人工智能时代“运动式”学数学,能解决卡脖子问题吗?

2024-06-07

近年来中国老被美国卡脖子,一个核心原因就是数学能力不强。于是,当前部分高校开始进入“运动式”学习数学阶段。

学生高考数学单科成绩达到140分以上,即有机会被多所高校破格录取!包括山东大学、中山大学、国防科技大学等。为什么对数学如此重视?因为国家明白“得数学者得天下”。数学是科技的基石。此次国家动用高考指挥棒能力,最终就是为了解决卡脖子问题。这样的技术性政策,必然会引发“全民运动式学数学”。但这种方式,是培养天才的捷径?还是功利诱导的下策?运动式的学数学,能解决卡脖子问题吗?于是,业界提出三点担忧:一是进入人工智能时代,如何培养数学人才;二是全民“运动式”学数学可能引发的弊端;三是如何为提升孩子数学成绩提供科学方法论。

分析认为,在人工智能时代,培养数学家需要采取一系列策略和方法,以确保他们能够具备应对这一时代挑战所需的知识、技能和创新能力。

强调数学基础:数学家需要掌握深厚的数学基础知识,包括代数、几何、分析、数论、概率论和统计学等。鼓励学生对数学进行深入研究,理解数学原理,掌握数学方法。

加强数学应用教育:在人工智能时代,数学不仅仅是理论学科,更是解决实际问题的工具。培养学生将数学知识应用于机器学习、数据分析、图像处理等人工智能领域的能力。通过案例研究、项目实践等方式,让学生亲身体验数学在人工智能中的应用。

培养创新思维:鼓励学生独立思考,勇于质疑,挑战传统观念。培养学生的想象力和创造力,激发他们发现新问题、提出新方法的热情。为学生提供创新实践平台,如数学建模竞赛、科研项目等,让他们在实践中锻炼创新能力。

跨学科融合教育:在人工智能时代,数学与其他学科的交叉融合越来越紧密。鼓励学生学习计算机科学、物理学、经济学等相关学科,拓宽知识视野。培养学生具备跨学科思考和解决问题的能力,以适应人工智能时代的复杂挑战。

加强实践训练:提高学生的动手能力,让他们在实践中掌握数学知识和方法。鼓励学生参与科研项目、实习实训等活动,积累实践经验。培养学生的团队协作和沟通能力,以适应人工智能时代的多学科合作需求。

关注数学教育的政策支持:关注政府和教育部门出台的相关政策和计划,如《新一代人工智能发展规划》等。积极参与政策讨论和制定过程,为数学家培养提供有力支持。利用政策红利,推动数学教育与人工智能的深度融合。

加强国际合作与交流:鼓励学生参加国际学术会议、交流活动等,拓宽国际视野。与国际知名数学研究机构建立合作关系,共同培养具有国际竞争力的数学家。借鉴国际先进经验和方法,提高我国数学家培养的质量和水平。

人工智能时代,全民“运动式”学数学可能引发的弊端。运动式学数学,尽管在某些情况下可能有助于学生提高数学知识和能力,深入理解数学概念和原理,但如果不恰当或过度强调,也可能引发一些弊端。一是误导学习重点:运动式学数学可能因短期过度强调数学的重要性,从而使学生忽视了数学本身的核心概念和逻辑推理。可能导致学生对数学本质的理解不够深入,仅仅停留在表面现象或具体操作层面。二是学习效果的不可预测性:运动式学数学的效果因人而异,且难以预测。不同的学生对这种集训的学习方式的适应性和接受程度不同,可能导致学习效果参差不齐。对于一些需要高度抽象思维和逻辑推理的数学概念,短期内可能无法提供足够的理解。三是学习成本的增加:运动式学数学可能需要更多的资源和经费投入,包括师资力量、实验设备等,从而增加了学习成本。对于一些经济条件较差的地区或学校来说,可能无法承担教学科研成本。

人工智能时代,可以充分利用AI技术优势,结合教育学的最新理论,形成一套科学、系统的教学方法,为提升孩子的数学成绩提供方法和指导。

一是个性化学习计划。智能评估与诊断:利用AI技术对孩子的学习情况进行全面评估,识别其数学学习的强项与弱项,为后续学习提供精确指导。定制学习计划:基于评估结果,为孩子量身定制个性化的学习计划,确保学习内容的针对性和有效性。

