失业统计计量改革论文范文第1篇
摘要:为了预测火电机组在变工况状态下的运行最优值,提高燃煤电厂的燃煤效率,依据燃煤火电厂3个月的各项数据,通过分析并挖掘燃煤火电厂与供电煤率密切相关的可调控参数(主蒸汽温度、主蒸汽压力)随时间的变化关系,利用HoltWinters时间序列法进行预测。经过计算发现,通过HoltWinters方法得到的主蒸汽温度和主蒸汽压力的相对误差值分别为0.28%和2.13%。实验结果表明:HoltWinters时间序列法对预测燃煤火电厂火电机组在变工况下的运行数据是合理的,且其误差小,对燃煤火电厂提高火电机组的燃煤效率具有一定的指导意义。
关键词:煤炭能;HoltWinters;燃煤火电厂;数据挖掘;数据分析;预测
ZHU Longxia, XIAO Mingmei, LI Tao,et al.Research of operation optimization of thermal power unit based on time series analysis[J].Hebei Journal of Industrial Science and Technology,2017,34(2):125129. Research of operation optimization of thermal power unit
based on time series analysis
ZHU Longxia1, XIAO Mingmei1, LI Tao2, XU Yunfeng1, MA Rui1, LIU Bin3
(1.School of Information Science and Engineering,Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang, Hebei 050018, China;2.Hebei Branch, China Nuclear Power Engineering Company Limited, Shijiazhuang, Hebei 050000, China;3. School of Economics and Management, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang, Hebei 050018, China)
火力發电厂在中国电力工业中占据十分重要的地位,发电量可以达到总发电量的80%,而在重视节能减排的当今时代,火电厂的煤炭消费仍然达到了中国煤炭总数的50%以上。燃煤火电厂是依靠汽水系统、燃烧系统、电气系统和控制系统的共同作用而使燃料中的化学能量以电能的方式传输出去的。按照能量守恒原理,各个系统的能量变化都会波及到下一系统,并由于负荷、供电质量、经济性等要求,控制系统又会使这些波动反过来影响能量源——燃烧系统[1]。目前,中国通过改善燃煤方式[23]和锅炉改造等方式提高发电效率,但这主要集中于性能优化,而对供电电压和电网电压不平衡所造成的燃煤虚耗过多、电力浪费等问题没有过多考虑。因此,本文从提高火电机组运行效率的角度,寻找当前机组在运行工况条件下所能达到的最佳参数,从而为运行人员提供机组在特定负荷及外部条件下的最优运行方式和参数控制。第2期朱龙霞,等:基于时间序列分析的火电机组运行优化研究河北工业科技第33卷目前确定机组运行优化目标值的研究方法可分为3种:1)制造厂所提供的标准值;2)以火电机组经济性为目标函数,采用机组变工况理论优化计算得到;3)机组变工况下,以实时运行过程中的动态优化确定[46]。国内大多采用前两种方式,然而随着机组运行时间的延长和机组工作状态的动态变化,并不能反映机组实际运行状态下的最优化。 许多学者从事机组运行优化目标值的研究,根据现代优化计算方法,如关联规则算法[7]、神经网络算法[810]、遗传算法[11]、时间序列法[1213]、目标函数计算法[45]等建立相关模型,从而获得该机组运行优化的最优值。燃煤火电厂的任务之一是为电网用户提供足够的满足质量要求的热负荷,由于各种原因,电网用户所需的热负荷是随时变化的,当热电厂提供的热负荷与电网用户的需求量相平衡时最经济,否则,会造成浪费,或使电网用户生产难以正常运行。本文利用燃煤火电厂数据的时间序列性,对数以千计的燃煤火电厂某机组的实际运行数据进行分析,为运行机组人员提供在各种扰动下的最优运行参数控制,从而提高燃煤电厂的发电效率。
1关键技术描述 火电厂运行设备之间紧密联系,各设备运行状态的波动互相关联,这种动态波动的关联情况通过与设备状态相关的运行数据明显地显现出来[14]。电厂数据具有种类多、数量大、高维和强耦合的特点,且其在多个子系统的工作过程中,是随时间的变化而变化的。本文采用socket通信方式并以2 h为一个时间间隔,连续从分散控制系统(DCS)下载了3个月实时数据并进行分析。通过对电厂数据进行合法性检查,剔除冗余数据、空白数据和错误数据后,将其根据控制系统来源进行分组并在组中添加数据,最后将这些数据保存到XML(eXtensible markup language,可扩展标记语言)中。由于XML中的数据是从电厂获得的所有类型数据,故利用dom4j解析XML,将与该机组供电煤率密切相关的可调控参数,包括主蒸汽压力、主蒸汽温度、减温水量、给水温度、过量空气系数、再热减温水量等数据提取出来并构建数据仓库[15]。 时间序列,也叫时间数列、历史复数或动态数列,是将某种统计指标的数值按时间先后顺序排列所形成的数列[12,16]。对于平稳时间序列分析,指数平滑法中的Holt双参数线性指数平滑法适用于线性趋势、无季节变化的时间序列预测;Winters线性和季节性指数平滑法适用于对含有季节性因素的时间序列的预测[13,17]。HoltWinters模型是通过对历史数据的加权平均值来跟踪数据的变化,其可分为季节加性和季节乘性。
2时间序列模型的确立与分析 任何一个时间序列模型的建立首先都需要对时间序列数据作走势图,在对其走势进行分析的基础上,结合数据信息的先验知识来进行时间序列模型的确立。以主蒸汽温度、主蒸汽压力为例,利用Matlab对其历史数据进行了走势图的绘制,得到其时间序列的数据概貌,如图1和图2所示。从图中可以看出,虽然各项数据随时间的变化而变化,且变化程度有强有弱,但总的来说都有趋势和“季节”变化特征,故可采用具有趋势和季节的时间序列模型对其进行预测。 由于无法从图中看出明显的递增或递减趋势,本文用季节性变动分析方法中的移动平均数比率法对上述几项时间序列样本进行计算S(xt)=12xt-2+xt+12xt+22, 3≤t≤n-2。 通过计算可以发现,该值在允许误差值范围内保持恒定,且两者之间呈比例性而非数值增加或减少的相互关系,从而推断出上述数据时间序列中的“季节效应”具有成倍增长或下降的表现,故采用HoltWinters乘法预测模型对其监测指标进行预测。 基于以上研究,對该机组下的主蒸汽温度和主蒸汽压力构建HoltWinters乘法模型进行预测,预测间隔h个时间段的主蒸汽温度和主蒸汽压力数据的预测方程为F=St-2+h(mt+hrt) ,
