人工智能下大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)助力高等數(shù)學教學探論

巫小勇

（河源職業(yè)技術學院，廣東 河源 517000）

大數(shù)據(jù)是當今社會進入信息時代而出現(xiàn)的新概念，主要是指海量的數(shù)據(jù)，以計算機信息技術為基礎，具有高度數(shù)字化特點。將大數(shù)據(jù)與高等數(shù)學教育相結合，可以從整體上創(chuàng)新教學理念，優(yōu)化現(xiàn)有的教育思想，探索出符合當代教育要求的教學體系，培養(yǎng)綜合型素質人才，實現(xiàn)教學改革。

一、人工智能支持下的大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)對教育的影響

現(xiàn)階段，人工智能技術被廣泛地應用在教育領域中，改變了傳統(tǒng)的教育思想與理念，為學生營造優(yōu)質的學習環(huán)境，實現(xiàn)教育的改革，為我國的教育領域創(chuàng)新發(fā)展奠定了良好的基礎。尤其是人工智能支持下的大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)的應用，可以讓學習變得更有趣，引導學生主動進行學習，提升自身的學習成績。具體來說，該系統(tǒng)對教育產生的影響主要表現(xiàn)在以下幾方面：

首先，改變了傳統(tǒng)的教學理念，深入進行教學創(chuàng)新。例如，教師可以以大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)為基礎，合理進行數(shù)據(jù)采集，并利用計算機進行數(shù)據(jù)編輯，為學生營造高質量的學習環(huán)境，針對學生實際學習情況為學生提供學習內容，實現(xiàn)針對化教學，提升整體教學質量。與此同時，大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)還可以對學生的作業(yè)與試卷進行整理，加強課后作業(yè)與課堂教學的銜接，將作業(yè)編成計算機可以識別的編程，高效對數(shù)據(jù)信息進行分析，明確學生的實際學習情況，設計出最合理的教學策略，提升教學質量。例如，靈活利用計算機人工智能進行“思考與“決策”，合理進行人工智能處理，通過機器人進行輔助教學。

其次，靈活應用人工智能技術，可以促使優(yōu)秀經驗實現(xiàn)模式化，改變現(xiàn)有的教學方式。例如，靈活應用大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)可以實現(xiàn)智能審批，對于學生的試卷、作業(yè)，甚至是中英文作文進行智能批改。將大量教學活動轉化為智能模型，實現(xiàn)計算機運行，降低傳統(tǒng)復雜繁瑣的工作量，提升教學效率與教學質量。在未來，大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)將應用在更多的課程教學中，助力培養(yǎng)綜合型素質人才。通過人工智能實現(xiàn)計算機視覺處理、語言自然處理以及自動推理，創(chuàng)新現(xiàn)有的發(fā)展方向，實現(xiàn)智能處理。

最后，驅動個性化教學資源實現(xiàn)創(chuàng)新。在教學過程中，以大數(shù)據(jù)驅動為基礎，為教師提供良好的教學輔助，優(yōu)化現(xiàn)有的教學理念，創(chuàng)新現(xiàn)有的教學模式，幫助學生進行高效學習，加深對知識的理解。例如，現(xiàn)階段的機器人學習輔助技術，通過機器人幫助學生進行筆記整理、錯題記錄，實現(xiàn)人工智能數(shù)據(jù)分析，充分發(fā)揮出大數(shù)據(jù)價值，發(fā)現(xiàn)學習中存在的問題，記錄學生的實際情況，通過數(shù)據(jù)分析為學生設計針對性教學，促使學生實現(xiàn)全面發(fā)展。

