浅析人工智能在大学数学课程教学应用

张文 张健

摘 要：随着互联网技术与大数据的迅猛发展，人工智能已经运用到教学过程促进教育事业的发展，在此背景下，探讨了人工智能在数学类课程教学中的应用，对培养学生的自学能力及个性化学习进行了探究。

关键词：人工智能;数学;大数据;互联网

中图分类号：0175.12

一、人工智能概念

“人工智能”（Artificial Intelligence，缩写为“AI”）产生于20世纪50年代。美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授定义：“人工智能是关于知识的科学-怎样表示知识以及怎么样获得知识并使用知识的科学。”人工智能是对人的思维的信息过程的模拟。

二、人工智能发展历史

人工智能的发展历史经历了五个阶段：

第一阶段：人工智能发展的第一阶段发生于20世纪50年代，显著特点是：重视问题的求解方法，忽视了知识的重要性，其成果有：跳棋程序，机器定理证明。

第二阶段：人工智能发展的第二阶段于20世纪60年代末到70年代，专家系统的出现促使人工智能的研究出现新高潮，从而促进人工智能走向实用化，国际人工智能联合会于1969年成立。

第三阶段：人工智能发展的第三阶段于20世纪80年代，由于第五代计算机的研制，人工智能得到了很大发展。1982年，日本开始了“第五代计算机研制计划”，掀起了一股研究人工智能的热潮。

第四阶段：1987年，第一次精神网络国际会议在美国召开，人工智能发展的第四阶段-精神网络于20世纪80年代末得到发展。

第五阶段：20世纪90年代迎来了人工智能新的研究高潮，人工智能发展的第五阶段。由于互联网信息技术的全面发展，人工智能的研究对象由同一目标的分布式问题求解转化为多个智能主题的多目标问题求解，促进人工智能的道德实用性得到加强。

自人工智能诞生以来，受到了国内外学者的广泛关注，伴随着大数据时代的来临，人工智能已广泛应用到社会的各行各业中，使社会发生了大变革，人们的生活、工作方式发生了极大转变。智能教学系统是人工智能技术在教育过程中的重要应用之一。教育是国家发展之本，人工智能在教育领域的广泛应用，对教育带来了新的挑战和机遇。

大学数学课程是大学生学习专业课的基础，为学生后继发展提供基本知识和技能，帮助学生掌握自然科学的基本方法，培养学生数学思维并形成创新意识，培养学生数学素养，是提高学生综合能力必不可少的条件之一。

三、人工智能对大学数学课程学习的影响：

《高等数学》是大学生在大学接触的第一门数学课程，学好《高等数学》对学生后续的学习有非常重要的作用，但传统大学数学课程的教学只有课堂板书的情况。伴随着大数据、互联网+云资源的发展，传统的教育模式在发生改变。人工智能促使传统教学思想，教学模式发生本质改变，更加突显“开放化，融合化、精确化、现代化”的指向性，实现大数据时代带给我们的“共创共享”、“个性化多元”等思想，使学生能更好地在大数据时代运用人工智能，适应时代的发展，以促进学生在数学课程的培养模式的个性化发展，要达到这种线上线下的学习模式须;

1.学生首先需要学好学校开设的关于信息化的相关课程，掌握相应的人工智能技术，适应时代的变化和发展。学习相应的知识与技术，了解数据的解读、使用、交流与应用。所以，人工智能课程、数据科学、机器学习等课程的学习使学生能够更好地运用人工智能技术。

2.其次，在传统的学习方式中，《高等数学》、《线性代数》等数学课程均是填鸭式的教学，但随着人工智能走进课堂，学生可主动学习，练习巩固完成相应的学习任务。在互联网+大数据+人工智能的背景下，学生通过主动学习以适应人工智能发展的潮流，建立“网上学习平台”，发展线上与线下、课上与课下、传统与现代相融合的方法，使学生随时随地都可以學习，学习活动不受时间、空间的约束，结合线上其他学习平台，学生提前学习，便于课堂更好抓住重点，课下也可借助线上平台解决课堂上遗留的不懂问题，将原有的被动学习改为主动学习，构建数学自主学习框架，延展课堂学习内容，加深课程中抽象的定理、定义、公式的理解，推进“创新式教学”、“交互式教学”、“探索式教学”等教学模式，教师可通过“学习通”“超星”等人工智能平台了解学生对数学的个性需求。在“学习通”平台给学生提供个性化教案，让学生能自己把握学习进度，并提供不同难易程度的巩固习题，对基础不扎实的学生侧重巩固基础，夯实基础，对基础很好的学生侧重拓展练习，深度练习，引导学生参加全国大学生数学竞赛，实现个性化发展。通过人工智能等一些平台，可准确记录学生的每次成绩，相应知识点的学习及掌握情况，学习行为，学习方法及学习成果等信息，通过对这些信息和数据的汇总、归纳，形成一个全方位的成长记录，进而分析学生的思维方式，有效的掌握学生的学习情况和学习效果，及时提出有效的改进方式。在数学课程的教学中，充分利用数据资源更好改善教育方法，优化教学过程，实现优质教育。大数据与人工智能相辅相成、伴随着人工智能走入课堂，大数据走进数学课堂的教学基本环节，更加灵活教师的备课、上课、作业的布置及批改、线下课外辅导、成绩的评定，也能更好地帮老师判断学生的兴趣点及盲点。解决面临的困难和问题，利用人工智能更好处理教学过程中出现的转折和变化。其他的数学课程，如《数学建模》等课程，侧重实践练习，可通过人工智能选取相应的实际案例模型让学生加深对实际问题处理的熟练，学会如何用严谨规范的数学语言将实际问题数学化，加强学生的分析能力与实践能力，鼓励学生参加“全国大学生数学建模竞赛赛事”，进一步培养学生解决现实问题的能力，建立数学建模的素养。

通过以上人工智能的技术培养学生学习数学类课程的浓厚兴趣，让学生通过人工智能学会学习数学，爱学数学，享受学习数学的过程。

参考文献：

[1]李轶博.浅谈人工智能[J].中国西部科技，2019，191（30）：58-59.

[2]刘骐升.浅谈人工智能发展历程及其在教育领域的应用[J].科技论坛，2019（1）：119-120.

[3]畅肇沁，陈小丽.基于人工智能对教育影响的反思 [J].教育理论与实践，2019，1（39）：9-12.

作者简介：张文（1986.03-），女，汉，湖南省长沙市人，湖南工商大学数学与统计学院副教授，主要研究方向为：微分方程，动力系统。

张健（1986.04-），男，苗，湖南省长沙市人，湖南工商大学数学与统计学院副教授，主要研究方向为微分方程，临界点理论。

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