模糊數學在高等院校的開展與發展

趙利云

【摘 要】針對很多學校不開設模糊數學課的現狀,說明了在高等院校中應開展模糊數學教學,并說明了模糊數學在高等院校的發展。

【關鍵詞】模糊數學 開展 發展

【中途分類號】G622.3 【文獻標識碼】A 【文章編號】1673-8209(2009)11-0-01

模糊數學是一門新興學科,自1965年,美國控制論專家、數學家查德發表了論文《模糊集合》開始,40多年來,發展非常迅速,它已被應用到國民經濟和科學技術各領域。

1 模糊數學在高等院校的開展

模糊數學發展和擴充了經典數學的研究領域,對其他學科顯示了強大的滲透力和解釋力,使之在高校課程體系中占有不可替代的地位。

模糊數學在各個領域中應用非常廣泛,它已初步應用于模糊控制、模糊識別、模糊聚類分析、模糊決策、模糊評判、系統理論、信息檢索、醫學、生物學等各個方面。在氣象、結構力學、控制、心理學等方面已有具體的研究成果。然而模糊數學最重要的應用領域是計算機智能,不少人認為它與新一代計算機的研制有密切的聯系。尤其是人文、社會學科及其它“軟科學”的數學化、定量化趨向把模糊數學推向中心地位。

模糊數學對事物的不確定的性質狀態作數量描述,目的是要從模糊中求精確,以便獲得與事物本來面目接近一致的參數。據此,把模糊數學引進教育科學研究領域就是必然、可行而具實行意義了。因為這個方向會“減少對精確定量分析的先人為主的偏見。增加對大量人類思維和感知中不精確性的普遍性的承認”,而接受這一現實將增進“我們對人文系統特性的了解,有希望取得比極限在傳統方法中可能得到的更大的實際發展”。在較長時間里.精確數學及隨機數學在描述自然界多種事物的運動規律中.獲得顯著效果。但是,在客觀世界中還普遍存在著大量的模糊現象,模糊數學不僅只是能活用在運動或者商業的用途上,也可運用在玩樂上面,并且實現了在感官上的認知轉換成定量分析的可能性。這樣的結果更具有客觀性,理性。

我們研究人類系統的行為.或者處理可與人類系統行為相比擬的復雜系統。如航天系統,人腦系統,社會系統等。參數和變量甚多,各種因素相互交錯,系統很復雜,它的模糊性也很明顯。所以,在這些系統中,模糊數學也被廣泛的應用著。

任何事物都可以運用模糊數學來把所知道的數據,量化成數字,作成圖表,以拿來做分析用。如此不但是研究,更可以在各種事物的評分上,取得更客觀的標準,也可以減少麻煩。也可以很清楚的得到各個影響因素,所影響的比重,更清楚、方便的一目了然。模糊數學是個非常方便、好用的工具,但必須先學會它,才能靈活的運用這工具。

然而現實情況是,許多高等院校只是把模糊數學作為研究生必修或選修課程。這樣,模糊數學是不夠普及的。在我校,經常會出現這些情形,很多老師在講授專業課時,里面涉及的模糊概念是很難說明白的。例如,像“遠遠大于”,“無限接近”等模糊概念。而對于學生來說,則經常會出現在考慮問題時,問題本身是一些模糊數學問題,但由于沒學過模糊數學這門課程,而自學起來又比較費事,從而,使問題難以解決,只能考慮這個問題的清晰狀態了,使研究不十分切合實際,結果不令人滿意。因此,針對高等院校各專業的專業特點,我認為模糊數學應有所側重的在高職院、本科生、研究生中開展起來,結合各專業的特點,模糊數學的教學也應有所側重。例如,對控制專業的學生,應在模糊控制部分加強教學,在教學過程中引用控制專業的實例,講授模糊控制內容。

2 模糊數學在高等院校的發展

2.1 與專業接軌

模糊數學立足于高等院校學生的基礎教育,注重對學生進行基礎理論的啟蒙,特別注意模糊數學內容為專業服務,為培養基礎扎實、有創新能力、實踐能力強、應用性強的高級應用型人才的大目標服務,從根本上促進專業的發展。模糊數學教學應注重對學生模糊概念的教學:訓練學生靈活、有效地掌握模糊數學工具的能力,訓練學生學習用模糊數學解決工程問題的能力,訓練學生掌握模糊數學實驗基本動手能力,為提高學生的綜合素質服務。

因此,針對不同專業的學生,教學重點也有所不同。例如,對于學醫學的學生來說,模糊識別和模糊綜合評判就是重點;對于交通的學生來說,模糊控制、模糊規劃與模糊決策就是重點。等等。

2.2 與實驗相結合

通過做模糊數學的實驗,使學生掌握模糊數學模型的建立和應用方法,提高他們分析和處理模糊數據的能力,培養對模糊事件作出決策的能力,為今后處理和分析實際問題打下良好基礎。例如可以做模糊統計和分布的實驗,讓學生掌握模糊統計和分布;模糊控制的軟件設計,以掌握模糊控制的求解方法;模糊聚類分析和模糊模型的識別,讓學生掌握模糊聚類分析和模糊模型的識別的內容;模糊決策和模糊線性規劃,讓學生掌握模糊決策和模糊線性規劃內容。

2.3 與生活實踐相結合

“模糊數學”是一門新的學科分支,模糊理論深奧、概念抽象。所以,根據不同的授課對象,突出重點與難點,闡明“模糊數學”中的幾個基本理論。在講授這門課程時就得與生活實際相聯系,結合大量的實際應用例子,講清每一個基本理論所包含的概念、原理與方法,從而讓學生加深對理論概念的理解.當我們講解模糊綜合評判理論時,就把它應用到“大學生綜合素質的多級模糊綜合評判”,“教師教學水平的模糊綜合評估”等等;當我們講解模糊模式識別時,就把它應用到“手紋的模糊模式識別”、“疾病的識別”、“各種幾何圖形的識別”等等;當我們講解模糊控制時,就把它與“變頻空調的模糊控制”、“傻瓜照相機”、“模糊洗衣機”“城市交通控制”等相結合.老師深入淺出的授課與講解,使學生理解模糊數學中的基本概念與是模糊數學不再抽象。

參考文獻

[1] L.A.zadeh. Fuzzy set [J]. Information and Control. 1965. 8:338-353.