建模方法是毕业论文的重要部分。建模就是用数学工具解决实际问题。学生先要明确研究问题。问题来自现实生活。问题可能很复杂。学生需要把复杂问题简单化。抓住问题的主要方面。忽略次要因素。这就是抽象过程。
抽象之后开始建立模型。模型是实际世界的简化表示。模型帮助我们理解世界。模型有很多种。简单模型容易计算。复杂模型更接近真实。选择模型要考虑研究目的。数据多可以选复杂模型。数据少只能选简单模型。
常用模型包括线性回归。线性回归找变量之间的关系。一个变量变化引起另一个变量变化。比如学习时间与考试成绩的关系。收集数据点。画在坐标图上。找一条直线。直线尽量靠近所有点。这条直线就是模型。直线方程是y=ax b。y是考试成绩。x是学习时间。a和b是待求参数。
求参数需要数据。收集足够多的数据。数据要真实准确。用最小二乘法计算a和b。计算后得到具体方程。用这个方程预测新情况。预测学习时间对应的成绩。预测结果不一定完全准确。但能提供参考。
另一种常见模型是分类模型。分类模型把事物分到不同类别。比如判断邮件是不是垃圾邮件。输入邮件的特征。输出是“垃圾邮件”或“非垃圾邮件”。训练数据很重要。训练数据是已知结果的样本。用这些样本教计算机分类规则。计算机学会规则后对新邮件分类。
决策树是分类模型的一种。决策树像一棵倒着的树。从树根开始。每个节点是一个问题。根据答案选择分支。走到叶子节点得到分类结果。比如判断是否出门玩。第一个问题:下雨吗?下雨就不出门。不下雨问第二个问题:作业写完了吗?写完了就出门。没写完就不出门。决策树容易理解。但可能过于简单。
更复杂的分类模型是神经网络。神经网络模仿人脑结构。由大量神经元连接而成。每个神经元简单计算。众多神经元合作完成复杂任务。神经网络需要大量数据训练。训练时间长。但效果好。适合图像识别、语音识别等复杂问题。
时间序列模型分析随时间变化的数据。比如股票价格、气温变化。时间序列数据有趋势。可能上升或下降。还有季节性变化。比如夏天热冬天冷。时间序列模型找出这些规律。用过去数据预测未来。
建立模型不是最终目的。模型要验证。验证看模型好不好。把数据分成两部分。一部分训练模型。另一部分测试模型。测试数据不参与训练。用测试数据检验模型预测能力。预测结果与实际结果比较。差距小说明模型好。差距大说明模型需要改进。
模型不好有多种原因。可能是数据问题。数据量太少。数据质量差。数据有错误。可能是模型选择问题。模型太简单无法捕捉复杂关系。模型太复杂容易过度拟合。过度拟合指模型对训练数据拟合太好。对新人数据预测反而差。就像学生死记硬背例题。遇到新题目就不会做。
改进模型的方法很多。增加数据量。收集更多数据。提高数据质量。清洗数据去除错误。尝试不同模型。比较哪个模型更好。调整模型参数。参数影响模型表现。通过试验找到最佳参数。
建模过程可能反复。先试一个模型。效果不满意。换一个模型再试。不断改进直到满意。这需要耐心。需要时间。需要思考。
实际建模常用软件工具。Excel可以处理简单模型。SPSS适合统计分析。Python功能强大。R语言专门用于数据分析。这些工具帮助计算。节省时间。减少错误。但工具只是工具。人的思考更重要。要理解模型原理。知道为什么用这个模型。知道怎么解释结果。
模型结果要解释。数字本身没有意义。要说明数字代表什么。比如模型显示学习时间增加一小时成绩提高五分。这表示学习时间对成绩有正面影响。但相关关系不等于因果关系。可能还有其他因素。比如聪明学生既学得快又考得好。建立模型时尽量控制其他因素。使结论更可靠。
建模是解决问题的工具。问题来自生活。模型服务于生活。通过建模训练思维能力。学会分析问题。学会解决问题。这种能力有用。不仅用于写论文。也用于以后工作。用于日常生活。
毕业论文展示学习成果。建模部分展示分析能力。展示解决问题的能力。写好建模部分很重要。要写清楚为什么选这个模型。怎么建立模型。怎么验证模型。模型结果是什么。结果说明什么。读者能看懂。能理解你的思路。
建模可能遇到困难。数据找不到。模型建不好。结果不理想。这是正常现象。可以请教老师。请教同学。查阅资料。不断尝试。坚持到底。最后总能找到解决办法。
记住建模是手段不是目的。目的是解决问题。不要为了用复杂模型而用复杂模型。简单模型能解决问题就用简单模型。模型越简单越容易理解。越容易解释。实用性更强。
现实世界很复杂。模型总是简化的。没有完美模型。只有适用模型。根据具体情况选择合适模型。在准确性和复杂性之间找到平衡。这是建模的艺术。
毕业论文建模是一次实践。一次锻炼。认真做会有收获。不仅完成论文。更提高自己。