桥梁工程专业大学生网络自主学习及科研激励机制研究

贾宏宇 郑史雄 赵金钢 谢明志 蓝先林

摘  要：为了探究桥梁工程专业大学生网络自主学习方法以及如何建立科研激励机制促进学生对科研的兴趣，对西南交通大学桥梁工程专业学生进行了问卷调查，其次对桥梁工程专业学生利用网络进行自主学习及科研兴趣提升方面存在的现状和问题进行了回顾与总结，并对上述问题进行了成因分析，最后基于成因分析，扩展桥梁工程专业可利用的校园网络资源，建立科研激励机制，提高了桥梁工程专业学生加强网络自主学习的主动性和学校如何建立科研激励机制和提高本科生科研兴趣，为未来研究性大学发展奠定基础。

关键词：本科教育;网络平台;自主学习;科研创新激励机制;人工智能

中图分类号：G640       文献标志码：A         文章编号：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

隨着网络信息化技术不断完善以及5G时代的到来，当今社会对具有高度自主学习和科研创新能力的人才需求量也越来越大。大学生如何利用网络资源进行自主学习专业知识以及大学机构如何建立科研激励机制促进和提高大学生的科研创新性能力是当今大学教育的热点问题。互联网资源既能让大学生扩大专业知识面，却也能让其沉迷于网络，荒废学业。面对高速发展的互联网，学生自我约束和抵抗诱惑能力差，不能正确高效地使用网络工具进行专业学习。高校教育如何让学生利用好网络这把双刃剑也是当今教育所面临的难点问题[1]。

关于培养大学生网络自主学习和科研创新能力的研究，国内外学者进行了大量研究。庞维国认为自主学习是与传统的被动接受式学习相对应的一种现代化学习方式，学生作为学习的主体，自己监控学习进程和效果。经过自身筛选有用学习资料后，从听觉、视觉，甚至嗅觉来分析、验证和实践获得知识和技能的提升，情感与价值的改善和升华[2]。相对传统教授学习，网络学习具有三个特征：1. 共享丰富的网络化学习资源;2. 以个体的自主学习和协作学习为主要形式;3. 突破传统学习的时空限制。另外，网络交互学习还具有：高度的空间灵活性和相对的时间灵活性、持久性、技术依赖性、任务的依赖性和开放性[3]。1989年学者Zimmerman在搜集、分析和总结关于自主学习研究成果和对学生进行调查采访的基础上，对自主学习进行了重新定义。并从学习目的、学习策略、学习时间、学习情况结果、学习氛围和学习效率方面提出了自主学习的理论研究思路[4-5]。斯滕伯格认为自主学习的核心问题是思维教学的问题，并且认为优秀的教育者是培育出会学习、会思考的学生，而不是会考高分的学生[6]。刘尔明[7]和黄萍[8]通过问卷调查的方式探究了学生自主学习基本情况，并对其成因进行了深度分析，最后给出了基于网络平台的自主学习改进策略。牟琴[9]等基于计算思维和网络学习，建立了一种多功能、多目的、多手段的自主学习模型，并通过与传统教学方法实例化对比，验证了提出模型的高效性、合理性。因此，高校大学生基于网络的自主学习在大学期间是非常重要的，也为将来工作打下良好基础。

另外，合理的科研激励机制能充分激发大学生的科研兴趣，提高科研能力。对于桥梁工程专业的学生，科研激励机制是非常重要的。科研激励机制可作为外部因素进一步提高大学生的自主学习能力，验证学习效果，加强实践锻炼。同时，科研激励机制对提高高校整体科研实力，完善科研体系和培养创新性毕业生有着举足轻重的重要。针对桥梁工程专业学生，如何制定合理科研激励机制是本专业建设的重点和难点。

基于上述研究，本文以西南交通大学桥梁工程方向专业建设为例，探究该方向大学生网络自主学习能力培养和科研激励机制建立问题。针对我校桥梁工程专业学生进行了走访和调查，总结桥梁工程系学生在进行网络自主学习和科研创新方面存在的问题，并对其成因进行了分析与总结。研究了桥梁工程的学生利用网络进行自主学习和科研创新精神的培养方法和策略。

一、我校桥梁工程专业学生网络自主学习及科研现状及问题

西南交通大学是较早设立桥梁工程专业的研究型大学。学校搭建了一定数量的网络教育平台。基于网络教育平台，学生自由地利用学校内网进行相关资源的搜集和下载，选择感兴趣的知识，扩大知识面，学习效果和学习质量得到显著提高。此外，网络教育平台，极大的减小了老师和学生的日常工作，改变了常规的教育教学模式，提高了教育教学的效率和质量。然而，也有相当数量的学生不能很好地约束自己，没有较好的自主学习观念和学习定力，不能自觉抵制网络不良信息的误导，对网络教育平台的充分利用更是显得欠缺。学生人数众多，老师数量较少，不能及时跟踪每一位学生的学习情况，也不能及时的对学生存在的问题进行反馈和交流，导致网络互动教学质量不佳。

