大數據背景下提高工科大學生自主學習能力策略研究

仇富強，李保國，胡新春，汪鈺，趙文強，郝銀輝

（1.銅陵學院電氣工程學院，安徽 銅陵 244061；2.上海理工大學能源與動力工程學院，上海 200093）

0 引言

工科專業的培養目標是在相應的工程領域從事規劃、勘探、設計、施工、原材料的選擇研究和管理等方面工作的高級工程技術人才。優秀的工科大學生是國家技術水平提升的保證，是國家發展潛力的衡量標準。而自主學習能力的強弱決定了工科大學生是否具有可持續發展潛力、能否成為優秀人才的關鍵因素。如何提高工科大學生自主學習能力是當今大學培養人才的核心素質之一，是促進教育高質量發展的必由之路。2022年11月教育部發布了《關于舉辦2022年全民終身學習活動周的通知》，強調在疫情防控期間要創新學習方法，堅持自主學習。大數據技術的發展應用也為當前工科大學生的學習創造了良好的自主學習環境［1］。但受多種因素影響，當前工科大學生，尤其是地方院校工科大學生在自主學習意識、情感、技能等方面嚴重不足，自主學習能力普遍較低［2］。

大數據時代背景下學習資源多，數據資源獲取便捷；自由度高，有多種學習途徑可供選擇；可定制化和個性化，具有智能推薦功能，可根據用戶畫像特征，定制出個性化的自主學習活動。大數據的發展給大學生的學習帶來了很大影響。近年諸多學者在大學生自主學習和大數據方面進行了研究，如姜鈴等［3］對大數據時代下大學生自主學習策略進行了概括；銀海強［4］對當前造成大學生學習“缺位”的主要原因進行了分析；張俊超等［5］對提升大學生自主學習能力給出了一些建議；周禮華［6］對新型冠狀病毒肺炎疫情下大學生的線上學習狀況及自主學習能力進行了探討；孫佳林等［7］對自主學習能力評價的國際研究趨勢進行了分析，并對我國學者開展該領域研究提出了建議；徐潔［8］對大數據背景下大學生英語的自主學習模式進行了探索。但關于提高工科大學生的自主學習能力方面的研究還較少。在當前大數據背景下，如何切實有效提高工科大學生的自主學習能力，從而使其具備可持續發展的潛力，已成為當今地方應用型二本院校迫切需要研究和解決的問題。

本研究基于自主學習理論的相關原理，采用調查分析的方法對大數據背景下提高工科大學生自主學習策略進行研究。首先，對影響地方工科院校大學生自主學習能力因素進行分析；其次，對工科大學生自主學習能力的有利條件進行闡述；最后，在大數據背景下對提高工科大學生自主學習能力的策略進行研究。本研究結果可讓學生感受到學習專業知識的樂趣，全面提升工科院校大學生的自主學習能力，為今后的人才培養提供參考。

1 當前大數據背景下工科大學生學情分析

1.1 學習意愿不足，責任心缺失。

工科課程專業性較強，具有一定的難度和深度，需要有較強的學習能力、耐心和意愿。而經過漫長中學階段的強化學習，大部分大學生精力嚴重透支，精神極度疲憊，缺少耐心和探索精神。且部分大學生長期受“應試教育”模式和家庭認知影響，對工科專業缺乏正確認識、對大學人生缺乏規劃和責任感，自主學習意愿較弱，導致學習激情喪失，而工科課程的學習需要較強的探索精神和主動學習意識。另外，相比于中學階段的填鴨式強化學習，大學具有一定的靈活性和自主性。進入大學后部分大學生缺乏正確的世界觀和人生觀，甚至有的同學直接將通過課程考試、拿到學位證作為大學階段的唯一目標。據初步調查，以某地方二本院校工科大學生為例，筆者于2022年初步調查了學習電工電子技術課程的學生，隨機選擇3個年級6班的235名學生進行了訪談，發現這些大學生課后經常和同學討論學習的僅有很少一部分。電工電子技術課程作為電工電子類專業的專業基礎課程，若僅是以課堂講授作為知識來源，必將影響成為一名優秀的工程技術人才。

