橋梁工程專業(yè)大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)及科研激勵機制研究

賈宏宇 鄭史雄 趙金鋼 謝明志 藍先林

摘? 要：為了探究橋梁工程專業(yè)大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)方法以及如何建立科研激勵機制促進學(xué)生對科研的興趣，對西南交通大學(xué)橋梁工程專業(yè)學(xué)生進行了問卷調(diào)查，其次對橋梁工程專業(yè)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)進行自主學(xué)習(xí)及科研興趣提升方面存在的現(xiàn)狀和問題進行了回顧與總結(jié)，并對上述問題進行了成因分析，最后基于成因分析，擴展橋梁工程專業(yè)可利用的校園網(wǎng)絡(luò)資源，建立科研激勵機制，提高了橋梁工程專業(yè)學(xué)生加強網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)的主動性和學(xué)校如何建立科研激勵機制和提高本科生科研興趣，為未來研究性大學(xué)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：本科教育;網(wǎng)絡(luò)平臺;自主學(xué)習(xí);科研創(chuàng)新激勵機制;人工智能

中圖分類號：G640? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）19-0085-04

Abstract： In order to explore the online autonomous learning methods of bridge engineering majors and how to establish a scientific research incentive mechanism to promote students' interest in scientific research， a questionnaire survey was conducted among bridge engineering students majoring in bridge engineering in Southwest Jiaotong University. Secondly， the current situation and problems of bridge engineering students in using the network to study independently and enhance their interest in scientific research are reviewed and summarized， and the causes of the above problems are analyzed. Finally， based on the analysis of the causes， the available campus network resources of bridge engineering major are expanded and the scientific research incentive mechanism is established. This improves the initiative of bridge engineering students to strengthen network autonomous learning and how to establish scientific research incentive mechanism and improve undergraduates' interest in scientific research， so as to lay a foundation for the development of research universities in the future.

Keywords： undergraduate education; network platform; autonomous learning; incentive mechanism for scientific research and innovation; artificial intelligence

引言

隨著網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)不斷完善以及5G時代的到來，當(dāng)今社會對具有高度自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新能力的人才需求量也越來越大。大學(xué)生如何利用網(wǎng)絡(luò)資源進行自主學(xué)習(xí)專業(yè)知識以及大學(xué)機構(gòu)如何建立科研激勵機制促進和提高大學(xué)生的科研創(chuàng)新性能力是當(dāng)今大學(xué)教育的熱點問題。互聯(lián)網(wǎng)資源既能讓大學(xué)生擴大專業(yè)知識面，卻也能讓其沉迷于網(wǎng)絡(luò)，荒廢學(xué)業(yè)。面對高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)，學(xué)生自我約束和抵抗誘惑能力差，不能正確高效地使用網(wǎng)絡(luò)工具進行專業(yè)學(xué)習(xí)。高校教育如何讓學(xué)生利用好網(wǎng)絡(luò)這把雙刃劍也是當(dāng)今教育所面臨的難點問題[1]。

關(guān)于培養(yǎng)大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新能力的研究，國內(nèi)外學(xué)者進行了大量研究。龐維國認為自主學(xué)習(xí)是與傳統(tǒng)的被動接受式學(xué)習(xí)相對應(yīng)的一種現(xiàn)代化學(xué)習(xí)方式，學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，自己監(jiān)控學(xué)習(xí)進程和效果。經(jīng)過自身篩選有用學(xué)習(xí)資料后，從聽覺、視覺，甚至嗅覺來分析、驗證和實踐獲得知識和技能的提升，情感與價值的改善和升華[2]。相對傳統(tǒng)教授學(xué)習(xí)，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)具有三個特征：1. 共享豐富的網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)資源;2. 以個體的自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)為主要形式;3. 突破傳統(tǒng)學(xué)習(xí)的時空限制。另外，網(wǎng)絡(luò)交互學(xué)習(xí)還具有：高度的空間靈活性和相對的時間靈活性、持久性、技術(shù)依賴性、任務(wù)的依賴性和開放性[3]。1989年學(xué)者Zimmerman在搜集、分析和總結(jié)關(guān)于自主學(xué)習(xí)研究成果和對學(xué)生進行調(diào)查采訪的基礎(chǔ)上，對自主學(xué)習(xí)進行了重新定義。并從學(xué)習(xí)目的、學(xué)習(xí)策略、學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)情況結(jié)果、學(xué)習(xí)氛圍和學(xué)習(xí)效率方面提出了自主學(xué)習(xí)的理論研究思路[4-5]。斯滕伯格認為自主學(xué)習(xí)的核心問題是思維教學(xué)的問題，并且認為優(yōu)秀的教育者是培育出會學(xué)習(xí)、會思考的學(xué)生，而不是會考高分的學(xué)生[6]。劉爾明[7]和黃萍[8]通過問卷調(diào)查的方式探究了學(xué)生自主學(xué)習(xí)基本情況，并對其成因進行了深度分析，最后給出了基于網(wǎng)絡(luò)平臺的自主學(xué)習(xí)改進策略。牟琴[9]等基于計算思維和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，建立了一種多功能、多目的、多手段的自主學(xué)習(xí)模型，并通過與傳統(tǒng)教學(xué)方法實例化對比，驗證了提出模型的高效性、合理性。因此，高校大學(xué)生基于網(wǎng)絡(luò)的自主學(xué)習(xí)在大學(xué)期間是非常重要的，也為將來工作打下良好基礎(chǔ)。

