激發興趣為導向的工科專業理論課程教學改革探討

羅勁明 羅裕霞 鄧定南 邱錦煒

[摘 要]工科學生對專業理論課程的學習興趣不高，這一直以來都是工科專業課程教學面臨的普遍問題。文章針對專業理論課程的開設現狀及問題，結合自身教學實踐，分別從教學內容、教學方法和教學模式三個方面進行了改革探討，為推進激發興趣為導向的工科專業理論課程教學提供新的思路。

[關鍵詞]興趣;理論課程;工科;應用型

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）03-0100-03

教育部、國家發展改革委、財政部聯合發布的《關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》[1]鼓勵地方高校加快轉型步伐，推動高等教育改革和現代職業教育體系建設不斷取得新進展。普通本科高校向應用型高校的轉變，應聚焦專業建設、課程體系、培養模式、教師隊伍等四大重點，精準發力，強力推進，創新突破，其中的基礎就是課程教學改革?？梢?，充分利用現代信息技術推進課程內容和教學方式方法改革，突出以社會需求和學生就業為導向，著力培養學生的社會責任感、創新精神和實踐能力，是當前應用型本科專業的建設目標。

一、專業理論課程的教學現狀

興趣是人認識某種事物或從事某種活動的心理傾向，是以認識和探索外界事物的需要為基礎的，對學生而言則是推動學生學習掌握專業知識的重要動機。然而，目前的工科專業課程尤其是理論課程教學遇到的普遍現狀是：學生的學習興趣不高，表現為課堂上玩手機、睡覺、課后作業抄襲等，這在普通高等院校尤為普遍。如筆者在嘉應學院（以下簡稱“本校”）光電信息科學與工程專業所講授的信息光學理論課程，在課堂教學中30%左右的學生能積極聽課，40%左右的學生處于中間徘徊區，想學但難以學進去，而剩下30%左右的學生則對這門課程興趣不大。究其原因，有以下幾個方面。

1.專業理論課程通常具有內容繁雜、概念抽象及理論深奧等特點，而學生本身數理知識根基參差不齊，并且學生個體的學習能力也有著很大的差異，即使學過高等數學及相關基礎理論知識，但有些還未能加以應用，因此在學習過程中很多學生對理論公式所表達的物理意義一知半解，只是機械地硬性記憶。這部分學生一旦對該課程的興趣和積極性開始降低，則會對理論課程產生畏懼的學習心理，對于后面的學習內容，學生將更加難以理解。此外，在傳統的理論課程教學中，教師往往忽略了理論課程與企業生產、學生就業的緊密聯系，導致學生一開始就對該課程的目標定位非常模糊，認為它對以后的工作沒有實際作用，只要拿到學分即可，這也導致學生從心理上忽視了理論課程的重要性，缺乏學習的動力。

2.專業理論課程的傳統課堂教學方式多以教師為中心講授知識，學生通過機械式記憶被動接受知識。盡管現在不少高等院校推行“以學生為主體、教師為主導”的行動導向教學法[2]，但這一傳統教學方式在大多數普通高校的課堂教學，尤其是工科專業理論課程的課堂教學中仍然普遍存在。這種傳統方式雖然在幫助學生記憶上有一定的作用，但容易導致學生對知識的消化吸收欠佳，極大影響了學生的學習積極性和主動性。此外，由于課堂教學中的多媒體課件大都只是公式和文字的堆積，教學方法單一，這對于幾乎每天都坐在課堂上的學生而言，容易造成精神上的“審美疲勞”，進而失去對專業理論課程的學習興趣。

3.傳統的專業理論課程教學分為兩個階段，第一階段是課堂教學，即教師指導，學生學習;第二階段則是考核階段，主要以閉卷考試為主。每到學期課程快結束時，大部分學生就開始期望任課教師能夠劃分重點，方便他們背誦記憶，復習考試。這種理論課程的教學模式極為單調，仍然是以應試為目的，以學分為終點，最終導致學生在平時理論課程中的學習積極性和學習熱情偏低。

二、專業理論課程的改革探索

興趣是最好的老師，有了興趣就有了動力，學生的能力才能夠得到創造性發展?？梢?，通過有效的理論課程教學改革，為學生的課程學習注入活力，激發學生精神動力，提高學生的學習興趣，具有重要的教學意義[3-4]。

