模糊數(shù)學(xué)在高等院校的開展與發(fā)展

趙利云

【摘 要】針對很多學(xué)校不開設(shè)模糊數(shù)學(xué)課的現(xiàn)狀,說明了在高等院校中應(yīng)開展模糊數(shù)學(xué)教學(xué),并說明了模糊數(shù)學(xué)在高等院校的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】模糊數(shù)學(xué) 開展 發(fā)展

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

模糊數(shù)學(xué)是一門新興學(xué)科,自1965年,美國控制論專家、數(shù)學(xué)家查德發(fā)表了論文《模糊集合》開始,40多年來,發(fā)展非常迅速,它已被應(yīng)用到國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)各領(lǐng)域。

1 模糊數(shù)學(xué)在高等院校的開展

模糊數(shù)學(xué)發(fā)展和擴(kuò)充了經(jīng)典數(shù)學(xué)的研究領(lǐng)域,對其他學(xué)科顯示了強(qiáng)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(shù)學(xué)在各個領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛,它已初步應(yīng)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(tǒng)理論、信息檢索、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等各個方面。在氣象、結(jié)構(gòu)力學(xué)、控制、心理學(xué)等方面已有具體的研究成果。然而模糊數(shù)學(xué)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域是計(jì)算機(jī)智能,不少人認(rèn)為它與新一代計(jì)算機(jī)的研制有密切的聯(lián)系。尤其是人文、社會學(xué)科及其它“軟科學(xué)”的數(shù)學(xué)化、定量化趨向把模糊數(shù)學(xué)推向中心地位。

模糊數(shù)學(xué)對事物的不確定的性質(zhì)狀態(tài)作數(shù)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(shù)。據(jù)此,把模糊數(shù)學(xué)引進(jìn)教育科學(xué)研究領(lǐng)域就是必然、可行而具實(shí)行意義了。因?yàn)檫@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(rèn)”,而接受這一現(xiàn)實(shí)將增進(jìn)“我們對人文系統(tǒng)特性的了解,有希望取得比極限在傳統(tǒng)方法中可能得到的更大的實(shí)際發(fā)展”。在較長時間里.精確數(shù)學(xué)及隨機(jī)數(shù)學(xué)在描述自然界多種事物的運(yùn)動規(guī)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(xiàn)象,模糊數(shù)學(xué)不僅只是能活用在運(yùn)動或者商業(yè)的用途上,也可運(yùn)用在玩樂上面,并且實(shí)現(xiàn)了在感官上的認(rèn)知轉(zhuǎn)換成定量分析的可能性。這樣的結(jié)果更具有客觀性,理性。

我們研究人類系統(tǒng)的行為.或者處理可與人類系統(tǒng)行為相比擬的復(fù)雜系統(tǒng)。如航天系統(tǒng),人腦系統(tǒng),社會系統(tǒng)等。參數(shù)和變量甚多,各種因素相互交錯,系統(tǒng)很復(fù)雜,它的模糊性也很明顯。所以,在這些系統(tǒng)中,模糊數(shù)學(xué)也被廣泛的應(yīng)用著。

任何事物都可以運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)來把所知道的數(shù)據(jù),量化成數(shù)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(biāo)準(zhǔn),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(shù)學(xué)是個非常方便、好用的工具,但必須先學(xué)會它,才能靈活的運(yùn)用這工具。

