粗糙集屬性約簡理論在初中教育中的應用

張宇紅 萬仁霞

摘 要：傳統的初中教育管理存在著諸多問題，一定程度上制約了初中教育管理的發展。粗糙集理論中的屬性約簡是處理冗余屬性的有效方法之一，它能夠在不降低解決問題能力的基礎上去除冗余屬性。本文將在粗糙集屬性約簡理論的視角下探討初中教育管理的問題，就初中教育管理、因材施教理念、德育教育以及建立有效師生溝通體系等方面提出教育管理措施，探索適合初中教育管理模式的新方法和新策略，從而為初中教育的管理工作注入新的思考。

關鍵詞：粗糙集; 屬性約簡; 初中; 教育;

中國分類號：G630? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1006-3315（2021）10-183-002

初中教育是義務教育的最后一個環節，在后續教育分流中起到決定性作用，這個階段的教育是基礎教育中承上啟下的關鍵節點，處于這個階段的學生會全面接觸到各個學科，走進一個完整的科學體系，所以初中教育是真正意義上科學的開端。然而初中教育管理還存在諸多問題[1]，主要表現為：（1）教育管理的觀念落后，很多初中還在沿用教育管理的傳統模式，即用規定約束著學生，用分數管制學生，從而導致學生對學習產生排斥和逆反的心理。這種管理方式不僅遏制了初中生的個性化發展，也在一定程度上限制了初中生的創新思維。還有一些初中按照分數或者是某科成績排名來劃分班級或者座位，教師沒有一視同仁，將會導致學生產生不平衡心理，此時的初中教育管理工作比較容易陷入僵局。（2）初中教育系統不能根據學生的自身情況進行因材施教，也沒有因為學生的學習狀況不同而調整教學的課程，這種缺乏個性化的教學必將會導致學生無法個性化的發展。也有一些初中，利用學生的休息時間增加課時以及學生的作業數量，這種“愛護”學生的方式，無形之中在增加了學生對學習的“厭倦”情感。（3）初中教育管理系統只注重對學生的知識教育，卻忽視了德育教育的重要性。德育是素質教育中不可或缺的一個重要內容，然而很多初中學校并沒有引入德育這項教學內容，只關注學生的學習任務是否完成、教師是否講清楚教學內容，這樣的做法很不利于初中生形成一個健全的個性，很容易出現只知道讀書的“書呆子”性格的學生。（4）師生之間缺乏有效溝通。初中階段的學生隨著知識的不斷積累，心智也逐漸成熟。但大部分老師卻忽視了學生的“生活動態”，只關注學生的“學業動態”，這種無效溝通將會導致學生的逆反心理，漸漸的學生們不配合教師工作，教師的教育教學也會慢慢變得步履維艱。這些問題的出現，一個重要的原因就是初中教育系統習慣性的將某些有關教育的屬性進行過度的增加權重，不懂得篩選出對教育有益處的屬性，這是一種典型的“加法教育”模式。初中的教育管理模式中反應出來的問題使得傳統教育中的“加法式”思想的缺點日漸突顯，所以迫切需要一種更加合理的決策方法來提高初中的教育、教學質量。

粗糙集[2]是由波蘭數學家Pawlak于1982年提出的，旨在解決不確定、不完備的數據決策問題，屬性約簡是粗糙集理論中的核心內容，它可以在保持系統分類能力不變的情況下，刪除冗余屬性，進而得到有效的規則庫，來輔助決策者進行決策。由于粗糙集屬性約簡理論可以有效的處理不完備數據以及降低屬性的維數，所以很快就成為了一項重要的基礎性處理數據的手段，同時也產生了許多基于粗糙集屬性約簡理論的方法，并成功應用于機器學習、決策分析、知識發現等多個領域。這使得研究基于粗糙集屬性約簡思想在初中教育理論以及實踐方面有了廣泛的參考依據。

1.粗糙集屬性約簡的概念

粗糙集是一種建立在分類基礎上的數據挖掘工具，它可以通過案例庫的分類歸納出概念和規則，而屬性約簡就是其核心研究的內容之一。粗糙集中的屬性約簡可以消除不必要的屬性，得到決策系統中某種分類特征不變的最小屬性子集，即通過縮小問題的規模從而加速事情的處理進程。由于屬性約簡集可以縮小問題的規模又不會破壞原有信息的結構的這一特征，恰好滿足的解決問題的需求，因而粗糙集屬性約簡理論在生活中被廣泛使用[3-5]，例如：在對小麥籽粒品種分類時，可以利用粗糙集屬性約簡來降低數據維度，進而更好的實現基于粗糙集屬性約簡和雙隱層BP神經網絡的小麥籽粒品種分類的模型;在房地產企業盈利能力評價模型中，運用變精度粗糙集的屬性約簡理論確定房地產企業盈利能力評價指標的權重，可以更好的實現對盈利能力模型的評價;在粗糙集-RBF神經網絡的青島地鐵施工風險評價模型中，可以利用粗糙集屬性約簡方法將原始指標簡化，進而通過RBF神經網絡實現該風險評價模型。粗糙集屬性約簡理論的模型如圖1所示：

