工程师视角对大学生专业兴趣的激励探索

张绍全, 张 勇, 刘兴茂

(成都信息工程大学 控制工程学院，四川 成都 610225)

0 引言

某机构对高校毕业生培养质量进行跟踪评价，结果显示毕业生对母校教学改进期待程度较高的三方面分别是①实习和实践环节不够(68%)、②无法调动学生学习兴趣(52%)、③课程内容不实用或陈旧(47%)。可见，大学生学习兴趣的激励是影响本科教育质量的重要因素之一[1]。在影响学生学习效果的主要因素中,排在前两位的是“个人兴趣”和“刻苦程度”,各占30%和36%,兴趣和意志外化为学习积极性,这说明学习积极性在学习过程中对学习效果起了决定性作用。

2013年4月，美国《科学》(Science)杂志发行了“重视理科教育”专刊，深刻阐述了全球理科教育面临的20项重大挑战，其中首要挑战就是“使学生有能力建立起持久的、自主的科学兴趣”。武汉大学娄延常教授通过调查[2]，发现学习兴趣、专业兴趣贯通于大学生学习的全过程之中且占有重要地位,从高考填报志愿到毕业论文的课题选择、从学习目的到学习心态、从对所学专业认可程度到学习成绩的影响,都和专业兴趣紧密相关[3]。

1 学习动力不足与对专业高期望并存

不少一线教师发现，现阶段大学生学习动力不足已成为较普遍的现象。上课只保证人进教室，能全程专注 “听讲”都算得上表现不错的学生，部分学生木然呆坐甚至低头偷偷看手机，教师抛出问题常常冷场无人回答，更别提层层递进深入交流。更有甚者，若教师不经常考勤，个别学生逃课都是有可能出现的。因此部分教师心中学生“求知若渴”的形象已变得功利与短视，似乎只关心课程考试分数而非掌握专业知识。

然而，笔者在2017-2018-2学期和2018-2019-2学期分别对本校电气工程及其自动化专业16级和17级名学生针对“电力拖动基础”课程进行问卷调查，针对“学期开始，我对这门课的期待是”这一问题，两学期分别有81.73%和75.36%的学生选择“掌握电气工程师所需的电机学知识”，11.54%和30.43%的学生选择“期末考试得高分”，6.73%和14.49%的学生选择“期末考试通过”，0%和4.35%的学生选择“被动学习，无期待”。由这些调查问卷可以看出，学生对掌握专业知识有较高的期待。

两学期调查问卷还显示，在这门课的学习方式选项中，分别有86.54%和88.41%的同学通过“课堂+自学”的方式，12%和10.14%的学生仅通过“课堂”的方式学习，只有2%和1.45%的学生通过“自学”的学习方式。调查导致学习动力不足原因与专业兴趣不高的原因，结果显示排前两位的是“课堂教学枯燥乏味”和“课程内容难、课堂教学速度快”。由此可以看出学生有学好专业知识的愿望，课堂教学是仍然是学生学习的最重要途径，课堂教学模式需一线教师不断探索改进。

针对学生学习动力不足与专业兴趣不高的两个主要因素，下文从课堂教学方法手段以及课堂教学视角加以分析研究。

2 课堂教学方法对注意力的影响

美国心理学家露西·乔·帕拉迪诺(Lucy Jo Palladino)在其著作《注意力曲线:打败分心与焦虑》中指出，成年人的注意力曲线呈现倒U形曲线[4]。根据该理论，学生在课堂中注意力变化的态势可用图1表示。在一学时45分钟时间里，课堂教学开始阶段学生的注意力最集中；10-15分钟后，进入注意力低谷，许多教师把第15 -35分钟时间段称为教师灾难区；35-45分钟时间段，出于对下课的期待，注意力又开始回升。

经验丰富的教师会实时关注课堂教学中学生注意力的变化，并根据学生注意力变化趋势调整教学内容或者教学方法以期达到比较理想的教学效果。授课进入图1所示的“教师灾难区”，教师宜使用适当的教学手段活跃课堂，提升学生的注意力，如翻转课堂、分解教学、团队学习等。这相当于给了学生一种激励，能够瞬间吸引学生的注意力，如图2所示。

图1 注意力曲线

图2 激励下的注意力曲线

教师在设计教案的时候，需考虑每个45分钟的灾难区或者每个知识点的易接受程度，课堂教学中灵活运用多种教学手段，可以让课堂教学全程无枯燥点，学生注意力曲线达到较理想状态，如图3所示。仍然以“电力拖动基础”为例，在实际课堂教学中，当发现学生注意力下降，进入到注意力曲线的“教师灾难区”，适当的工程案例作为“激励”，能有效的提升学生的注意力。若所授知识点没有合适的工程案例，就需要教师采用灵活的教学手段作为“激励”。如公式推导过程采用板书，根据学生接受理解程度灵活调整进度；大部分内容利用多媒体教学平台，教师将重点放在“讲”上而不是“写”上，加大课堂信息量；对于电机的结构与工作原理，教材的横剖面图与纵剖面图都缺乏空间立体感，Flash动画能更形象的向学生展示。