1.2 學習依賴性強，缺乏正確引導，無切實可行的學習目標、方法和計劃

對于工科大學生而言，若想成為一名優秀的工程技術人才，除了要有強烈的學習意愿和激情、正確的世界觀和人生觀，還要有明確的學習目標、適合自身的學習方法和科學的學習計劃。地方二本院校大學生經過長期的被迫式強化學習，應試經驗較為豐富，但自主學習能力和意識相對較弱。由于缺乏正確引導，進入大學后部分大學生仍習慣于以老師為中心，沒能制定出科學的學習方法和學習計劃；僅限于課堂上被動學習，缺乏適合自身的學習策略和計劃，甚至認識不到課前預習、課后復習的重要性，學習效率較低，最終喪失了進一步發展的潛力。尤其是工科類很多專業課程具有一定的難度和深度，僅僅依靠課堂老師的講授是遠遠不夠的，僅僅依靠課堂的被動學習很難真正做到深入領會，專業能力很難得到提高，進而影響工科大學生的創造性思維。

以電工電子技術課程為例，其作為電子電氣及其他專業的專業基礎課程，其重要性不言而喻，部分內容具有一定的難度和深度，除了在課堂上認真聽講以外，還需要做好課后作業、反復研討，必要時利用大數據查找相關視頻和資料，以加深理解。

1.3 外界干擾因素過多，自我管控能力欠佳

工科專業課程的學習需要有較強的耐心、抵抗外界干擾的能力和分析問題的能力，需要投入大量的時間和精力進行反復研討，只有這樣才可能將專業知識理解透徹。而影響工科大學生學習能力的一個重要因素就是“自我管控能力”。

在科技高度發達的當代社會，手機、電腦的普及、其他娛樂活動等外界干擾因素都將對工科大學生自主學習造成一定的影響。不同于中學階段的管理制度，大學可支配時間較多，管理理念較為民主和自由，專業課程的學習主要靠自覺。雖然，鑒于當前嚴峻的就業形勢，很多工科大學生已經認識到專業課程學習的重要性，也制定了較明確的學習目標且有適合自身的學習方法，但由于缺乏良好的自我管控能力，在學習過程中意志不堅定、執行力并不容樂觀，遇到干擾和挫折便輕易放棄既定的學習目標。一些自我管控能力較差、學習意愿不足的大學生每天花費在玩手機、電腦或其他娛樂活動上的時間較多。在娛樂方面投入的時間和精力過多必定會影響到專業課程的學習的廣度和深度，最終影響專業課學習深度。自我管控能力決定了其學習態度和作業完成質量，決定了其學習計劃的執行情況和學習目標的完成程度。

1.4 填鴨式教學模式仍普遍存在，教學形式單一

工科課程的學習需要理論分析與實際應用相結合，需要對專業學習有較強的興趣和自主學習能力。而大學課堂的理論講授無法替代大學生自己的思維過程及親身體驗。受傳統授課模式影響，當前在專業課的講授過程中仍普遍存在以下幾個問題：（1）部分教師課堂教學仍以傳統灌輸式教學模式為主，教學方法落后單一，內容枯燥僵化，老師與學生之間缺乏有效課堂互動。（2）大部分老師畢業后即從事教學工作，自身工程實踐經驗不足、對專業課程前沿認識不夠，理論與實際應用脫節，不能從社會實際需求出發進行專業講授，授課內容嚴重依賴課本。而工科專業知識的教學僅依靠理論講授是不夠的，需要理論與實踐相結合才能達到良好的教學效果的。（3）由于擴招，部分地方二本院校仍采用了大班上課方式，對大學生的個體差異性重視程度不夠，無法做到因材施教。（4）在當今大數據時代，部分老師在新技術利用程度不足，未能有效拓寬學生的學習渠道、激發學生的學習興趣。以上問題的存在都將對工科大學生專業知識的學習造成一定的影響。以電工電子技術課程為例，某些老師在講授過程中完全以自我為中心，整堂課就是讀課本，念公式，全程沒有任何師生之間的互動，也沒有任何與工程相關的實例，課堂枯燥無味。也不能引導學生有效利用大數據，這種授課方式必定難以激發學生的興趣，也必將影響學生專業課程的學習。

