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matlab神经网络问题。 10
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如何简单形象又有趣地讲解神经网络是什么？
神经网络最重要的用途是分类，为了让大家对分类有个直观的认识，咱们先看几个例子：垃圾邮件识别：现在有一封电子邮件，把出现在里面的所有词汇提取出来，送进一个机器里，机器需要判断这封邮件是否是垃圾邮件。
疾病判断：病人到医院去做了一大堆肝功、尿检测验，把测验结果送进一个机器里，机器需要判断这个病人是否得病，得的什么病。
猫狗分类：有一大堆猫、狗照片，把每一张照片送进一个机器里，机器需要判断这幅照片里的东西是猫还是狗。这种能自动对输入的东西进行分类的机器，就叫做分类器。分类器的输入是一个数值向量，叫做特征（向量）。
在第一个例子里，分类器的输入是一堆0、1值，表示字典里的每一个词是否在邮件中出现，比如向量(1,1,0,0,0……)就表示这封邮件里只出现了两个词abandon和abnormal；第二个例子里，分类器的输入是一堆化验指标；第三个例子里，分类器的输入是照片，假如每一张照片都是320*240像素的红绿蓝三通道彩色照片，那么分类器的输入就是一个长度为320*240*3=230400的向量。
分类器的输出也是数值。
第一个例子中，输出1表示邮件是垃圾邮件，输出0则说明邮件是正常邮件；第二个例子中，输出0表示健康，输出1表示有甲肝，输出2表示有乙肝，输出3表示有饼干等等；第三个例子中，输出0表示图片中是狗，输出1表示是猫。
分类器的目标就是让正确分类的比例尽可能高。一般我们需要首先收集一些样本，人为标记上正确分类结果，然后用这些标记好的数据训练分类器，训练好的分类器就可以在新来的特征向量上工作了。
深度学习的课程可以在哪看到？
深度学习就是企图把中间的这个“黑箱”打开：目标是什么？根据什么确定了这样的目标？为了达到这个目标我要设计什么样的活动？
01深度学习的必要性改革开放40年，基础教育研究与实践的最大成就之一，就是树立了“学生是教育主体”的观念。但是，在课堂教学中，学生并未真正成为主体，大多数课堂教学也没有发生根本变化。为什么？
因为大多数教学改革尚未抓住教学的根本，对课堂教学的研究还只停留在文本上、观念上，没有落到实际行动中。开展深度学习的研究与实践正是把握教学本质的一种积极努力，是我国课程教学改革走向深入的必需。
当前，智能机器尤其是智能化穿戴设备的大量出现，部分传统职业已被替代，甚至有人认为教师和教学也可能被替代而消失。在这样的情形下，我们不得不思考：在智能化时代，真的不需要教学了吗？真的不需要教师了吗？
如果把教学仅仅看作是知识的刻板传递的话，那么，智能技术完全可以胜任，教学和教师完全可以被智能机器替代了。
借用马云（阿里巴巴集团创始人）的话说，在一个把机器变成人的社会，如果教学还在把人变成机器，是没有出路的。蒂姆·库克（苹果公司现任CEO）说：“我不担心机器会像人一样思考，我担心的是人会像机器一样思考。
”正是由于智能机器的出现和挑战，我们必须严肃思考：教学究竟应该是怎么样的？教学存在的意义和价值究竟是什么？事实上，教学的价值和意义一直都是培养人，但智能时代让它的意义和价值更加鲜明，不能再被忽视。
因此，当机器已不只以存储为功能，而开始像人一样思考的时候，我们清醒地意识到：教学绝不是知识传递，甚至知识学习本身也只是培养人的手段，教学的最终目的是实现学生的全面发展。
因此，帮助学生通过知识学习、在知识学习中形成核心素养，在知识学习中成长和发展，成为教学的首要任务。02深度学习的内涵什么是深度学习？可以从两个层面来理解。
一个是初级层面，是针对教学实践领域的弊端提出来的，是针砭时弊的一种提法。深度学习是针对实践中存在大量的机械学习、死记硬背、知其然而不知其所以然的浅层学习现象而提出的。这里的“深度”是指学生的深度学习。
