寻优算法进行求解或利用比例分析、代数方法、微分方程等分析方法从基本物理规律以及给出的资料数据来推导出变量之间函数关系。 2、数据分析法对大量的观测数据进行统计分析，寻求规律建立数学模型，采用的分析方法一般有： 1）. 回归分析法(数理统计方法)-用于对函数f（x）的一组观测值（xi,fi）i=1,2,…,n，确定函数的表达式。 2）. 时序分析法--处理的是动态的时间序列相关数据，又称为过程统计方法。 3）、多元统计分析（聚类分析、判别分析、因子分析、主成分分析、生存数据分析）。 3、计算机仿真（又称统计估计方法）：根据实际问题的要求由计算机产生随机变量对动态行为进行比较逼真的模仿，观察在某种规则限制下的仿真结果（如蒙特卡罗模拟）。 三、模型求解： 模型建好了，模型的求解也是一个重要的方面，一个好的求解算法与一个合
适的求解软件的选择至关重要，常用求解软件有matlab，mathematica，lingo，lindo，spss，sas等数学软件以及c/c++等编程工具。 Lingo、lindo一般用于优化问题的求解，spss，sas一般用于统计问题的求解，matlab，mathematica功能较为综合，分别擅长数值运算与符号运算。 常用算法有：数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法,通常使用spss、sas、Matlab作为工具. 线性规划、整数规划、多元规划、二次规划、动态规划等通常使用Lindo、Lingo,Matlab软件。 图论算法,、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法, 模拟退火法、神经网络、遗传算法。 四、自学能力和查找资料文献的能力： 建模过程中资料的查找也具有相当重要的作用，在现行方案不令人满意或难以进展时，一个合适的资料往往会令人豁然开朗。常用文献资料查找中文网站：CNKI、VIP、万方。 五、论文结构： 0、摘要 1、问题的重述，背景分析 2、问题的分析 3、模型的假设，符号说明 4、模型的建立（局部问题分析，公式推导，基本模型，最终模型等） 5、模型的求解 6、模型检验:模型的结果分析与检验，误差分析 7、模型评价:优缺点，模型的推广与改进 8、参考文献 9、附录 六、需要重视的问题 数学建模的所有工作最终都要通过论文来体现，因此论文的写法至关重要：
生物模型制作
生物模型制作 生物模型制作是指学生利用身边的各种材料来制作 些有关生物结构的模型，这些生物模型可以将抽象的知识以形象的物质形式呈现出来。例如动植物细胞模型、花的结构模型等，学生都可以根据课本的文字内容或图片把它们实物化、立体化。在制作过程中学生把各种材料加工成要模拟的生物结构形状，直接构成一个整体的模型。学生在亲自参与制作生物模型以及运用模型演示生物知识的过程中，不仅能加深对知识的理解，巩固和掌握所学知识，更能使自身的动手能力得到培养，从而更好地开发与训练自己的创造力和创新思维。 1 制作生物模型的作用 1.1加深对知识的记忆和理解初中学生对直观的知识掌 握较快，形象思维比较差，对 于抽象的知识掌握得相对较弱。在生物教学中，有些观察对象很小或结构比较复杂，学生不易清楚地观察它们的结构，例如生物细胞的结构。制作模型则将它们放大很多倍，而且能将其中所含的各部分结构明确地表示出来，形象且直观，