式中:F表示预测值;mt表示在时间间隔t 的估计平均值;St表示适合于该时间段的“季节”因子;rt表示在时间间隔t的估计趋势项,即各数值对现数据平均值的期望增加或减少量。这3个系数确立所依据的方程组为mt=αxt/St-2+(1-a)(mt-1+rt-1) ,St=βxt/mt+(1-β)St-2 ,rt=γ(mt-mt-1)+(1-γ)rt-1 ,
式中:α,β,γ为HoltWinters时间序列分析模型的平滑常数,其值在0~1之间变化;“季节”变量因子为2。该方程通过不断修正平滑值St和趋势值rt,从而使预测值更加接近真实值。
3HoltWinters预测值计算与回归分析模型预测精度对比分析EViews(econometrics views)通常称为计量经济学软件包,是对社会经济关系与经济活动的数量规律,采用计量经济学方法与技术进行“观察”。其在科学数据分析与评价、金融分析、经济预测、销售预测和成本分析等领域应用非常广泛[18]。通过采用HoltWinters乘法预测模型与回归分析模型进行预测,经过多次重复实验,其中HoltWinters乘法模型中,主蒸汽温度权重系数α,β,γ分别为0.2,0.5,0.8,主蒸汽压力权重系数α,β,γ分别为0.9,0.1,0.05时效果达到最好;通过对3个月电厂数据的整理与组合,主蒸汽温度的回归模型为Y = 536544 666 667 + 0.061 030 303 030 3×X,主蒸汽压力的回归模型为Y=16.060 666 666 7+0.025 757 575 757 6×X,其中Y为预测值,X为次数。其实际值与分别采用两种模型进行预测的预测值如表1所示。 表1X日监测燃煤火电厂运行数据(实际值/预测值/使用回归分析模型预测值)
本文根据表1分别做出主蒸汽温度的实际值、预测值与回归分析模型的预测值曲线图,以及主蒸汽压力的实际值、预测值与回归分析模型的预测值曲线图,如图3和图4所示。图3主蒸汽温度的预测值、实际值与回归
分析预测值折线图
分析预测值折线图
Fig.4Line chart of vapor pressure’s predictions, actual values and predictions by regression analysis method
ε=(∑ni=1(vi-pi)2)/n,
σ=εv′×100% ,
式中:vi表示实际值;pi表示预测值;n表示需要预测项目的数量;v′表示实际值的平均值;σ即为相对误差值。根据上述公式,通过HoltWinters方法得到的主蒸汽温度和主蒸汽压力的相对误差值分别为028%,2.13%;通过回归分析模型得到的主蒸汽温度和主蒸汽压力的相对误差值分别为043%,636%。通过选取回归分析模型与本文预测方法进行对比,以平均相对误差作为模型预测效果评价指标,结果发现本文预测方法在预测精度上明显高于回归分析模型预测方法,更适用于中短期燃煤火电厂机组数据预测。
4结论 1)根据一天之内某燃煤火电机组在变工况下的实际运行数据的线性关系可以看出,主蒸汽温度与主蒸汽压力在实际运行过程中有增长趋势,且HoltWinters算法对其进行预测是合理的。 2)根据文中的误差分析可以得知,HoltWinters算法相对于回归线性模型对预测燃煤电厂火电机组的运行数据具有更高的准确性。 3)燃煤电厂数据在3个月内呈现增长趋势,但在现实生活中燃煤电厂数据处于波动状态,所以线性回归模型只能呈现燃煤电厂数据的总体发展趋势,但对预测具体数据将存在很大误差,而HoltWinters算法可通过调整参数减少预测数据误差。 4)HoltWinters时间序列分析法对进一步提高燃煤电厂火电机组运行的经济性具有一定的指导意义。
参考文献/References:
[1]裘国相, 汪思源, 王文标. 数据挖掘在火电厂运行优化目标值确定中的应用[J]. 自动化技术与应用, 2006, 25(3): 69.
QIU Guoxiang, WANG Siyuan,WANG Wenbiao. Data mining in optimization of the targeted value for thermal power plant[J]. Techniques of Automation and Applications, 2006,25(3): 69.
[2]姬中国, 郭玉泉. 在建大型火力发电厂节能分析与对策[J]. 电力建设, 2007, 28(5): 4446.
JI Zhongguo, GUO Yuquan. Analysis and countermeasures of underconstructed large thermal power plant energy saving[J]. Electric Power Construction, 2007, 28(5): 4446.
[3]蒋敏华, 黄斌. 燃煤发电技术发展展望[J]. 中国电机工程学报, 2012,32(29): 18.
JIANG Minhua, HUANG Bin. Prospects on coalfired power generation technology development[J]. Proceedings of the CSEE, 2012,32(29): 18.
[4]胡洪华, 黄廷辉, 艾卫国, 等. 大型火电机组运行优化目标值的研究和确定[J]. 中国电力, 2004,37(9): 2225.
HU Honghua,HUANG Tinghui,AI Weiguo, et al. Study and determination of operation optimization target values of large size fossilfired power unit[J]. Electric Power, 2004,37(9): 2225.
[5]任浩仁, 李蔚, 盛德仁, 等. 火电机组变工况下运行指标应达值的分析[J]. 中国电机工程学报, 1999,19(9): 5052.
REN Haoren, LI Wei, SHENG Deren, et al.The analyze of operation index for the power unit under different loads[J]. Proceedings of the CSEE, 1999,19(9): 5052.
[6]李建强, 刘吉臻, 张栾英, 等. 基于数据挖掘的电站运行优化应用研究[J]. 中国电机工程学报, 2006,26(20): 118123.
LI Jianqiang, LIU Jizhen, ZHANG Luanying, et al. The research and application of fuzzy association rule mining in power plant operation optimization[J]. Proceedings of the CSEE, 2006,26(20): 118123.
