人工智能時代下高等數(shù)學(xué)課程改革的研究

劉曉婷

（沈陽城市學(xué)院，遼寧 沈陽 110112）

改革開放40 年來，我國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 年的重點選題計劃。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)試點單位，多年來，學(xué)校以“堅持育人為本，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、適合社會經(jīng)濟發(fā)展。本文以沈陽城市學(xué)院為例，針對培養(yǎng)應(yīng)用型人才，對高等數(shù)學(xué)課堂教育教學(xué)改革進行研究。

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)生對其“敬而遠(yuǎn)之”。信息時代，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俱進，將高等數(shù)學(xué)課程順應(yīng)時代的發(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)課堂相對各大高校已經(jīng)有了相應(yīng)的改革措施，例如學(xué)生會熟練使用mathtype，這對提升學(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，采取鼓勵機制培養(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)知識的邏輯性和嚴(yán)謹(jǐn)性，其公理化定義和公式較多，無法很好地實施分組教學(xué)和實驗實訓(xùn)，但是可以通過進行鼓勵機制讓學(xué)生更好的參與到教育教學(xué)過程中。因此，對于每節(jié)課堂，除了傳統(tǒng)的知識點講授之外，還應(yīng)設(shè)有相應(yīng)的習(xí)題時間。在學(xué)生解答習(xí)題的過程，采取鼓勵機制，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)，增加平時成績的分?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成績則會更加積極主動的學(xué)習(xí)。采取鼓勵機制，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)，動手學(xué)”的實踐化教學(xué)體系相符合。

二、通過練習(xí)法，培養(yǎng)學(xué)生動手學(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。教師在講臺上一味地講知識，而忽略學(xué)生接受知識的程度和聽課狀態(tài)。高等數(shù)學(xué)作為一門公共基礎(chǔ)必修課，每個教學(xué)班的人數(shù)較多，學(xué)生坐在大階梯教室中的各個角落，教師也就無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)生的知識掌握程度，對于坐在教室后方和角落的同學(xué)，我們通常忘記一個方法就是提問。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，我們在中小學(xué)常采用的方法是讓學(xué)生到黑板來做題。首先把練習(xí)題布置下去，然后提前告知會以提問的形式把學(xué)生請到講臺前進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，同時也培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)、動手學(xué)的能力。

三、將計算機語言引入到高等數(shù)學(xué)課堂

作為一個應(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)知識的同時應(yīng)當(dāng)與時俱進。在這個以“人工智能”為熱潮的時代，高等數(shù)學(xué)也應(yīng)當(dāng)跟上時代的潮流。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》，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)并且偏向于計算機語言的專業(yè)。應(yīng)用數(shù)學(xué)是將數(shù)學(xué)知識、定理、公式學(xué)以致用。如前文所說，數(shù)學(xué)是計算機的一門工具，計算機語言則是數(shù)學(xué)這門工具的具體實現(xiàn)者。在這樣的一個大數(shù)據(jù)時代下，我們需要使用計算機語言進行復(fù)雜龐大的數(shù)據(jù)計算，因此可以將MATLAB、SQL、以及C 語言按照不同的專業(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，在圖像處理和機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域中，《線代》的用途是無處不在。例如，一張圖片我們可以用《線代》中矩陣來表示，矩陣可以以計算機語言的形式生成，我們?nèi)羰且幚磉@張圖片，那就是對生成的數(shù)字矩陣進行處理。因此，在傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)課堂中，相應(yīng)的引入計算機語言，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)識到，數(shù)學(xué)不是簡單的概念、公式以及定理。

四、結(jié)束語

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。在當(dāng)今人人都“人工智能”的時代中，數(shù)學(xué)作為一種計算機工具其教學(xué)改革更應(yīng)該順應(yīng)社會需求。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，擺在高校教育者前面的任務(wù)是艱巨而又繁重的，[3]這對教育者來說是一種挑戰(zhàn)，對學(xué)校來說也是一個挑戰(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永恒的課題。