使学生迅速地获得有关的知识，从而加深对知识的记忆和理 解。 1.2培养学生的动手能力和创造力 制作不同的生物模型，运用的材料、制作的方法不同。 学生在尝试制作生物模型的过程中，要选择制作的材料，每种模型可能还需要将不同的材料组合到一起，这无疑对学生的动手能力是一种挑战。比如在制作花的模型中，有的学生是将硬一点的纸剪成花瓣的形状，用双面胶粘在一起，但是这样很容易开，组合不到一起去。教师发现后，启发并鼓励学生最终对模型进行了改进，用针线将其缝合到了一起，并用软一点的纸做了一个新的模型。 1.3丰富教学资源许多学生制作的生物模型科学性和准 确性强，并且美 观，这样在以后的教学中教师可以将学生制作的模型作为教 具使用，比如学生制作的屈肘运动的模型。有一学生是用两木棍另一端分别固定两根橡皮绳代表肌肉，演示屈肘和伸肘运动，效果很好，这样的模型在课堂上演示，学生就很容易地理解了。有些学生在制作生物模型时科学性不强，甚至是错误的，比如学生在制作小肠模型时，有些学生做的小肠内表面的环形皱襞方向是错的，也就是说不是环形的，同样教师可以作为反面的教具使用，丰富教学资源。 根木棍代表骨，中间用螺丝固定并可以转动代表关节，两根 2 学生制作生物模型的过程和方法在初中生物教材中有 很多可以制作模型的生物结构，而 且制作同一种结构可以选用不同的材料。
植物的生长过程
植物叶片大多数是深色（例如绿色、蓝色等）．深色的叶片吸收光和热的本领较强．植物通过光合作用可产生淀粉、脂肪、蛋白质等有机物，实现光能转化为化学能，这正好符合能量守恒定律。 植物的根具有向地生长的特性。这是植物对重力发生的反应．土壤中矿物质营养成分必须溶于水后才能被根吸收，这就是扩散现象。 有些植物的花瓣内有芳香腺，通过扩散放出特殊香味，花冠的芳香与彩色适应于昆虫采粉。 植物吸收的水分绝大部分从叶面蒸发到空中，这样可形成一种蒸腾拉力．这种拉力是根系对水分、矿物质养分吸收以及矿物质在植物体内传导的主要动力．植物通过蒸发吸热还可以调节叶面温度，这样，树叶不致于因温度过高而灼伤。 仙人掌生活在干旱的荒漠，它的叶变化成叶刺，通过减小蒸发表面积大大降低水分蒸发。 有些植物的生长还依赖大气压：爬山虎茎上的卷须顶端变成吸盘，依靠大气压吸附在墙壁上或大树上向上生长。 有些植物果实的果皮向外延伸形成翅状，借助风能，飘摇到远方．椰子的果实内，中果皮富有纤维且充满了空气，这样可以借助浮力飘洋过海、定居彼岸。 种子的萌发 任何植物种子的萌发都需要水分、空气和适宜的温度。但是，不同植物的种子在萌发时对这三个条件的需求情况有所不同。一些栽培植物的种子在萌发时所需要的水量(与种子的干重相比)是：水稻为40%，小麦为45%，豌豆为107%，大豆为110%。各种栽培植物对播种温度的要求也不一样：高粱、玉米、大豆、粟等，播种层的地温稳定在12 ℃时就可以播种。水稻、棉花等种子萌发时要求环境温度较高，播种层地温稳定在12～15 ℃时才能播种。各种栽培植物的种子在萌发时对空气的要求也不一样。大豆、棉花在萌发时需要大量的氧，因此，播种时土壤要疏松。水稻的种子在萌发时需要的氧较少，即使浸没在水里也能萌发。
虚拟仿真实验教学中心平台建设方案
湖北警官学院虚拟仿真实验教学建设方案 一、方案背景 虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是学科专业与信息技术深度融合的产物。为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高〔2012〕4号）精神，根据《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，教育部决定于2013年启动开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。其中虚拟仿真实验教学的管理和共享平台是中心建设的重要内容之一。 目前，大多数高校都有针对课程使用实验教学软件，但由于每个专业或课程的情况不同，购买的软件所采用的工作环境、体系结构、编程语言、开发方法等也各不相同。