激发兴趣为导向的工科专业理论课程教学改革探讨

罗劲明 罗裕霞 邓定南 邱锦炜

[摘 要]工科学生对专业理论课程的学习兴趣不高，这一直以来都是工科专业课程教学面临的普遍问题。文章针对专业理论课程的开设现状及问题，结合自身教学实践，分别从教学内容、教学方法和教学模式三个方面进行了改革探讨，为推进激发兴趣为导向的工科专业理论课程教学提供新的思路。

[关键词]兴趣;理论课程;工科;应用型

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）03-0100-03

教育部、国家发展改革委、财政部联合发布的《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》[1]鼓励地方高校加快转型步伐，推动高等教育改革和现代职业教育体系建设不断取得新进展。普通本科高校向应用型高校的转变，应聚焦专业建设、课程体系、培养模式、教师队伍等四大重点，精准发力，强力推进，创新突破，其中的基础就是课程教学改革。可见，充分利用现代信息技术推进课程内容和教学方式方法改革，突出以社会需求和学生就业为导向，着力培养学生的社会责任感、创新精神和实践能力，是当前应用型本科专业的建设目标。

一、专业理论课程的教学现状

兴趣是人认识某种事物或从事某种活动的心理倾向，是以认识和探索外界事物的需要为基础的，对学生而言则是推动学生学习掌握专业知识的重要动机。然而，目前的工科专业课程尤其是理论课程教学遇到的普遍现状是：学生的学习兴趣不高，表现为课堂上玩手机、睡觉、课后作业抄袭等，这在普通高等院校尤为普遍。如笔者在嘉应学院（以下简称“本校”）光电信息科学与工程专业所讲授的信息光学理论课程，在课堂教学中30%左右的学生能积极听课，40%左右的学生处于中间徘徊区，想学但难以学进去，而剩下30%左右的学生则对这门课程兴趣不大。究其原因，有以下几个方面。

1.专业理论课程通常具有内容繁杂、概念抽象及理论深奥等特点，而学生本身数理知识根基参差不齐，并且学生个体的学习能力也有着很大的差异，即使学过高等数学及相关基础理论知识，但有些还未能加以应用，因此在学习过程中很多学生对理论公式所表达的物理意义一知半解，只是机械地硬性记忆。这部分学生一旦对该课程的兴趣和积极性开始降低，则会对理论课程产生畏惧的学习心理，对于后面的学习内容，学生将更加难以理解。此外，在传统的理论课程教学中，教师往往忽略了理论课程与企业生产、学生就业的紧密联系，导致学生一开始就对该课程的目标定位非常模糊，认为它对以后的工作没有实际作用，只要拿到学分即可，这也导致学生从心理上忽视了理论课程的重要性，缺乏学习的动力。

2.专业理论课程的传统课堂教学方式多以教师为中心讲授知识，学生通过机械式记忆被动接受知识。尽管现在不少高等院校推行“以学生为主体、教师为主导”的行动导向教学法[2]，但这一传统教学方式在大多数普通高校的课堂教学，尤其是工科专业理论课程的课堂教学中仍然普遍存在。这种传统方式虽然在帮助学生记忆上有一定的作用，但容易导致学生对知识的消化吸收欠佳，极大影响了学生的学习积极性和主动性。此外，由于课堂教学中的多媒体课件大都只是公式和文字的堆积，教学方法单一，这对于几乎每天都坐在课堂上的学生而言，容易造成精神上的“审美疲劳”，进而失去对专业理论课程的学习兴趣。

3.传统的专业理论课程教学分为两个阶段，第一阶段是课堂教学，即教师指导，学生学习;第二阶段则是考核阶段，主要以闭卷考试为主。每到学期课程快结束时，大部分学生就开始期望任课教师能够划分重点，方便他们背诵记忆，复习考试。这种理论课程的教学模式极为单调，仍然是以应试为目的，以学分为终点，最终导致学生在平时理论课程中的学习积极性和学习热情偏低。

二、专业理论课程的改革探索

兴趣是最好的老师，有了兴趣就有了动力，学生的能力才能够得到创造性发展。可见，通过有效的理论课程教学改革，为学生的课程学习注入活力，激发学生精神动力，提高学生的学习兴趣，具有重要的教学意义[3-4]。