[7]鄭西西. 基于关联规则的火电厂优化目标值确定的研究[D]. 保定:华北电力大学, 2011.
ZHENG Xixi. Reaserch on the Thermal Power Plant Operation Optimization Value Determining Based on Association Rule[D]. Baoding: North China Electric Power University,2011.
[8]程伟良, 夏国栋, 徐寿臣, 等. 基于人工神经网络和模拟进化算法的分级燃烧优化[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2005, 45(5): 693696.
CHENG Weiliang, XIA Guodong, XU Shouchen, et al. Staged combustion oprimization based on artificial neural network and simulation evolvement algorithm[J]. Journal of Tsinghua University(Science and Technology), 2005, 45(5):693696.
[9]周昊, 朱洪波, 岑可法. 基于人工神经网络和遗传算法的火电厂锅炉实时燃烧优化系统[J]. 动力工程学报, 2003,23(5): 26652669.
ZHOU Hao, ZHU Hongbo, CEN Kefa. An online boiler operating optimization system based on the neural network and the genetic algorithms[J]. Power Engineering,2003,23(5): 26652669.
[10]王子杰, 李健, 孙万云. 基于神经网络和遗传算法的锅炉燃烧优化方法[J]. 华北电力大学学报(自然科学版), 2008, 35(1): 1417.
WANG Zijie, LI Jian, SUN Wanyun. Boiler combusion optimization based on neural network and genetic algorithm[J]. Journal of North China Electric Power University(Natural Science Edition),2008,35(1):1417.
[11]蔡杰进, 马晓茜. 基于遗传算法的火电机组运行优化[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2006, 34(4): 101105.
CAI Jiejin, MA Xiaoqian. Operation oprimization of steam power unit based on genetic algorithm[J]. Joumal of South China University of Technology(Natural Science Edition), 2006,34(4): 101105.
[12]张美英, 何杰. 时间序列预测模型研究簡介[J]. 江西科学, 2009,27(5): 697701.
ZHANG Meiying, HE Jie. Overview of time series forecasting model[J]. Jiangxi Science, 2009,27(5): 697701.
[13]吴涛, 颜辉武, 唐桂刚. 三峡库区水质数据时间序列分析预测研究[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2006,31(6): 500502.
WU Tao, YAN Huiwu, TANG Guigang. Prediction on time series analysis of water quality in Yangtze Gorger reservoir area[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University,2006,31(6): 500502.
[14]鲍文, 于达仁, 王伟, 等. 基于关联规则的火电厂传感器故障检测[J]. 中国电机工程学报, 2003,23(12): 170174.
BAO Wen, YU Daren, WANG Wei, et al. Sensor fault detection in thermal power plants based on association rule[J]. Proceeding of the CSEE, 2003,23(12): 170174.
[15]刘滨, 吴燕, 刘振宇. 数据仓库技术[J]. 河北工业科技, 2005,22(5): 305307.
LIU Bin, WU Yan, LIU Zhenyu. Introduction of data warehouse[J]. Hebei Journal of Industrial Science and Technology,2005,22(5): 305307.
[16]KALEKAR P S. Time series forecasting using HoltWinters exponential smoothing[J]. Kanwal Rekhi School of Information Technology, 2004:113.
[17]刘罗曼. 时间序列分析中指数平滑法的应用[J]. 沈阳师范大学学报(自然科学版), 2009,27(4): 416418.
LIU Luoman. Application of exponential smoothing in time series analysis[J]. Journal of Shenyang Normal University(Natural Science Edition), 2009,27(4): 416418.
[18]孙红果, 余星, 王竟竟. EViews在概率统计教学中应用[J]. 邵阳学院学报(自然科学版), 2013,10(3): 2428.
失业统计计量改革论文范文第2篇
摘 要 社会不断发展,对统计学知识的需求越来越明显,高校的体育教学也将体育统计学课程引入,基于此,本文分析SPSS视域下高校体育统计学改革可行性,思考高校体育统计学课程教学目标,并进一步探究科学开展SPSS视域下高校体育统计学课程教学改革活动的方法。促进高校体育统计学课程实现对学生的科学培养。
关键词 体育统计学 案例引导 互动式教学
体育高校设置体育统计学课程,获得的教学成果还不够理想,主要是因为体育统计学知识比较抽象,所涉及的内容比较复杂。学生方面存在的问题是独立思考能力不佳,难以理解体育统计学中的理论知识。在SPSS视域下,应积极实施改革手段,以提高教学质量。
