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人工智能视域下基于智慧农业的高职数学课程 “三教改革”研究与探索
摘要:随着科技的迅猛发展,人工智能技术在教育领域的应用日益广泛,对传统教学模式提出了新的挑战和机遇。本文聚焦于人工智能视域下,针对智慧农业的需求,探讨高职数学课程中的教师、教材、教法的改革。通过分析当前高职数学教学面临的主要问题,结合智慧农业的实际需求,本文提出了教师队伍建设、教材内容优化和教学方法创新的具体改革措施和实施路径,通过这些改革措施,以培养适应智慧农业发展需求的高素质技术技能人才。
关键词:人工智能;智慧农业;高职数学课程;三教改革
一、引言
伴随人工智能技术的飞速发展,传统教学模式面临深刻变革。2018年,教育部发布《教育信息化2.0行动计划》,提出以人工智能技术为基础,推动教育模式改革。在此背景下,高等职业教育亟需进行深度改革,特别是在支撑现代农业的智慧农业领域。智慧农业的发展要求高职教育培养出具备智能化技能和创新能力的高素质人才,而数学作为基础学科在其中发挥关键作用。然而,当前高职数学课程在教学内容、方法和教材等方面存在诸多问题,难以满足智慧农业的发展需求。因此,本文旨在探讨人工智能视域下,高职数学课程如何进行教师、教材、教法的“三教改革”,以提升高职数学课程的教学质量,培养出符合智慧农业需求的高素质人才,为其他学科的教学改革提供参考和借鉴。同时,研究结果有助于推动人工智能技术与教育教学的深度融合,促进教育模式的创新与发展。
二、人工智能在教育领域的应用现状
人工智能技术在教育领域的应用[1]-[2]日益广泛,从教学辅助工具到智能评估系统,涵盖多个方面。例如,智能教学系统可以根据学生的学习行为和成绩数据,实时调整教学内容和进度,实现个性化教学。智能评估系统通过分析学生的答题过程和结果,提供详细的诊断报告,帮助教师了解学生的学习薄弱环节。此外,人工智能还应用于在线教育平台、虚拟实验室和智能辅导机器人等领域,为学生提供多样化的学习资源和支持。根据《2023中国智慧教育蓝皮书》的数据显示,全国范围内已有超过90%的高等院校开展了在线教学实践,其中许多高校已将人工智能技术深度融入日常教学中。
三、智慧农业对高职数学课程提出的新要求
智慧农业的发展促使高职数学课程必须做出相应调整,以满足新形势下对人才的需求。首先,高职数学课程需要增加与智慧农业相关的实际应用内容,如大数据分析、传感器技术应用等,使学生能够将数学知识应用于农业生产中的数据处理和分析。其次,课程应注重培养学生的创新能力和解决问题的能力,以应对智慧农业中复杂的生产问题。例如,通过项目驱动教学,让学生在实际项目中运用所学的数学知识进行建模、仿真和优化。此外,课程还应加强信息技术的应用,提高学生使用智能工具和平台的熟练度,为智慧农业的发展提供技术支持。
四、人工智能视域下高职农学类数学课程中的三教改革
(一)教师能力提升路径
在人工智能时代,教师角色的转变应从知识传授者到学习引导者。教师的职责不仅限于课堂教学,还包括课程设计、教学资源的整合以及教学效果的评估。教师需要熟练掌握各种生成式人工智能教学平台与工具,并能灵活应用于教学中。
定期参加信息技术培训班,帮助教师掌握最新的智能教学工具和方法,如使用虚拟实验室以及智能评估系统。学校可邀请信息技术专家进行讲座和培训,帮助教师了解前沿技术动态和应用实例。
教学创新能力是教师在人工智能时代必备的核心能力之一。教师应尝试新的教学方法和模式,如翻转课堂、项目驱动教学等。设计基于实际问题的教学案例,引导学生进行探究式学习,利用AI工具辅助教学,使用智能教学系统进行个性化教学[3],培养学生的创新思维和批判性思维能力。通过教学实验和试点项目,探索有效的教学方式,利用智能技术设计互动性强、参与度高的教学活动,提升学生的学习体验和效果。
(二)教材内容的优化策略
为了提升教材的实用性和吸引力,在教材中融入智慧农业的实际案例和应用场景。例如,加入无人机在农田监测中的应用案例,讲解如何利用无人机采集农田数据并进行分析处理,介绍传感器网络在精准农业中的应用,展示如何通过传感器实时监测土壤湿度、温度等参数并进行数据分析。帮助学生理解抽象的数学概念,使其认识到数学在智慧农业中的重要作用。此外,教材还可以介绍一些简单的编程练习和数据处理任务,增强学生的实践能力。
为使教材更具互动性和趣味性,推进教材的立体化与数字化建设[4]。开发配套的数字教材和在线资源,如教学视频、动画演示、模拟软件等。学校与企业合作共同开发定制化教材,以满足特定行业需求,开发虚拟实验室和模拟农场等互动平台,让学生在虚拟环境中进行实际操作和实验。这些数字化资源不仅能丰富教学内容,还能提高学生的学习兴趣和参与度。
(三)现代教学方法改革
项目驱动教学法强调学生的主动学习和团队合作能力培养。例如,基于智慧农业中的应用数学课程,采用项目驱动教学法,将整个学期分为若干个项目,项目与农作物病虫害防治、农田灌溉优化等农业生产密切相关;学生分组完成,项目从数据采集、分析到解决方案制定全程参与;最终举行项目展示,邀请企业代表参观点评优秀项目,获得企业实习机会或就业岗位推荐资格;这种贴近实际的教学方法极大地调动了学生的学习热情,同时也为学生将来步入职场打下坚实基础。线上线下混合式教学的线上部分包括视频课程、在线作业、虚拟实验等形式;线下部分注重课堂讨论、案例分析和实践操作,这种教学模式不仅增加了师生互动频率还提高了学生的参与度和积极性。
五、结论与展望
本文通过对人工智能视域下基于智慧农业的高职数学课程“三教改革”进行深入探讨,发现当前高职数学教学中存在的主要问题包括教师角色单一、教材内容陈旧且与实际脱节、以及教法落后等;针对这些问题提出了一系列改革措施:一是转变教师角色,从知识传授者向学习引导者转变并提升其信息技术应用能力和教学创新能力;二是优化教材内容,融入智慧农业案例,增强实践环节设计并推进立体化数字化建设;三是创新教法,采用线上线下混合式教学和项目驱动教学法以提高学生的参与度和应用能力。通过这些改革措施,旨在培养适应智慧农业发展需求的高素质技术技能人才,为现代农业的发展提供有力支持,同时也为其他学科的教学改革提供了有益参考借鉴,意义重大影响深远,值得进一步推广和完善。未来,我们将继续深化研究,探索更多有效的教学模式和方法,不断创新完善人才培养体系,为实现教育现代化作出更大贡献。
参考文献:
[1]周小红.人工智能时代高等数学教学模式创新研究[J].佳木斯职业学院学报.2024,(08):132-134.
[2]王金红.人工智能时代开放大学高等数学课程教学模式的创新研究[J].中国多媒体与网络教学学报,2023,(05):65-68.
[3]王建,陈凯泉.基于教育数据挖掘技术的大学生学习行为分析及教学启示 ——以某大学“高等数学”课程为例[J].高教数字校园,2023,(03):41-48.
[4]张林,吕静,曹大勇.高等数学新形态数字化教学资源设计与建设[J].高教 学刊,2024,(S1) :93-96.
作者简介:黄冉,女,汉族,1990年10月,四川省乐山市,硕士研究生,讲师,函数逼近论。
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