（一）优化课程教学内容

专业理论课程教材内容繁多，在现有的教学时数下，要全面细致讲授教材内容存在一定的困难，而且由于学生个体的差异性，容易造成部分学生的学习能动性较差，失去对课程学习的兴趣。应当从各门理论课程自身特点出发，协同企业单位共同建设该课程，根据生产实际和发展前沿，在保持理论课程核心内容的系统性、完整性的前提下，对课程教学内容进行优化筛选，使该课程能够与时俱进，与应用型专业能力的培养紧密结合。

以信息光学理论课程为例，笔者所在专业选用的教材是北京邮电大学出版社出版的《信息光学理论与应用》[5]，全书共10章，内容丰富，选材新颖，论述严谨。而该专业的信息光学课程仅3个学分共51个学时，全面细致地讲解此教材是较为困难的，需要对教学内容进行优化。根据信息光学领域的最新进展和行业或企业单位的发展需求（如光学成像与全息、图像处理等方向），笔者在教学中选取了第一章、第二章、第三章基础理论部分，以及关于全息照相和空间滤波的第五章、第六章内容作为重点教学内容;选讲第七章和第八章的图像处理部分，第九章和第十章信息光学的应用部分可作为学科前沿的课外知识让学生自学，并融进课程设计或开放性实验中让学生加以理解，让学生在应用中真正掌握知识;而涉及复杂理论的知识点，如第四章部分相关理论则可以不讲。这样在保障学生对信息光学专业知识所需的同时，能较好地解决本课程教学内容多、时间紧、容量大、进度快的矛盾。根据各门专业理论课程的特点，通过相关行业或企业对这一门课程的知识需求合理调整课程内容及课时安排，共同建设专业理论课程，培养学生的实践能力和创新能力，这样才能使专业理论课程体系和培养计划更适合本科应用型人才培养的需要。

（二）改进课程教学方法

1. 理清章节逻辑关系，明确课堂教学目标

由于专业理论课程的理论性较强，内容繁多，公式复杂，学生在課堂上往往很难把课堂知识点与前后的章节联系在一起，无法保持学习的连续性，这将会引起学习思考的逻辑混乱，导致学习兴趣的下降。可见，专业理论课程的教学首先要重视教材各章节之间知识点的衔接。笔者选取了信息光学理论课程教材《信息光学理论与应用》的授课内容章节，其章节知识点之间的逻辑结构如图1所示。从图1中可以看出，各个章节的主干知识点之间往往有并列、递进等衔接关系。任课教师在课堂教学开始时，首先需要强调前后知识点的衔接关系，理清学生的逻辑思维，明确课堂的教学目标，这样才能够有效地提高课堂效率，激发学生的学习兴趣。

2. 增加课堂教学色彩，激发学生学习兴趣

理论课程教学通常以公式文字为主，教学工具往往就是PPT课件、粉笔+黑板， 显然对于几乎每天都处于学习状态的学生来说，这种“满堂讲，满堂灌”的教学方式过于枯燥乏味。在课堂上面对大量的公式文字，大部分学生只能机械式记忆，久而久之容易在课堂上产生听觉和视觉方面的“審美疲劳”，导致本来就枯燥的理论课程教学更加乏味。因此，理论课程教学需要解决的一个关键问题是：如何精心设计教学环节，建立集文字、图像和视频于一体的课堂教学模式，激发学生的学习兴趣和热情。实践证明，在保留专业理论课程基础理论知识概念的前提下，淡化复杂的数学推导及运算，注重物理公式的应用，适时利用视频、图片、Flash演示、动画和漫画等多种形式来替代文字公式表述，给予学生多感官的学习刺激，能够极大地提高理论课程的趣味性，激发学生学习的积极性。

