摘要：毋庸置疑，人工智能將在很多方面輔助和替代人類活動，包括教育活動。它可以為人們提供普適化、標準化教育的同時，分析和改進方法，提供更有針對性、個性化的教育方案。本人以人工智能新近的發展為出發點，結合大學數學的特點，分析其結合點，探討人工智能在大學數學教學中的應用模式，以期提高教育質量和實現培養創新型人才。

　　關鍵詞：人工智能;教育活動;數學教學

　　人 工 智 能 ( A r t i f i c i a l Intelligence)是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能的核心是機器學習，而深度學習是機器學習的一種，它能使計算機系統從經驗和數據中得到提高。近年來，得益于強大的計算機、更全面的數據和更深網絡的技術發展，深度學習逐漸走向實用，在智能交通、智慧醫療、圖像處理、語音識別等領域逐漸發揮顛覆性的作用。2017 年 7 月 20 日，國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，人工智能正式成為國家倡議。

　　《規劃》的第一個方面重點任務就是創建開放協同的人工智能科技創新體系，從前沿基礎理論等方面強化部署。大學數學教學作為科技創新體系關鍵一環，涉及前沿基礎理論研究、創新平臺建設、高端人才隊伍培養等核心方面，是培養人工智能人才的主力軍。大學數學教育有責任、有義務將人工智能需求和思想、方法融入教學，為國家倡議服務，為民族復興獻力。

　　一、人工智能與大學數學教學的結合

　　點人工智能與大學數學教學的結合可能有幾個方面：

　　其一，人工智能本身需要數學基礎，大學數學是從事人工智能開發的基礎。模型的建立和訓練是人工智能算法的基本工作，高等數學、線性代數、概率論、數理統計和隨機過程、離散數學、數值分析等是人工智能算法的基礎，在此基礎上誕生的人工神經網絡、遺傳算法、深度學習算法已經成為人工智能領域的主要算法。大學數學已經成為人工智能算法工程師必須精通掌握的主要工具。這也是人工智能發展的第一個階段，人類需要掌握數學知識以設計、研發人工智能系統。

　　其二，人工智能更能幫助大學數學教學因材施教。小度機器人、天貓精靈等人工智能系統已經可以記錄用戶使用習慣并由此進行分析和處理以獲取經驗，加之其不斷地為數據處理中心提交大量數據以改進模型、算法，等價于大量用戶對其進行修訂、補充、完善，因此可以對特定群體的特征和行為更好地分析并制定更有針對性的施教方法。這是人工智能發展的第二階段，人工智能系統輔助人類學習、工作、生活。

　　其三，數學學科教學是機器學習算法發展的逆化，掌握數學工具是對抗人工智能的重要方面。很長一段時間，機器學習的都是以知識庫、邏輯分析、判斷和推理為主。而數學學科的教學也以知識傳遞、邏輯思維訓練為主，長期以來，訓練學生理性和客觀的思考能力、解決抽象和形式化的任務都是數學教學的主要目的，而這恰恰是現階段機器學習的長項。2017 年以來，搜狗汪仔 babyQ、高考機器人 Aidam、數學高考機器人 AI-MATHS 等人工智能答題系統已經相繼面世并得到部分驗證，并向著攻克主觀題目的方向努力。可見，機器學習技術已經由一般的機器學習向著具有決策、性格的深度學習方向發展。而直覺、情感部分作為人類的長項將不再具有優勢，此時更需要我們掌握嚴謹、理性的思想方法，了解人工智能的核心和基礎。

　　二、基于人工智能的大學數學教學模式分析

　　大學數學教學的最終目的是培養學生的數學思想素養和邏輯思維能力，逐漸形成獨立提出和分析、解決問題的能力。人工智能首先可以輔助教學工作。

　　第一，人工智能系統可以感知和記錄學生的各類狀態信息。大學教師由于教學和科研工作，往往無法準確記憶班級每個學生的基本情況。學校的學生數據庫記錄的信息有限，無法將學生的專業需求、詳細考勤、作業情況記錄在案，從而無法得知學生的掌握情況，也無法做出教學安排的及時調整。加之數學的基本理論大都經過幾代大師的努力已經構建起來，這些情況導致有些老師不愿意去了解需求和變化，其教學方法和教學內容甚至幾十年都不曾變化。而人工智能系統可以通過大量的傳感器、網絡登陸等信息獲取和收集更多的實時數據，供查詢和調用。以供教材、教學規劃制定者了解內、外需求，及時做出調整。

　　第二，人工智能系統可以主動分析數據、提供決策建議。在個體上，一方面可以分析學生作業認真程度、考勤情況、考試成績甚至體育、愛好、社交活動的變化，從而針對性地通過提問、交流、獎懲等手段進行引導輔助教學，彌補普適教育對個體短板的忽視;另一方面，通過分析可以及早發現學生的個性特長，培養學生發揮天賦，增強信心，引導學生向專業型、復合型人才發展。此外，掌握學生的精神狀態甚至情感波動，甚至可以及時發現不良的思想，為大學生心理輔導提供基礎材料，預防學生心理疾病惡化造成惡劣后果。

　　三、結束語

　　當前，尚無法真正推理和解決問題的弱人工智能方面已經取得可觀的成就，Aidam 等就是數學解題類的人工智能代表，輔助數學教學工作也僅是政策和具體實施方面的進度問題。強人工智能有兩類：類人的，思考和推理與人類似;非類人的，思考和推理與人完全不同。

　　強人工智能目標很明確，但是尚未實現。類人的人工智能更為安全，可以實現類人的交互、推理，顯然有助于我們教學工作，教育工作者需要積極、主動利用。而非類人的必須在人類的掌控和監督下才可以指導學生學習，需要采取更為審慎的態度。但是，前景并不可畏，培養學生數學思維和方法，傳道、授業、解惑始終是大學數學老師的宗旨，科學技術始終是為了服務人類，積極、樂觀、從容、自信面對人工智能，是每一個大學數學從業者應有的心態。

　　【參考文獻】

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　　[2] 李春貴 . 基于案例教學的“人工智能”教學的實踐與探索 [J]. 計算機教育 2008,69(9):55-56.

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