我们并不强求教师必须采用某种固定的模式或方法，而是强调，教师要用恰当的方法去引发、促进、提升学生的深度学习。在这个意义上，深度学习是浅层学习的反面，是针砭时弊的。但是，深度学习绝不只停留于这个层面。
深度学习还有另一层面的理解，即高级的层面：深度学习并不只是为了促进学生高级认知和高阶思维，而是指向立德树人，指向发展核心素养，指向培养全面发展的人。
因此，深度学习强调动心用情，强调与人的价值观培养联系在一起。每个教师都应该想：我今天的教学会给学生造成什么样的影响？能够让他有善良、正直的品性吗？会让他热爱学习吗？会影响他对未来的积极期待吗？
……总之，深度学习的目的是要培养能够“百尺竿头更进一步”、能够创造美好生活的人，是生活在社会历史进行中的、具体的人，而非抽象意义上的有高级认知和高阶思维的偶然个体。
综上，我们所说的深度学习，必须满足以下四个要点：▲深度学习是指教学中学生的学习而非一般意义上学习者的自学，因而特别强调教师的重要作用，强调教师对学生学习的引导和帮助。
▲深度学习的内容是有挑战性的人类已有认识成果。
也就是说，需要深度加工、深度学习的内容一定是具有挑战性的内容，通常是那些构成一门学科基本结构的基本概念和基本原理，而事实性的、技能性的知识通常并不需要深度学习。
在这个意义上，深度学习的过程也是帮助学生判断和建构学科基本结构的过程。
▲深度学习是学生感知觉、思维、情感、意志、价值观全面参与、全身心投入的活动，是作为学习活动主体的社会活动，而非抽象个体的心理活动。
▲深度学习的目的指向具体的、社会的人的全面发展，是形成学生核心素养的基本途径。
根据这四个要点，我们给深度学习下了一个界定：“所谓深度学习，就是指在教师引领下，学生围绕着具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。
在这个过程中，学生掌握学科的核心知识，理解学习的过程，把握学科的本质及思想方法，形成积极的内在学习动机、高级的社会性情感、积极的态度、正确的价值观，成为既具独立性、批判性、创造性又有合作精神、基础扎实的优秀的学习者，成为未来社会历史实践的主人”。
03课堂教学如何实现深度学习？1实现经验与知识的相互转化“经验”与“知识”常被看作是彼此对立的一对概念，事实上却有着紧密关联。深度学习倡导通过“联想与结构”的活动将二者进行关联、转化。
简单来说，“联想与结构”是指学生通过联想，回想已有的经验，使当前学习内容与已有的经验建立内在关联，并实现结构化；而结构化了的知识（与经验）在下一个学习活动中才能被联想、调用。
在这个意义上，“联想与结构”所要处理的正是知识与经验的相互转化，即经验支持知识的学习，知识学习要结构化、内化为个人的经验。
也就是说，学生个体经验与人类历史知识不是对立、矛盾的，而是相互关联的，教师要找到它们的关联处、契合处，通过引导学生主动“联想与结构”的活动，让学生的经验凸显意义，让外在于学生的知识与学生建立起生命联系，使经验与知识相互滋养，成为学生自觉发展的营养。
2让学生成为真正的教学主体究竟如何才能让学生真正成为教学主体呢？我们提出了“两次倒转”的学习机制。为什么要提“两次倒转”？
因为，相对于人类最初发现知识的过程而言，从根本上说，教学是一个“倒过来”的活动，即学生不必经历实践探索和试误的过程，而可以直接把人类已有的认识成果作为认识对象、学习内容，这正是人类能够持续进步的根本原因，是人类的伟大创举。
但是，如果把教学的根本性质（即“倒过来”）作为教学过程本身，那就可能造成教学中的灌输，强调反复记忆和“刷题”，无视学生与知识的心理距离和能力水平，致使学生产生厌学情绪。
因此，在强调教学的根本性质是“倒过来”的基础上，要关注学生的能力水平、心理感受，要将“倒过来”的过程重新“倒回去”，即：通过教师的引导和帮助，学生能够主动去“经历”知识发现、发展（当然不是真正地经历，而是模拟地、简约地去经历）的过程。
在这个过程中，知识真正成为学生能够观察、思考、探索、操作的对象，成为学生活动的客体，学生成为了教学的主体。