1.5 受多元客觀環境影響，學習資源未能得到有效利用

工科課程理論性較強，為提高學生的自主學習能力，達到良好的學習效果，必須采用多種方法提高學生對專業課的學習興趣和效率。專業課程的學習能力受學習者自身、學習行為、學習條件等諸多因素影響。而學習資源的有效利用也是影響其專業學習能力的重要因素。高校學習資源包括諸多方面，如自身家庭條件給予的資助程度；圖書館、實驗室、電子數據庫、網絡資源等的配備；資深教授、專業教師、優秀學長及學校開展的各種講座、論壇、學術報告等。對這些資源有效利用有助于工科大學生開闊視野、確定學習目標、提高專業興趣、增加學習動力等。但對于這些富饒的學習資源，很多工科大學生并未珍惜和充分利用。尤其是對于一些地方二本學院，某些工科大學生由于自主學習意愿不足，這些資源并未得到有效利用，導致其專業素養無法得以有效提高。

以電工電子技術課程為例，若只是局限于課堂和課本的學習，不能有效利用現有資源，忽視資深教授、工程師的講座、報告、未受過優秀學長的引導，將無法深刻獲取專業知識前沿及應用方面的信息，進而無法明確今后學習的目標和方向，影響其知識面的廣度和深度。所以，熟悉周邊學習環境，善于利用現有學習資源也是提升專業學習水平的一個重要方面。

2 新背景下工科大學生自主學習的有利條件

2.1 較為開放自由的校園管理制度和政策

2017 年教育部修訂的《普通高等學校學生管理規定》第五條明確提出，在實施學生管理時鼓勵和支持學生實行自我管理、自我服務、自我教育、自我監督。開放自由的校園環境為大學生自主學習提供了良好的條件。相對于中小學而言，高等學校在管理制度和政策上更加寬松自由，管理理念更加開明，在理論、實踐等的學習上要更加“自主”。另外，大學生具有較多的可自由支配的學習時間。學校給予了大學生自主發展、張揚個性的發展空間，有利于大學生根據自身愛好和需求開發自身潛能、活躍思維。且由于大學生具有較多的可自由支配時間，對于他們充分發揮自主學習精神，對感興趣的知識進行探索具有非常大的幫助。

2.2 豐富的校內學習資源和良好的學習環境

為有利于大學生能力和素質的提高，高校為大學生創造了優渥的學習環境，提供了豐富的學習資源，如藏書豐富的圖書館、設備先進的實驗室、多姿多彩的課外科研活動等。圖書館作為工科大學生學習的第二課堂，有助于工科大學生理解、鞏固、強化課堂所學專業知識的、開闊視野、拓寬知識面等。同時，圖書館深厚的文化底蘊和安靜的環境也為大學生自主學習提供了良好的場所。高校實驗室作為大學生自主探索的實踐基地，必要的科學實驗有助學生檢驗書本中的知識、增強動手能力、鞏固專業知識、提高學習效率和改善思維方式。另外，積極參與科研活動可凈化學生心態，克服浮躁心理，使其認識到專業課程的重要性。

2.3 大數據技術的發展和應用

對于工科專業而言，很多專業知識晦澀難懂，只有通過觀察實物或動態視圖、親身參與其中才能理解透徹。以前，大學生只能從課本和課堂上學習相關專業知識，這對部分工科大學生而言是一種挑戰，且不利于自主學習能力的提高。大數據背景下，互聯網和云技術龐大的信息知識儲備為工科大學生專業知識的學習提供了強有力的支持。學習者可根據需要隨時隨地搜索專業學習所需的文字、音頻、視頻等資源。還可通過關注微信公眾號、微博、各類學習App等與專業人士進行線上交流研討，接收豐富的專業知識信息。學習的方式和時間更加靈活，很大程度上提高了工科大學生的學習便利性。使古板、僵化的專業知識變得生動有趣、直觀形象、易于理解，有效降低了專業知識的學習難度，提高了專業知識的學習興趣，消除了課堂學習過程中的心理焦慮對學習效果的負面影響。

