應(yīng)用泛在學(xué)習(xí)模式提高研究生科研創(chuàng)新能力的探索與實(shí)踐

陳榮元 李廣瓊 黃少年 申立智 陳浪

摘? 要： 為了滿足研究生多樣化、個(gè)化性的培養(yǎng)需求，提出了應(yīng)用泛在學(xué)習(xí)模式來提高研究生科研創(chuàng)新能力的方法。文章分析了傳統(tǒng)研究生培養(yǎng)方式的不足之處，總結(jié)了基于EduCoder平臺(tái)建設(shè)泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)的過程，并探討了引導(dǎo)研究生應(yīng)用泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行自主式學(xué)習(xí)的方法。泛在學(xué)習(xí)模式激發(fā)了研究生利用碎片化時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)的熱情，有效緩解了師生交流壓力，提高了研究生的科研創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞： 研究生; 泛在學(xué)習(xí); 自主學(xué)習(xí); 科研創(chuàng)新能力; EduCoder平臺(tái)

中圖分類號(hào)：G643.2? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2021）07-65-03

Exploration and practice of applying ubiquitous learning mode to improve scientific

research innovation ability of postgraduate

Chen Rongyuan， Li Guangqiong， Huang Shaonian， Shen Lizhi， Chen Lang

（Hunan University of Technology and Business? College of Computer and Information Engineering， Changsha， Hunan 410205， China）

Abstract： In order to meet the needs of postgraduates' diversified and individualized training， a method of applying ubiquitous learning mode to improve the scientific research innovation ability of postgraduates is proposed. This paper analyzes the shortcomings of traditional postgraduates' training methods， summarizes the process of building ubiquitous learning system based on EduCoder platform， and discusses the methods to guide the postgraduates to apply ubiquitous learning system to autonomous learning. The ubiquitous learning mode stimulates the enthusiasm of postgraduates to use fragmented time to study， effectively alleviates the pressure of communication between teachers and students， and improves the ability of scientific research innovation of postgraduates.

Key words： postgraduate; ubiquitous learning; autonomous learning; scientific research innovation ability; EduCoder platform

0 引言

2020年的疫情對高等教育產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，迫使教育理念、培養(yǎng)模式、教學(xué)方式等發(fā)生了較大的變化，加快了由傳統(tǒng)線下單一教學(xué)模式向多元化混合教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，以及由教師主導(dǎo)的課堂授課模式向立體化課堂模式轉(zhuǎn)變。泛在學(xué)習(xí)作為一種無處不在、隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)方式，符合終身教育理念，是未來學(xué)習(xí)方式的必然趨勢[1]。

研究生學(xué)習(xí)內(nèi)容個(gè)性化強(qiáng)、自主時(shí)間充裕、知識(shí)體系復(fù)雜，在研究生中開展泛在學(xué)習(xí)實(shí)踐研究，有利于提高其科研創(chuàng)新能力，適應(yīng)新時(shí)代創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的社會(huì)需要，對促進(jìn)全民學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)在全社會(huì)的普及與開展具有重要意義。

“中國數(shù)字教育2020”行動(dòng)計(jì)劃之一是教育信息化可持續(xù)發(fā)展能力建設(shè)行動(dòng)，確定了我國教育信息化建設(shè)和發(fā)展的主要思路[2]。泛在學(xué)習(xí)整合了包括信息技術(shù)在內(nèi)的多種學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)工具、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)成果，運(yùn)用立體化的現(xiàn)代信息手段，使學(xué)習(xí)者在不同環(huán)境中的學(xué)習(xí)具有連續(xù)性，后疫情時(shí)代將泛在學(xué)習(xí)應(yīng)用于高校研究生教育，有助于優(yōu)化研究生的培養(yǎng)模式，推動(dòng)教育信息化的發(fā)展。研究生中電腦、手機(jī)的高度普及，校園中無線網(wǎng)絡(luò)的廣泛覆蓋，為泛在學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)提供了必要條件，使學(xué)習(xí)能夠擺脫特定的時(shí)間、地點(diǎn)及特殊設(shè)備的約束，成為一種隨時(shí)隨地可以實(shí)現(xiàn)的活動(dòng)。協(xié)同泛在學(xué)習(xí)方式與傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式，發(fā)揮兩者優(yōu)點(diǎn)，可有效地提高研究生的培養(yǎng)效果、促進(jìn)研究生全面發(fā)展。

