粗糙集屬性約簡理論在初中教育中的應(yīng)用

張宇紅 萬仁霞

摘 要：傳統(tǒng)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(fā)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(chǔ)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(guān)鍵詞：粗糙集; 屬性約簡; 初中; 教育;

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

初中教育是義務(wù)教育的最后一個環(huán)節(jié)，在后續(xù)教育分流中起到?jīng)Q定性作用，這個階段的教育是基礎(chǔ)教育中承上啟下的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，處于這個階段的學(xué)生會全面接觸到各個學(xué)科，走進(jìn)一個完整的科學(xué)體系，所以初中教育是真正意義上科學(xué)的開端。然而初中教育管理還存在諸多問題[1]，主要表現(xiàn)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(tǒng)模式，即用規(guī)定約束著學(xué)生，用分?jǐn)?shù)管制學(xué)生，從而導(dǎo)致學(xué)生對學(xué)習(xí)產(chǎn)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(fā)展，也在一定程度上限制了初中生的創(chuàng)新思維。還有一些初中按照分?jǐn)?shù)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(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)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(tǒng)不能根據(jù)學(xué)生的自身情況進(jìn)行因材施教，也沒有因為學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況不同而調(diào)整教學(xué)的課程，這種缺乏個性化的教學(xué)必將會導(dǎo)致學(xué)生無法個性化的發(fā)展。也有一些初中，利用學(xué)生的休息時間增加課時以及學(xué)生的作業(yè)數(shù)量，這種“愛護(hù)”學(xué)生的方式，無形之中在增加了學(xué)生對學(xué)習(xí)的“厭倦”情感。（3）初中教育管理系統(tǒng)只注重對學(xué)生的知識教育，卻忽視了德育教育的重要性。德育是素質(zhì)教育中不可或缺的一個重要內(nèi)容，然而很多初中學(xué)校并沒有引入德育這項教學(xué)內(nèi)容，只關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)是否完成、教師是否講清楚教學(xué)內(nèi)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(xiàn)只知道讀書的“書呆子”性格的學(xué)生。（4）師生之間缺乏有效溝通。初中階段的學(xué)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(xué)生的“生活動態(tài)”，只關(guān)注學(xué)生的“學(xué)業(yè)動態(tài)”，這種無效溝通將會導(dǎo)致學(xué)生的逆反心理，漸漸的學(xué)生們不配合教師工作，教師的教育教學(xué)也會慢慢變得步履維艱。這些問題的出現(xiàn)，一個重要的原因就是初中教育系統(tǒng)習(xí)慣性的將某些有關(guān)教育的屬性進(jìn)行過度的增加權(quán)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(yīng)出來的問題使得傳統(tǒng)教育中的“加法式”思想的缺點(diǎn)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(xué)質(zhì)量。

粗糙集[2]是由波蘭數(shù)學(xué)家Pawlak于1982年提出的，旨在解決不確定、不完備的數(shù)據(jù)決策問題，屬性約簡是粗糙集理論中的核心內(nèi)容，它可以在保持系統(tǒng)分類能力不變的情況下，刪除冗余屬性，進(jìn)而得到有效的規(guī)則庫，來輔助決策者進(jìn)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(shù)據(jù)以及降低屬性的維數(shù)，所以很快就成為了一項重要的基礎(chǔ)性處理數(shù)據(jù)的手段，同時也產(chǎn)生了許多基于粗糙集屬性約簡理論的方法，并成功應(yīng)用于機(jī)器學(xué)習(xí)、決策分析、知識發(fā)現(xiàn)等多個領(lǐng)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(shí)踐方面有了廣泛的參考依據(jù)。

1.粗糙集屬性約簡的概念

粗糙集是一種建立在分類基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)挖掘工具，它可以通過案例庫的分類歸納出概念和規(guī)則，而屬性約簡就是其核心研究的內(nèi)容之一。粗糙集中的屬性約簡可以消除不必要的屬性，得到?jīng)Q策系統(tǒng)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(guī)模從而加速事情的處理進(jìn)程。由于屬性約簡集可以縮小問題的規(guī)模又不會破壞原有信息的結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)維度，進(jìn)而更好的實(shí)現(xiàn)基于粗糙集屬性約簡和雙隱層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的小麥籽粒品種分類的模型;在房地產(chǎn)企業(yè)盈利能力評價模型中，運(yùn)用變精度粗糙集的屬性約簡理論確定房地產(chǎn)企業(yè)盈利能力評價指標(biāo)的權(quán)重，可以更好的實(shí)現(xiàn)對盈利能力模型的評價;在粗糙集-RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的青島地鐵施工風(fēng)險評價模型中，可以利用粗糙集屬性約簡方法將原始指標(biāo)簡化，進(jìn)而通過RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)該風(fēng)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(yīng)用”和“屬性約簡實(shí)現(xiàn)”兩個基本階段組成。其中，“屬性約簡實(shí)現(xiàn)”過程是利用粗糙集理論將整體指標(biāo)實(shí)現(xiàn)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?qū)栴}中出現(xiàn)的冗余屬性進(jìn)行簡化處理，目前已成為數(shù)據(jù)挖掘[7-9]方向的重點(diǎn)研究內(nèi)容之一，在教育管理中的應(yīng)用也逐漸受到重視。

