应用泛在学习模式提高研究生科研创新能力的探索与实践

陈荣元 李广琼 黄少年 申立智 陈浪

摘  要： 为了满足研究生多样化、个化性的培养需求，提出了应用泛在学习模式来提高研究生科研创新能力的方法。文章分析了传统研究生培养方式的不足之处，总结了基于EduCoder平台建设泛在学习系统的过程，并探讨了引导研究生应用泛在学习系统进行自主式学习的方法。泛在学习模式激发了研究生利用碎片化时间进行学习的热情，有效缓解了师生交流压力，提高了研究生的科研创新能力。

关键词： 研究生; 泛在学习; 自主学习; 科研创新能力; EduCoder平台

中图分类号：G643.2          文献标识码：A     文章编号：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产生了深远的影响，迫使教育理念、培养模式、教学方式等发生了较大的变化，加快了由传统线下单一教学模式向多元化混合教学模式转变，以及由教师主导的课堂授课模式向立体化课堂模式转变。泛在学习作为一种无处不在、随时随地的学习方式，符合终身教育理念，是未来学习方式的必然趋势[1]。

研究生学习内容个性化强、自主时间充裕、知识体系复杂，在研究生中开展泛在学习实践研究，有利于提高其科研创新能力，适应新时代创新创业的社会需要，对促进全民学习、终身学习在全社会的普及与开展具有重要意义。

“中国数字教育2020”行动计划之一是教育信息化可持续发展能力建设行动，确定了我国教育信息化建设和发展的主要思路[2]。泛在学习整合了包括信息技术在内的多种学习方式、学习工具、学习资源、学习成果，运用立体化的现代信息手段，使学习者在不同环境中的学习具有连续性，后疫情时代将泛在学习应用于高校研究生教育，有助于优化研究生的培养模式，推动教育信息化的发展。研究生中电脑、手机的高度普及，校园中无线网络的广泛覆盖，为泛在学习的实现提供了必要条件，使学习能够摆脱特定的时间、地点及特殊设备的约束，成为一种随时随地可以实现的活动。协同泛在学习方式与传统学习方式，发挥两者优点，可有效地提高研究生的培养效果、促进研究生全面发展。

1 研究生培养模式分析

1.1 典型的究生培养模式

当今国际社会上，研究生培养模式主要有四种：学徒式、专业式、协作式和教学式。我国许多院校主要采用“教学与科研”相结合的培养模式[3]，通常培养模式有以下两种。

⑴ 导师负责制与集体培养相结合

现有导师负责制主要是单导师制，导师根据所指导研究生的知识结构、学术特长、研究兴趣、能力基础等具体情况制订培养计划，督促学生按计划完成学业。随着研究生招生规模的扩大、学科的快速发展，单个导师很难满足众多学生个性化的需求。许多学位点鼓励科研经验丰富、知识渊博的资深导师，创新意识强、思维敏捷的骨干教师，充满学术活力、精力充沛的青年博士和工程经验丰富企业专家，形成学术、实践和精力优势互补的导师团队，共同管理和通力协作，发挥集体指导作用与优势，协作培养高层次、高质量和有创新能力的研究生[4]。

⑵ 理论教育与实践教育相结合

理论教育是培养研究生科研创新能力的基础，导师需要引导研究生学好理论知识，打好运用理论知识指导实践的基础。研究生在导师的指导下，进行系统的理论学习，广泛阅读本领域经典著作和文献资料，以期夯实学科理论基础，掌握系统的专业知识，了解学科前沿发展趋势，提高自主学习能力，训练敏锐的学术眼光，开拓学术视野，奠定创新能力的基础。研究生在导师指导下开展科学研究，着力提高研究能力和创新能力。研究生通过参与导师的科研和工程项目，或进入企事业单位实习、参与生产实践，积累实践经验，提高运用理论知识分析解决实践问题的能力，养成从实践中总结事物发展规律的思维习惯[5]。

1.2 研究生培养过程中的问题分析

我国大部分院校的研究生，只在第一学年有统一的课程安排，其余时间一般是参与导师项目或外出实习，在导师指导下自主地学习。导师的学术水平和科研创新能力、培养力度和方式，研究生自我努力程度，直接决定了研究生科研创新能力培养效果[6]。当前的培养模式主要存在下列问题。

⑴ 研究生的科研创新能力过度依赖于导师

导师负责制度下，研究生对导师的依赖程度过高。如果导师科研能力较强，项目和经费较多，研究生能够拥有较多的学习机会，开展大量的实验;得到导师充分的指导，则科研创新能力可以提升很快;如果导师社会活动较多或行政工作较多，对研究生的管理比较宽松，或项目、经费不充足，则研究生的科研创新能力就很难得到很好的锻炼，不利于培养出具有高知识、优技能的科研创新能力强的人才。研究生需要深度參与科研项目和实践活动，深刻理解企业和社会对创新的需求，努力提高科研创新能力，才能够无缝地对接企事业单位的创新需求。

⑵ 研究生的科研创新能力过多依赖自身主动性

系统的理论学习是科研创新能力的基础，在导师指导下，只有经过积极主动地深入学习，研究生才能系统地掌握学科基础理论知识。但实际上部分研究生只是系统地学习了统一开设的课程，课程学习缺乏广度和深度，没有全面地掌握专业知识，没有形成系统的学科体系，还不能深刻理解本学科的科学问题。丰富的实践活动是创新能力养成的有效途径，但部分研究生心态浮躁、自主科研积极性不高，不愿潜心钻研学术，严重制约了其科研创新能力的提高[5]。研究生需要紧跟学科的发展，了解本领域的研究动态，努力学习前沿知识，以点带面完善自己的知识体系。