由圖1可知，該模型由“屬性約簡應用”和“屬性約簡實現”兩個基本階段組成。其中，“屬性約簡實現”過程是利用粗糙集理論將整體指標實現簡化的過程，即在保持分類能力不變的提前下，將屬性由“繁”化為“簡”的過程，因此，粗糙集屬性約簡理論[6]能夠將問題中出現的冗余屬性進行簡化處理，目前已成為數據挖掘[7-9]方向的重點研究內容之一，在教育管理中的應用也逐漸受到重視。

2.基于粗糙集屬性約簡的中學教育

粗糙集屬性約簡理論的“降維”處理方式可以更好的解決初中教育模式出現的問題，即去除初中教育中遇到的“劣質”問題，從而優化初中教育的管理模式。因此，為促進初中教育的良好發展，研究基于粗糙集屬性約簡理論的初中教育模式的改革舉措尤顯其重要性。

2.1創新初中教育管理觀念，規則、制度進行“降維”處理

傳統的“規則式”教學模式會消耗學生對學習的熱情，拋棄傳統的規則觀念，讓學生走出“冗余”的條條框框，真真切切的體會到學習生活的快樂。例如，教師不再根據分數來對學生的座位進行劃分，課堂上也不再對學生發號施令，讓學生自主回答問題，盡情的享受課堂。粗糙集屬性約簡理論要求對初中教育中所出現的規則、制度做“減法”處理，去偽存真，還原初中教育的“初心使命”，幫助孩子切實的感受到遨游知識海洋的愉快課堂氛圍。

2.2根據學生的不同情況，老師對培養教育做出不同的調整方案

對知識接受程度不同的學生采取不同的“約簡”計劃。針對不同學生的培養教育做好不同的“減法”，課業優等生應側重德智體美勞的全面發展。而課業后進生則應關注知識基礎的學習，適當減少其他教育環節的比重。無論是優等生還是后進生，教師都應切實關懷，使得每個學生都能在初中的學習生活中有所收獲、有所發展，挖掘學生的愛好特點，幫助他們更好的發展和成長。

2.3解綁傳統課堂的束縛，加強德育教育

傳統的素質教育給初中教育帶來了很多的方便，也促進了教學質量的提高。但這種模式的教學很容易造成學生只會讀書卻不懂事理，所以對初中生進行德育教育、提高初中生的良好的道德品質勢在必得。課堂是對初中生進行德育教育的最佳陣地，初中教師可以在教學過程中深入刨析教材中的德育思想對學生進行德育熏陶，也可以利用課上剩余的時間以及課下時間，對名人軼事以及實事進行刨析、講解，讓學生從這些思想和足跡中獲取道德的啟迪。除此之外，也可以定期召開班會、舉辦班級活動來增加同學們之間的凝聚力，讓初中生學會團結友愛。因此，初中在實現現代化教學的同時，需要適當對不必要的課程進行“約簡”流程，從而為加強德育教育留有一定的時間和空間，讓“智育”和“德育”并行發展。

2.4拒絕師生無效交流，促進心靈的溝通

初中教學對于教育的理念通常是“加法”模式的，認為學習或者教育的首要目的是要增加初中生的知識、技能。然而知識世界不是人們所存在世界的全部，即使一個人盡自己最大的能力去學習盡可能多的知識，也不會給人帶來更多的幸福和更多的成功。初中老師不僅僅是知識的傳播者，也是初中生的人生路上重要引路人，所以，老師需要對師生之間的“學習話題”做適當的“約簡”處理，加強對孩子們內心世界的了解，及時解決學生心中的困惑，學生才能健康成長、積極向上的發展。

3.總結

初中階段是義務教育中的最后一個階段，也是基礎教育中極為重要的一個階段，學校不僅要關注學生們的學習情況，也要充分關心學生們的身心教育情況。面對目前初中教育管理所遇到的諸多問題，學校和老師應該切實的站在學生的角度認真的思考問題，并對遇到的問題采取積極有效的措施。粗糙集屬性約簡理論為初中教育提供了一種哲學觀念的教學方案，可以通過不同的方案簡化或者減少學習者的某種不良行為、思維習慣以及其他的“劣質”行為，轉變教育管理理念，因材施教，立德樹人，搭建師生互動體系，進而達到優化初中教育管理的目的。簡而言之，粗糙集屬性約簡理論對初中教育管理問題具有重要的理論指導與方法參考意義。

基金來源：1.北方民族大學教育教學改革研究項目;2.項目名稱：《信息安全技術》案例化課程教學模式研究與實踐;3.項目編號：2018JY0803

參考文獻：

[1]薛昌峰.優化初中教學管理 提高教育教學質量[J]時代教育，2015（08）：219

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[5]孫斐，趙金先，孟瑋，蔣克潔.粗糙集-RBF神經網絡的青島地鐵施工風險評價模型研究[J]青島理工大學學報，2020，41（04）：9-16

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[8]楊華.基于屬性分類的裝備保障數據特征挖掘法[J]兵器材料科學與工程，2020，43（06）：124-128

[9]陳光宇，黃越輝，張仰飛，郝思鵬，張友泉，呂干云.歷史數據驅動下基于粗糙集的AVC系統關鍵參數挖掘方法[J]電力自動化設備，2020，40（06）：210-220