目前，騰訊會議、智慧樹、學習通、慕課等各種軟件或網絡平臺也已被高校廣泛用于教學。在這些綜合性學習平臺上可上傳或下載相關專業視頻和學習資料，有利于工科學生對專業知識的理解，提高學習興趣和自主學習能力，也給教師線上授課提供了極大的方便。如在電工電子技術課程學習過程中，學生可通過多搜索有關知識點的音頻及視頻資料，可對書中數字電路、模擬電路相關知識點、原理、應用等理解得更加透徹，記憶更加深刻，也可提高其理論應用水平。

3 大數據背景下提高工科大學生自主學習能力的策略

工科課程理論性和應用性較強、涉及面較廣、具有一定的難度和深度，學好此類課程不僅要有正確的人生觀、科學的學習方法和耐心，還要有較強的自主學習能力。與傳統的自主學習相比，大數據分析可以根據學生的學習情況進行個性化推薦，為工科大學生的自主學習提供方便，讓學生更容易找到感興趣的、更符合自身需求的專業知識資源。大數據背景下工科大學生自主學習能力的提高，也需要學校和教師雙方的通力合作和正確引導，激發學生的學習欲望。

3.1 制定有利的規章制度，創造良好的學習環境和氛圍

對于學校，有利的規章制度，良好的學習環境和氛圍是促進工科大學生學習意識、助其成才的先決條件。有利的規章制度可提高學生的學習便利性，使學生樂于學習，愿意學習。良好的學習環境和氛圍可提升學生學習意愿，營造互幫互助，相互競爭的學習氛圍。為打造良好的學習環境和氛圍，高校各主管部門需要做好以下工作：（1）圍繞社會需求和學生能力提升，制定科學的人才培養方案。用全面發展的視野培養全面發展的人才，培養他們積極的人生態度、鮮明的價值判斷、豐富的思想體系；（2）尊重大學生的主觀能動性，提升工科大學生的學習興趣，如舉辦各種專家講座、參加各種專業技能比賽、舉行考研交流會等，還可引導他們準備專業英語、雅思、托福等的考試。（3）開放各種學習環境，如圖書館、空閑教室甚至食堂等，讓學生喜歡學習，且有地方學習；（4）加大獎勵范圍，對于喜歡學習，并學有所成的學生進行及時表揚和鼓勵，讓學生體會到學習的成就感和價值感，使其付出和努力得到認可，從而起到模范引導作用。

3.2 基于大數據，采用多種教學方法，提高學生的興趣和積極性

教師在學生學習方法的引導和課堂教學方面起著至關重要的作用，教師可采用多種方法讓學生深度參與到課堂教學中來，提高其對專業知識的興趣和積極性，最終實現學生理論分析與實際應用能力的雙促進、雙提升。為有效提高工科大學生的自主學習能力，教師可從以下2方面著手。

3.2.1 發揮教師的領、幫、帶作用，助力大學生轉變認知，盡快適應大學生活

增強大學生的責任使命感，了解學習專業知識的目的，是自主學習能力得以提高的先決條件；增強大學生自主學習能力和創新意識、培養有潛力的高素質人才是現代大學的基本使命。對于工科大學生，只有讓其深入了解專業價值和意義，增強其責任意識，并由此產生對學習的積極態度和敬畏精神，才會自覺激發出自主學習意識，自覺確定學習目標、找尋正確的學習方法，才能激發長久的自主學習動力。

