人工智能時(shí)代下高等數(shù)學(xué)課程改革的研究

劉曉婷

（沈陽(yáng)城市學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110112）

改革開放40 年來(lái)，我國(guó)高等教育綜合改革成果頗為顯著。2018 年《智能教育背景下的教學(xué)教育改革》被列為2018 年的重點(diǎn)選題計(jì)劃。高等數(shù)學(xué)作為一門基礎(chǔ)課程是很多學(xué)科的必修課程和入門課程，在人工智能的環(huán)境下，高等數(shù)學(xué)更為其他學(xué)科課程的學(xué)習(xí)提供了更多的可能。對(duì)于民辦大學(xué)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才需要緊跟教育改革的步伐。2015 年，沈陽(yáng)城市學(xué)院被遼寧省列為首批應(yīng)用型大學(xué)建設(shè)試點(diǎn)單位，多年來(lái)，學(xué)校以“堅(jiān)持育人為本，注重能力培養(yǎng)”為辦學(xué)理念，注重培養(yǎng)應(yīng)用型人才，并以崗位能力形成為核心的職業(yè)情景化的人才培養(yǎng)模式將人才培養(yǎng)目標(biāo)定位于服務(wù)社會(huì)、適合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文以沈陽(yáng)城市學(xué)院為例，針對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才，對(duì)高等數(shù)學(xué)課堂教育教學(xué)改革進(jìn)行研究。

作為大學(xué)生眼中，最難得學(xué)科的“高等數(shù)學(xué)”從出現(xiàn)就自帶光環(huán)，很多學(xué)生對(duì)其“敬而遠(yuǎn)之”。信息時(shí)代，學(xué)生已經(jīng)不能接受過于死板的教學(xué)手段，這就要求高校教師與時(shí)俱進(jìn)，將高等數(shù)學(xué)課程順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。高數(shù)作為公共必修課，學(xué)生人數(shù)較多，教室容量較大，教師無(wú)法照顧到每一位學(xué)生。作為民辦高校，我校的數(shù)學(xué)課堂相對(duì)各大高校已經(jīng)有了相應(yīng)的改革措施，例如學(xué)生會(huì)熟練使用mathtype，這對(duì)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有很大的幫助。

一、在傳統(tǒng)教學(xué)手段的基礎(chǔ)上，采取鼓勵(lì)機(jī)制培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)的能力

在人工智能的背景下，教師需要摒棄部分傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段才能更好的適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，這就要求教師要重新樹立自己在教育教學(xué)過程中的角色。鑒于高等數(shù)學(xué)知識(shí)的邏輯性和嚴(yán)謹(jǐn)性，其公理化定義和公式較多，無(wú)法很好地實(shí)施分組教學(xué)和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，但是可以通過進(jìn)行鼓勵(lì)機(jī)制讓學(xué)生更好的參與到教育教學(xué)過程中。因此，對(duì)于每節(jié)課堂，除了傳統(tǒng)的知識(shí)點(diǎn)講授之外，還應(yīng)設(shè)有相應(yīng)的習(xí)題時(shí)間。在學(xué)生解答習(xí)題的過程，采取鼓勵(lì)機(jī)制，按照習(xí)題的難易程度，挑選出解題最快、最準(zhǔn)確的前幾名同學(xué)，增加平時(shí)成績(jī)的分?jǐn)?shù)。這樣在傳統(tǒng)的講授式教學(xué)方法中，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生為了獲得更多的平時(shí)成績(jī)則會(huì)更加積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)。采取鼓勵(lì)機(jī)制，能更好地培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)的能力，這也與我校“自主學(xué)，動(dòng)手學(xué)”的實(shí)踐化教學(xué)體系相符合。