1 研究生培養(yǎng)模式分析

1.1 典型的究生培養(yǎng)模式

當(dāng)今國際社會(huì)上，研究生培養(yǎng)模式主要有四種：學(xué)徒式、專業(yè)式、協(xié)作式和教學(xué)式。我國許多院校主要采用“教學(xué)與科研”相結(jié)合的培養(yǎng)模式[3]，通常培養(yǎng)模式有以下兩種。

⑴ 導(dǎo)師負(fù)責(zé)制與集體培養(yǎng)相結(jié)合

現(xiàn)有導(dǎo)師負(fù)責(zé)制主要是單導(dǎo)師制，導(dǎo)師根據(jù)所指導(dǎo)研究生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)術(shù)特長、研究興趣、能力基礎(chǔ)等具體情況制訂培養(yǎng)計(jì)劃，督促學(xué)生按計(jì)劃完成學(xué)業(yè)。隨著研究生招生規(guī)模的擴(kuò)大、學(xué)科的快速發(fā)展，單個(gè)導(dǎo)師很難滿足眾多學(xué)生個(gè)性化的需求。許多學(xué)位點(diǎn)鼓勵(lì)科研經(jīng)驗(yàn)豐富、知識(shí)淵博的資深導(dǎo)師，創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)、思維敏捷的骨干教師，充滿學(xué)術(shù)活力、精力充沛的青年博士和工程經(jīng)驗(yàn)豐富企業(yè)專家，形成學(xué)術(shù)、實(shí)踐和精力優(yōu)勢互補(bǔ)的導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，共同管理和通力協(xié)作，發(fā)揮集體指導(dǎo)作用與優(yōu)勢，協(xié)作培養(yǎng)高層次、高質(zhì)量和有創(chuàng)新能力的研究生[4]。

⑵ 理論教育與實(shí)踐教育相結(jié)合

理論教育是培養(yǎng)研究生科研創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，導(dǎo)師需要引導(dǎo)研究生學(xué)好理論知識(shí)，打好運(yùn)用理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐的基礎(chǔ)。研究生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)，廣泛閱讀本領(lǐng)域經(jīng)典著作和文獻(xiàn)資料，以期夯實(shí)學(xué)科理論基礎(chǔ)，掌握系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)，了解學(xué)科前沿發(fā)展趨勢，提高自主學(xué)習(xí)能力，訓(xùn)練敏銳的學(xué)術(shù)眼光，開拓學(xué)術(shù)視野，奠定創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。研究生在導(dǎo)師指導(dǎo)下開展科學(xué)研究，著力提高研究能力和創(chuàng)新能力。研究生通過參與導(dǎo)師的科研和工程項(xiàng)目，或進(jìn)入企事業(yè)單位實(shí)習(xí)、參與生產(chǎn)實(shí)踐，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高運(yùn)用理論知識(shí)分析解決實(shí)踐問題的能力，養(yǎng)成從實(shí)踐中總結(jié)事物發(fā)展規(guī)律的思維習(xí)慣[5]。

1.2 研究生培養(yǎng)過程中的問題分析

我國大部分院校的研究生，只在第一學(xué)年有統(tǒng)一的課程安排，其余時(shí)間一般是參與導(dǎo)師項(xiàng)目或外出實(shí)習(xí)，在導(dǎo)師指導(dǎo)下自主地學(xué)習(xí)。導(dǎo)師的學(xué)術(shù)水平和科研創(chuàng)新能力、培養(yǎng)力度和方式，研究生自我努力程度，直接決定了研究生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)效果[6]。當(dāng)前的培養(yǎng)模式主要存在下列問題。

⑴ 研究生的科研創(chuàng)新能力過度依賴于導(dǎo)師

導(dǎo)師負(fù)責(zé)制度下，研究生對導(dǎo)師的依賴程度過高。如果導(dǎo)師科研能力較強(qiáng)，項(xiàng)目和經(jīng)費(fèi)較多，研究生能夠擁有較多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，開展大量的實(shí)驗(yàn);得到導(dǎo)師充分的指導(dǎo)，則科研創(chuàng)新能力可以提升很快;如果導(dǎo)師社會(huì)活動(dòng)較多或行政工作較多，對研究生的管理比較寬松，或項(xiàng)目、經(jīng)費(fèi)不充足，則研究生的科研創(chuàng)新能力就很難得到很好的鍛煉，不利于培養(yǎng)出具有高知識(shí)、優(yōu)技能的科研創(chuàng)新能力強(qiáng)的人才。研究生需要深度參與科研項(xiàng)目和實(shí)踐活動(dòng)，深刻理解企業(yè)和社會(huì)對創(chuàng)新的需求，努力提高科研創(chuàng)新能力，才能夠無縫地對接企事業(yè)單位的創(chuàng)新需求。

