基于遷移學(xué)習(xí)思想的教學(xué)方法研究

摘要：隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)得到了快速發(fā)展。其中，遷移學(xué)習(xí)更是得到了廣泛的關(guān)注，包括文本分類、圖像識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺等眾多應(yīng)用領(lǐng)域都涉及遷移學(xué)習(xí)方法。文章首先介紹了遷移學(xué)習(xí)的核心技術(shù)，提煉出遷移學(xué)習(xí)的基本思想，通過分析教育教學(xué)的實(shí)際問題，將遷移學(xué)習(xí)的思想理論與教育教學(xué)相結(jié)合，最終提出了一種基于遷移學(xué)習(xí)思想的教育教學(xué)新思路。

關(guān)鍵詞：遷移學(xué)習(xí);教學(xué)方法;共性特征;特有特征

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）50-0201-02

一、遷移學(xué)習(xí)基本理論

隨著信息化的進(jìn)一步發(fā)展，大量的數(shù)據(jù)信息不斷深入人們的日常生活。面對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代的巨大挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)等智能化領(lǐng)域的核心技術(shù)得到了廣泛關(guān)注并飛速發(fā)展。所謂機(jī)器學(xué)習(xí)，其本質(zhì)核心是研究如何使得機(jī)器具有類似人一樣的學(xué)習(xí)能力，并通過學(xué)習(xí)進(jìn)一步獲取知識(shí)和技能。機(jī)器學(xué)習(xí)這一人工智能領(lǐng)域的核心技術(shù)和智能化的根本途徑最早出現(xiàn)于1952年，被譽(yù)為機(jī)器學(xué)習(xí)之父的塞米爾研發(fā)了第一款機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用——“跳棋程序”。由此，第一款具有學(xué)習(xí)能力的程序問世了。隨后，更多機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序相繼出現(xiàn)，例如會(huì)下象棋的“Deep Blue”以及會(huì)下圍棋的“AlphaGo”。機(jī)器學(xué)習(xí)自問世以來，歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，其相關(guān)技術(shù)日益成熟。在包括文本分類、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、生命科學(xué)、專家系統(tǒng)等在內(nèi)的眾多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。然而，隨著科技的不斷發(fā)展以及對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)方法的局限性開始顯露出來。其中，最主要的問題包括：訓(xùn)練與測(cè)試數(shù)據(jù)來源不一致;訓(xùn)練數(shù)據(jù)與測(cè)試數(shù)據(jù)分布不同;訓(xùn)練任務(wù)與測(cè)試任務(wù)發(fā)生變化。傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)之所以能取得較好效果，其主要前提就是需要避免上述三點(diǎn)情況的出現(xiàn)，然而在實(shí)際應(yīng)用中，這一前提很難得到滿足。

為了有效解決傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)所面臨的一系列問題，遷移學(xué)習(xí)應(yīng)運(yùn)而生。遷移學(xué)習(xí)的核心技術(shù)是建立不同領(lǐng)域之間的橋梁，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)和技能的跨領(lǐng)域轉(zhuǎn)移[1]。在遷移學(xué)習(xí)的眾多技術(shù)中，遷移橋梁的建立毫無疑問是核心和關(guān)鍵[2]。例如，自行車與摩托車這兩個(gè)領(lǐng)域之間，知識(shí)與技能的遷移需要明確遷移橋梁的兩個(gè)重要的組成部分，即共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，或稱之為共有特性和特有特性。如下圖所示，這兩個(gè)領(lǐng)域的共同點(diǎn)是平衡系統(tǒng)，不同點(diǎn)是動(dòng)力系統(tǒng)[3]。由于不同領(lǐng)域、不同學(xué)習(xí)之間的相同之處與不同之處是進(jìn)行知識(shí)遷移以及技術(shù)遷移的核心要素，因此我們需要分析不同領(lǐng)域間的共性與特性，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建精確的遷移學(xué)習(xí)模型，從而實(shí)現(xiàn)遷移學(xué)習(xí)。

二、基于遷移學(xué)習(xí)思想的教學(xué)