另外，合理的科研激勵機制能充分激發(fā)大學(xué)生的科研興趣，提高科研能力。對于橋梁工程專業(yè)的學(xué)生，科研激勵機制是非常重要的。科研激勵機制可作為外部因素進一步提高大學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，驗證學(xué)習(xí)效果，加強實踐鍛煉。同時，科研激勵機制對提高高校整體科研實力，完善科研體系和培養(yǎng)創(chuàng)新性畢業(yè)生有著舉足輕重的重要。針對橋梁工程專業(yè)學(xué)生，如何制定合理科研激勵機制是本專業(yè)建設(shè)的重點和難點。

基于上述研究，本文以西南交通大學(xué)橋梁工程方向?qū)I(yè)建設(shè)為例，探究該方向大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)和科研激勵機制建立問題。針對我校橋梁工程專業(yè)學(xué)生進行了走訪和調(diào)查，總結(jié)橋梁工程系學(xué)生在進行網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新方面存在的問題，并對其成因進行了分析與總結(jié)。研究了橋梁工程的學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)進行自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新精神的培養(yǎng)方法和策略。

一、我校橋梁工程專業(yè)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)及科研現(xiàn)狀及問題

西南交通大學(xué)是較早設(shè)立橋梁工程專業(yè)的研究型大學(xué)。學(xué)校搭建了一定數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)教育平臺。基于網(wǎng)絡(luò)教育平臺，學(xué)生自由地利用學(xué)校內(nèi)網(wǎng)進行相關(guān)資源的搜集和下載，選擇感興趣的知識，擴大知識面，學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)質(zhì)量得到顯著提高。此外，網(wǎng)絡(luò)教育平臺，極大的減小了老師和學(xué)生的日常工作，改變了常規(guī)的教育教學(xué)模式，提高了教育教學(xué)的效率和質(zhì)量。然而，也有相當(dāng)數(shù)量的學(xué)生不能很好地約束自己，沒有較好的自主學(xué)習(xí)觀念和學(xué)習(xí)定力，不能自覺抵制網(wǎng)絡(luò)不良信息的誤導(dǎo)，對網(wǎng)絡(luò)教育平臺的充分利用更是顯得欠缺。學(xué)生人數(shù)眾多，老師數(shù)量較少，不能及時跟蹤每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，也不能及時的對學(xué)生存在的問題進行反饋和交流，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)質(zhì)量不佳。

（一）網(wǎng)絡(luò)工具有效使用效率較低

針對橋梁專業(yè)學(xué)生進行為期一年的調(diào)查，橋梁工程學(xué)生雖然網(wǎng)絡(luò)利用率很高，但是與橋梁專業(yè)知識相關(guān)的學(xué)習(xí)時間占比較小。主要通過網(wǎng)絡(luò)進行日常的聊天、郵件收發(fā)、游戲、音頻和視頻文件的瀏覽。當(dāng)被問及怎樣通過網(wǎng)絡(luò)進行自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新時，部分學(xué)生就顯得一臉茫然。這說明我校部分橋梁工程學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)工具進行自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新的使用效率低，大都將網(wǎng)絡(luò)用到了非學(xué)習(xí)方面。

（二）信息獲取工具有限

對于畢業(yè)的高級學(xué)生，因畢業(yè)論文撰寫和畢業(yè)壓力，對查閱文獻、資料和數(shù)據(jù)的途徑與工具有一定了解，但具有局限性，主要集中于百度、Word、Excel等工具進行文獻查閱、資料整理和數(shù)據(jù)處理。盡管以上工具能完成相關(guān)任務(wù)，但在工作效率、質(zhì)量效果方面存在改進之處，勢必花費大量時間和精力，從而影響學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)效率。面對前述問題，建議對橋梁專業(yè)學(xué)生介紹更高一級的網(wǎng)站或工具。讓學(xué)生了解國內(nèi)外關(guān)于橋梁工程專業(yè)發(fā)展的前沿，擴大國際視野。如國外一些頂尖高校的研究性網(wǎng)站，如加州大學(xué)伯克利分校等。對于編程和數(shù)據(jù)分析可采用Matlab，Origin等軟件。一些科研交流平臺如小木蟲、大木蟲和各種軟件交流應(yīng)用論壇，優(yōu)秀科研人員博客等，這些都能擴展專業(yè)知識面。此外，不定期組織相關(guān)老師進行自主學(xué)習(xí)相關(guān)的知識獲取渠道和學(xué)習(xí)方法交流，提高學(xué)生對自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新的興趣。

