学习智慧的训练系统

作 者:

作者简介:
郑维敏,经管学院教授,博士生导师; 李明,博士生

原文出处:
清华大学学报:哲社版

内容提要:


期刊代号:G1
分类名称:教育学
复印期号:1995 年 01 期

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      一、引言

      在资本主义国家里,资本主义社会后的今天已被称作知识社会。知识的学习及积累是必要的,但是简单的套用知识是不能解决复杂问题的,它还需要人的智慧。人的智慧因人而异,获有同样的知识而人的解决问题的能力却是不同的。智慧的获取不是知识的简单累加。1+1=2是人人都知道的数学知识,但是两件事物相加或合成却可以1+1>2而大于2的程度是多少却又因人而异。这与人们的聪明才智有关。人们解决问题的聪明才智就是本文所说的智慧。如何使人更聪明些,解决问题的能力更大些,这就是本文要讨论的学习智慧的训练系统。

      二、学习智慧的过程

      学习智慧与学习知识是不同的。学习知识是把科学分门别类地加以分解,然后进行学习及训练。科学的进步使得学科越分越细,更加专门化。学习智慧是把所学到的各种知识通过综合运用进行学习及训练。在当今学科越分越细更加专门化的同时强调多学科的交叉是完全必要的。没有知识当然不可能产生智慧,即知识能给人以智慧,但是只有知识的简单积累并不能产生智慧。

      综合分析必须理论与实际相结合。所谓实际就是实例分析。有些教学运用案例分析培养人的解决复杂实际问题的能力,其实质就是学习智慧。

      综合分析是根据各种信息进行推理计算,然后做出决策,这个过程及技术叫做信息综合/融合,它包括近似推理及近似计算以及它们的集成。信息不只是不确定的而且常常是不完整的。信息的获得常有时间滞后,获取信息既费时又耗资,因而获得完整而又确切的信息是不现实的。人们往往只能在不确定不完整信息的条件下做出决策,有时还有时间限制,即在一定的时间内做出决策。

      实践越多会使人更聪明更有才能,这个过程是进步、进化到跃变的过程,即量变到质变。实践的累积而又不是简单的重复,从而得到进步、进化。有足够的量的积累将得到飞跃,即从经验的累积达到规则或规律的总结。从数据到规则的提炼,也是认识的一种飞跃,这也是定性物理学的一个内容。总结经验除了多次的实践及探索外,还需要效果评价。

      效果评估也是一个复杂问题,有短期效果及长期效果之分,即眼前利益与长远利益之分,还有局部与整体之分,还有看问题的角度不同,评价标准的不同,不过重要的是要知道if……what,how.

      三、学习智慧的训练系统的设计

      训练系统就是利用计算机模拟技术提供一种学习环境进行各种仿真实验,例如作战指挥训练系统,股票交易训练系统,电站运行训练系统等。不同专业领域的训练系统有各自不同的仿真模型。模型的建立首先要符合物理系统的定性关系,即定性物理学的关系,然后进一步确定它们的定量、半定量关系。如果还包括人的社会活动,则模型中将包含许多不确定因素。

      为了协助人们的学习,即总结经验及规律,应研究学习算法以及用人工神经网络的实现方法,其中确定神经元的功能是组成神经元网络的核心问题。

      这里还存在着人与训练系统的关系问题。训练系统可以帮助人的推理及计算分析,但是认识上的飞跃还是通过人的大脑完成的。一旦人的认识得到提高,反过来可以训练训练系统使它得到进化,也就是系统也更聪明了。

      四、应用实例:股票交易学习训练系统

      股票交易学习训练系统借助于计算机模拟仿真技术为即将进入股票市场的投资者提供了一种学习训练手段。它采用了模糊推理、人工神经网络专家系统等先进技术,它不仅能帮助使用者学习包括股票、股票市场及股票交易的基本知识,同时它提供了一个近似于实际的模拟环境,供使用者进行股票交易实际操作训练,更为重要的是它可以帮助使用者学习如何利用已有知识进行市场分析、判断推理,做出合理的投资决策,以达到其学习有关股票交易知识和智慧的目的。

      系统基本结构如图一所示。

      

      图一 股票交易学习训练系统基本结构图

      股票交易模拟环境模拟了股票交易市场,主要提供两种数据,股票种类与股价时间序列数据。股票种类与交易所里的上市股票类完全一致,在训练系统的数据库里存贮有大量的股市历史行情数据。在作案例分析与交易操作训练时,只要取出有关时间段的行情数据,或将人工神经网络股价变动模型输出数据,显示给学习者即完成了交易市场模拟。

      股票基本知识学习以课程的方式向学习者提供有关股票、股票市场、股票交易的基本知识。

      股票交易案例分析向学习者提供各种典型市场状态下,股票交易应考虑的因素及如何进行分析作出决策。案例分析在模糊规则的基础上,以模糊推理的方式进行。

      股票交易操作训练,在股票交易模拟环境下,让学习者独立进行实际操作,通过不断地实践,总结经验教训,提高交易能力。

      训练评估,既可对每次具体交易操作进行评估,也可通过对学习者的学习档案进行分析,给出学习者股票交易能力的综合评价。训练评估首先建立了一个模糊神经网络股票交易系统,将与学习者同样的条件下所得到的结果与学习者给出的结果进行比较,分析其决策过程各环节,给出对学习者决策的评价。

      训练能力自我改进,通过与学习者的结果进行比较,若发现学习者比系统中模糊神经网络交易系统还高明,则将此次的的训练作为案例加入系统案例库,同时通过模糊神经网的学习将知识转换为模糊规则加到系统模糊规则库中。

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