（一）優化課程教學內容

專業理論課程教材內容繁多，在現有的教學時數下，要全面細致講授教材內容存在一定的困難，而且由于學生個體的差異性，容易造成部分學生的學習能動性較差，失去對課程學習的興趣。應當從各門理論課程自身特點出發，協同企業單位共同建設該課程，根據生產實際和發展前沿，在保持理論課程核心內容的系統性、完整性的前提下，對課程教學內容進行優化篩選，使該課程能夠與時俱進，與應用型專業能力的培養緊密結合。

以信息光學理論課程為例，筆者所在專業選用的教材是北京郵電大學出版社出版的《信息光學理論與應用》[5]，全書共10章，內容豐富，選材新穎，論述嚴謹。而該專業的信息光學課程僅3個學分共51個學時，全面細致地講解此教材是較為困難的，需要對教學內容進行優化。根據信息光學領域的最新進展和行業或企業單位的發展需求（如光學成像與全息、圖像處理等方向），筆者在教學中選取了第一章、第二章、第三章基礎理論部分，以及關于全息照相和空間濾波的第五章、第六章內容作為重點教學內容;選講第七章和第八章的圖像處理部分，第九章和第十章信息光學的應用部分可作為學科前沿的課外知識讓學生自學，并融進課程設計或開放性實驗中讓學生加以理解，讓學生在應用中真正掌握知識;而涉及復雜理論的知識點，如第四章部分相關理論則可以不講。這樣在保障學生對信息光學專業知識所需的同時，能較好地解決本課程教學內容多、時間緊、容量大、進度快的矛盾。根據各門專業理論課程的特點，通過相關行業或企業對這一門課程的知識需求合理調整課程內容及課時安排，共同建設專業理論課程，培養學生的實踐能力和創新能力，這樣才能使專業理論課程體系和培養計劃更適合本科應用型人才培養的需要。

（二）改進課程教學方法

1. 理清章節邏輯關系，明確課堂教學目標

由于專業理論課程的理論性較強，內容繁多，公式復雜，學生在課堂上往往很難把課堂知識點與前后的章節聯系在一起，無法保持學習的連續性，這將會引起學習思考的邏輯混亂，導致學習興趣的下降?？梢?，專業理論課程的教學首先要重視教材各章節之間知識點的銜接。筆者選取了信息光學理論課程教材《信息光學理論與應用》的授課內容章節，其章節知識點之間的邏輯結構如圖1所示。從圖1中可以看出，各個章節的主干知識點之間往往有并列、遞進等銜接關系。任課教師在課堂教學開始時，首先需要強調前后知識點的銜接關系，理清學生的邏輯思維，明確課堂的教學目標，這樣才能夠有效地提高課堂效率，激發學生的學習興趣。

2. 增加課堂教學色彩，激發學生學習興趣

理論課程教學通常以公式文字為主，教學工具往往就是PPT課件、粉筆+黑板， 顯然對于幾乎每天都處于學習狀態的學生來說，這種“滿堂講，滿堂灌”的教學方式過于枯燥乏味。在課堂上面對大量的公式文字，大部分學生只能機械式記憶，久而久之容易在課堂上產生聽覺和視覺方面的“審美疲勞”，導致本來就枯燥的理論課程教學更加乏味。因此，理論課程教學需要解決的一個關鍵問題是：如何精心設計教學環節，建立集文字、圖像和視頻于一體的課堂教學模式，激發學生的學習興趣和熱情。實踐證明，在保留專業理論課程基礎理論知識概念的前提下，淡化復雜的數學推導及運算，注重物理公式的應用，適時利用視頻、圖片、Flash演示、動畫和漫畫等多種形式來替代文字公式表述，給予學生多感官的學習刺激，能夠極大地提高理論課程的趣味性，激發學生學習的積極性。