遷移學(xué)習(xí)本質(zhì)上也是一種特殊的學(xué)習(xí)方法。它與教學(xué)的主要目標(biāo)之一——培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力具有緊密的關(guān)聯(lián)性。學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升不僅需要教師直接講解知識(shí)、傳授技能，更在于啟發(fā)學(xué)生的自我認(rèn)知能力，從而引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自身特點(diǎn)個(gè)性化的設(shè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)以及學(xué)習(xí)方式方法。然而，目前傳統(tǒng)的教育模式通常忽略了基于共性的高效率教學(xué)與基于個(gè)性化的定制化教學(xué)在教學(xué)實(shí)踐過程中的定位、整合與分配。理想化的教學(xué)模式應(yīng)該高效與特性并存，正如遷移學(xué)習(xí)核心思想，通過同時(shí)利用共性與特性，更有效地進(jìn)行了知識(shí)和技能的遷移。

1.遷移學(xué)習(xí)在教學(xué)內(nèi)容上的應(yīng)用——知識(shí)的有效遷移。在教學(xué)內(nèi)容上，根據(jù)不同的教學(xué)方式應(yīng)進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)與選取。例如，針對(duì)常見的集中教學(xué)模式，由于面向的是眾多學(xué)生，因此教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)與選擇必須以教學(xué)大綱為依據(jù)，做到對(duì)所有知識(shí)點(diǎn)的全面覆蓋。尤其對(duì)于核心知識(shí)點(diǎn)，更應(yīng)該為其設(shè)計(jì)通俗易懂的教學(xué)案例，以廣大學(xué)生的平均接受能力為基準(zhǔn)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的難易程度，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)確、全面、易懂。此外，對(duì)于學(xué)生個(gè)性化的發(fā)展要求，在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上則需要做出明確的類別區(qū)分[4]。例如，首先可以將教學(xué)內(nèi)容離散化并進(jìn)行重組，所有內(nèi)容根據(jù)難易程度或者內(nèi)容關(guān)聯(lián)度進(jìn)行分組;其次根據(jù)平時(shí)訓(xùn)練習(xí)題的情況對(duì)每個(gè)學(xué)生的知識(shí)掌握以及學(xué)習(xí)能力進(jìn)行初步評(píng)估;最后預(yù)先分組的學(xué)習(xí)內(nèi)容個(gè)性化的分配給不同學(xué)生。通過反復(fù)的訓(xùn)練對(duì)教學(xué)內(nèi)容的分配模式進(jìn)行不斷的優(yōu)化，從而充分利用每個(gè)學(xué)生的特性，針對(duì)性的制定個(gè)性化的教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效遷移。

2.遷移學(xué)習(xí)在教學(xué)方式上的應(yīng)用——技能的有效遷移。在教學(xué)過程中，根據(jù)不同的教學(xué)目標(biāo)，應(yīng)采取不同的策略。例如，為了提升整體的教學(xué)效率，可以采用集中教學(xué)模式、互聯(lián)網(wǎng)模式等集中式教學(xué)。集中式教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠高效利用教師資源，充分發(fā)揮優(yōu)秀教師的作用，使得更多的學(xué)生能夠得到優(yōu)質(zhì)教育資源[5]。其缺點(diǎn)在于形式的固化，教學(xué)內(nèi)容缺乏特性化以及增加學(xué)生的學(xué)習(xí)額外成本。學(xué)生難以在集中式教學(xué)過程中不斷提升自我認(rèn)知能力，從而抑制學(xué)習(xí)能力的提升。因此，為了提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，可以通過開展分組式學(xué)習(xí)、授課與階段式自習(xí)相結(jié)合以及現(xiàn)場(chǎng)討論等形式，激發(fā)學(xué)生的興趣與樂趣，給予學(xué)生更多思考的空間。最終通過將教師集中教授的學(xué)習(xí)技能與學(xué)生經(jīng)過大量思考而得到的自我認(rèn)知能力相結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)技能的遷移。

三、總結(jié)

本文首先介紹了以機(jī)器學(xué)習(xí)和遷移學(xué)習(xí)為代表的智能化領(lǐng)域的核心技術(shù)。通過對(duì)上述技術(shù)特點(diǎn)以及應(yīng)用領(lǐng)域的分析與解釋，進(jìn)一步提煉出能夠?qū)逃虒W(xué)理論思想與實(shí)踐方法具有重要啟迪作用和意義的內(nèi)涵。將遷移學(xué)習(xí)技術(shù)的核心思想內(nèi)容——共性與特性，與教育教學(xué)問題相融合，提出了能夠同時(shí)滿足提升教學(xué)效率并強(qiáng)化學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的教育教學(xué)新思路。

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