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[关键词]模糊系统 神经网络 模糊推理神经网络 威胁 评估
一、引言
威胁评估就是根据战场敌我双方的态势推断敌方对我方的威胁程度,是防空指挥自动化系统的一个重要组成部分,是火力分配和战术决策的前提,对指挥员准确地判断敌情、正确部署、调整和使用兵力有着举足轻重的作用。目前常用的威胁评估方法主要有:层次分析法、多属性决策法、专家系统方法、模糊理论、神经网络方法等。
本文将模糊理论和神经网络融合,取长补短,提出了基于模糊推理网络的目标威胁评估方法。该方法利用神经网络来实现模糊逻辑推理,使神经网络没有明确物理含义的权值被赋予了模糊逻辑中推理参数的含义,并且系统具有自学习能力。实验表明,新方法保留了模糊理论和神经网络各自的优势,较好地解决了各自存在的问题,能有效地评估目标的威胁程度。
二、影响目标威胁程度的因素
在防空作战中,往往需要用多个因素刻画空袭目标的本质与特征。对地空导弹武器系统而言,影响目标威胁程度的主要因素有:
(1)目标的航路捷径P。指对武器部署点或保卫要地的航路捷径。
(2)目标类型C。空袭兵器的类型不同,其飞行速度和攻击能力也不同,对要地或地域的威胁程度也不同。
(3)机动特性M。主要考虑高度上的机动。当发现目标机动,说明其攻击意图明确,威胁程度大。
(4)到达发射区近界的时间T。
(5)电子干扰E。
三、模糊推理神经网络
一个多输入多输出的模糊推理网络系统(FNNS),它由五层组成,可直接完成模糊化、模糊推理、模糊运算、去模糊化等操作。
1.网络结构
FNNS各层的内部结构如下:
2.学习算法
FNNS的自组织学习过程和监督学习过程如下:
四、实验与分析
在一次保卫要地的防空作战中,某地空导弹营的探测雷达发现空中有4批敌对目标对我保卫要地构成了威胁。已识别出4批目标的类型C分别为战术弹道导弹、巡航导弹、歼击轰炸机、武装直升机,且已测得各批目标当前时刻的航路捷径P、到达发射区近界的时间T、电子干扰能力E(已归一化)。各个目标的数据如表1所示。
表1 4批目标的数据
根据上述数据,分别构建一个含4个输入节点、1个输出节点的神经网络(3层BP网)和模糊推理网络(5层),并进行训练。将得到目标威胁程度W的评估结果如下:
(1)模糊推理网络:W3=0.92 > W1=0.63 > W2=0.59 > W4=0.57。即,目标3的威胁程度是最大的,目标4的威胁程度是最小的。
(2)神经网络:W3=0.89 > W1=0.64 > W2=0.59 > W4=0.58。
可见,评估结果与模糊推理网络的相同,只是具体数据有所差异。
五、结论
本文将模糊理论与神经网络相结合,使用模糊推理神经网络评估目标的威胁程度。该方法利用神经网络来实现模糊逻辑推理,使神经网络没有明确物理含义的权值被赋予了模糊逻辑中推理参数的含义,使得规则容易抽取出来,并且系统具有自学习能力。仿真结果表明新方法能有效地评估目标的威胁程度。
参考文献:
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关键词:初中 数学教学 逻辑推理
推理是人类所特有的一种高级心理活动,是大脑反映客观事物的一般特性及其相互关系的一种过程。概括地说,推理就是人们对客观事物间接的概括的认识过程。所谓逻辑推理,是一种确定的、前后一贯的、有条理的、有根有据的思维,是人类正确认识事物必不可少的手段。《九年义务教育全日制初级中学数学教学大纲》明确提出展逻辑思维能力和逻辑推理能力,并能够运用所学知识解决简单的实际问题”。逻辑推理能力是与数学密切相关的特殊能力,培养这种特殊能力的最终的着眼点,是要使学生能够运用所学知识解决简单的实际问题。培养学生逻辑推理能力的首要关键是教师必须熟练地掌握各种不同的推理方法.而其根本途径是通过发掘教材内部的逻辑推理因素,考虑教材特点以及学生年龄特征结合数学来进行,既要做到有意融,叉必须潜移默化。任何离开教材另搞一套的做法都是不必要的。晚离学生实际,片面追求逻辑上的完整、严谨,提出过高过急的要求也是难以收到良好效果的.培养和发展学生的逻辑推理能力,是中学数学的重要教学目的之一。当然教师首先本身应该研究逻辑学,掌握一定的逻辑知识,在课堂教学中,应当充分体现出教材本身逻辑系统的要求,充分揭示教材的矛盾和学生认识过程的矛盾。通过设计一系列逐步深化的问题引导学生由浅人深地进行思考。