這里以信息光學理論課程中“傅里葉變換及性質”授課內容為例，其課堂教學環節流程圖如圖2所示。課堂教學分為四個階段。（1）導入新課階段，適當通過一則漫畫或人物介紹引入本次課堂教學目標——傅里葉變換的概念，從源頭上引導并激發學生的學習興趣。（2）方法學習階段，教師對傅里葉變換積分進行分析，并選取典型的性質加以詳細證明，培養學生的思維能力，這一階段可適當配以Flash動畫或微課視頻等，讓原本單調無味的證明活靈活現，豐富教學內容。（3）交流討論階段，學生通過課堂分組討論，驗證傅里葉變換的其他性質來啟發思維，而教師從中負責指導，直至小組成員完全掌握。只有讓學生在課堂上充分發揮其主觀能動性，才能往課堂教學注入學習活力，消除學生在教室學習的“精神疲勞”。（4）歸納總結階段，教師總結強調本次課堂教學內容——傅里葉變換公式及主要性質，并適當展示傅里葉變換在信息光學上的運用，進一步明確課堂學習目標。這種集文字、圖像和視頻于一體的教學方式，可幫助學生理解物理過程、物理規律和物理概念， 讓本來枯燥的內容變得色彩繽紛、賦予動感，更增添趣味性，從而提高課堂教學效果。需要強調的是，課堂教學環節的設計需要靈活多變，“以教師為中心”的傳統教學與“以學生為主體”的行動導向教學方法應該交叉互用，充分讓學生體驗到學習的樂趣。

（三）多樣化課程教學模式

僅僅在課堂上調動學生的積極性仍然不夠，對于長期在課堂上學習的學生來說，其身體和精神上極易產生疲勞。理論課程教學需要解決的另一個關鍵問題是如何讓專業理論課程教學走出課堂，但又源于課堂，充分發揮學生個體的能力，實現應用型創新人才的培養。

普通高等院校的一個學期通常有二十周，其中第一至十七周為課堂教學時間段，第十八和十九周為考試時間段，第二十周為教學實踐周。當前的理論課程教學模式多以“課堂教學+考試”為主，但這一傳統教學模式單調，不利于學生的自我發展和綜合素質的培養。可以通過合理分配一個學期的教學時段，建立“課堂教學+課程設計+考核”為主、“第二課堂”為輔的課程教學模式，并針對課程設計和考試的內容進行改革，進而探索構建“理論教學+實踐”“課內+課外”的人才培養模式。具體來說，第一階段強調課堂教學和學習;第二階段強調學生自身的能力發展，讓學生走出課堂，根據自身特點對這一理論課程進行課程設計，如喜歡理論研究的學生可采用理論研究總結報告，喜歡動手的學生可利用課程設計實驗;第三階段強調能力考核，其中課程設計的結果可納入考核總評中，從而降低閉卷考試的占分比，而閉卷考試的試題應多增加應用類和開放類題型，多方面考查學生的綜合能力。

與此同時，在課堂教學中輔以“第二課堂”的形式，進一步增強課程教學模式的多樣化，如組織學生深入與課程相關的本地公司企業進行實地觀摩或觀看企業生產實踐相關視頻，讓學生深刻了解該課程的實際應用，明確課程的學習目的及意義。此外，設計一些趣味性集體活動（如知識搶答競賽、大富翁、尋寶游戲等，設計范例見圖3），并融入課程知識及其應用，這樣不僅能夠活躍學生的思維，增加趣味性，而且能夠顯著增強學生的學習興趣，使課堂教學具有事半功倍的效果。

一直以來，工科專業的理論課程由于深奧性和枯燥性，其教學質量和效果普遍低于實踐課程。積極有效的理論課程教學改革，應根據當代大學生的學習特點，在教學內容、教學方法和教學模式等諸多方面進行探索，不斷與時俱進，這樣才能進一步提高教學質量和效果，逐步建立以激發學生學習興趣為導向，以培養學生自我學習和應用能力為重點，突出“理論實踐一體化”的工科應用型創新人才培養模式。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 教育部，發展改革委，財政部，等.關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見[J].中華人民共和國國務院公報，2016（6）：60-64.

[2] 初紅霞，王希鳳，謝忠玉，等.行動導向法在“集散控制系統組態與應用”課程中的實踐[J].大學教育，2015（9）：140-141.

[3] 張萍，沈雁華，安婧，等.專業興趣與深層學習方式在大學生主動合作學習與學業收獲關系中的中介作用研究[J].黑龍江高教研究，2018（2）：94-98.

[4] 張春琴，張峰，田大增，等.激發高校文科生學習大學數學興趣的對策研究[J].大學教育，2018（6）：87-89.

[5] 王仕璠.信息光學理論與應用[M].第3版.北京：北京郵電大學出版社，2013.

[責任編輯：陳 明]