2.基于粗糙集屬性約簡的中學(xué)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(xiàn)的問題，即去除初中教育中遇到的“劣質(zhì)”問題，從而優(yōu)化初中教育的管理模式。因此，為促進(jìn)初中教育的良好發(fā)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(chuàng)新初中教育管理觀念，規(guī)則、制度進(jìn)行“降維”處理

傳統(tǒng)的“規(guī)則式”教學(xué)模式會消耗學(xué)生對學(xué)習(xí)的熱情，拋棄傳統(tǒng)的規(guī)則觀念，讓學(xué)生走出“冗余”的條條框框，真真切切的體會到學(xué)習(xí)生活的快樂。例如，教師不再根據(jù)分?jǐn)?shù)來對學(xué)生的座位進(jìn)行劃分，課堂上也不再對學(xué)生發(fā)號施令，讓學(xué)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(xiàn)的規(guī)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(shí)的感受到遨游知識海洋的愉快課堂氛圍。

2.2根據(jù)學(xué)生的不同情況，老師對培養(yǎng)教育做出不同的調(diào)整方案

對知識接受程度不同的學(xué)生采取不同的“約簡”計劃。針對不同學(xué)生的培養(yǎng)教育做好不同的“減法”，課業(yè)優(yōu)等生應(yīng)側(cè)重德智體美勞的全面發(fā)展。而課業(yè)后進(jìn)生則應(yīng)關(guān)注知識基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，適當(dāng)減少其他教育環(huán)節(jié)的比重。無論是優(yōu)等生還是后進(jìn)生，教師都應(yīng)切實(shí)關(guān)懷，使得每個學(xué)生都能在初中的學(xué)習(xí)生活中有所收獲、有所發(fā)展，挖掘?qū)W生的愛好特點(diǎn)，幫助他們更好的發(fā)展和成長。

2.3解綁傳統(tǒng)課堂的束縛，加強(qiáng)德育教育

傳統(tǒng)的素質(zhì)教育給初中教育帶來了很多的方便，也促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高。但這種模式的教學(xué)很容易造成學(xué)生只會讀書卻不懂事理，所以對初中生進(jìn)行德育教育、提高初中生的良好的道德品質(zhì)勢在必得。課堂是對初中生進(jìn)行德育教育的最佳陣地，初中教師可以在教學(xué)過程中深入刨析教材中的德育思想對學(xué)生進(jìn)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(shí)事進(jìn)行刨析、講解，讓學(xué)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(xué)們之間的凝聚力，讓初中生學(xué)會團(tuán)結(jié)友愛。因此，初中在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化教學(xué)的同時，需要適當(dāng)對不必要的課程進(jìn)行“約簡”流程，從而為加強(qiáng)德育教育留有一定的時間和空間，讓“智育”和“德育”并行發(fā)展。

2.4拒絕師生無效交流，促進(jìn)心靈的溝通

初中教學(xué)對于教育的理念通常是“加法”模式的，認(rèn)為學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)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(xué)習(xí)話題”做適當(dāng)?shù)摹凹s簡”處理，加強(qiáng)對孩子們內(nèi)心世界的了解，及時解決學(xué)生心中的困惑，學(xué)生才能健康成長、積極向上的發(fā)展。

3.總結(jié)

初中階段是義務(wù)教育中的最后一個階段，也是基礎(chǔ)教育中極為重要的一個階段，學(xué)校不僅要關(guān)注學(xué)生們的學(xué)習(xí)情況，也要充分關(guān)心學(xué)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(xué)校和老師應(yīng)該切實(shí)的站在學(xué)生的角度認(rèn)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(xué)觀念的教學(xué)方案，可以通過不同的方案簡化或者減少學(xué)習(xí)者的某種不良行為、思維習(xí)慣以及其他的“劣質(zhì)”行為，轉(zhuǎn)變教育管理理念，因材施教，立德樹人，搭建師生互動體系，進(jìn)而達(dá)到優(yōu)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(dǎo)與方法參考意義。

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

參考文獻(xiàn)：

[1]薛昌峰.優(yōu)化初中教學(xué)管理 提高教育教學(xué)質(zhì)量[J]時代教育，2015（08）：219

[2] Zdzis aw Pawlak. Rough sets[J]International Journal of Computer & Information Sciences，1982，11（5）

[3]吳尚智，周運(yùn)，王歡歡，徐丹丹.利用粗糙集和雙隱層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的小麥籽粒品種分類[J]沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2020，51（05）：576-585

[4]舒服華.基于變精度粗糙集的房地產(chǎn)企業(yè)盈利能力評價[J]重慶三峽學(xué)院學(xué)報，2020，36（06）：55-64

[5]孫斐，趙金先，孟瑋，蔣克潔.粗糙集-RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的青島地鐵施工風(fēng)險評價模型研究[J]青島理工大學(xué)學(xué)報，2020，41（04）：9-16

[6] Jue Wang，Duoqian Miao. Analysis on attribute reduction strategies of rough set[J] Journal of Computer Science and Technology，1998，13（2）

[7]宋曉姣，胡媛媛.基于粗糙集的電子商務(wù)群體用戶訪問數(shù)據(jù)挖掘方法[J]寧夏師范學(xué)院學(xué)報，2021，42（01）：55-60

[8]楊華.基于屬性分類的裝備保障數(shù)據(jù)特征挖掘法[J]兵器材料科學(xué)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(shù)據(jù)驅(qū)動下基于粗糙集的AVC系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)挖掘方法[J]電力自動化設(shè)備，2020，40（06）：210-220