二、人工智能支持下的大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)的應用效果

人工智能是21世紀最具有時代性標志的技術之一。以大數(shù)據(jù)為基礎，可以實現(xiàn)智能化處理，呈現(xiàn)出容量大、速度快、資源豐富等特點，在教育中具有較高的應用價值，滿足時代發(fā)展的需求。靈活利用大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)，可以促使學生產生濃厚的學習興趣，將知識內容進行簡化，尤其是對于較為抽象的高等數(shù)學知識，降低知識的難度，促使學生主動進行學習，提升自身的數(shù)學綜合素質。通過大數(shù)據(jù)將“教”“學”“做”“評”進行融合，形成一體化的教學模式，促使學生積極發(fā)展，感受學習中的樂趣，掌握相應的技術，創(chuàng)新現(xiàn)有的學習理念，提高學習與解決問題的能力，使自己成為綜合型的人才，滿足當前社會的需求。與此同時，靈活利用大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)，還可以推動教育信息化發(fā)展，加強教育基礎設施建設。通過人工智能的數(shù)據(jù)輸出，對數(shù)據(jù)做出合理的反應，如圖像傳感、傳感器等，合理開展規(guī)劃教育，構建完善的教學體系，促使學生全面發(fā)展，營造高質量教學環(huán)境，提升課堂教學質量。例如，某教師在教學過程中，靈活應用大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)進行評閱試卷，與傳統(tǒng)的評閱方式相比，只需要花費一半的時間進行，節(jié)省出的大量時間就可以用于與學生進行溝通交流，注重學生的綜合能力提升，引導學生通過數(shù)據(jù)驅動適應學習，以學生自身為主體，促使學生全面發(fā)展，充分發(fā)揮出自身的優(yōu)勢進行學習，進而帶動教育發(fā)展與改革。

三、人工智能支持下的大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)提升高等數(shù)學教學質量與學生素養(yǎng)策略

（一）靈活利用大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)，實現(xiàn)學生個性化學習

在人工智能的基礎上，教師應充分應用大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)的優(yōu)勢進行創(chuàng)新，改革現(xiàn)有的發(fā)展理念，引導學生進行個性化學習，加深對高等數(shù)學知識的理解，提高課堂教學質量。例如，大學教師應積極進行大數(shù)據(jù)學情診斷，以學生自身為基礎，通過智能技術對學生的實際情況進行分析，收集相關的數(shù)據(jù)，從整體上進行完善，實現(xiàn)針對化教學，幫助學生提升自身的綜合素養(yǎng)。靈活利用大數(shù)據(jù)分析學生的學習特點，合理進行數(shù)據(jù)驅動，洞察學生的實際需求，積極開展教學，保證教學過程合理，對學生的學習結果進行診斷，明確學生的學習狀態(tài)與學習能力。通過對學生的相關數(shù)據(jù)進行收集，可以通過數(shù)據(jù)測量從學生的數(shù)據(jù)中心中歸納出學生的學習風格與學習行為方式，為教師提供良好的參考數(shù)據(jù)，為學生營造健康的學習環(huán)境，引導學生充分發(fā)揮出自身的優(yōu)勢實現(xiàn)個性化學習，加深對知識的理解，快速掌握知識內容，滿足當前的教學需求。以實際為例，美國亞利桑那州立大學積極應用大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)，靈活利用該系統(tǒng)進行空間解析幾何教學，建立Knewton在線服務教育系統(tǒng)，為學生提供高效的課堂教學，并以系統(tǒng)為基礎，分析出學生的優(yōu)點與缺點，提供針對性指導，據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)應用后，學生的數(shù)據(jù)及格率從原有的65.3%上升至77.4%，學生的綜合成績大幅度提升，提升了綜合素養(yǎng)水平。

（二）發(fā)揮人工智能優(yōu)勢，實現(xiàn)差異化教學

在傳統(tǒng)的高等數(shù)學教學過程中，教師通常情況下采取統(tǒng)一教學模式，未能針對學生的差異化進行因材施教，其主要的原因在于教學模式的限制，難以明確學生的差異，增大了差異化教學難度，影響了教學質量。靈活利用人工智能的優(yōu)勢，以大數(shù)據(jù)為基礎，可以促使教師積極開展差異化教學，明確學生存在的不同，在保證教育規(guī)模的基礎上實現(xiàn)因材施教，提高學生的綜合素養(yǎng)水平。例如，慕課平臺的應用，改變了傳統(tǒng)的高等數(shù)學教學模式，并突破了傳統(tǒng)的技術限制，擴大課程受眾面積。可以將大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)與其相結合，構建以大數(shù)據(jù)為基礎的模型平臺，積極進行模式化教學，通過合理的線上課程設計，優(yōu)化課程順序，營造良好的教學環(huán)境，實現(xiàn)規(guī)?；虒W的差異化教學，提升學生的綜合素養(yǎng)水平。