由于学校管理工作的复杂性，各校乃至校内各专业的实验教学建设大都自成体系，各自为政，形成了“信息孤岛”。主要面临如下问题：? 管理混乱，各种实验教学软件缺乏统一的集中管理。 ? 使用不规范，缺乏统一的操作模式和管理方式； ? 可扩展性差，无法支持课程和相应实验的扩展； ? 各系统的数据无法共享，容易形成“信息孤岛”； ? 缺乏足够的开放性； ? 软件部署复杂，不同的软件不能运行在同一台服务器上； 二、方案目标 该方案的目标就是高效管理实验教学资源，实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享，满足多地区、多学校和多学科专业的虚拟仿真实验教学的需求。平台要实现学校购置的所有实验软件统一接入和学生在平台下进行统一实验的目的，通过系统间的无缝连接，使之达到一个整体的实验效果，学校通过该平台的部署，不仅可以促进系统的耦合度，解决信息孤岛的问题，还可以使学校能够迅速实施第三方的实验教学软件。 平台提供了全方位的虚拟实验教学辅助功能，包括：门户网站、实验前的理论学习、实验的开课管理、典型实验库的维护、实验教学安排、实验过程的智能指导、实验结果的自动批改、实验成绩统计查询、在线答疑、实验教学效
制作生物细胞模型课稿
边做边学“制作真核细胞模型” “制作真核细胞模型”是普通高中课程标准实验教科书《分子与细胞》（苏教版）第三章的重点内容，《生物课程标准》中也明确“尝试建立真核细胞的模型”为具体内容标准。在学习了细胞的三大基本结构和细胞器的结构与功能的基础上，本节内容主要是通过让学生亲自动手制作真核细胞模型，使学生全面思考细胞的基本结构与功能特点，加深学生对细胞结构与功能的理解。针对细胞这样肉眼看不见的微观世界，力图让学生从枯燥的文字中摆脱出来，通过动手和思考使学生建构细胞模型，全面掌握细胞的基本知识，引导学生理解结构与功能的统一性。 新课改把“科学探究”作为基本理念的核心，提倡学生在“做中学”，需要学生通过在“做中学”、“学中做”的实践，达到“学做统一”，使“活动教学”与“讲授教学”相互融合，彼此促进。 细胞在电子显微镜下才能观察到它的微细结构，因而学生缺乏感性认识。因此，亲身体验模拟制作“细胞”的立体结构模型有助于在现有的实验条件下让细胞变“微观”为“宏观”，而更好地构建完整的知识体系。且能激发他们的求知欲，真正实现在“做中学”。 【三维学习目标】 1．知识目标：说出细胞的基本结构，阐明细胞器的功能。 2．能力目标：通过制作细胞结构模型，锻炼学生的逻辑思维能力和创新能力，培养学生的动手、思维、合作，交流和语言表达等能力。 3．情感态度价值观目标：认同结构与功能的统一性、细胞结构的统一性、局部与整体的关系。
【教学重点】制作真核细胞结构模型。 【教学重点】细胞基本结构的模型构建，结构与功能的统一性。 【教学方法】实验法、汇报总结、生生师生讨论。 【教学准备】学生准备细胞模型制作的材料（如：橡皮泥、水果等）； 预制作的细胞模型等。 【教学设计思路】 导入时利用学生猎奇心理，利用北京自然博物馆中的“细胞屋”引起学生学习兴趣。结束时采用学生拼装，创设情景，使学生在潜移默化中领悟细胞结构与功能的统一性。力求使整个课堂变成学生主动建构知识、提高素质的过程。总体上体现教师主导、学生主体的新课改精神。 【教学过程】
数学模型在植物研究中的应用举例