然而現(xiàn)實(shí)情況是,許多高等院校只是把模糊數(shù)學(xué)作為研究生必修或選修課程。這樣,模糊數(shù)學(xué)是不夠普及的。在我校,經(jīng)常會出現(xiàn)這些情形,很多老師在講授專業(yè)課時,里面涉及的模糊概念是很難說明白的。例如,像“遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于”,“無限接近”等模糊概念。而對于學(xué)生來說,則經(jīng)常會出現(xiàn)在考慮問題時,問題本身是一些模糊數(shù)學(xué)問題,但由于沒學(xué)過模糊數(shù)學(xué)這門課程,而自學(xué)起來又比較費(fèi)事,從而,使問題難以解決,只能考慮這個問題的清晰狀態(tài)了,使研究不十分切合實(shí)際,結(jié)果不令人滿意。因此,針對高等院校各專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn),我認(rèn)為模糊數(shù)學(xué)應(yīng)有所側(cè)重的在高職院、本科生、研究生中開展起來,結(jié)合各專業(yè)的特點(diǎn),模糊數(shù)學(xué)的教學(xué)也應(yīng)有所側(cè)重。例如,對控制專業(yè)的學(xué)生,應(yīng)在模糊控制部分加強(qiáng)教學(xué),在教學(xué)過程中引用控制專業(yè)的實(shí)例,講授模糊控制內(nèi)容。

2 模糊數(shù)學(xué)在高等院校的發(fā)展

2.1 與專業(yè)接軌

模糊數(shù)學(xué)立足于高等院校學(xué)生的基礎(chǔ)教育,注重對學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)理論的啟蒙,特別注意模糊數(shù)學(xué)內(nèi)容為專業(yè)服務(wù),為培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、有創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)的高級應(yīng)用型人才的大目標(biāo)服務(wù),從根本上促進(jìn)專業(yè)的發(fā)展。模糊數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)注重對學(xué)生模糊概念的教學(xué):訓(xùn)練學(xué)生靈活、有效地掌握模糊數(shù)學(xué)工具的能力,訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)用模糊數(shù)學(xué)解決工程問題的能力,訓(xùn)練學(xué)生掌握模糊數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)基本動手能力,為提高學(xué)生的綜合素質(zhì)服務(wù)。

因此,針對不同專業(yè)的學(xué)生,教學(xué)重點(diǎn)也有所不同。例如,對于學(xué)醫(yī)學(xué)的學(xué)生來說,模糊識別和模糊綜合評判就是重點(diǎn);對于交通的學(xué)生來說,模糊控制、模糊規(guī)劃與模糊決策就是重點(diǎn)。等等。

2.2 與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

通過做模糊數(shù)學(xué)的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生掌握模糊數(shù)學(xué)模型的建立和應(yīng)用方法,提高他們分析和處理模糊數(shù)據(jù)的能力,培養(yǎng)對模糊事件作出決策的能力,為今后處理和分析實(shí)際問題打下良好基礎(chǔ)。例如可以做模糊統(tǒng)計(jì)和分布的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生掌握模糊統(tǒng)計(jì)和分布;模糊控制的軟件設(shè)計(jì),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(xué)生掌握模糊聚類分析和模糊模型的識別的內(nèi)容;模糊決策和模糊線性規(guī)劃,讓學(xué)生掌握模糊決策和模糊線性規(guī)劃內(nèi)容。

2.3 與生活實(shí)踐相結(jié)合

“模糊數(shù)學(xué)”是一門新的學(xué)科分支,模糊理論深奧、概念抽象。所以,根據(jù)不同的授課對象,突出重點(diǎn)與難點(diǎn),闡明“模糊數(shù)學(xué)”中的幾個基本理論。在講授這門課程時就得與生活實(shí)際相聯(lián)系,結(jié)合大量的實(shí)際應(yīng)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(xué)生加深對理論概念的理解.當(dāng)我們講解模糊綜合評判理論時,就把它應(yīng)用到“大學(xué)生綜合素質(zhì)的多級模糊綜合評判”,“教師教學(xué)水平的模糊綜合評估”等等;當(dāng)我們講解模糊模式識別時,就把它應(yīng)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(dāng)我們講解模糊控制時,就把它與“變頻空調(diào)的模糊控制”、“傻瓜照相機(jī)”、“模糊洗衣機(jī)”“城市交通控制”等相結(jié)合.老師深入淺出的授課與講解,使學(xué)生理解模糊數(shù)學(xué)中的基本概念與是模糊數(shù)學(xué)不再抽象。

參考文獻(xiàn)

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