一、SPSS视域下高校体育统计学改革可行性分析
SPSS的优点是操作简单,只有在数据输入时才需要使用键盘,剩下的工作可以通过点击鼠标来完成。在窗口上完成管理,主要是以菜单和对话框的形式,整个过程都不需要编程。只要求学生能掌握电脑基本的操作软件,也没有过高的计算机水平和英语水平要求。使用简单的统计学方法和基本原理就能完成比较复杂的同级运算。SPSS的明显优势是方法丰富,具有强大的功能,教学中的需求基本上都能得到满足。从比较简单到复杂的问题都能得到有效解决。无论是管理功能还是分析功能都能完成。将SPSS软件应用于统计学,会使用图或者是表的方式来表达分析所产生的结果。在SPSS中,还有各种帮助形式,以有效促进学生自学入门。从以上论述可知,SPSS是体育统计学教学改革的软件保证。就体育教师而言,要想有效实现统计课程的延续性,应当满足更高的要求,达到一定专业水平,主要体现在组织能力和应用软件能力这两方面。作为体育统计学教师,应该对前沿的体育信息有充分的了解,进而增强自身的体育科研教学能力。分析SPSS软件,并形成研究理论,提高对软件的应用能力。运用统计软件,促进体育统计课程整合,以优化教师的教学组织[1]。
二、高校体育统计学课程教学目标
学习《体育统计学》的知识培养学生的体育专业素养,该课程的作用是揭示体育科学发展目标,这对从事体育专业工作的体育老师和教练员来说意义深刻,为体育发展提供科学指导,促进体育教学、运动训练以及社会体育的进步。体育统计学是高校体育专业的专业基础课程,一直以来被冠以方法论学科的美称。该学科的知识包括数理统计的原理和方法,使用科学的方法来收集、整理、分析和展示数据,实现对体育学现象的有效揭露,总结出隐藏在体育现象中的规律。在学习体育统计学课程时,要求学生掌握基本的理论和方法,在接受体育统计学基本训练的过程中,能初步形成研究体育现象的能力。安排学生学习该课程,目的在于让学生能够完成试验设计,并科学进行统计分析。应用体育统计学中的原理和方法来解决体育领域中的一些现实问题。在同学们掌握了一些具体的设计和分析方法之后,能熟练操作计算机统计软件,在脑海中形成一种统计思维,能正确认识自然界和社会中具有不确定性的事物。
三、科学开展SPSS视域下高校体育统计学课程教学改革活动
(一)全方位实施教学改革措施
在调整教学内容的工作中,仍然坚持着分析方法实用、够用的原则,并在此基础上追求发展和进步。将体育统计学的基本理论放在关键位置上,适当添加了一些多元化的实践内容,会对计算结果产生明显影响效果的是分析过程所使用的计算工具。学生通过自学来学习计算方法,在此期间还需要学习SPSS的实践操作。构建较为丰富的教学方法,在完成这项工作时,需要将同学们的接受能力、教学内容考虑在内。以现有的教学条件为基础,向着提高教学效果努力,促使学生可以主动掌握分析应用技能。建设科学的考核制度,并做进一步的完善,确保合理化。所实施的考核方案应该以学习效果为指标,将以学生为主体作为考核的基本宗旨,使得学生可以完全投入到整个课程的学习中。促进学生在平时养成积累知识的习惯,同时也要能够独立进行思考。就体育统计学的教学过程而言,所应用的评分方法应该体现一定的综合性,考核主要由三部分组成,分别是平时成绩、期末笔试、机试[2]。
(二)案例引导教学,促进学生深入思考
坚持以案例引導教学活动,也就是实现教育对象主体化,并做到理论与实际相联系,在组织案例教学的过程中,要保证与体育统计学的学科特点相符合,执行案例教学很容易在教学实践活动中获得较为明显的成效。在课堂教学过程中,适时引入案例,促进学生在实际运用中较好发现各种问题,学生也会自觉融入角色,能做到设身处地的思考问题和解决问题。在实际解决体育统计学复杂新问题时能合理使用课本上所学的知识。在案例教学的过程中,学生能更容易掌握书本上的知识,也能更好掌握统计学的分析方法,实际学习时自然而然对体育现象的规律进行深入的思考。比如教师引入的案例是不同教学方法所产生的不同教学效果,题目的要求是比较新教学法和原教学法对达标所产生的影响,在研究的过程中,设立了实验班和对照班,将新的教学方法运用于实验班,把旧的教学方法运用于对照班,在经过一个学期的实验后,比较两个班级达标认识的差异,实验探究新旧教学方法是否影响了班级的达标情况。学生解决实际的案例问题,会有更强的主观能动性,熟练应用SPSS软件中的各项功能。
(三)应用互动式教学,把问题抛给学生
将互动式教学运用在体育统计学知识的学习中,能成功将学生从传统填鸭式的教学中解放出来。在与他人互动的过程中,同学们可以循序渐进的掌握学科知识。教师运用互动教学模式时,应始终把学生放在主体位置上。充分体现教师与学生的思想互换和角色互换,使学生逐渐形成独立思考能力。通过与教师和其他同学的合作,学生能学习并理解知识,与此同时,还要让学生能够学会灵活运用所学知识。由此可见互动教学不仅在体育统计学的学习中适用,也可以延伸到其他的学科领域。平等对话是互动教学的基本,教师要摒弃以往权威式的教学模式,不再是“独白式”的讲解,纠正不良现象,才能保证获得有效的互动。较为宽松的外部条件和良好的心理支撑是实现有效互动的基础,建立平等对话机制非常关键。另外,教师还应该为学生创建自主互动的空间,为学生抛出的问题要具备牵一发而动全身的功能,所设置的问题应该具备较强的包容性,同时也有较为明显的选择性功能。学生在解决教师提出的问题时能有策略的进行,而不是仅仅选择某一个具体的方法。也可以让学生对解决问题的过程做多种假设和猜测,而不是仅仅让学生按照既定的程序作一试就灵的验证。教师要做的是将关键性的问题抛给学生,使其可以放开手脚去探究,此时互动就有了一定发展空间,同时也能激发学生迫切的需求。
(四)应用多媒体技术,提升教学质量
将数字化教学运用在体育统计学课程中,能有效弥补传统板书教学的不足,为学生展示更为清晰的内容知识。对于各种信息的记录是非常形象而又具化的,有声音也有图像。在播放教学的过程中,学生会被声音和图像内容所吸引,使得抽象的知识变得比较直观[3]。无论是教师还是学生都可以在课堂上实际进行操作,促进学生更好理解概念,同时也能学会套用概念。多媒体教学法的应用使得体育统计学的理论具备形象化特征,起到丰富教学方法的作用,同时也充分发挥了教学资源的价值,使得教学质量和教学效率明显获得提升。比如教师制作多媒体课件,在课件中实现对体育统计学知识的详细介绍,绘制能揭示体育规律的图像,包括“双侧检验示意图”,该图分为左右两部分,并进一步解释题目中的两类错误的关系,使得学生能够更好了解体育统计学的知识,获得较好的教学效果。
四、总结
综上所述,科学开展SPSS视域下高校体育统计学课程教学改革活动,应当全方位实施教学改革措施,坚持以案例引导教学,促进学生深入思考,应用互动式教学,把问题抛给学生,锻炼同学们独立解决问题的能力。科学应用多媒体技术,提升教学质量。在经过一段时间的学习之后,使得高校体育生能够灵活运用统计分析方法,具备较强的数据处理和分析能力。
参考文献:
[1]白伊菲,王泽华.基于SPSS软件的高校周边商品价格分析与研究[J].中国商论,2020(08):86-88.
[2]杨志军.新时期高校体育专业转型发展影响因素的统计学分析[C].中国体育科学学会.中国体育科学学会,2019:6151-6152.