一、在加深对基本概念的透彻理解的过程中发展学生的逻辑推理能力
培养和发展学生的逻辑思维能力,是中学数学教学的目的之一,中学数学教材从始至终都包含着丰富的逻辑因素,体现了逻辑规律和逻辑形式.在教学中,要不断地揭示出教材的内在逻辑性,以培养学生的逻辑思维能力。常常碰到有的学生在解答数学习题的时候,只重视公式定理的记忆,热衷于难题的求解,却不重视对数学概念的透彻理解,因而常有偷换概念等错误出现。
例如,在求解汽船往返甲、乙两码头之间顺水速度为60千米/小时,逆水速度为30千米/小时,往返一次的平均速度时,学生错解为平均速度是(30+60)×1/2=45(千米/小时)。这里对“平均速度”概念的理解是错误的,把它和两个数的算术平均数混淆起来了。违反了思维的基本规律,因而得出的结论是错误的。
正确的解法是:设两码头相距s公里,则往返一次的距离为2S,顺水用的时间为未小时,逆水时间为S/60小时,故平均速度为V=2S/(S/60+S/30)(千米/小时)。从这个例子可以看到如能运用逻辑推理方法去理解平均速度,也就可以加深平均速度这概念的理解。在教学中如果教师掌握了这一规律也就能强调对这概念的具体理解和使用,培养学生的逻辑推理能力。
二、从特殊到一般,再从一般到特殊,在掌握知识和运用知识的过程中,培养学生的逻辑推理能力
初中数学中的概念、命题(公理、定理、公式)、推理、论证等都属于思维形式的范畴,这些思维形式都要遵循一定的思维规律。例如,在设计同底数幂的乘法法则推导时,先引导学生以特殊的例子103×l02=(10×10×10) ×(10×10)(乘方的意义)=10×10×10×10×l0(乘法的结合律)=105(乘方的意义)。
得出:103×l02=103+2。
然后用同理可得23×24=23+4;(1/2)2×(1/2)4=(1/2)2+4;说明不同的底数有相同的规律再举出a3·a2得a3·a2=a3+2,从而提出问题引导学生思考am·an=?,由学生分析并归纳出am·an=am+n从而得到一般地如果m、n都是正整数,那么am·an=am+n,这就是一个由特殊到一般的思维过程。这样训练,既使学生搞清公式、法则的来龙去脉,又加强了学生逻辑推理能力的培养。
三、在更正学生练习或作业的错误中,培养学生的逻辑推理能力
例如,含盐12%的盐水4千克,需加人多少克盐,才能达到含盐20%的盐水
解:设需加入戈克盐,根据题意,可得方程:
4×12/100+x=202(4+x)×20/100解得:x=0.4克
这个根在检验时,可能不难发现不合题意。如能遵循逻辑思维基本规律,在同一运算过程中,保持同一运算单位,就不会错在单位不统一上,而造成列错方程了。
正确方程应为: 4000×12/100+ x =(4000+ x) ×20/100
从上面解题中可以看出:在列方程解应用题时,最容易忽略单位的统一而列错了方程。如果你能运用逻辑思维基本规律检查一下你所列出的方程,就可能会发现问题,从而得到一个正确的方程。因此,在更正学生的练习或作业时,要加强对知识的理解和掌握,根据逻辑推理迅速、准确的解答问题,论证自己的论断,以及严谨而前后一贯地叙述自己的思想,从而培养学生的逻辑推理能力。
总之,逻辑推理能力,是正确、合理地进行思考的能力,它在能力培养中起到核心的作用。初中数学教学中,发展学生的逻辑推理能力,主要是逐步培养学生会观察、比较、分析、综合、抽象和概括,会用归纳、演绎和类比进行推理,会准确地阐述自己的思想和观点,形成良好的思维品质。只有培养学生的逻辑思维能力,并在发展的过程中,不断地修正错误,认识真理,使他们获得越来越丰富的科学知识,这尤其是在初中起点年级更为重要。