為協助工科大學生確定專業知識的學習目標、規劃和策略，鼓勵其樹立學習的信心、決心，高校教師要充分發揮領、幫、帶作用，做好以下角色：（1）教師應讓學生了解專業知識學習的目的、內容、方法和現有條件，并尊重學生的個體差異，鼓勵他們制訂科學的學習目標、計劃和自主學習策略，從而實現自我管理；（2）培養工程師思維，充分重視學習任務驅動途徑，理論與實際應用相結合，讓學生養成利用理論知識解決實際問題的能力，并以實用性為出發點，促使學生從“要我學”向“我要學”轉變；（3）教師在完成專業教學的工作同時，也應在教學過程中融入職業規劃引導，用“目標”激發“意識”，并以任務為中心引導學生制訂和調整科學的學習方法和計劃；（4）充分尊重學生的主觀興趣，尊重個體差異性，因材施教，根據不同大學生的發展特點和自身差異，對學習目標進行個性化引導，幫助其自主學習克服學習過程中遇到的困難；（5）提高工科大學生的責任心、愛國情懷，合理恰當引入課程思政元素，并以強化學習興趣和責任為關鍵，調動其學習主動性和自覺性，引導其實現自我管理、自我教育，不斷提升學習自覺性和主動性，把學習看作是豐富精神世界、塑造人格、提高素養的最佳途徑。

3.2.2 以學生為中心，采用多維教學方法提高工科大學生自主學習能力

相對于中學階段，大學課程具有較強的專業性和一定的難度，僅靠傳統的灌輸式教學法無法達到良好的預期效果。故在課堂教學過程中，教師必須提高大學生的自主學習能力。作為專業課教師要做到以學生為中心，以學習效果為導向，有效提高其自主學習能力，具體如下：（1）在專業課的教學過程中教師可采用項目法，提出問題、明確任務，培養他們的探究意識，使理論知識實用化，提高其專業課學習興趣。要求學生在探究過程中完成專業知識的分析、歸納，發現問題、探討問題，形成預習、聽課和復習3步驟學習意識。（2）正確劃分課堂內外知識，將部分教學內容移至課前、課后。并非所有理論都適合課前自學，教師正確劃分專業課程中具體知識點是否適合課前自學，對提升學生自主學習效果至關重要。通過找出影響學生課前自主學習效果的因素并加以改善，從而為其課前自主學習創造有利環境，引導學生養成師生互動、生生互動的探究式學習方式，增強整體學習效率。（3）在實施教學中充分利用大數據技術，采用多樣化教學手段，引導學生創造性、主動性學習，學會獨立思考，引導學生掌握有效的學習策略，加強大學課程學習策略的訓練。鼓勵課前學習、課后復習，并鼓勵學生利用大數據技術探究專業課內容，激發學生提高自主學習的能力。

3.2.3 重視學生自主學習過程的考核與激勵

為提高工科大學生自主學習能力，教學過程中教師須重視過程考核。在教學過程中采用數據分析技術和智能算法系統，通過對大學生課堂表現、課后自學、討論交流等每個環節進行數據和統計分析，找出每個學生的差異性，并根據其學習效果對教學內容和教學方式進行調整，不斷完善教學方案，使其符合每位同學的學習方式和習慣；也可讓學生自覺記錄學習過程中的表現，從而進行自我反思和總結；還可讓學生相互批改作業，讓學生在互相評價的過程中取長補短，了解到自身學習的不足之處，重新調整學習計劃。通過上述活動，最終使他們成為自我激勵和自我管理的學習自覺執行者，以進一步提高學習質量，從而使學習變得更加積極主動。另外，在日常學習和期末考試過程中，應該加強對自主學習能力的評價比重，改變期末成績的構成比例。以此為導向，可有助工科大學生養成適合自身的學習方法，提升其自主學習能力。尤其是對于對口專業的工科大學生這些策略顯得尤為重要。

4 結束語

對工科大學生自主學習能力的培養是一項重要內容，培養工科大學生自主學習能力可有助其實現成長為優秀的工程技術人才，更好地服務國家，服務社會。這也是高校教育教學改革的關鍵所在。本文從學校、教師、教學方法和考核監督機制4方面研究了培養大學生自主學習能力策略，認為在當前大數據背景下，為培養更多的優質工程技術人才，學校、老師應上下一心，團結一致，以學生為中心，以產出為導向，切實轉變管理和教學理念，充分發揮工科學生自主學習的主觀能動性，以培養和提升學生自主學習能力和解決問題的能力為主要目標，并養成其自主學習能力的可持續性，從而培育具有發展潛力的優質工程技術人才，助力地方普通及應用型本科院校工科教學質量的提升，最終實現地方經濟更好、更快地發展。