[3]余桂刚,李存鹏.基于SPSS11.5的高校体育课程资源开发利用现状及发展对策研究[J].山东农业工程学院学报,2016,33(06):32-33.
作者单位: 湖南信息职业技术学院
失业统计计量改革论文范文第3篇
摘要:随着科学技术和社会经济的发展,传统的概率统计教学必须进行改革,以适应当前形势。为此,本文结合桂林电子科技大学工科院校的教学实际,就自己近年来讲授概率统计课的实践经验,从教学思想、教学案例、教学方法手段等方面分析工科院校概率统计教学改革实践,以加强学生对概率统计思想的领悟,增强运用概率统计思想解决实际问题的能力。
关键词:概率统计;教学案例;数学改革;能力
概率论与数理统计是研究随机现象统计规律性的一门数学学科,是本科院校工科各专业必修的一门重要的基础理论课程。通过本课程的教学,学生可以掌握概率论与数理统计的基本理论和方法,培养运用概率统计方法分析和解决实际问题的能力,并为后续专业课程的学习打下良好的数学基础。
随着科学技术和社会经济的发展,今天的教育定位也在发展。中国工程院院士、教育部前副部长韦钰认为,当前教育面临着的问题是:我们今天教的学生,将来要用我们不知道的知识去解决我们不知道的问题,而且是在国际竞争的背景下。随着科学技术和知识更新速度的不断加快,传统的概率统计教学必须进行改革,以加强学生对概率统计思想的领悟,增强运用概率统计思想解决实际问题的能力。
本人近年来一直担任“概率论”或“概率论与数理统计”的课程教学任务,结合桂林电子科技大学工科院校的教学实际及自己近年来上课的实践经验,在教学思想、教学方法手段等方面进行了分析和探讨。
一、概率与统计课程的发展、地位和作用
教师要高屋建瓴地了解概率与统计课程的发展、地位和作用。只有意识到上述问题,教师才能在教学过程中不仅传授数学知识,而且注重学生思维和能力的培养,从而避免让学生只是单纯地学习概念、公式和计算方法。因此,教师要通过学习和研究,深入理解概率与统计课程的发展、地位和作用,不能陷入“是什么内容就讲什么”的机械、枯燥的怪圈。
二、注重公共基础课程间的关联性
公共基础课程包括高等数学、线性代数和概率与统计等,是相互关联的。比如概率与统计,涉及一维(二维)连续随机变量的数学期望部分,就会用到高等数学中的定积分(或二重积分)。很多学生这时可能将定积分和二重积分的计算忘记,所以教师讲课时往往要根据学生的实际情况,对高等数学的积分部分进行适当复习。
三、概率与统计课程课堂教学的实践经验
教师要认真备课,精心施教,积累概率与统计课程课堂教学实践经验,包括课程总体设计思路、课程框架和学时安排、教学案例、例题的选取及讲解技巧等。
1.借助网络新技术授课。我们以前在教学过程中一直是采用板书教学,近年来在教学中已适当借助网络资源,对某些重要的知识点适当运用微课、慕课或网络课程等方式,激发学生的学习兴趣,调动他们的学习积极性,提高教学效率。
2.课程框架及学时安排。针对不同专业,我们学校的概率与统计课程设置有32学时的,也有48学时的。学生可根据自己的数学基础和专业需求,选择不同的课程和喜欢的任课教师。而且在上课时,教师要尽量选择与各专业相关的例题和案例,以提高学生运用概率统计解决实际问题的能力。但就目前工科各门基础课来说,学生数一般为150人甚至200人左右的教学班[1]。目前我校正在尽量逐步减少每个教学班的人数,控制在每班120人以下,以增加课堂师生互动,提高教学效果。
3.教学案例及例题的选取。概率与统计课程的作用是:使学生系统掌握概率与统计的基本知识,提高数学素养(如抽象思维、逻辑思维等),培养应用数学能力(建立数学模型、应用数学分析、进行数值计算、模拟和仿真等)。如何在有限的课堂时间内做到这些,是每个教师为之努力的事情。这就需要教师“精雕细刻”,精心设计课堂教学思路,巧妙选取教学案例,注重例题讲解方法,使学生能够融会贯通地掌握知识、方法和能力。
4.教学方法中,注重以解决实际问题为导向引入新课。以概率的公理化定义引入为例[2],如果课堂教学中教师直接给出概率的公理化定义、性质、计算方法等,学生往往会比较困惑。其一,概率的公理化定义中的三条性质——非负性、规范性和有限可加性,意义何在?其二,概念比较抽象、索然无味,学生容易机械记忆,这使得课堂教学效果变差。如果教师从引例开始,先是让学生自己抛10次硬币,计算出现正面的频率。之后教师引导学生观察抛100次硬币正面的频率、抛200次硬币正面的频率,以此类推,一步步发现规律,从而得到频率与概率的关系、频率的性质及概率的定义和性质。
在教学中,教师一定把握好教学内容的关键所在,即使是概率统计课程也不仅仅是计算、证明,更重要的是要教会学生发现问题、找到解决问题的途经、方法。教学有方,教无定法,贵在得法。
四、将数学建模思想融入概率统计课程
如何将概率统计课程的内容与解决实际问题相融合[3],以达到实践创新的目的,是每位概率统计课程教师应思考和解决的问题。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,建立能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的数学手段。
传统的概率统计教学,较多地注重数学公式的推导、计算能力的训练,忽略知识的实际应用,以至于很多学生的实际应用能力得不到发展。如何在教学中提高学生应用概率与统计的实际能力?那就要在教学内容中吸收和融入与实际问题有关的应用性题目,将数学建模思想融入概率统计课程。通过理论与实际相结合,在解决应用性题目的同时,更加有利于学生理解和掌握概率统计课程的相关内容。
五、信息化优质资源的合理运用
一些开放的、优质的信息化教学资源可以应用到课堂上,提高教学效果和效率。教师如果能很好地收集、研究和运用这些信息化优质资源,就能在课堂教学中把优质的教学资源介绍给学生,进而提高他们的移动学习能力、开放式教学资源运用能力,共享有质量的教育,甚至发展终身教育。教师也要通过引入多媒体资源,更清晰生动、透彻地对教授内容进行讲解、剖析,而且要清楚哪些内容适合你所教授的专业学生,或者哪些内容通过学习可以更加精深地传递给学生。集优质资源和优秀思想于一身的教师,一定可以带动一批学生学会学习、学会思考、学会创造,最终达到“教是为了不教”的目标。
参考文献:
[1]马文联,孟品超.工科数学教学改革及对大学生创新能力培養的作用[J].长春理工大学学报:社会科学版,2005,18(3):13-14,17.
