人工智能与高职教育的良性互动研究

摘 要：国家出台多项政策，要求在中小学阶段设置人工智能相关课程，教师要适应人工智能等新技术的变革，开展创新型教学。《高等数学》是人工智能理论的基础，在高职教育中，应秉承中小学《人工智能》课程的思想开展教学。进一步调整内容体系，培养学生计算与编程的基本素养，实现个性化学习。

关键词：人工智能;高职教育;《高等数学》;良性互动

近年来，人工智能已逐步进入我国各行各业，并纳入国家发展战略。而人工智能的探索研究、推广应用离不开研发人才和技术人才。因此教育与人才将成为人工智能创新发展的关键因素，人工智能教育也随之提升到重要的位置。

1 人工智能背景下高职教育面临转型升级

人工智能时代，制造业将由生产型制造转向服务型制造，随着企业生产方式的转变，今后操作岗位的工作需求将大幅减少。新兴产业需要更多创新型、复合型人才，因此高职院校的培养目标应从培养技能型人才向培养创新型、复合型人才转型。

未来人工智能将延伸至很多领域，与多个学科领域互相交叉，这必将使传统专业受到危机。因此高职院校要围绕新兴产业重新进行专业布局，建立“人工智能+X”的复合专业模式。

2 我国关于人工智能教育的战略决策

2017年，国务院颁发《新一代人工智能发展规划》，提出实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程。2018年中共中央、国务院《关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》指出，教师应主动适应信息化、人工智能等新技术变革，积极有效开展教育教学。同年教育部印发的《高等学校人工智能创新行动计划》指出，开展人工智能普及教育，在教师职前培训和在职培训中设置人工智能相关知识和技能课程。

2018年4月我国首部《人工智能基础（高中版）》教材正式出版，在全国40所学校进行试点开设。

3 《高等数学》与人工智能理论的契合点

3.1 《高等数学》是人工智能理论的必备基础

人工智能需要数学和编程两方面知识作为主要支撑。在高职教育中，《高等数学》作为公共基础课，其中极限、导数、极值等内容都是掌握人工智能理论的基础。例如，传统BP神经网络的算法就是基于复合函数求导数思想发展起来的;又如监督学习的算法多数是基于极大似然估计的理论，而求解极大似然估計则先要掌握导数、极值等相关知识。

3.2 《高等数学》应继续秉承中小学《人工智能》课程的思想开展教学

2018年全国首套包含从小学到高中阶段的人工智能教材正式出版，于2019年春季开学后在全国数百所中小学投入使用。未来的学生从小学就开始系统地学习人工智能理论，进入大学后已经在数学、算法、编程等方面具备一定的能力。对于《高等数学》课程而言，学生在中小学阶段，经过《人工智能》课程的学习，已经触及《高等数学》领域的部分经典问题，但并没有理解深层次的内涵或解决方法。因此《高等数学》课程应结合《人工智能》理论开展教学，让学生真正理解人工智能中与数学相关知识的本质。

4 高职院校《高等数学》课程教学现状

4.1 课程定位、知识讲解依旧沿袭传统模式，缺乏新思想

教学内容始终围绕公式、定理、例题展开，并反复强调题目的解法与计算，教学思想也保持着传统的系统性和完整性。因此学生对知识的理解是被动、死板的，不能够真正灵活运用数学思想积极主动地探究问题。

4.2 有限的应用案例不足以培养学生综合分析能力

多年来《高等数学》在教学内容上，结合专业的应用问题已经成为固定的模块，但应用案例没有改变与突破。一成不变的应用案例不足以提高学生的综合应用分析能力。

5 人工智能背景下高职院校《高等数学》课程改革策略

5.1 调整《高等数学》课程内容体系，与人工智能理论对接

人工智能时代，《高等数学》在教学内容上应具有与时俱进的特点，向学生传递人工智能的思想和理念。从目前出版的《人工智能》教材来看，导数、矩阵的运算、积分变换、贝叶斯定理等都是《高等数学》的重点内容。将这些内容贯穿于《高等数学》课程，深化学生对人工智能知识的理解，为培养未来的“人工智能+X”的专业复合型人才打下基础。

5.2 以人工智能时代必备的基本能力为教学主线，培养学生计算与编程的基本素养

以往在教学中增设的数学实验，如Mathematic、Matlab等软件的学习，只是单纯使用其计算功能，对其中编程模块等都没有涉及，学生在能力方面没有明显提高。经过中小学《人工智能》课程的学习，在学生已经具备编程基础的情况下，今后要对Mathematic、Matlab等软件的学习功能进一步拓展，让学生用深层功能做出高级分析。

5.3 以实现个性化学习为目标，积累学生课堂行为的有效数据

自适应学习作为人工智能与教育融合的教学模式，能够实现学生的个性化学习。虽然当前自适应学习系统的开发还未在高职教育中展开，但为做好《高等数学》课程今后自适应学习系统的开发，高职院校教师应记录学生有效的认知数据，设计优质的教学方案，为开发自适应学习系统做好准备。

参考文献：

[1] 国务院.新一代人工智能发展规划[M].北京：人民出版社，2017.

[2] 教育部.高等学校人工智能创新行动计划[EB/OL]. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s7062/201804/t20180410_332722.html，2018-04-02.

作者简介：张旭（1975—），女，天津人，硕士，副教授，研究方向：高职教育，应用数学，应用统计。