應用泛在學習模式提高研究生科研創新能力的探索與實踐

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、個化性的培養需求，提出了應用泛在學習模式來提高研究生科研創新能力的方法。文章分析了傳統研究生培養方式的不足之處，總結了基于EduCoder平臺建設泛在學習系統的過程，并探討了引導研究生應用泛在學習系統進行自主式學習的方法。泛在學習模式激發了研究生利用碎片化時間進行學習的熱情，有效緩解了師生交流壓力，提高了研究生的科研創新能力。

關鍵詞： 研究生; 泛在學習; 自主學習; 科研創新能力; EduCoder平臺

中圖分類號：G643.2? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：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生了深遠的影響，迫使教育理念、培養模式、教學方式等發生了較大的變化，加快了由傳統線下單一教學模式向多元化混合教學模式轉變，以及由教師主導的課堂授課模式向立體化課堂模式轉變。泛在學習作為一種無處不在、隨時隨地的學習方式，符合終身教育理念，是未來學習方式的必然趨勢[1]。

研究生學習內容個性化強、自主時間充裕、知識體系復雜，在研究生中開展泛在學習實踐研究，有利于提高其科研創新能力，適應新時代創新創業的社會需要，對促進全民學習、終身學習在全社會的普及與開展具有重要意義。

“中國數字教育2020”行動計劃之一是教育信息化可持續發展能力建設行動，確定了我國教育信息化建設和發展的主要思路[2]。泛在學習整合了包括信息技術在內的多種學習方式、學習工具、學習資源、學習成果，運用立體化的現代信息手段，使學習者在不同環境中的學習具有連續性，后疫情時代將泛在學習應用于高校研究生教育，有助于優化研究生的培養模式，推動教育信息化的發展。研究生中電腦、手機的高度普及，校園中無線網絡的廣泛覆蓋，為泛在學習的實現提供了必要條件，使學習能夠擺脫特定的時間、地點及特殊設備的約束，成為一種隨時隨地可以實現的活動。協同泛在學習方式與傳統學習方式，發揮兩者優點，可有效地提高研究生的培養效果、促進研究生全面發展。

1 研究生培養模式分析

1.1 典型的究生培養模式

當今國際社會上，研究生培養模式主要有四種：學徒式、專業式、協作式和教學式。我國許多院校主要采用“教學與科研”相結合的培養模式[3]，通常培養模式有以下兩種。

⑴ 導師負責制與集體培養相結合

現有導師負責制主要是單導師制，導師根據所指導研究生的知識結構、學術特長、研究興趣、能力基礎等具體情況制訂培養計劃，督促學生按計劃完成學業。隨著研究生招生規模的擴大、學科的快速發展，單個導師很難滿足眾多學生個性化的需求。許多學位點鼓勵科研經驗豐富、知識淵博的資深導師，創新意識強、思維敏捷的骨干教師，充滿學術活力、精力充沛的青年博士和工程經驗豐富企業專家，形成學術、實踐和精力優勢互補的導師團隊，共同管理和通力協作，發揮集體指導作用與優勢，協作培養高層次、高質量和有創新能力的研究生[4]。

⑵ 理論教育與實踐教育相結合

理論教育是培養研究生科研創新能力的基礎，導師需要引導研究生學好理論知識，打好運用理論知識指導實踐的基礎。研究生在導師的指導下，進行系統的理論學習，廣泛閱讀本領域經典著作和文獻資料，以期夯實學科理論基礎，掌握系統的專業知識，了解學科前沿發展趨勢，提高自主學習能力，訓練敏銳的學術眼光，開拓學術視野，奠定創新能力的基礎。研究生在導師指導下開展科學研究，著力提高研究能力和創新能力。研究生通過參與導師的科研和工程項目，或進入企事業單位實習、參與生產實踐，積累實踐經驗，提高運用理論知識分析解決實踐問題的能力，養成從實踐中總結事物發展規律的思維習慣[5]。

1.2 研究生培養過程中的問題分析

我國大部分院校的研究生，只在第一學年有統一的課程安排，其余時間一般是參與導師項目或外出實習，在導師指導下自主地學習。導師的學術水平和科研創新能力、培養力度和方式，研究生自我努力程度，直接決定了研究生科研創新能力培養效果[6]。當前的培養模式主要存在下列問題。

⑴ 研究生的科研創新能力過度依賴于導師

導師負責制度下，研究生對導師的依賴程度過高。如果導師科研能力較強，項目和經費較多，研究生能夠擁有較多的學習機會，開展大量的實驗;得到導師充分的指導，則科研創新能力可以提升很快;如果導師社會活動較多或行政工作較多，對研究生的管理比較寬松，或項目、經費不充足，則研究生的科研創新能力就很難得到很好的鍛煉，不利于培養出具有高知識、優技能的科研創新能力強的人才。研究生需要深度參與科研項目和實踐活動，深刻理解企業和社會對創新的需求，努力提高科研創新能力，才能夠無縫地對接企事業單位的創新需求。

⑵ 研究生的科研創新能力過多依賴自身主動性

系統的理論學習是科研創新能力的基礎，在導師指導下，只有經過積極主動地深入學習，研究生才能系統地掌握學科基礎理論知識。但實際上部分研究生只是系統地學習了統一開設的課程，課程學習缺乏廣度和深度，沒有全面地掌握專業知識，沒有形成系統的學科體系，還不能深刻理解本學科的科學問題。豐富的實踐活動是創新能力養成的有效途徑，但部分研究生心態浮躁、自主科研積極性不高，不愿潛心鉆研學術，嚴重制約了其科研創新能力的提高[5]。研究生需要緊跟學科的發展，了解本領域的研究動態，努力學習前沿知識，以點帶面完善自己的知識體系。