2 应用泛在学习提高研究生科研创新能力的实践

随着招生规模逐渐扩大，攻读同一专业的研究生学科背景不尽相同，专业基础参差不齐，培养单位很难通过统一的课程教学夯实科研创新能力所需要的理论基础。我们导师组通过与研究生多次交流沟通，与学生一起分析每个研究生的知识基础、讨论学业规划，制定培养计划。对于受众面比较大的基础知识，采用统一课堂授课和组会讨论的方式进行集体学习。对于受众面比较小、个性化需求的专业知识，以EduCoder平台为基础建设泛在学习系统，具体过程如下。

⑴ 导师组在EduCoder平台上建设在线课堂，并邀请学生加入相应的课堂。

⑵ 导师和学生收集、整理、制作学习材料，主要形式有在线实训作业、在线作业、在线考试、课件和文献、教学视频。

⑶ 导师根据学生具体情况，有针对性地向其推荐学习材料;学生先通过在线观看视频、课件和文献资源进行学习，再利用在线实验或在线考试等方式检验学习效果。

⑷ 系统智能分析学生在线考试和实验的情况，利用相关分析等方法个性化地推荐学习资源，引导学生最大化地利用课外碎片化时间提升科研创新能力。

⑸ 导师和学生查看平台自动记录的实验过程、实验成绩和考试成绩等学习过程数据，完善学习资源，师生一起优化个性化的学习计划。

在线实验采用闯关挑战的模式进行，每通过一关，系统都会提示闯关成功，将进入下一关，增加了趣味性，激发学生的学习热情;如果学生提交的实验代码没有达到要求，系统则会自动向学生推荐需要进一步学习的知识点和学习资源。教师在后台可以导出学生本次的实验成绩，查看学生的实验完成效率，为下一步的学情分析和教学内容的设计提供依据。

我们利用EduCoder学习平台设计开发了大量视频和课件，将传统解释型、描述型、冗长的讲授教学转变为形象直观、形式活泼、短小精悍的观摩学习;配套收集、整理、设计了实训案例，满足了学生自主学习的需要。实现了研究生可以在任何时间、任何地点均能开展学习，满足了自主学习的需要。

3 应用泛在学习培养研究生的成效

受疫情影响，我们将研究生的“数字图像处理”课程教学由线下搬到了线上，教师基于EduCoder平台创建了在线课堂，教师提前准备好课件、教学视频、项目案例，实验代码等教学材料。教师课前将学习教学内容以作业的形式发布给学生，供学生提前熟悉教学内容、完成课前准备。教师先通过直播方式讲解数字图像处理的基本理论和方法，常用方法的原理和代码实现过程。然后要求学生在规定的时间内完成在线实验，借助EduCoder平台实现在线实验评价，实时对学生所提交的实验代码进行自动评测，实时反馈实验效果，在一定程度上缓解了师生实时交流的压力。2020年春季的“数字图像处理”教学过程中，虽然师生缺少面对面的沟通，但我们应用泛在学习模式有效保证了教学效果，学生完成的实验报告质量、考试成绩都达到了较高水平。

近年来，我们团队借助EduCoder平台，搭建了供电子信息专业研究生学习的泛在学习系统，方便了师生、同学之间的互动交流，系统的自动评测功能缓解了答疑压力，提高了学生与学习资源的相关性，提升了学习效率。研究生通过泛在学习系统自主广泛地阅读了图像分类方面的文献资料，完成了机器学习和深度学习等课程，很好地夯实了理论基础。借助泛在学习系统，我们实现了从研究生的实际情况、个别差异出发，有的放矢地进行有差别的培养，帮助每个研究生扬长避短，获得最大的能力提。泛在学习系统给研究生提供了充足的动手实践机会、自主学习所需的资源，提高了其科研创新能力。

4 结束语

现有研究生培养模式不易根据每个学生的自身特点，针对性对其进行个性化的培养，利用泛在学习可完善现有培养体系，从而提升研究生的科研创新能力。我们借助EduCoder平台搭建了一个泛在学习系统，有效弥补了传统培养模式的不足，在一定程度上解决了“资源是所需，所需有资源”的问题。实现表明泛在学习的及时性、交互性和情境性等优点，有助于培养研究生的独立思考和科研创新能力。线下单一的教学模式已经远远不能满足研究生多样化、个化性的培养要求，我们下一步将继续探讨基于泛在学习的立体化多平台的培养模式，努力提高研究生培养质量。

参考文献（References）：

[1] 赵呈领，赵文君，杨海茹，周凤伶，刘清堂.泛在学习环境中信息交互影响因素模型构建与实证研究[J].现代远距离教育，2018.4：3-10

[2] 徐亚苹.泛在学习背景下大学生数字化学习能力的培养研究[D].江苏师范大学硕士论文，2014.

[3] 何含杰，吴琴香，闫文德，曾柏全，王钧.“双一流”背景下林业院校研究生创新能力的培养与实践[J].大学教育，2020.12：20-22，36

[4] 李效龙，王敏，奚彩萍.基于导师团队模式的研究生创新能力培养探索与实践[J].科技视界，2021.1：93-95

[5] 王芳，孙启鹏，王丽萍.理论教育与实践养成相结合的创新型研究生培养模式改革探索与实践——以长安大学经济与管理学院为例[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2021.1：67-70

[6] 刘志，沈国江，刘端阳.基于科研团队的研究生创新实践能力培养模式探索[J].计算机时代，2021.1：76-79