⑵ 研究生的科研創(chuàng)新能力過多依賴自身主動(dòng)性

系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)是科研創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，在導(dǎo)師指導(dǎo)下，只有經(jīng)過積極主動(dòng)地深入學(xué)習(xí)，研究生才能系統(tǒng)地掌握學(xué)科基礎(chǔ)理論知識(shí)。但實(shí)際上部分研究生只是系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了統(tǒng)一開設(shè)的課程，課程學(xué)習(xí)缺乏廣度和深度，沒有全面地掌握專業(yè)知識(shí)，沒有形成系統(tǒng)的學(xué)科體系，還不能深刻理解本學(xué)科的科學(xué)問題。豐富的實(shí)踐活動(dòng)是創(chuàng)新能力養(yǎng)成的有效途徑，但部分研究生心態(tài)浮躁、自主科研積極性不高，不愿潛心鉆研學(xué)術(shù)，嚴(yán)重制約了其科研創(chuàng)新能力的提高[5]。研究生需要緊跟學(xué)科的發(fā)展，了解本領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)，努力學(xué)習(xí)前沿知識(shí)，以點(diǎn)帶面完善自己的知識(shí)體系。

2 應(yīng)用泛在學(xué)習(xí)提高研究生科研創(chuàng)新能力的實(shí)踐

隨著招生規(guī)模逐漸擴(kuò)大，攻讀同一專業(yè)的研究生學(xué)科背景不盡相同，專業(yè)基礎(chǔ)參差不齊，培養(yǎng)單位很難通過統(tǒng)一的課程教學(xué)夯實(shí)科研創(chuàng)新能力所需要的理論基礎(chǔ)。我們導(dǎo)師組通過與研究生多次交流溝通，與學(xué)生一起分析每個(gè)研究生的知識(shí)基礎(chǔ)、討論學(xué)業(yè)規(guī)劃，制定培養(yǎng)計(jì)劃。對于受眾面比較大的基礎(chǔ)知識(shí)，采用統(tǒng)一課堂授課和組會(huì)討論的方式進(jìn)行集體學(xué)習(xí)。對于受眾面比較小、個(gè)性化需求的專業(yè)知識(shí)，以EduCoder平臺(tái)為基礎(chǔ)建設(shè)泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)，具體過程如下。

⑴ 導(dǎo)師組在EduCoder平臺(tái)上建設(shè)在線課堂，并邀請學(xué)生加入相應(yīng)的課堂。

⑵ 導(dǎo)師和學(xué)生收集、整理、制作學(xué)習(xí)材料，主要形式有在線實(shí)訓(xùn)作業(yè)、在線作業(yè)、在線考試、課件和文獻(xiàn)、教學(xué)視頻。

⑶ 導(dǎo)師根據(jù)學(xué)生具體情況，有針對性地向其推薦學(xué)習(xí)材料;學(xué)生先通過在線觀看視頻、課件和文獻(xiàn)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，再利用在線實(shí)驗(yàn)或在線考試等方式檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。

⑷ 系統(tǒng)智能分析學(xué)生在線考試和實(shí)驗(yàn)的情況，利用相關(guān)分析等方法個(gè)性化地推薦學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生最大化地利用課外碎片化時(shí)間提升科研創(chuàng)新能力。

⑸ 導(dǎo)師和學(xué)生查看平臺(tái)自動(dòng)記錄的實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)成績和考試成績等學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)，完善學(xué)習(xí)資源，師生一起優(yōu)化個(gè)性化的學(xué)習(xí)計(jì)劃。

在線實(shí)驗(yàn)采用闖關(guān)挑戰(zhàn)的模式進(jìn)行，每通過一關(guān)，系統(tǒng)都會(huì)提示闖關(guān)成功，將進(jìn)入下一關(guān)，增加了趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情;如果學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)代碼沒有達(dá)到要求，系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)向?qū)W生推薦需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)資源。教師在后臺(tái)可以導(dǎo)出學(xué)生本次的實(shí)驗(yàn)成績，查看學(xué)生的實(shí)驗(yàn)完成效率，為下一步的學(xué)情分析和教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