[2]李晓毅,徐兆棣.概率统计教学与数学建模思想的融入[J].沈阳师范大学学报:自然科学版,2008,26(2):245-247.
[3]吴赣昌.概率论与数理统计(理工类·第四版)[M].北京:中国人民大学出版社,2011.
失业统计计量改革论文范文第4篇
摘 要:在各国都高度重视教育的背景下,本研究打算从试卷的质量评价方面,运用经典测量理论,选取一些实例验证,并对试卷进行质量调查。首先,要了解选题的背景;然后要充分理解经典测量理论的内容和要求,选取某中学的某次数学统考试卷,运用统计的方法对数据进行分析,从而得出试卷上各个习题的信度、效度、难度和区分度。
关键词:教育测量理论;信度;效度;难度;区分度
一、 前言
(一)选题的背景和意义
近些年,教育测量理论越来越受到人们的关注,这是教育改革走向成功的必然结果,广大教师希望可以借助科学的方法及时了解学生的发展变化,以便不断改进教学,提高教学质量;学校为了有效地组织教育教学工作,则需要准确掌握教学状况;教研人员在深入探讨教与学的规律时,必须采用科学的测评方法;各级教育行政部门为了有效地指导和做好教育工作,离不开科学的高效管理,每个行业都需要有效开发和利用社会人力资源。这一切都赖以科学合理的教育测量和教学评价。
然而,就目前状况看,我国教育测量与教学评价在理论和方法上,远不能适应教育发展的需求。因此,迅速提高教育测评的科学化水平,建立具有中国特色的现代测量与评价的科学体系,充分发挥评价功能是当务之急。
(二)研究的方法和思路
本项研究通过定性和定量研究相结合的方法,运用文献研究法、比较研究法、实验研究法等方法,通过定量的研究方法具体分析某中学的一次数学考试的数据,应用统计的方法分析,用经典测量理论分析和说明试卷质量分析的可行性和可操作性,从而改进试卷设计,提高命题的合理性和科学性。
基于经典教育测量理论(CTT),结合统计学的理论和方法,通过对某省某中学的某次数学统考试卷的研究,得到试卷质量和考试结果,得出试卷的总体评价,研究经典教育测量理论在试卷质量评价上的实现方法。而在运用经典测量理论之前,要了解经典测量理论的基本原理和主要内容。
二、经典测量理论的介绍
(一)基本原理
经典测量理论(CTT)认为测验分数X是由真分数T和随机误差E组合而成,即:
X=T+E (A)
(A)式中,X表示实测值,T表示真实值,E表示误差。
(二)教育测量的质量指标
1.信度。
信度是指測量结果的稳定性或可靠程度,亦即测量的结果是否真实、客观地反映考生的实际水平。
信度的计算公式为:
提高信度的方法:信度系数以多大为宜,信度系数的标准值为多少,目前没有定数,要看测验的目的和类型;测量误差的来源:主要分为三类,第一类误差产生于测验的本身;第二类误差与特定的实施条件有关;第三类误差包括被试本身的变化;提高测验信度的方法:测验题数合适的增加一些;测验题目的难易程度要把握好;测验内容尽可能地做到一致;测验程序及流程大体相同;测验时间控制在合理的范围内;评分最大限度地减少误差,做到客观公正。
2.效度。
效度的概念:效度是指测量结果的准确性和有效性的程度,亦指测量是否达到预期的目的。
效度的计算公式为:
提高效度的方法:首先,可以提高系统的准确性,提高误差,提高量表的完整性,安排好样本的测验,增加样本数量保证代表性,调整好效度和信度的关联。其次,影响效度还包括很多方面,我们应注意多个方面,包括测验实施、测验组成、被试主观状态和样本。最后,因效度系数会被原测验相似于效标的测验而受到一定的影响,所以,为了提高效度,我们就要保证两者相似度要高。
3.难度。
难度的概念:难度是指测验试题的难易程度。难度是试题对学生知识和能力水平的适合程度的指标。
测验的适宜难度:在绝大部分题目的难度适中且系数于0.3~0.7之间的常模参照性测验中,若题目难度不在这个范围而题目数量控制较好,使整个试卷的平均难度在0.5上下也是被允许的。对于区分不同程度考生,只有难度适中的题目才能产生良好的效果,并使考生成绩呈正态分布。对于难度过高或者难度过低的题目都应该剔除,提高区分度。
控制题目难度的基本方法:控制知识点的数量;要求考查的能力和层次适中;要保证试题的适度创新;保证出题的创新性。
4.区分度。
区分度的概念:是指测验对考生实际水平的区分程度,用符号D表示。当某项测验拥有良好区分度时,实际水平高的应该得高分,实际水平低的应该得低分。所以,区分度又叫鉴别力。区分度是进行试题筛选,测算试卷质量的重要工具。
提高区分度的方法:通过控制题目难度使其保持在中等水平,让整个考试的难度处于中等水平。并且要重点观察一些相对复杂的学习结果。
区分度的评价标准:在其他条件一定的情况下,区分度越高的试卷,质量越好。但是在实际情况下具有高的区分度是非常困难的。一般来说,可参照下表标准。不过对于有些质量要求较低的测验,偏低的区分度不会造成过大影响,是可以被接受的。
三、试卷质量分析的实证研究
(一)试卷统计分析的一般思路
第一步确定研究对象:首先,为保证调研对象的代表性,最好选择统考的中学数学测验。因为正规大型的数学测试利于增加数据的客观性与规范性,这样也有利于针对试卷质量进行分析进而得到比较准确的结果,从而发现试卷命题中存在的问题,并加以改进。其次,对于测量样本的选择,应该充分考虑实验实施的可能性以及统计结果的有效性,并且要注意保护被测验者的隐私。最后,要注意基于教育测量理论进行测算时,选择的样本一定要具备代表性,这样分析的结果才有利用价值。