参考文献:
关键词:法律逻辑学;法律思维能力;培养策略
法律逻辑学是一门与推理和论证相关的法律类工具学科,其主要的任务是让学生能够厘清各种逻辑理论的具体内涵,以及灵活地运用各种逻辑方法于司法实践当中。而法律思维是指按照法律的逻辑来认真地观察和分析各种法律案件的思维方式,其与法律逻辑学的主要任务具有相关性,所以法律逻辑学对于培养学生的法律思维能力也具有非常重要的意义。
一、法律逻辑学可以培养法律思维能力
法律是社会公众的行为规范准则,其承担保障社会正常运作的职能,同时人们还要依靠法律来保证自身的权益不受侵犯,同时惩治社会犯罪行为。所以法律的严谨性和准确性非常重要,否则法律的权威性就会受到质疑,这也就要求法律的各个环节都必须具有严密的逻辑。但是在现实生活中,我们很难完全依据传统的逻辑方法来解决生活中的实际问题。而法律逻辑学就是为了解决这一状况而产生的,其主要的教学内容是法律推理和法律论证,分别是法律逻辑的基本规律、基本概念、逻辑推理、逻辑论证、案例论证和反驳等知识,学生通过学习法律逻辑学能够掌握普通的逻辑分析方法,同时形成较强的法律思维能力。
法律思维能力是指以法律的逻辑来观察、分析、解决法律问题的职业思维方式,主要表现为观察、分析法律事实的能力,搜集和判断法律证据的能力,归纳、概括案件争执焦点的能力,判定案件性质和认定案件事实的能力,正确阐释法理和适用法条的能力,严谨进行法律推理和论证的能力。一般来说,法律思维能力必须要经过长期的司法实践才能形成,但是学生通过学习法律逻辑学,可以初步形成法律思维能力。
二、法律逻辑教学的开展策略
法律逻辑学的主要教学目的就是让学生能够将法律逻辑的知识转化为实际的法律思维能力,所以学生必须要掌握将逻辑理论知识转化为法律思维的技能和方法。但是从当前的法律逻辑学来看,其教学内容普遍以“形式逻辑原理”+“法律实例”的形式展开,但是从实质上来看,这种教学模式并没有脱离形式逻辑的范畴,并没有有效地将法律逻辑理论与司法实践结合在一起。笔者结合多年的工作经验,现重点探究法律逻辑教学的具体开展策略,希望能够切实达到培养学生法律思维能力的目的。
1.将形式逻辑和辩证逻辑方法有效地结合在一起
法律逻辑学包含的教学内容非常丰富,比如法律推理的标准,法律推理的技术准则,演绎、归纳、类比推理的形式推理方法等。其中形式逻辑推理是法律中最基本的、普适性最高的推理方法,但是在实际的案件当中,单纯运用法律形式推理的案件几乎不存在。辩证逻辑推理是对法律形式推理的必要补充,学生通过学习辩证逻辑推理,能够有效地拓展法律职业思维的广度和加深法律职业思维的深度,进而保证法律思维的逻辑严密性。所以教师在教学过程当中,也应当将形式逻辑方法与辩证逻辑方法结合在一起,使得学生能够灵活地运用这两类方法开展法律推理。
2.强化批判性思维训练
批判性思维是指在理性思维基础上产生的一种带有怀疑性质的、创新的思维,其存在的目的就是通过分析和推理已有的认知和事实,而形成一种与别与常理的见解,从而达到探求真理的目的。批判性思维属于创新性思维的核心内容,其既具备强的逻辑分析性,又具有高度的辩证性,所以强化学生的批判性思维训练,就是强化学生对于多种思维方法和思维方式综合运用的熟练程度。
在法律逻辑学的教学当中,教师应当有意识地渗透批判性思维,让学生能够养成自由思考的习惯,通过长期自觉理性的判断,使得学生不会盲目迷信“标准答案”,走出传统的思维定势的局限。在课堂上,教师可以经常出一些存在错误的案例,让学生主动地纠正其中存在的法律逻辑错误,从而让学生形成辩证的法律逻辑思维形式,增强学生法律逻辑思维的准确性和严谨性。另外,教师还要让学生学会提出恰当的问题,学会对所列示的证据材料提出合理的质疑,能够及时地识别其中存在的错误,并且用可靠的证据进行论证,最终得出合理的、具有说服力的结论。
3.培养学生的法律思维能力