我們利用EduCoder學(xué)習(xí)平臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā)了大量視頻和課件，將傳統(tǒng)解釋型、描述型、冗長的講授教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗笾庇^、形式活潑、短小精悍的觀摩學(xué)習(xí);配套收集、整理、設(shè)計(jì)了實(shí)訓(xùn)案例，滿足了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需要。實(shí)現(xiàn)了研究生可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)均能開展學(xué)習(xí)，滿足了自主學(xué)習(xí)的需要。

3 應(yīng)用泛在學(xué)習(xí)培養(yǎng)研究生的成效

受疫情影響，我們將研究生的“數(shù)字圖像處理”課程教學(xué)由線下搬到了線上，教師基于EduCoder平臺(tái)創(chuàng)建了在線課堂，教師提前準(zhǔn)備好課件、教學(xué)視頻、項(xiàng)目案例，實(shí)驗(yàn)代碼等教學(xué)材料。教師課前將學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容以作業(yè)的形式發(fā)布給學(xué)生，供學(xué)生提前熟悉教學(xué)內(nèi)容、完成課前準(zhǔn)備。教師先通過直播方式講解數(shù)字圖像處理的基本理論和方法，常用方法的原理和代碼實(shí)現(xiàn)過程。然后要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成在線實(shí)驗(yàn)，借助EduCoder平臺(tái)實(shí)現(xiàn)在線實(shí)驗(yàn)評價(jià)，實(shí)時(shí)對學(xué)生所提交的實(shí)驗(yàn)代碼進(jìn)行自動(dòng)評測，實(shí)時(shí)反饋實(shí)驗(yàn)效果，在一定程度上緩解了師生實(shí)時(shí)交流的壓力。2020年春季的“數(shù)字圖像處理”教學(xué)過程中，雖然師生缺少面對面的溝通，但我們應(yīng)用泛在學(xué)習(xí)模式有效保證了教學(xué)效果，學(xué)生完成的實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量、考試成績都達(dá)到了較高水平。

近年來，我們團(tuán)隊(duì)借助EduCoder平臺(tái)，搭建了供電子信息專業(yè)研究生學(xué)習(xí)的泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)，方便了師生、同學(xué)之間的互動(dòng)交流，系統(tǒng)的自動(dòng)評測功能緩解了答疑壓力，提高了學(xué)生與學(xué)習(xí)資源的相關(guān)性，提升了學(xué)習(xí)效率。研究生通過泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)自主廣泛地閱讀了圖像分類方面的文獻(xiàn)資料，完成了機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等課程，很好地夯實(shí)了理論基礎(chǔ)。借助泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)，我們實(shí)現(xiàn)了從研究生的實(shí)際情況、個(gè)別差異出發(fā)，有的放矢地進(jìn)行有差別的培養(yǎng)，幫助每個(gè)研究生揚(yáng)長避短，獲得最大的能力提。泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)給研究生提供了充足的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)、自主學(xué)習(xí)所需的資源，提高了其科研創(chuàng)新能力。

4 結(jié)束語

現(xiàn)有研究生培養(yǎng)模式不易根據(jù)每個(gè)學(xué)生的自身特點(diǎn)，針對性對其進(jìn)行個(gè)性化的培養(yǎng)，利用泛在學(xué)習(xí)可完善現(xiàn)有培養(yǎng)體系，從而提升研究生的科研創(chuàng)新能力。我們借助EduCoder平臺(tái)搭建了一個(gè)泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)培養(yǎng)模式的不足，在一定程度上解決了“資源是所需，所需有資源”的問題。實(shí)現(xiàn)表明泛在學(xué)習(xí)的及時(shí)性、交互性和情境性等優(yōu)點(diǎn)，有助于培養(yǎng)研究生的獨(dú)立思考和科研創(chuàng)新能力。線下單一的教學(xué)模式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足研究生多樣化、個(gè)化性的培養(yǎng)要求，我們下一步將繼續(xù)探討基于泛在學(xué)習(xí)的立體化多平臺(tái)的培養(yǎng)模式，努力提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量。

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