二是知识图谱辅助学习。知识系统化:利用AI知识图谱,将数学知识系统化、可视化,帮助孩子构建完整的知识体系;逻辑思维培养:通过知识图谱的逻辑关系,引导孩子进行逻辑推理和思维训练,提升数学思维能力。

三是智能辅助教学。智能解题辅导:利用AI技术为孩子提供实时的解题辅导,解答疑惑,确保学习效果;智能推荐学习资源:基于孩子的学习进度和兴趣,智能推荐相关学习资源,丰富学习内容,提高学习兴趣。

四是实时反馈与调整。学习进度跟踪:AI技术能够实时跟踪孩子的学习进度,确保学习计划的有效执行;学习成果评估:通过智能评估系统,定期对孩子的学习成果进行评估,及时调整学习计划,确保学习效果。

五是家校互动与协作。家长参与:鼓励家长参与到孩子的学习过程中,通过AI平台了解孩子的学习情况,与老师共同协作,促进孩子的学习进步;教师指导:教师利用AI平台对孩子的学习进行远程指导,提供个性化的学习建议,帮助孩子解决学习中的困难。

六是培养学生创新思维与解决问题能力。创新学习任务:利用AI技术设计具有创新性的学习任务,鼓励孩子运用数学知识解决实际问题,培养创新思维;问题解决策略:引导孩子利用AI工具探索不同的解题策略,培养其独立解决问题的能力。

强基计划聚焦选拔培养卡脖子人才。“基础学科招生改革试点”也称“强基计划”,是教育部自2020年起开展的招生改革工作,主要是为了选拔培养有志于服务国家重大战略需求且综合素质优秀或基础学科拔尖的学生,原有高校自主招生方式不再使用。“强基计划”主要选拔有志于服务国家重大战略需求且综合素质优秀或基础学科拔尖的学生,聚焦高端芯片与软件、智能科技、新材料、先进制造和国家安全等关键领域以及国家人才紧缺的人文社会科学领域,重点在数学、物理、化学、生物、力学、基础医学、育种及历史、哲学、古文字学等相关专业招生。2022年在此前36所强基计划试点高校基础上,增加东北大学、湖南大学、西北农林科技大学等三所高校开展强基计划试点,招生规模、专业、考核方式等也有调整。“强基计划”在确保公平公正的前提下,积极探索多维度考核评价模式,逐步建立基础学科拔尖创新人才选拔培养的有效机制。

2024年4月,全国多所高校发布2024年强基计划招生简章,开始网上报名。试点高校包括北京大学、中国人民大学、清华大学、北京航空航天大学、北京理工大学、中国农业大学、北京师范大学、中央民族大学、南开大学、天津大学、大连理工大学、吉林大学、哈尔滨工业大学、复旦大学、同济大学、上海交通大学、华东师范大学、南京大学、东南大学、浙江大学、中国科学技术大学、厦门大学、山东大学、中国海洋大学、武汉大学、华中科技大学、中南大学、中山大学、华南理工大学、四川大学、重庆大学、电子科技大学、西安交通大学、西北工业大学、兰州大学、国防科技大学、东北大学、湖南大学、西北农林科技大学。

有评论认为,强基计划是为国家未来发展培养一批坐住坐稳“冷板凳”的科研人员提供支撑。坐“冷板凳”不是让科研人员“吃苦”。对于从事数学、物理、化学等前沿基础研究和承担国家重大战略科技任务的科研人员,要给予生活和科研保障,让其有体面和稳定的收入,减少后顾之忧,为科研人员追求科学事业、实现科学理想提供良好的条件保障。同时,也要坚持正确的舆论引导。鼓励科研人员心怀“国之大者”,弘扬科学报国精神,科学家精神,把科学追求融入科技强国建设事业中。不一味强调科研人员“吃苦”,而是多宣传科研人员在科研事业中实现个人价值和理想,得到社会认可的快乐一面,让科研活动成为有魅力的职业;不过度宣传“天才少年”,而是既鼓励早出重大成果也激励大器晚成,引导更多有潜质的优秀青年科技人才“十年磨一剑”,坐住坐稳“冷板凳”,为国家“强基计划”添砖加瓦。

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