第 6 课学生工作纸|两层小网络:先看误差怎样传回去
本课问题:不用别人直接给答案,怎样算出两个参数该改多少?
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
网络 z=a×x,h=max(0,z),预测=c×h,L=(预测−目标)²。默认 x=2、目标 4、a=c=1、学习率 0.05。Q1 先猜影响路径。Q2 手算旧前向;正区间 ReLU 倍率 1,负区间 0,零点程序取 0。由输出处斜率 2(预测−目标) 推 gc=该斜率×h、ga=该斜率×c×开关×x。
Q3|20—36 分钟
点击“计算并查看过程”,核对有限差分与梯度。两参数从同一旧点一起更新,重新前向求损失。再恢复默认,只改 a=−1,先猜后运行,解释局部截断。
Q4|36—48 分钟,独立
新题 x=1,目标 3,a=1,c=2,学习率 0.1。自行计算旧前向、两项梯度、同时更新后的参数、新前向与损失,再运行复核。不要直接照抄程序末行。
Q5—Q6|48—60 分钟
Q5 区分前向、反向与优化器更新,并说明反向刚结束时参数是否改变。Q6 残差卡 h=5、F(h)=−1 时求 h+F(h),再令 F(h)=0。写固定参数推理通常需要哪些步骤。
运行记录格式
两份参数快照
在 Q4 的纸面计算中画两栏:左边“旧参数 a、c”,右边“更新后 a、c”。所有梯度箭头只从左栏取数,算完两个梯度才填右栏。右栏填齐后,再用新的 a、c 从输入开始完整前向一次。
| 阶段 | z | h | 预测 | 损失 | ga | gc |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 旧参数前向与反向 | ||||||
| 同时更新后重新前向 | 本行不要求再更新 | 本行不要求再更新 |
如有限差分与手算不同,记录比较位置是否正好在 ReLU 的折点,并把误差量写出,不只填“程序错了”。
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。