（三）積極進行教學精細化管理，為學生提供智能化服務

改變傳統(tǒng)的教育環(huán)境與模式，消除現(xiàn)有的理念限制，為學生營造優(yōu)質的學習環(huán)境，充分發(fā)揮出數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，促使學生全面發(fā)展，實現(xiàn)精細化管理，并通過大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)觀察與分析，逐漸促使高等數(shù)學教學向智能化與數(shù)據(jù)化方向轉變，提升教學質量。例如，在進行微積分講解過程中，應積極設計高等數(shù)學教育精細化管理助理系統(tǒng)，根據(jù)學生的實際情況進行管理，并合理進行反饋，提供智能化服務，如教材選擇、評閱、課程指導等，利用大數(shù)據(jù)實現(xiàn)教學驅動，提升高等數(shù)學教學效果。與此同時，積極提升學校的服務能力，充分發(fā)揮出數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，實現(xiàn)運用數(shù)據(jù)決策、數(shù)據(jù)管理以及數(shù)據(jù)開發(fā)的理念，選擇理性的教學，推動教育改革創(chuàng)新。豐富現(xiàn)階段的教育活動，為學生創(chuàng)建學習高等數(shù)學的機會，并積極舉辦高等數(shù)學教育活動，如數(shù)學建模大賽、數(shù)學展示活動，通過活動促使學生主動參與學習，樹立正確的學習思想，通過活動探索知識內涵，幫助學生掌握知識內容

注重學生綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)，為學生營造優(yōu)質的學習環(huán)境，鼓勵學生積極主動進行學習，相互進行交流評價，在學習中養(yǎng)成良好的學習習慣，以人工智能為基礎，融入大量的教學課例，提升知識內容的趣味性，降低知識難度，促使學生與教師積極進行交流與互動，提升教學的針對性，滿足學生的實際需求，促使學生在學習過程中提高自身的綜合能力。

（四）積極進行教師隊伍建設，提升教師專業(yè)水平

教師是影響教學質量的重要因素，也是促使學生掌握知識內容的前提，因此在進行高等數(shù)學教學過程中，應積極進行教師隊伍建設，打造高素質的教師隊伍，充分發(fā)揮出人工智能的優(yōu)勢，提升教學質量。首先，積極對現(xiàn)有的教師進行培訓，以學科特點為基礎，優(yōu)化現(xiàn)階段的教師結構，為教師提供大量的培訓機會，如積極進行國內外的學術交流，學習先進的教學理念與教學模式，并積極與國際進行合作，擴寬教師的視野，帶動我國教育與國際接軌，促進教學質量的提升。其次，積極為教師提供國外進修機會，建立高素質國際化教師隊伍，并聘請優(yōu)秀的國際學者講解授課，向教師傳遞先進的教學理念，為教育的發(fā)展奠定素質基礎。積極提升教師的人工智能技術水平，促使教師在教學中靈活應用人工智能理念，以大數(shù)據(jù)驅動為基礎，為學生營造高質量的教學課堂，促使學生高效掌握知識內容。最后，積極進行優(yōu)秀的教師人才招聘，在進行人才吸納過程中注重人才的綜合素養(yǎng)能力，保證其專業(yè)水平較高，為我國教師綜合專業(yè)水平素養(yǎng)提升奠定良好的人才基礎。培養(yǎng)雙師型專業(yè)教師隊伍，積極促使教師進行實踐，提升自身的實踐能力，以高等數(shù)學教學需求為基礎，打造具有專業(yè)特色的教師隊伍，滿足教育發(fā)展需求。

四、結語

綜上所述，在當前的時代背景下，教師在進行高等數(shù)學教學過程中，應充分發(fā)揮出人工智能支持下的大數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)的優(yōu)勢，創(chuàng)新現(xiàn)有的教學理念，為學生構建良好的教學模式，通過大數(shù)據(jù)推動教育逐漸向個性化方向發(fā)展，實現(xiàn)因材施教，提升教學質量與效果，進而為我國培養(yǎng)出更多的優(yōu)秀人才。