浅谈人工智能时代的工科数学教育

摘 要：目前的工科數学教育与人工智能新时代对学生的要求，还有一些距离。作为一所工科院校的教师，在工科数学教育中如何适应人工智能的发展就成为一个非常重要的课题。在本文中，我们提出了最大限度地追求提高学生的学习兴趣、培养学生良好的学习习惯以及让学生尽早接触统计类数学软件这些措施。

关键词：人工智能；工科数学；概率论教学

一、 引言

近几年来，人工智能（Artificial Intelligence）取得了突飞猛进的发展，可以毫不夸张地说，人工智能已经并且必将改变人类各个方面的生活。从谷歌利用深度学习所产生的智能机器人Alpha Go战胜人类顶尖围棋高手，自动驾驶汽车逐渐开始上路，到我们生活中随处可见的车牌自动识别技术，再到越来越自动化的工厂流水线，可以说很多人的工作和生活将因人工智能的发展而改变。

在人工智能时代，一个很让人无奈的话题是，什么样的工作会被人工智能所代替？一个比较标准的答案是，越是那些重复性地、机械性的工作越容易被人工智能所代替。目前，为了应对越来越昂贵的人工成本，许多工厂纷纷在努力打造“无人工厂”。这也给未来的工科教育带来了新的挑战。

作为一所工科院校，湖北工业大学是以培养未来的工程师为目标，因而在工科数学教育中如何适应人工智能的发展就称为一个非常重要的课题。

二、 目前工科数学教育的局限性

很令人惊讶的是，尽管计算机方面大数据、云计算、人工智能等新技术发展如此迅猛，对工科数学教育的影响却并不明显。以目前大家广泛使用的同济大学出版社的《高等数学》教材为例，目前最新的版本是第七版，但其与前面的几个版本相比，改动并不明显。这一方面是因为高等数学的内容本身就是比较经典的内容，本身可以改动的余地并不大；另一方面也反映了目前工科数学教育对计算机等吸纳的力度还有不足，有很多可以改进的空间。

同时，另一个值得探讨的问题是，目前学生对工科数学的兴趣也呈日趋下降的趋势。比较明显的一点是，高等数学的上册学生还能保持比较高的注意力和兴趣。但到了高等数学下册以后，由于概念从一维到二维甚至多维空间，难度随之加大，学生的兴趣也随之降低了很多。可以说，目前的工科数学教育与人工智能新时代对学生的要求，还有一些距离。

三、 工科数学教育该如何适应人工智能新时代

接下来，我们结合自身的思考，提出一些如何适应人工智能新时代的粗略认识。

首先，工科数学教育必须最大限度地追求提高学生的学习兴趣。“兴趣是最好的老师”，在兴趣的培养方面，必须花费极大的气力。以概率论的教学为例，可以引用最近比较热门的由中央电视台播出的“国家宝藏”，其中北京故宫博物院展出了一件名为“各种釉彩大瓶”的瓷器。这件瓷器的不同寻常之处在于集成了17种历代瓷器工艺于一身，其难度可想而知。这里涉及一个有趣的概率问题，假设每种工艺成功的概率是0.3，那整件作品成功的概率就是0.317，约等于1.29140163×10-9，由此可见其概率之小，这也充分体现了我国古代工匠的高超技艺。

其次，必须让学生养成良好的学习习惯，以适应未来的需求。在人工智能新时代，我们每个人都需要终身学习，以不断适应新技术新发明对我们生活和工作的改变。这就必须让学生有非常好的自学能力，能够自我学习，不断提高自己的能力。也就是说要更多的学会自己思考，课前预习，课后复习这些习惯一旦养成，将在学生未来学习新的知识时发挥巨大的作用，使得他们终身获益。因此，在平常的教学中，应该让学生充分发挥主动性，主动学习。

最后，应该让学生学会适应数学软件的发展，以更好地适应于人工智能新时代。同样以概率论和数理统计的教学为例，目前常用的统计分析软件例如SAS，功能强大，操作简单。让学生尽早地接触这些软件，并学会操作，将给他们未来的发展带来很大帮助。

四、 结论

在本文中，我们回顾了人工智能发展对工科数学教育与教学的影响，剖析了目前工科数学教育的一些不足之处。对工科数学教育如何适应人工智能的发展给出了一些思考：包括利用一些比较有趣的例子，让学生尽早接触统计软件SAS，以及养成良好的习惯。

参考文献：

[1]同济大学数学系编.高等数学[M].高等教育出版社.第七版，2014.

[2]李子强主编.概率论与数理统计[M].科学出版社.第三版，2011.

作者简介：左玲，湖北省武汉市，湖北工业大学理学院。