数学模型在植物研究中的应用举例 数学模型可分为两个方面：定性和定量。随着植物学科研究的不断发展，定性的结论已远远不能满足实际生产的需求。掌握数学模型的建立方法是当今植物研究领域工作者应该具备的基本素质，也是植物研究发展现代化的重要标志之一。 1、数学模型在植物研究中的特点和优越性 数学模型在植物研究中的特点：综合考虑各种生态学特征和生物学特性因子，定量化地描述植物生长全过程，分析植物生命运行的机制和规律，动态地模拟和预测植物未来生长状况。数学模型在植物研究中的优越性：建立模型有助于精确地判定植物研究中所缺乏的知识和数据，对植物和环境的关系有一定程度的定量化了解。通过模型的建立过程能够找出植物研究的新想法和新的实验方法，并大大缩减实验数量，完善实验设计。相对于传统的方法，模型常能更好地使用比较精准的数据，从多个方面多个角度取得材料并集中在一起，对植物进行比较客观的评价，得出统一的概念。 2、数学模型在植物研究中的应用举例 Olson于1963年提出的凋落物分解失重指数衰减模型目前被广泛应用于描述各种类型的枯落物分解问题，模型公式为：Wt/Wo=e-kt。式中，Wt为分解后的残余干物质量(g)；Wo为初始干物质量(g)；k为腐解率；t为分解天数。对公式取自然对数得方程：lnWt/Wo=-kt。
例如：榕树落叶分解实验采用网袋法，每袋装落叶45g，网眼孔径5mm，网袋面积40cm×25cm，每月收集1次落叶，每次随机收集3袋，并取小样于105℃烘干至恒质量，求其干物质量，用干灰化法测定灰分含量。将分解试验数据代入Olson模型公式进行拟合，得到分解速率方程，Y=0.1113-0.0041t(r=0.970，P<0.01)，再令lnWt/Wo=Y=ln0.5，代入所得分解速率方程，求得榕树叶片半分解期理论值，与实测值进行比较。意义：通过凋落物分解失重最佳指数衰减模型研究榕树凋落叶分解过程干物质量、营养元素、有机化合物及能量变化的规律与特征，可以为有效管理与保护榕树提供理论依据。 3、对数学模型在植物研究中的应用的一些认识 近年来，数学模型在植物学研究工作中的应用已经普遍展开，包括刘桃菊等建立光周期影响大麦发育的数学模型，计算出不同的大麦品系感光性的各自差异；高照全等根据土壤水分限制模型、气孔导度模型与蒸腾模型的结合，模拟出了不同环境因子和不同水分条件下的蒸腾作用。 杨怀金等利用免疫进化算法(IEA)对鹤望兰叶面积指数进行模拟，得出平均相对误差，取得满意的结果；杨娟等构建了常绿阔叶林生态系统退化综合评价模型，利用鼎湖山国家自然保护区有关退化植被的研究数据对模型进行了验证，结果表明了模型的适用性；赖江山等应用偏离指数、Lloyd的平均拥挤度和聚块性指数及Morisita指数，在10m×10m尺度下研究了优势种群的分布格局，发现3种优势种群成树总体上均为集群分布等等。
第一章系统仿真的基本概念与方法
第一章控制系统及仿真概述 控制系统的计算机仿真是一门涉及到控制理论、计算数学与计算机技术的综合性新型学科。这门学科的产生及发展差不多是与计算机的发明及发展同步进行的。它包含控制系统分析、综合、设计、检验等多方面的计算机处理。计算机仿真基于计算机的高速而精确的运算，以实现各种功能。 第一节控制系统仿真的基本概念 1．系统： 系统是物质世界中相互制约又相互联系着的、以期实现某种目的的一个运动整体，这个整体叫做系统。 “系统”是一个很大的概念，通常研究的系统有工程系统和非工程系统。 工程系统有：电力拖动自动控制系统、机械系统、水力、冶金、化工、热力学系统等。 非工程系统：宇宙、自然界、人类社会、经济系统、交通系统、管理系统、生态系统、人口系统等。 2．模型： 模型是对所要研究的系统在某些特定方面的抽象。通过模型对原型系统进行研究，将具有更深刻、更集中的特点。 模型分为物理模型和数学模型两种。数学模型可分为机理模型、统计模型与混合模型。 3．系统仿真： 系统仿真，就是通过对系统模型的实验，研究一个存在的或设计中的系统。更多的情况是指以系统数学模型为基础，以计算机为工具对系统进行实验研究的一种方法。 