（一）网络工具有效使用效率较低

针对桥梁专业学生进行为期一年的调查，桥梁工程学生虽然網络利用率很高，但是与桥梁专业知识相关的学习时间占比较小。主要通过网络进行日常的聊天、邮件收发、游戏、音频和视频文件的浏览。当被问及怎样通过网络进行自主学习和科研创新时，部分学生就显得一脸茫然。这说明我校部分桥梁工程学生利用网络工具进行自主学习和科研创新的使用效率低，大都将网络用到了非学习方面。

（二）信息获取工具有限

对于毕业的高级学生，因毕业论文撰写和毕业压力，对查阅文献、资料和数据的途径与工具有一定了解，但具有局限性，主要集中于百度、Word、Excel等工具进行文献查阅、资料整理和数据处理。尽管以上工具能完成相关任务，但在工作效率、质量效果方面存在改进之处，势必花费大量时间和精力，从而影响学生进行自主学习效率。面对前述问题，建议对桥梁专业学生介绍更高一级的网站或工具。让学生了解国内外关于桥梁工程专业发展的前沿，扩大国际视野。如国外一些顶尖高校的研究性网站，如加州大学伯克利分校等。对于编程和数据分析可采用Matlab，Origin等软件。一些科研交流平台如小木虫、大木虫和各种软件交流应用论坛，优秀科研人员博客等，这些都能扩展专业知识面。此外，不定期组织相关老师进行自主学习相关的知识获取渠道和学习方法交流，提高学生对自主学习和科研创新的兴趣。

（三）自主学习与科研创新结合程度弱

尽管学生基于现有的网络平台，查阅桥梁相关的专业知识，进行一定程度的自主学习，但是这带有被动性。在毕业论文的压力下被动查阅资料，没有充分发挥学生的科研兴趣。将这种被动性转变为主动性需要建立科研激励机制，让学生具有自主选择性，让学生主动去思考一些科研问题。

二、网络自主学习问题成因分析

（一）自主学习和科研创新认识度不足

学生对自主学习理解不够深入，目标不明，进而不能发挥主动性。经研究发现大学生自主学习易遇到一下问题：1. 缺少知识学习的主动性和积极性，基于网络难以完成学习任务;2. 高中传统教育惯性影响，易于被动接受，缺乏主动学习观念;3. 利用网络面太窄，仅仅限于测试和做题;4. 注意力容易被转移，效率低，如学习与聊天、音乐、视频或游戏并行进行等。总之，桥梁工程专业大学生缺乏对网络自主学习的正确认识，导致网络自主学习的教育模式推进缓慢。

科研创新需要在前人的研究基础之上更进一步，需要有不同的思维。对于桥梁工程方向的部分本科生对桥梁工程专业创新性科研认识不足，桥梁工程是传统土木工程方向，原创性成果较难。所以对于桥梁工程专业的学生更要求扎实的数学和力学基础，并在这基础上拓展到大数据、人工智能技术等方面，才能跟上学科的发展，建设研究型大学。

（二）网络平台使用效率低

随着信息化发展，高校也建立自己的信息化平台，学校购买了大量数据库和电子书，但是大部分本科生未充分利用。学生获取学校网络资源的信息有限，基本上从《文献检索》这门课程中获得方法，但是学校网络图书资源相关的内容介绍缺失。

（三）学校网络教育平台智能化程度低

经调查发现，我校网络教育平台智能化程度低，有待进一步优化改进。如不能像亚马逊购书网，智能推荐学生感兴趣的课程、书籍等。缺少个性化学习软件、虚拟现实学习技术、智能教学与测评系统等网络自主学习的工具。

目前，我校桥梁工程课堂基本还是采用传统的以老师讲授为主的授课形式。学生基本上被老师带着走，自己主动思考和动手学习的机会相对较少。虽然有的课堂上设置了多媒体、网络互动平台，但这种教学设施学生利用率低。人机交互程度低，也没有语音识别功能。

三、网络自主学习桥梁知识和科研创新精神培养方法

（一）设计清晰合理的导航策略

古人言：授人以鱼不如授人以渔。在提高学生网络自主学习和科研创新精神的问题上，老师应该转换角色，从主动灌输知识的角色转换到引导者、启发者的角色。在每学期开学时，依照学生个性和兴趣爱好，对其设置合理的学习方案。在以后的学习中，老师要及时提供有效的引导。避免学生偏离学习目标，老师要引导学生进行有效学习、提高学习效果的策略。而在网络平台利用方面，由于专题学习网站信息量大，开放性强，学生在利用网络进行自主学习时极易产生迷航现象，老师在此时应该帮助学生建立判别是非、筛选重要信息和下载保存资料的能力。