（三）自主學(xué)習(xí)與科研創(chuàng)新結(jié)合程度弱

盡管學(xué)生基于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)平臺，查閱橋梁相關(guān)的專業(yè)知識，進行一定程度的自主學(xué)習(xí)，但是這帶有被動性。在畢業(yè)論文的壓力下被動查閱資料，沒有充分發(fā)揮學(xué)生的科研興趣。將這種被動性轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃有孕枰⒖蒲屑顧C制，讓學(xué)生具有自主選擇性，讓學(xué)生主動去思考一些科研問題。

二、網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)問題成因分析

（一）自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新認識度不足

學(xué)生對自主學(xué)習(xí)理解不夠深入，目標(biāo)不明，進而不能發(fā)揮主動性。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)易遇到一下問題：1. 缺少知識學(xué)習(xí)的主動性和積極性，基于網(wǎng)絡(luò)難以完成學(xué)習(xí)任務(wù);2. 高中傳統(tǒng)教育慣性影響，易于被動接受，缺乏主動學(xué)習(xí)觀念;3. 利用網(wǎng)絡(luò)面太窄，僅僅限于測試和做題;4. 注意力容易被轉(zhuǎn)移，效率低，如學(xué)習(xí)與聊天、音樂、視頻或游戲并行進行等。總之，橋梁工程專業(yè)大學(xué)生缺乏對網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)的正確認識，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)的教育模式推進緩慢。

科研創(chuàng)新需要在前人的研究基礎(chǔ)之上更進一步，需要有不同的思維。對于橋梁工程方向的部分本科生對橋梁工程專業(yè)創(chuàng)新性科研認識不足，橋梁工程是傳統(tǒng)土木工程方向，原創(chuàng)性成果較難。所以對于橋梁工程專業(yè)的學(xué)生更要求扎實的數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)，并在這基礎(chǔ)上拓展到大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)等方面，才能跟上學(xué)科的發(fā)展，建設(shè)研究型大學(xué)。

（二）網(wǎng)絡(luò)平臺使用效率低

隨著信息化發(fā)展，高校也建立自己的信息化平臺，學(xué)校購買了大量數(shù)據(jù)庫和電子書，但是大部分本科生未充分利用。學(xué)生獲取學(xué)校網(wǎng)絡(luò)資源的信息有限，基本上從《文獻檢索》這門課程中獲得方法，但是學(xué)校網(wǎng)絡(luò)圖書資源相關(guān)的內(nèi)容介紹缺失。

（三）學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教育平臺智能化程度低

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我校網(wǎng)絡(luò)教育平臺智能化程度低，有待進一步優(yōu)化改進。如不能像亞馬遜購書網(wǎng)，智能推薦學(xué)生感興趣的課程、書籍等。缺少個性化學(xué)習(xí)軟件、虛擬現(xiàn)實學(xué)習(xí)技術(shù)、智能教學(xué)與測評系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)的工具。

目前，我校橋梁工程課堂基本還是采用傳統(tǒng)的以老師講授為主的授課形式。學(xué)生基本上被老師帶著走，自己主動思考和動手學(xué)習(xí)的機會相對較少。雖然有的課堂上設(shè)置了多媒體、網(wǎng)絡(luò)互動平臺，但這種教學(xué)設(shè)施學(xué)生利用率低。人機交互程度低，也沒有語音識別功能。

三、網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)橋梁知識和科研創(chuàng)新精神培養(yǎng)方法

（一）設(shè)計清晰合理的導(dǎo)航策略

古人言：授人以魚不如授人以漁。在提高學(xué)生網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新精神的問題上，老師應(yīng)該轉(zhuǎn)換角色，從主動灌輸知識的角色轉(zhuǎn)換到引導(dǎo)者、啟發(fā)者的角色。在每學(xué)期開學(xué)時，依照學(xué)生個性和興趣愛好，對其設(shè)置合理的學(xué)習(xí)方案。在以后的學(xué)習(xí)中，老師要及時提供有效的引導(dǎo)。避免學(xué)生偏離學(xué)習(xí)目標(biāo)，老師要引導(dǎo)學(xué)生進行有效學(xué)習(xí)、提高學(xué)習(xí)效果的策略。而在網(wǎng)絡(luò)平臺利用方面，由于專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站信息量大，開放性強，學(xué)生在利用網(wǎng)絡(luò)進行自主學(xué)習(xí)時極易產(chǎn)生迷航現(xiàn)象，老師在此時應(yīng)該幫助學(xué)生建立判別是非、篩選重要信息和下載保存資料的能力。