这里以信息光学理论课程中“傅里叶变换及性质”授课内容为例，其课堂教学环节流程图如图2所示。课堂教学分为四个阶段。（1）导入新课阶段，适当通过一则漫画或人物介绍引入本次课堂教学目标——傅里叶变换的概念，从源头上引导并激发学生的学习兴趣。（2）方法学习阶段，教师对傅里叶变换积分进行分析，并选取典型的性质加以详细证明，培养学生的思维能力，这一阶段可适当配以Flash动画或微课视频等，让原本单调无味的证明活灵活现，丰富教学内容。（3）交流讨论阶段，学生通过课堂分组讨论，验证傅里叶变换的其他性质来启发思维，而教师从中负责指导，直至小组成员完全掌握。只有让学生在课堂上充分发挥其主观能动性，才能往课堂教学注入学习活力，消除学生在教室学习的“精神疲劳”。（4）归纳总结阶段，教师总结强调本次课堂教学内容——傅里叶变换公式及主要性质，并适当展示傅里叶变换在信息光学上的运用，进一步明确课堂学习目标。这种集文字、图像和视频于一体的教学方式，可帮助学生理解物理过程、物理规律和物理概念， 让本来枯燥的内容变得色彩缤纷、赋予动感，更增添趣味性，从而提高课堂教学效果。需要强调的是，课堂教学环节的设计需要灵活多变，“以教师为中心”的传统教学与“以学生为主体”的行动导向教学方法应该交叉互用，充分让学生体验到学习的乐趣。

（三）多样化课程教学模式

仅仅在课堂上调动学生的积极性仍然不够，对于长期在课堂上学习的学生来说，其身体和精神上极易产生疲劳。理论课程教学需要解决的另一个关键问题是如何让专业理论课程教学走出课堂，但又源于课堂，充分发挥学生个体的能力，实现应用型创新人才的培养。

普通高等院校的一个学期通常有二十周，其中第一至十七周为课堂教学时间段，第十八和十九周为考试时间段，第二十周为教学实践周。当前的理论课程教学模式多以“课堂教学+考试”为主，但这一传统教学模式单调，不利于学生的自我发展和综合素质的培养。可以通过合理分配一个学期的教学时段，建立“课堂教学+课程设计+考核”为主、“第二课堂”为辅的课程教学模式，并针对课程设计和考试的内容进行改革，进而探索构建“理论教学+实践”“课内+课外”的人才培养模式。具体来说，第一阶段强调课堂教学和学习;第二阶段强调学生自身的能力发展，让学生走出课堂，根据自身特点对这一理论课程进行课程设计，如喜欢理论研究的学生可采用理论研究总结报告，喜欢动手的学生可利用课程设计实验;第三阶段强调能力考核，其中课程设计的结果可纳入考核总评中，从而降低闭卷考试的占分比，而闭卷考试的试题应多增加应用类和开放类题型，多方面考查学生的综合能力。

与此同时，在课堂教学中辅以“第二课堂”的形式，进一步增强课程教学模式的多样化，如组织学生深入与课程相关的本地公司企业进行实地观摩或观看企业生产实践相关视频，让学生深刻了解该课程的实际应用，明确课程的学习目的及意义。此外，设计一些趣味性集体活动（如知识抢答竞赛、大富翁、寻宝游戏等，设计范例见图3），并融入课程知识及其应用，这样不仅能够活跃学生的思维，增加趣味性，而且能够显著增强学生的学习兴趣，使课堂教学具有事半功倍的效果。

一直以来，工科专业的理论课程由于深奥性和枯燥性，其教学质量和效果普遍低于实践课程。积极有效的理论课程教学改革，应根据当代大学生的学习特点，在教学内容、教学方法和教学模式等诸多方面进行探索，不断与时俱进，这样才能进一步提高教学质量和效果，逐步建立以激发学生学习兴趣为导向，以培养学生自我学习和应用能力为重点，突出“理论实践一体化”的工科应用型创新人才培养模式。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 教育部，发展改革委，财政部，等.关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见[J].中华人民共和国国务院公报，2016（6）：60-64.

[2] 初红霞，王希凤，谢忠玉，等.行动导向法在“集散控制系统组态与应用”课程中的实践[J].大学教育，2015（9）：140-141.

[3] 张萍，沈雁华，安婧，等.专业兴趣与深层学习方式在大学生主动合作学习与学业收获关系中的中介作用研究[J].黑龙江高教研究，2018（2）：94-98.

[4] 张春琴，张峰，田大增，等.激发高校文科生学习大学数学兴趣的对策研究[J].大学教育，2018（6）：87-89.

[5] 王仕璠.信息光学理论与应用[M].第3版.北京：北京邮电大学出版社，2013.

[责任编辑：陈 明]