2 應用泛在學習提高研究生科研創新能力的實踐

隨著招生規模逐漸擴大，攻讀同一專業的研究生學科背景不盡相同，專業基礎參差不齊，培養單位很難通過統一的課程教學夯實科研創新能力所需要的理論基礎。我們導師組通過與研究生多次交流溝通，與學生一起分析每個研究生的知識基礎、討論學業規劃，制定培養計劃。對于受眾面比較大的基礎知識，采用統一課堂授課和組會討論的方式進行集體學習。對于受眾面比較小、個性化需求的專業知識，以EduCoder平臺為基礎建設泛在學習系統，具體過程如下。

⑴ 導師組在EduCoder平臺上建設在線課堂，并邀請學生加入相應的課堂。

⑵ 導師和學生收集、整理、制作學習材料，主要形式有在線實訓作業、在線作業、在線考試、課件和文獻、教學視頻。

⑶ 導師根據學生具體情況，有針對性地向其推薦學習材料;學生先通過在線觀看視頻、課件和文獻資源進行學習，再利用在線實驗或在線考試等方式檢驗學習效果。

⑷ 系統智能分析學生在線考試和實驗的情況，利用相關分析等方法個性化地推薦學習資源，引導學生最大化地利用課外碎片化時間提升科研創新能力。

⑸ 導師和學生查看平臺自動記錄的實驗過程、實驗成績和考試成績等學習過程數據，完善學習資源，師生一起優化個性化的學習計劃。

在線實驗采用闖關挑戰的模式進行，每通過一關，系統都會提示闖關成功，將進入下一關，增加了趣味性，激發學生的學習熱情;如果學生提交的實驗代碼沒有達到要求，系統則會自動向學生推薦需要進一步學習的知識點和學習資源。教師在后臺可以導出學生本次的實驗成績，查看學生的實驗完成效率，為下一步的學情分析和教學內容的設計提供依據。

我們利用EduCoder學習平臺設計開發了大量視頻和課件，將傳統解釋型、描述型、冗長的講授教學轉變為形象直觀、形式活潑、短小精悍的觀摩學習;配套收集、整理、設計了實訓案例，滿足了學生自主學習的需要。實現了研究生可以在任何時間、任何地點均能開展學習，滿足了自主學習的需要。

3 應用泛在學習培養研究生的成效

受疫情影響，我們將研究生的“數字圖像處理”課程教學由線下搬到了線上，教師基于EduCoder平臺創建了在線課堂，教師提前準備好課件、教學視頻、項目案例，實驗代碼等教學材料。教師課前將學習教學內容以作業的形式發布給學生，供學生提前熟悉教學內容、完成課前準備。教師先通過直播方式講解數字圖像處理的基本理論和方法，常用方法的原理和代碼實現過程。然后要求學生在規定的時間內完成在線實驗，借助EduCoder平臺實現在線實驗評價，實時對學生所提交的實驗代碼進行自動評測，實時反饋實驗效果，在一定程度上緩解了師生實時交流的壓力。2020年春季的“數字圖像處理”教學過程中，雖然師生缺少面對面的溝通，但我們應用泛在學習模式有效保證了教學效果，學生完成的實驗報告質量、考試成績都達到了較高水平。

近年來，我們團隊借助EduCoder平臺，搭建了供電子信息專業研究生學習的泛在學習系統，方便了師生、同學之間的互動交流，系統的自動評測功能緩解了答疑壓力，提高了學生與學習資源的相關性，提升了學習效率。研究生通過泛在學習系統自主廣泛地閱讀了圖像分類方面的文獻資料，完成了機器學習和深度學習等課程，很好地夯實了理論基礎。借助泛在學習系統，我們實現了從研究生的實際情況、個別差異出發，有的放矢地進行有差別的培養，幫助每個研究生揚長避短，獲得最大的能力提。泛在學習系統給研究生提供了充足的動手實踐機會、自主學習所需的資源，提高了其科研創新能力。

4 結束語

現有研究生培養模式不易根據每個學生的自身特點，針對性對其進行個性化的培養，利用泛在學習可完善現有培養體系，從而提升研究生的科研創新能力。我們借助EduCoder平臺搭建了一個泛在學習系統，有效彌補了傳統培養模式的不足，在一定程度上解決了“資源是所需，所需有資源”的問題。實現表明泛在學習的及時性、交互性和情境性等優點，有助于培養研究生的獨立思考和科研創新能力。線下單一的教學模式已經遠遠不能滿足研究生多樣化、個化性的培養要求，我們下一步將繼續探討基于泛在學習的立體化多平臺的培養模式，努力提高研究生培養質量。

參考文獻（References）：

[1] 趙呈領，趙文君，楊海茹，周鳳伶，劉清堂.泛在學習環境中信息交互影響因素模型構建與實證研究[J].現代遠距離教育，2018.4：3-10

[2] 徐亞蘋.泛在學習背景下大學生數字化學習能力的培養研究[D].江蘇師范大學碩士論文，2014.

[3] 何含杰，吳琴香，閆文德，曾柏全，王鈞.“雙一流”背景下林業院校研究生創新能力的培養與實踐[J].大學教育，2020.12：20-22，36

[4] 李效龍，王敏，奚彩萍.基于導師團隊模式的研究生創新能力培養探索與實踐[J].科技視界，2021.1：93-95

[5] 王芳，孫啟鵬，王麗萍.理論教育與實踐養成相結合的創新型研究生培養模式改革探索與實踐——以長安大學經濟與管理學院為例[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2021.1：67-70

[6] 劉志，沈國江，劉端陽.基于科研團隊的研究生創新實踐能力培養模式探索[J].計算機時代，2021.1：76-79