（二）完善學(xué)校自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新鼓勵體制

為提高學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)進行自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新的積極性，學(xué)校可以設(shè)置與自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新有關(guān)的獎勵，包括物質(zhì)和精神雙層面，但要精簡相關(guān)獎項申報的手續(xù)和流程。此外，學(xué)校要逐漸推動自主創(chuàng)新和科技體制改革，把自主學(xué)習(xí)和科技創(chuàng)新與年度獎助學(xué)金、畢業(yè)指標(biāo)考核等掛鉤，但非強制性要求，要良性引導(dǎo)學(xué)生們自主、自覺地利用網(wǎng)絡(luò)資源進行科研創(chuàng)新，提高自主學(xué)習(xí)、搜集資料、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

（三）搭建橋梁相關(guān)的自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新性平臺

本校雖然也搭建了一些較好的教育平臺如揚華素質(zhì)網(wǎng)、個人網(wǎng)上圖書館等，但這些平臺的功能僅僅是針對學(xué)生的日常工作，如獎助學(xué)金申報、教學(xué)評價、畢業(yè)離校辦理等。缺乏根據(jù)學(xué)生感興趣的內(nèi)容自動生成具有個性化的模塊，在這個模塊中可以根據(jù)學(xué)生感興趣的問題推薦一些有針對性的資源、書籍、論文、資訊等。調(diào)查表明，有的網(wǎng)絡(luò)平臺界面不太美觀合理，導(dǎo)航區(qū)域和某些按鈕出現(xiàn)無效鏈接，有時候會出現(xiàn)異常登錄和受瀏覽器的影響，這也限制了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

因此，針對上述問題，建議學(xué)校相關(guān)部門組織人員對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)平臺進行改進和優(yōu)化，或者開發(fā)更人性化、個性化、功能多樣化的可以提供學(xué)生自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新的新型平臺。

（四）人工智能技術(shù)輔助自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新

人工智能（AI）技術(shù)是當(dāng)今三大先進技術(shù)之一，教育教學(xué)方面也可結(jié)合人工智能技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新的能力。可利用人工智能搭建物理環(huán)境、虛擬環(huán)境和物虛混合環(huán)境相結(jié)合的智能型校園，這需要重新整合和資源配置校園內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施、教學(xué)資源、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動等，為學(xué)生營造一種舒適、自由、健全的學(xué)習(xí)環(huán)境，最大量地提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、科研創(chuàng)新的能力，促進師生全面提升。

在人工智能時代，學(xué)生可以很方便地從網(wǎng)絡(luò)上獲取豐富的信息資源，學(xué)生處于學(xué)習(xí)活動的中心。因此，教師應(yīng)幫助學(xué)生建構(gòu)知識體系，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情，充分調(diào)動學(xué)生積極性。在教育應(yīng)用層方面，可以利用AI進行自動化測評、個性化學(xué)習(xí)、智能導(dǎo)學(xué)和學(xué)情監(jiān)測與互動等加強學(xué)生自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新的能力。利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析這些教育數(shù)據(jù)，再建立學(xué)習(xí)者模型，根據(jù)學(xué)生行為習(xí)慣向?qū)W生推薦合適課程和學(xué)習(xí)資源，促進學(xué)生個性化學(xué)習(xí)。

四、結(jié)束語

本文通過對我校橋梁工程學(xué)生進行調(diào)查，探究了學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)及如何建立科研激勵機制促進學(xué)生對科研的興趣，主要得出了以下結(jié)論：

1. 我校橋梁工程專業(yè)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)存在以下問題：部分學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)工具的使用效率偏低，查閱文獻和資料、數(shù)據(jù)整理的途徑和工具相對有限，不能很好地將網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)與科研創(chuàng)新結(jié)合起來。

2. 我校橋梁工程部分學(xué)生不能很好地利用網(wǎng)絡(luò)工具進行自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新的主要原因，在于學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確以及學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教育平臺不夠智能化和人性化。

3. 提出了提高學(xué)生網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新的方法與策略，引入人工智能技術(shù)，搭建新型智能化網(wǎng)絡(luò)校園，輔助學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新。

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