法律逻辑学的教学内容主要包括形式逻辑训练和法律思维能力的培养,所以教师在教学过程当中应当重视这两方面内容的讲解。在培养学生的法律思维能力方面,教师首先要开展生活化教学,选择实际生活中出现的真实案例与教材的文字知识结合起来,在课堂上为同学们详细地分析一些现实中发生的事情、社会热点问题及有趣的逻辑典故。这样一方面可以使得书面知识直观化,使得法律逻辑学教学更加灵活、更加具有实用性;另一方面,也便于学生将抽象化的理论知识转化为实际的理性认识,提高学生的知识实践运用能力。其次是采用案例教学法,教师要选择一些案例来开展法律逻辑教学,选择的案例必须具有法律专业性、真实性以及可讨论性,能够引发学生产生不同的观点。只有教师在课堂上引用具有可讨论性的案例,才能使得学生之间产生不同的思维碰撞,以此来对学生进行逻辑思维训练,培养学生的批判性思维和法律实践能力。最后是运用论辩教学法,即引导学生针对某个具体的理论、实际的事例进行辩驳与争论,以此充分锻炼学生的法律职业能力。教师在采用论辩教学法的过程中,必须要给予学生充分的时间独立地思考问题,并且让学生能够在课堂上充分地表达个人的思考和理解。教师要鼓励学生大胆地思考和分析,通过课堂所学的知识去发现其中的规律和方法,最终得出合理的结论。这样的论辩过程,可以很好地考察学生对知识的掌握程度、逻辑分析的能力、语言表达的能力、思维的敏锐程度,能够很好地提高学生运用所学法律知识论证个人论点或反驳他人观点的能力,同时对于培养和提高学生的综合思维能力也具有非常重要的意义。
参考文献:
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小学科学教材中有许多属于解暗箱的课题,例如:《火山》、《地震》、《地球内部有什么》、《食物到哪里去了》、《潜望镜的秘密》等。这些课题通过引导学生反复感知那些可感知的事物的外部情况,研究有关事实,抓住推理的突破口,间接推断出事物的本质和特征,探索其内部奥秘。实质上解暗箱是由表及里进行探究的科学方法,运用的是一种逻辑思维方法,从另一个角度为人们提供了一条认识事物的重要途径。前不久我市推出了小学科学“解暗箱”课堂教学策略,在对策略的实践和应用的过程中,我注重对学生逻辑思维能力的发展,培养学生的逻辑推理能力。下面浅谈一下在教学中的一些做法:
一、在“创设情境、发现暗箱”的教学中,加强儿童对学习材料的充分理解。使学生对于要探究的内容有全面的了解,在头脑中形成初步的表象
暗箱是指那些不能打开或不能从外部直接观察其内部状态的系统。“暗箱”内容是不能直接感知的,但根据一定的可感知的的外部情况,可以间接推断出来,这一过程即是“解暗箱”的过程。“解暗箱”的课题通过引导学生反复感知那些可感知的事物的外部情况,研究有关事实,抓住推理的突破口,间接推断出事物的本质和特征,探索其内部奥秘。
学生的事实储备,是学生进行推理活动的“物质基础”。所以在进行逻辑推理之前,要让学生拥有大量的相关客观事实。客观事实是分析、推理、判断的前提和基础,除教材提供的事实外,还要启发学生根据已有的知识和经验来获取更多的事实发现,为下一步的推理活动提供更为充分的事实。所以在教学中我引导学生对于生活中的事实进行充分的分析,让学生对实际生活中的事实得到充分感知。例:在教学《苹果为什么落地》中我通过学生发现生活中大量的物体落地的事实,以及教师出示的各种物体落地的图片,让学生在此环节初步感受生活中的“苹果落地的现象”。
通过大量物体落地的事实,唤醒学生的生活经验。在此基础上引导学生从不同角度、不同层面进行思考,提出本节课研究的问题,发现本节课的“暗箱”即:苹果为什么落地。客观事实是分析、推理、判断的前提和基础,除教材提供的事实外,还要启发学生根据已有的知识和经验来获取更多的事实发现,为下一步的推理活动提供更为充分的事实。
二、在“依据事实,猜测暗箱”的教学过程中,渗透逻辑推理方法,培养学生的逻辑推理能力
“依据事实,猜测暗箱”是“解暗箱”课型教学的主体部分,也是发展学生逻辑思维、培养学生逻辑推理能力的最好时机。在教学中,我以生活事实为依据,以教材为具体实施内容,对学生进行逻辑推理能力的培养。例如:我执教的《果实是怎样形成的》一课中,在自然界中有各种各样的果实,它们是是怎样形成的呢?你认为可能与什么有关?