3帮助学生通过深度加工把握知识本质学生活动与体验的任务，主要不是把握那些无内在关联的碎片性的、事实性的信息，而是要把握有内在关联的原理性知识，把握人类历史实践的精华。
因此，学生的学习主要不是记忆大量的事实，而是要通过主动活动去把握知识的本质。知识的本质需要通过典型的变式来把握，即通过典型的深度活动来加工学习对象，从变式中把握本质。
同样，一旦把握了知识的本质便能够辨别所有的变式，举一反三、闻一知十。“一”就是本质、本原、原理，基本概念。当然，本质与变式需要学生对学习对象进行深度加工，这是深度学习要特别重视的地方。
4在教学活动中模拟社会实践一般而言，学生是否能把所学知识应用到别的情境中是验证教学效果的常用手段，即学生能否迁移、能否应用。
深度学习也强调迁移和应用，但我们不仅强调学生能把知识应用到新的情境中，更强调迁移与应用的教育价值。
我们把“迁移与应用”看作学生在学校阶段，即在学生正式进入社会历史实践过程之前，能够在教学情境中模拟体会社会实践的“真实过程”，形成积极的情感态度价值观，因而我们强调“迁移与应用”的综合教育价值，既综合运用知识又实现综合育人的价值，而不仅仅是某个学科知识简单的迁移。
它比一般的“迁移与应用”更广阔一些，学生跟社会的联系更强一些。5引导学生对知识的发展过程进行价值评价教学要引导学生对自己所学的知识及知识发现、发展的过程进行价值评价。例如，食物的保鲜与防腐。
过去学这个知识，学生通常要掌握“食物是会腐烂的，想让食物保鲜就要加防腐剂”这个知识点，甚至初步掌握防腐技术。但那仅仅是作为一个知识点、一个技能来掌握的。
深度学习要让学生讨论，是不是所有的食品都可以用防腐剂来保鲜？是不是防腐剂用得越多越好？这就是一种价值伦理的判断。深度学习不仅仅是学知识，还要让学生在学习知识的过程中对所学的知识进行价值判断。
不仅仅是对知识本身，还要对知识发现、发展的过程以及学习知识的过程本身进行价值判断。04深度学习的实践模型图1是深度学习的实践模型。它不是知识单元、内容单元，而是学习单元，是学生学习活动的基本单位。
过去我们的教学知道要学什么，也知道要考什么，但中间的环节，例如学习目标是怎么定的，活动是怎么展开的，我们明确知道的东西很少，所以教学中间的两个环节是“黑箱”。
深度学习就是企图把中间的这个“黑箱”打开：目标是什么？根据什么确定了这样的目标？为了达到这个目标我要设计什么样的活动？图1中的箭头看起来像是单向的，实际上应该有无数条线条，表现不断循环往复的过程。
图1中的四个形式要素跟前面讲的理论框架是内在一致的，单元学习主题实际上就是“联想与结构”的结构化的部分。单元学习目标，就是要把握知识的本质。单元学习活动是活动与体验、迁移与应用的一个部分。
因此，单元学习主题，就是从“知识单元”到“学习单元”，立足学生的学习与发展，以大概念的方式组织“学习”单元，在学科逻辑中体现较为丰富、立体的活动性和开放性。
过去的学科通常都是封闭的，现在要把它变成一个开放的、未完成的东西，有了未完成性和开放性，为学生提供探究的空间，有重新发现的空间。
单元学习目标是从学生的成长、发展来确定和表述；要体现学科育人价值，彰显学科核心素养及其水平进阶。单元学习活动要注重几个特性。首先是规划性和整体性（整体设计），体现着深度学习强调整体把握的特点。
其次是实践性和多样性，这里强调的是学生主动活动的多样性。再次是综合性和开放性，即知识的综合运用、开放性探索。最后是逻辑性和群体性，主要指学科的逻辑线索以及学生之间的合作互助。
持续性评价的目的在于了解学生学习目标达成情况、调控学习过程、为教学改进服务。持续性评价形式多样，主要为形成性评价，是学生学习的重要激励手段。实施持续性评价要预先制定详细的评价方案。
总之，对深度学习的研究，是一个对教学规律持续不断的、开放的研究过程，是对以往一切优秀教学实践的总结、提炼、提升和再命名，需要更多的教师和学者共同的努力和探索。
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