（二）完善学校自主学习和科研创新鼓励体制

为提高学生利用网络进行自主学习和科研创新的积极性，学校可以设置与自主学习和科研创新有关的奖励，包括物质和精神双层面，但要精简相关奖项申报的手续和流程。此外，学校要逐渐推动自主创新和科技体制改革，把自主学习和科技创新与年度奖助学金、毕业指标考核等挂钩，但非强制性要求，要良性引导学生们自主、自觉地利用网络资源进行科研创新，提高自主学习、搜集资料、发现问题和解决问题的能力。

（三）搭建桥梁相关的自主学习和科研创新性平台

本校虽然也搭建了一些较好的教育平台如扬华素质网、个人网上图书馆等，但这些平台的功能仅仅是针对学生的日常工作，如奖助学金申报、教学评价、毕业离校办理等。缺乏根据学生感兴趣的内容自动生成具有个性化的模块，在这个模块中可以根据学生感兴趣的问题推荐一些有针对性的资源、书籍、论文、资讯等。调查表明，有的网络平台界面不太美观合理，导航区域和某些按钮出现无效链接，有时候会出现异常登录和受浏览器的影响，这也限制了学生自主学习的积极性。

因此，针对上述问题，建议学校相关部门组织人员对现有网络平台进行改进和优化，或者开发更人性化、个性化、功能多样化的可以提供学生自主学习和科研创新的新型平台。

（四）人工智能技术辅助自主学习和科研创新

人工智能（AI）技术是当今三大先进技术之一，教育教学方面也可结合人工智能技术，培养学生自主学习和科研创新的能力。可利用人工智能搭建物理环境、虚拟环境和物虚混合环境相结合的智能型校园，这需要重新整合和资源配置校园内的基础设施、教学资源、教学内容和教学活动等，为学生营造一种舒适、自由、健全的学习环境，最大量地提高学生自主学习、科研创新的能力，促进师生全面提升。

在人工智能时代，学生可以很方便地从网络上获取丰富的信息资源，学生处于学习活动的中心。因此，教师应帮助学生建构知识体系，激发学生自主学习的热情，充分调动学生积极性。在教育应用层方面，可以利用AI进行自动化测评、个性化学习、智能导学和学情监测与互动等加强学生自主学习和科研创新的能力。利用数据挖掘技术分析这些教育数据，再建立学习者模型，根据学生行为习惯向学生推荐合适课程和学习资源，促进学生个性化学习。

四、结束语

本文通过对我校桥梁工程学生进行调查，探究了学生利用网络自主学习及如何建立科研激励机制促进学生对科研的兴趣，主要得出了以下结论：

1. 我校桥梁工程专业学生网络自主学习存在以下问题：部分学生对网络工具的使用效率偏低，查阅文献和资料、数据整理的途径和工具相对有限，不能很好地将网络自主学习与科研创新结合起来。

2. 我校桥梁工程部分学生不能很好地利用网络工具进行自主学习和科研创新的主要原因，在于学生的学习目标不明确以及学校网络教育平台不够智能化和人性化。

3. 提出了提高学生网络自主学习和科研创新的方法与策略，引入人工智能技术，搭建新型智能化网络校园，辅助学生進行自主学习和科研创新。

参考文献：

[1]陶辉.网络环境下大学生自主学习能力研究[J].农家参谋，2019（19）：281.

[2]庞维国.自主学习：学与教的原理和策略[M].上海：华东师范大学出版社，2003.

[3]王春红.浅谈网络及几种常用的网络工具在教育教学中的应用[J].前沿，2007（03）：66-68.

[4]Schunk， D.H. & Zimmerman， B.J. Social origins of self-regulatory competence [J].Educational Psychologist，2005（4）：198-199.

[5]Zimmerman， B.J. Self-efficacy： An essential motive to learn Contemporary [J]. Educational Psychologist， 2000（25）：82-91.

[6]斯滕伯格.思维教学——培养聪明的学习者[M].北京：中国轻工业出版社，2001：127.

[7]刘尔明.网络环境下学生自主学习的理论与实践[J].现代远距离教育，2001（04）：27-29.

[8]黄萍.高校学生网络自主学习行为的调查研究[J].开放教育研究，2004（06）：77-80.

[9]牟琴，谭良，吴长城.基于计算思维的网络自主学习模式的研究[J].电化教育研究，2011（05）：53-60.