第二步收集数据 :对抽取的实验样本进行分数采集。
第三步统计分析数据:形成质量分析报告。
(二)基于经典测量理论的试卷质量分析
综合上述,确定研究对象的各种因素,利用实习的便利,收集某省部分中学的期中考试试卷,随机抽取部分学校的学生作为实验样本。
将10道客观题按照0、1记分的方式进行转化,即3分记为1,0分记为0。
通过SPSS21.0和EXCEL对10道客观题进行分析。
通过SPSS21.0对10道客观题进行信度分析,结果如下:
结果显示,客观题的内部一致性alpha系数小于0.6,说明信度较低,可能需要修改试题。
通过SPSS21.0对10道客观题进行效度检验时,SPSS提示相关系数矩阵非正定矩阵,无法给出KMO值(通常使用KMO值表示效度)。经分析可能是由于样本量太少,或是存在一些特征值过小的自变量,无法满足正定矩阵的条件导致的。
通过逐一淘汰法对客观题的变量进行剔除,发现分别剔除第2题和第9题可以正常显示KMO值,结果如下:
可得出结论,KMO的值为小于0.6,其值是0.458,效度不适用。接下来同时剔除这两题,效度分析结果如下:
可得出结论,KMO的值大于0.6,其值是0.608,效度可以被接受。根据Bartlett球形检验结果P值小于0.05,可以说明剩余这8个题目不是相互独立的。
结果显示,在难度指标上,共有9个题目的通过率在0.7以上,有1个题目的通过率处于0.3~0.7之间。
根据客观题总分对被试得分进行排序,当样本团体过少时(n<100),将50%看作一个基点,将超过50%与低于50%分为两组,采用该规则将两组比作高分组与低分组。
结果显示,在区分度指标上,只有1题的区分度在0.3以上,其余题目的区分度均在0.2以下。
四、试卷分析的信息反馈
基于经典测量理论,对各个项目的信度、效度、难度、区分度进行计算,由数据分析可知:客观题的内部一致性alpha系数小于0.6,说明信度较低,可能需要修改试题;KMO值为0.608,大于0.6,效度可接受;Bartlett球形检验结果P值小于0.05,说明剩余这8个题目不是相互独立的;在难度指标上,共有9个题目的通过率在0.7以上,有1个题目的通过率处于0.3~0.7之间;在区分度指标上,只有1题的区分度在0.3以上,其余题目的区分度均在0.2以下。
五、结论与展望
(一)研究結论
本文以某省某中学的某次统考的数学试卷为样本,将定量研究法和定性研究法相结合,利用文献研究法、实验研究法、比较研究法等,基于经典测量理论对该份试卷的质量进行分析,作出价值判断。
先要判断试卷的题目是否符合基本的命题要求与考查的目标,做出基础判断和客观描述,这是关于质的分析。其次,利用信度、效度、难度和区分度这四大测量指标,对试卷质量进行科学和客观的评价,并依据考生的答题结果进行反馈,这是关于量的分析。结果表明:试卷的题目设置基本符合命题要求与考试大纲,各项测量指标中,信度、效度、难度的适用性极高,可以接受,区分度存在一定的问题,需要对部分题目进行修改。
(二)反思与建议
研究过程中存在问题和障碍是有利有弊的,虽然会浪费研究时间,但是也会为接下来的实证探索与研究提供强大的动力。现做出反思总结如下。
反思1:总分是否能反映学生的能力?
研究表明,仅仅利用分数判断学生的能力是不符合实际的。考试成绩虽然能够在一定程度上体现学生对于课本内容的掌握程度,但是无法体现学生的实际动手操作能力以及其他无法体现在课本上的能力。因此,通过试卷得出的分数以及排名并不能作为衡量学生能力的标准,而应该当作一个参考条件。
反思2:试卷质量分析过程中,如何调和质性分析与量化分析的关系?
从理论分析的角度而言,质性分析和量性分析确实存在一定的区别,但是两者作为教育评价中使用的主要方法,并不是对立的,而是求同存异,在试卷质量评价的统一战线上,互相弥补对方的不足。
从实际的题目角度而言,基于两项测量理论的各项测量指标分析,表明题目的可行性较低,但是由有经验的教师通过对试卷的基础性、发展性、综合性、目的性、价值性等多方面的分析,可能认为题目的可行性良好,这就表明了质性分析与量性分析的差异。针对二者矛盾,究其原因,可归结为老师在教学过程中过分注重课本理论知识的学习而忽略了对理论知识的实际应用以及发展。教育测量评价不能只关注学校的教育成果,更应该侧重学生未来的发展。
(三)研究展望
本文在利用经典测量理论的基础上,对中学数学试卷的质量分析过程进行研究,取得了一定的价值成果。但是,做研究绝不能满足于现状,本文所作的研究仅仅是这一研究领域中小小的一部分,还有很多问题亟待解决,需要我们进一步探索。
参考文献:
[1]王汉澜.教育测量学[M].郑州:河南大学出版社,1987.
[2]史晓燕.教育测量与评价[M].北京:北京师范大学出版社,2016.
[3]沈玉顺.现代教育评价[M].上海:华东师范大学出版社,2002.
[4]郭熙汉、何穗、赵东方.教学评价与测量[M].武汉:武汉大学出版社,2008.
[5]薛薇.统计分析与SPSS的应用.(第五版)[M].北京:中国人民大学出版社,2017.
[6]吴慧萍. 基于教育测量理论的中学数学试卷质量评价研究,2012.
[7]胡中锋.教育质量与评价[M].广州:广东高等教育出版社,2006.