二、通過練習(xí)法，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手學(xué)的能力

很多人理解的高等數(shù)學(xué)課堂就是傳統(tǒng)的課堂。教師講，學(xué)生聽。教師在講臺(tái)上一味地講知識(shí)，而忽略學(xué)生接受知識(shí)的程度和聽課狀態(tài)。高等數(shù)學(xué)作為一門公共基礎(chǔ)必修課，每個(gè)教學(xué)班的人數(shù)較多，學(xué)生坐在大階梯教室中的各個(gè)角落，教師也就無(wú)法顧及到教室中的每一位學(xué)生。授課教師可以清楚地了解坐在前三排學(xué)生的知識(shí)掌握程度，對(duì)于坐在教室后方和角落的同學(xué)，我們通常忘記一個(gè)方法就是提問。提問是一種典型又非偶然的掌握學(xué)生學(xué)情的一種方法，被提問的學(xué)生很大程度的代表了該學(xué)生所坐位置區(qū)域的學(xué)情。除此之外，我們?cè)谥行W(xué)常采用的方法是讓學(xué)生到黑板來(lái)做題。首先把練習(xí)題布置下去，然后提前告知會(huì)以提問的形式把學(xué)生請(qǐng)到講臺(tái)前進(jìn)行答題并為大家解題。這樣為學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)增加相應(yīng)的壓力，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)、動(dòng)手學(xué)的能力。

三、將計(jì)算機(jī)語(yǔ)言引入到高等數(shù)學(xué)課堂

作為一個(gè)應(yīng)用型大學(xué)，主要是以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主。教師在講授數(shù)學(xué)知識(shí)的同時(shí)應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)。在這個(gè)以“人工智能”為熱潮的時(shí)代，高等數(shù)學(xué)也應(yīng)當(dāng)跟上時(shí)代的潮流。目前，我校高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)課程為《高等數(shù)學(xué)》《線性代數(shù)》《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》，專業(yè)數(shù)學(xué)領(lǐng)域中有一門專業(yè)叫做應(yīng)用數(shù)學(xué)，該專業(yè)是以數(shù)學(xué)課程為基礎(chǔ)并且偏向于計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的專業(yè)。應(yīng)用數(shù)學(xué)是將數(shù)學(xué)知識(shí)、定理、公式學(xué)以致用。如前文所說，數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)的一門工具，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言則是數(shù)學(xué)這門工具的具體實(shí)現(xiàn)者。在這樣的一個(gè)大數(shù)據(jù)時(shí)代下，我們需要使用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行復(fù)雜龐大的數(shù)據(jù)計(jì)算，因此可以將MATLAB、SQL、以及C 語(yǔ)言按照不同的專業(yè)需求相應(yīng)的引入到高等數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)中。以《線性代數(shù)》為例，作為最為抽象的一門數(shù)學(xué)學(xué)科，在圖像處理和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域中，《線代》的用途是無(wú)處不在。例如，一張圖片我們可以用《線代》中矩陣來(lái)表示，矩陣可以以計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的形式生成，我們?nèi)羰且幚磉@張圖片，那就是對(duì)生成的數(shù)字矩陣進(jìn)行處理。因此，在傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)課堂中，相應(yīng)的引入計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，既能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能夠培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的觀念，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，數(shù)學(xué)不是簡(jiǎn)單的概念、公式以及定理。

四、結(jié)束語(yǔ)

在高校教育改革的大潮流下，高等數(shù)學(xué)作為一門基礎(chǔ)必修課程其課程改革也是必然的趨勢(shì)。在當(dāng)今人人都“人工智能”的時(shí)代中，數(shù)學(xué)作為一種計(jì)算機(jī)工具其教學(xué)改革更應(yīng)該順應(yīng)社會(huì)需求。培養(yǎng)應(yīng)用型人才也已經(jīng)成為高校培養(yǎng)大學(xué)生的一種趨勢(shì)，擺在高校教育者前面的任務(wù)是艱巨而又繁重的，[3]這對(duì)教育者來(lái)說是一種挑戰(zhàn)，對(duì)學(xué)校來(lái)說也是一個(gè)挑戰(zhàn)。在高校課程改革面前，需要學(xué)校、學(xué)院各方通力合作，培養(yǎng)出應(yīng)用型人才也將是一個(gè)永恒的課題。