第 4 课学生工作纸|亲手走下损失小山:步子大就一定快吗?
本课问题:同一出发点,为什么有的步长接近目标,有的来回跳?
先填预测,运行后另写观察,不擦掉猜错的记录。课程原始材料和程序均为教学小例子。把本页与课堂实验并排打开,答案页在独立练习结束后再使用。
任务与记录
Q1—Q2|0—20 分钟
目标 4,预测就是参数 w,损失 L=(w−4)²,坡度 g=2(w−4),更新 w新=w旧−学习率×g。Q1 先预测从 0 出发会怎样走。Q2 求 w=0、2、4、6 时损失;再手算学习率 0.25 连续两步,并按“计算并查看过程”复核。
Q3|20—36 分钟
重置起点 0、目标 4,改学习率 1.2、步数 1。先猜是否跨过目标,再记录新参数、损失,并与小步方案比较。再思考学习率 0 会如何。
Q4|36—48 分钟,独立
改目标为 6,起点 2。方案 A 学习率 0.25 两步;方案 B 从相同起点重来,学习率 1 两步。每步记录旧参数、坡度、新参数、新损失。运行前先完成手算。
Q5—Q6|48—60 分钟
Q5 复述完整更新顺序,并在一个位置左右各移动 0.1,用损失比较说明局部方向。Q6 写为什么“参数动了”不等于“损失下降”,以及本实验没有验证的泛化问题。
运行记录格式
Q2、Q4 更新记录格
| 方案与第几步 | 本步目标 | 旧 w | 旧损失 | 当前坡度 | 学习率×坡度 | 新 w | 新损失 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 默认,第1步 | |||||||
| 默认,第2步 | |||||||
| 独立 A,第1步 | |||||||
| 独立 A,第2步 | |||||||
| 独立 B,第1步 | |||||||
| 独立 B,第2步 |
在曲线上找到每行的新位置,比较“离目标多远”与“横向走了多远”。如果结果不符,先复查第二步是否重新求了坡度,再核对减去负数的运算。
每一轮记录:题号/输入框全部值/点击“计算并查看过程”前的预测/一个中间计算/实际结果/哪一条猜测要修订。为了判断原因,一轮只改一个指定条件;题目要求整组新材料时,先写清这是新实验。
遇到页面无法运行:使用本页相同的输入、步骤与判定规则在纸上完成,必要时用普通计算器。保留预测、中间量和最后核对,注明实际完成的是纸面复算。没有外部 AI 调用,不把这项工作说成已经得到某个产品的真实效果。
离堂提交
提交工作纸和一份运行观察。预测错不扣分;过程和复核依据要写清。自己无法解释的部分用问号标出,方便下一课继续追问。