图3 较理想的注意力曲线

3 教师视角与工程师视角融合

上文提到的教学方法教学手段可以丰富课堂，暂时提高学生的学习兴趣。然而，专业学习需要长期坚持、不断克服困难，这需要从根本上激发学生的专业兴趣。

从教师视角出发，教学过程可归纳为提出问题、分析问题、解决问题、工程应用的不断循环。然而基于大工程背景对未来工程师的要求，必须具备终身学习的能力与创新精神。笔者教学中发现，很大比例的大一大二学生对本专业的工程知识知之甚少。2018-2019-2学期对本校电气工程及其自动化专业17级70名学生就“电力拖动基础”课程调查问卷显示，高考填志愿时选择本专业的原因，“喜欢本专业，对本专业有一定了解”占30.43%，“对本专业不了解，盲目选择”占27.54%，“父母推荐”占30.43%，“老师推荐”占7.25%，“其它原因”占11.59%。同时不少学生认为所学的学科知识难度较大、内容较深,许多枯燥的内容难以直接引起他们的兴趣。兴趣的缺乏直接导致学习主动性的缺失，直接导致学生处于被动学习、浅层学习状态，终身学习的能力与创新精神的培养只会是教师的一厢情愿。课堂教学中教师适当从工程师视角出发，适时将理论知识点联系工程应用，激发学生的专业兴趣，其主观能动性和积极性会最大限度地发挥出来,就会主动积极地投入到学习中去,遇到了困难也会凭着自己顽强的毅力,想方设法去克服。

依据某机构提供的统计信息，我校电气工程专业毕业生就业主要集中在电网发电、输电环节的相关岗位以及各行业的电气工程技术员岗位。梳理这些岗位所需的工程知识、专业技能与专业课程的对应关系，进行教学设计，教学设计流程如图4所示。直流电机是学生接触到的第一种电机，此前对电机结构与工作原理没有系统学习，在讲授电机结构的时候适时介绍电机制造。学生在“电路分析基础”课程中已学习理想变压器的分析，然而电力变压器的效率、安全是电气工程师必须考虑的，结合变压器型号与工程安装方式更容易理解理论知识。感应电机种类繁多，应用广泛，可设计的案例较多，笔者曾经介绍同步发电机绕组每极每相槽数快速标记法，比课本上画绕组展开图的方式更容易被学生接受。特种电机是本课程最后一个知识模块，宜向学生介绍学科前沿开拓视野；同时，设计案例使其应用先修课程联系后续课程，多课程的交叉融合让学生理解专业课程群是一个完整的知识体系，打破课程间的壁垒。

图4 教学设计流程

课堂教学中，从教师视角引导学生思考、分析与解决问题，从工程师视角引导学生工程应用、拓展以及创新，教师视角与工程师视角相融合，将理论知识与本专业的工程应用融为一体。同时联系注意力曲线的变化规律提升学生注意力，打破“课堂教学枯燥乏味”的陈旧印象。笔者在连续两年的教学中试行这一方式，课堂教学中师生互动频繁，氛围活跃。2018-2019-2学期调查问卷关于“电力拖动基础”课堂教学中通过工程师视角引入工程应用的调查结果如表1所示，由表1可以看出，这种教学方式较受学生欢迎，能较好的激励学生的专业兴趣。

表1 课堂教学中引入工程应用调查问卷结果

连续两年的调查问卷中关于该课程整体教学效果的调查结果如表2所示，由表2可以看出这种教学方式取得了比较理想的教学效果。

可见，思政教育对于学生政治意识、心理素质、创新精神、职业道德等均有正面的引导作用。

4 结语

当代大学生学习动力不足原因与专业兴趣不高

表2 连续两年的教学效果调查

的原因之一是“课堂教学枯燥乏味”，教师可以通过多样化的教学方法与手段，使得课堂教学生动而具有吸引力。原因之二“课程内容难、课堂教学速度快”却反映出当代大学生浅层学习的实质，只有教师从本专业工程师视角出发，将工程知识融入到理论教学中，使理论知识变得实用有趣，工程知识得以升华拓展，才能从根源上激发学生的专业兴趣，克服专业课程内容深度上的困难，促使大学生从被动式记忆性浅层学习转变到主动式探究性深层次学习。笔者连续两年的教学实践显示该方式取得了比较理想的教学效果。