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2023 年 12 月 07 日
09 : 59
当数学教育遇到AI,会发生怎样的变化?
在展开正态分布内容的授课前,上海耀华临港校区中学部数学学科副组长靳晓青试探性地问ChatGPT,“如果是你的话,你打算怎么讲授正态分布?”
ChatGPT很快给出它的建议,比如第一堂导入课可以从数学史出发,向学生们介绍正态分布命名的故事,之后再进一步讲解它的概念、图像特征等。靳老师觉得这个建议不错,按照这一思路备课,制作教学视频。
“目前这一部分的课程内容还没有结束,我发现班上的学生基本都觉得正态分布要比前面的二项分布和几何分布简单。正态分布是统计学里的重点和难点,但我感觉学生在过程中的学习状态很轻松,我的状态也很轻松,”靳老师评价道。“ChatGPT能给我灵感。而且一旦我觉得它的回答不够好,它还能重新生成新的思路。”
这只是靳老师在尝试借助AI工具辅助教学例子中小小的一个。像她一样,对AI好奇,有兴趣进一步探索AI与数学教学的老师在耀中耀华还有许多。十月下旬,这些老师相聚在上海耀中古北校区,在耀中耀华首届“AI与数学教育会议”上交流彼此的见解与经验。
耀中耀华教育总监、拥有多年数学教学经验的叶天有先生是本次会议主席。会上,他表示AI不仅可以帮助人们更好地获取知识,还可以提供个性化的学习建议,使学习变得更加高效和有趣。同时,AI也可以帮助教师更好地了解每个学生的学习进度和问题,从而提供更有效的教学支持。
作为本次会议的特邀嘉宾,上海开放大学贾炜校长与同济大学软件学院副教授朱宏明教授与老师们分享了他们对于未来教育趋势的看法。
贾炜校长认为,未来的教育将更加注重培养学生的创新能力、团队协作能力和跨学科综合能力。为了实现这一目标,学校及老师需要打破传统的学科壁垒,推动跨学科的融合与创新。同时也需要利用人工智能等先进技术,为学生提供更多的实践机会和项目经验,让他们在实践中不断成长和进步。
朱宏明教授则从多个角度深入探讨了人工智能在数学教育中的应用案例和挑战。他指出,随着人工智能技术的不断发展,越来越多的学生开始接触和使用这一先进技术。因此,将人工智能融入数学课程已经成为一种必要趋势。
会上,上海校区的数学教师们都表示,学校已经开始尝试将人工智能技术应用于数学教学中。通过使用智能教学系统和个性化学习平台,学生们可以更加便捷地获取数学知识和解决数学问题。
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据叶天有先生介绍,在AI出现之前,他们使用的是计算智能(CI),如 Wolfram Alpha 和 Symbolab。这些工具已经非常有用和强大,因为它们能够识别一些普通或非常规的数学语言,这使得用户与 CI 之间的交流更加高效。随着技术的不断进步,Wolfram Alpha 和 Symbolab 现在都有了人工智能的支持和能力。
“作为老师,我们的任务不仅仅是帮助学生获得答案,还要帮助他们提出正确的问题,从而帮助他们理解过程和步骤的重要性。人工智能最有用的功能之一就是可以用日常语言提问,这在过去是做不到的,”叶先生解释说。
对此,靳老师深有体会。有次,她看到一名学生把一道解不出的题复制粘贴到ChatGPT上,她没有马上阻止,而是在一旁观察。不出她所料,虽然ChatGPT给出了一个答案,但答案是错误的。以前她也曾出题“考”ChatGPT,发现数学是这款顶流AI工具的短板。
“之前给它10道题,它大概5、6题都是错误的,但它会逻辑很正确地错,有很清晰的推理步骤,但最后的答案是错的,”她说。
这让她有机会跟学生们交流如何辩证地看待AI工具,如何更有效地利用AI工具学习,“我就跟他们说,如果让ChatGPT做一道数学题,它有可能会做错,但是如果你能够正确地问问题,你问的问题越具体越好,它给你的回答就会越好。”她以一道正态分布题为例,相较于直接在对话框里输入“这道题我不会”,更有效的方法是将问题细化,比如问应该用什么样的思路去分析这个问题,应该先标准化还是画图等。
早在接触ChatGPT等热门AI工具之前,靳老师已广泛利用GeoGebra等智能软件辅助教学,她还采用翻转课堂的模式,录制课程视频上传到网上供学生们在课前自主学习。
“作为老师,我觉得我们要不断地学习和适应这种变化,因为当你要把这些工具当作教学工具使用的话,首先需要去学习工具的说明书。当然我们不能过度依赖技术,它可以作为我们教学的补充,而不是取代,”谈到AI时代老师的角色时,她如是说。
在会议中,老师们也就“教育中的伦理与人工智能”等话题展开讨论,他们就数据隐私、算法公平性以及人工智能对学生评价的影响等问题进行了深入讨论,并提出了一些解决方案和建议。老师们相信,人工智能技术应用于数学教学中是一种趋势和机遇。虽然在实践中还存在着一些问题和难题,但只要不断探索和创新,就一定能够找到更好的解决方案。
回到最初的问题,当数学教育遇到AI,会发生怎样的变化?答案应该就在老师们孜孜不倦的探索中。