学生依据事实“在生活中,我们总是看到花谢了就会长出果实来”进行猜想,认为“可能与花有关”,然后出示花的构造图,引导学生猜想究竟是花的哪一部分发育成了果实?依据生活经验,学生在生活中经历过花谢的情景:花瓣凋落了不可能发育成果实;仔细观察凋落的花瓣中还有一些雄蕊,所以雄蕊也不可能发育成果实;萼片只是一片小叶子形状不可能发育成果实;由此经过生活事实的证明和层层的推理,只有雌蕊有可能发育成果实。教学中我依据学生已有的生活经验和知识经验,推理果实的形成原因。
三、在“模拟验证、揭示暗箱”的教学中,注重学生的自主交流,充分发挥语言对于逻辑推理的促进作用
语言是人们交际的手段,同时又是人们思维的工具。发展学生的逻辑思维、提高学生的逻辑推理能力离不开语言这个载体。在教学中,我以语言为载体,鼓励学生大胆发言,用语言表达其逻辑思维的过程和结果。教学中我让学生针对要研究的问题,结合对暗箱外部信息的了解和内部成因的假设,制订方案。制订方案时,一方面发挥教师引导、帮助、点拔的作用,另一方面引导学生用语言清晰的表达自己的方案。在表达过程中要求学生做到语言科学、规范、简练,让学生用语言叙述思维过程。展示交流是揭示暗箱的重要一环,要引导学生对获得的感性认识进行去粗取精、去伪存真、由表及里的整理加工,并能与前面的猜想与假设进行比较验证,从而得出理性的结论。
首先,要树立起立体观念,培养自己的空间想象能力,做到能想象出空间图形并把它画在一个平面上,还要能根据画在平面上的“立体”图形想象出原来空间图形的真实形状。为了培养学生的空间想象能力,刚开始学习立体几何时,要让他们动手做一些实物模型,如直线、平面、正方形、长方形等等。通过对模型中点、直线和平面之间位置关系的观察,逐步培养自己对空间图形的想象能力和识别能力,想象这些空间图形画在纸上是什么模样;同时要掌握画直观图的规则,掌握实线、虚线的使用方法,为正确地画图打好基础。培养自己的画图能力,可从简单的图形如直线和平面的各种位置关系,简单的几何体画起,由对照模型画图逐步过渡到没有模型也能正确画出空间图形的直观图,而且能由直观图想象出空间图形,在这个“想图、画图、识图”的过程中,不仅空间想象能力得到提高,抽象思维能力也可以得到很大提高。
其次,立体几何的研究方法与平面几何的研究方法类似,即依据公理,运用逻辑推理方法,这就要求初学立体几何的学生要重视逻辑推理能力的培养。在教学中发现学生在立体几何证明的过程中,常常出现以下两种错误:一个是由学生逻辑推理能力差而导致证题思路上的错误,另一个是由学生语言表达能力差而导致的证题书写上的错误。由此不难看出,要学好立体几何的基础知识,必须重逻辑推理能力的培养。为此,初学立体几何的学生要重视看起来简单的那些基本概念、公理和定理,不仅要理解它们,还要熟练地记忆它们,掌握它们之间的联系。同时对基础的题目必须从一开始就认真地书写证明过程,包括已知、求证、证明、作图等,证明过程要特别注意所运用的公理,定理的条件要摆够、摆准。另外,对课本上定理的证明必须熟记,掌握定理证明的逻辑推理过程及其渗透的教学方法。
第三,要学好立体几何的基础知识,还要充分运用“化归”这种数学思想,要明确在转化过程中什么变了,什么不变,有什么联系。比如三垂线定理可以把平面内两条直线垂直转化为空间的两条直线垂直,而三垂线定理的逆定理可以把空间的两条直线垂直转化为平面内的两条直线垂直。再如异面直线的距离可以转化为直线和与它平行的平面间的距离,也可以转化为两平行平面的距离,即异面直线的距离与线面距、面面距三者之间互相转化。又如异面直线可由平面几何中的平行直线转化而得。只要把两条平行直线中的一条旋转使它与原平行线确定的平面相交即可。异面直线还可由平面几何中的相交直线平移而得。只须把两条相交直线中的一条从原相交直线确定的平面中平行地拉出来,这个过程涉及到一个距离问题。事实上,整个平面几何所研究的点和直线之间的三种位置关系都可以用角和距离描述,当平面图形由于多加了一个“面”而转化为立体图形,出现点、直线、平面之间的六种位置关系时,不难发现,我们仍然可以用角和距离来描述。
由于平面几何是立体几何的一部分,空间的点、线、面都在同一平面内,平面几何中的结论仍然成立。反过来,平面几何中的正确命题在立体几何中是否依然正确呢?当然不一定正确。如有三个直角的平面四边形一定是矩形,但有三个直角的空间四边形一定不是矩形,所以提醒初学立体几何的学生,要在学习过程中注意平面几何与立体几何及立体几何本身各元素的位置关系的区别和联系,及时进行对比和总结,掌握转化的规律。