要对系统进行研究，首先要建立系统的数学模型。对于一个简单的数学模型，可以采用分析法或数学解析法进行研究，但对于复杂的系统，则需要借助于仿真的方法来研究。 那么，什么是系统仿真呢？顾名思义，系统仿真就是模仿真实的事物，也就是用一个模型（包括物理模型和数学模型）来模仿真实的系统，对其进行实验研究。用物理模型来进行仿真一般称为物理仿真，它主要是应用几何相似及环境条件相似来进行。而由数学模型在计算机上进行实验研究的仿真一般则称为数字仿真。我们这里讲的是后一种仿真。 数字仿真是指把系统的数学模型转化为仿真模型，并编成程序在计算机上投入运行、实验的全过程。通常把在计算机上进行的仿真实验称为数字仿真，又称计算机仿真。
我国虚拟实验教学系统发展现状综述
我国虚拟实验教学系统发展现状综述 洪慧婷 （浙江师范大学教育技术学，浙江金华 321000） 摘要：作为信息技术发展的产物，虚拟实验具有透明性、共享性、互动性、自主性及可扩展性等特点，能为目前实验教学中迫切需要解决的问题提供策略和方法，因此越来越受到专家学者的关注。通过数量统计法和内容分析法，基于对CNKI网上近10年的相关文献进行研究，该文探讨了本领域的研究重心、研究内容，浅析存在的问题并提出建议，期望为虚拟实验教育应用的进一步研究提供参考和借鉴，为今后开发出设计合理、功能全面的虚拟实验教学系统奠定理论基础。 关键词：虚拟实验教学系统；虚拟实验；发展现状 一、研究背景 教学实验是教学过程的重要组成部分，是学生验证知识、探究客观现实规律不可缺少的途径。近年来，随着学校规模的扩大，学生数量不断增加，传统的实验模式已经不能满足教学的要求，这主要表现在学校实验经费不足、实验设备严重缺乏、学校实验场地空间有限等。而且随着现代远程教育的不断发展，网络远程教育中的实验教学已经成为一个新的难题。改变传统的实验教学模式已经迫在眉睫，采用计算机技术构建的各种虚拟实验室，为实验教学提供了一个新的解决方法[1]。 通过对2001年到2010年间发表的有关虚拟实验教育应用文献的收集与查阅，分析了虚拟实验教育应用的发展现状，提出了研究过程中存在的一些问题，为虚拟实验教育应用的进一步研究提供参考和借鉴，并为今后开发出设计合理、功能全面的虚拟实验教学系统奠定基础。 二、虚拟实验教育应用文献分析 （一）概念界定 1999年5月，美国爱荷华州立大学举行的虚拟实验室专家会议上采用如下定义：虚拟实验室是为研究和创新活动提供远程协作和实验的一个电子平台。这主要从实验在远程教学中的应用角度描述，虚拟实验作为远程教学的组成部分，为远程学习者提供实验教学，成为学习者新的学习方式，同时改变教师的教学方法[1]。 （二）文章数量统计 以“虚拟实验教学”为精确主题在CNKI 网上搜索，根据题目筛选出与本研究相关的文章，统计出每年文章发表数量的情况，统计出每年文章发表数量的情况。（见表1）表 1 文章数量统计（2001年~2010年） 时 间 中国 期刊 全文 数据 库 中国 优秀 硕士 学位 论文 全文 数据 库 中国 重要 会议 论文 全文 数据 库 中国 博士 学位 论文 全文 数据 库 总 计 2010 55 6 2 0 63 2009 34 7 2 0 43 2008 26 16 3 0 45 2007 21 7 0 0 28 2006 15 4 1 0 20 2005 16 5 1 1 23 2004 20 1 0 0 21 2003 7 1 0 0 8 2002 2 1 0 0 3 2001 2 0 0 0 2 总计198 48 9 1 256 （三）文章研究内容的分类 教育技术94定义中，确定了教育技术的五个范畴，即设计、开发、运用、管理和评价。通过对256篇文章内容的纵览，将文