失业统计计量改革论文范文第5篇
1目的
为了加强能源统计报表管理和能源计量抄报表管理,确保能源计量数据准确,可靠,为提高能源利用率,减少能源消耗提供依据,并推进公司能源综合利用和合理利用,提高经济效益,特制定本制度。
2 范围
本制度适用于公司能源计量管理体系所涉及的与能源计量抄报表、能源统计报表和能源计量数据使用、管理有关的部门、车间。
3 引用文件
中华人民共和国节约能源法
JJF1356-2012 重点用能单位能源计量审查规范 GB/T2589-2008 综合能耗计算通则
GB17167-2006 用能单位能源计量器具配备和管理通则
4 定义
本制度使用JJF13
56、GB17167和GB/T21368标准的定义及下述定义。 4.1能源库存量: 用能单位在报告期的某时间点所拥有的各种能源数量。 4.2加工转换:用能单位将一种能源形式转变为另一种能源形式的过程。
5 职责
5.1化验室负责将统计报表管理和能源计量抄报表管理纳入能源计量工作的统一管理,并实施监督和考核;
5.2公司能源计量管理明确规定与能源计量抄报表、统计报表有关的部门、车间在其中的责任。
6 能源计量数据的管理
6.1化验室按照节约能源法和JJF13
56、GB1716
7、GB/T21368 标准的有关条款的要求,建立能源计量抄报表制度和统计报表制度。 6.2能源计量抄报表和计量数据的控制
6.2.1化验室制定规范、统一的表格记录用于能源计量数据的抄报、统计与分析,并明
确被测量与记录数据之间的转换方法或关系。
6.2.2各使用、管理部门和车间负责各种能源消耗数据的定期抄报表和数据异常的追踪,确保能源计量报表原始数据真实、准确,具有可追溯性,并及时按能种汇总上报化验室,经化验室汇总处理后报送财务科结算。
6.2.3化验室按规定不定期开展能源计量系统运行中的计量数据监督检查,严格能源计量数据的管理,并进行公司内部各单位能源消耗核算的考核与奖罚。
6.2.3.1各单位的抄报表应定时、认真按能源计量设备显示或累计数据抄记,防止抄报表数据错误,并严禁擅自修改计量数据,同时必须按规定保存原始抄报记录; 6.2.3.2能源计量系统和能源计量设备的封印应保持完好,不得损坏,防止人为有意对计量数据造假或造成计量数据不准确。 6.3能源统计报表的控制
6.3.1化验室负责对各种能源消耗数据按节约能源法的要求,健立能源消费统计和能源利用状况分析制度,对消费的能源进行汇总和统计、分析与评价。
6.3.1.1根据公司能源管理和能源计量管理的要求及时按工艺生产周期(班、日、月)统计、计算单位产品的各种主要能源消耗量和(或)产品综合能源消耗量。 6.3.3.2负责健全能源消费统计分析报送制度,定期进行能耗统计汇总分析与评价;建立包括能源的购进(入)、消费、库存、损耗、质量化验等内容的能源计量数据原始记录和统计台账,并定期(月、季)向统计和节能行政主管部门报送能源统计报表。 6.3.3.3按国家发改委、四川省对重点用能单位的要求应在每年1月底前向主管经济和信息化局报送上一的能源利用状况报告。报告应包括能源购入、能源消耗、单位产品能耗、主要耗能设备和工艺能耗、能源利用效率、能源管理、节能措施、节能目标完成情况和节能经济效益分析、预测能源消费等内容。
6.3.2公司上报的所有能源统计报表和编制的能源利用状况分析报告应符合规定的要求,并一律采用国家统
一、规范的格式和表格。
6.3.3 为提高能源计量数据和监督能源消耗的时效,公司将积极采用计算机等先进的技术和手段,实现能源计量数据的管理。
7 记录
失业统计计量改革论文范文第6篇
一、加强宣传工作,计量惠民深入人心
1、加强对当地的集贸市场、加油机、餐饮业、商店(超市)、眼镜制配场所、医院、通讯等单位的负责人进行培训, 讲解了《商业、服务业诚信计量行为规范》、《加油站计量监督管理办法》、《集贸市场计量监督管理办法》、《眼镜制配计量监督管理办法》等计量法规, 推进诚信计量体系建设。
2、利用“计量日”、“质量月”等法制宣传日进行宣传,共发放宣传资料 100余份 , 使广大群众及时了解“计量惠民”活动进展情况。让人民群众实实在在的感受到计量与生活息息相关。
二、积极落实方案,“四个走进”取得实效
1、诚信计量进市场。全区共检查集贸市场2 个,在检查的同时,帮助集贸市场建立计量管理制度,建立计量投诉、申诉机制,完善公平秤的设置,规范市场计量环境。实现了集贸市场公平称检定率 100% 的目标。现在 盟市所在地集贸市场基本实现了“四统一”的监管模式。
2、健康计量进医院。医疗卫生单位的在用 医用强检计
量器具检定工作一直是个难题,由于种种原因不能或者拒绝开展检定工作,特别是地处乡镇的医疗点。但是工作人员都积极想办法,力争检定工作不留死角。
3、光明计量进眼镜店。皮山县辖区无眼镜店。
4、服务计量进社区乡镇。结合实际,尽快建立并完善免费咨询服务日制度,把定期开展免费咨询服务活动作为一项长期的利民便民措施。 已开展进入社区乡镇活动3次, 对社区的百姓免费开展血压计的检定和修理、开展免费检测服务20 次, 发放宣传材料100多份。
三、开展专项执法检查,维护消费者的权益
1、开展加油站专项计量监督检查。针对年初加油站举报增加,柴油、汽油涨价等情况,组织了加油站专项计量监督检查工作,重点在315国道、主要交通干线沿线、城乡接合处以及平时有投诉的加油站等进行突击检查。 共检查加油站总数20家、检查加油站在用加油机总数50台,具有有效期内检定证书加油机总数 50台,此次专项计量监督前加油站在用加油机受检率100%。
2 、加大对农资等定量包装商品的监督检查。工作人员定量包装商品抽查合格率一直在 95% 以上。抽查种子、化肥、农药、地膜产品共20 个批次,合格率 97.5% 。
四、存在的问题
一是计量器具检定率达不到 100% ,使用单位普遍反映
检定收费标准高,特别是医疗单位,多以计量检定费用高为由拒检、不检或超周期使用。
二是专项行动内容多,业务量大,面广,尤其是城乡结合部的计量监督检查,需要人力、物力、财力的支持,希望国家能像食品安全监督检查那样有专项经费的匹配。