基于目標導向的勘查技術與工程專業實踐課程體系設計

呂玉增 丁彥禮 韋柳椰 陳龍偉 趙榮春

摘 要：在新工科建設和工程教育專業認證指導下，為培養符合社會需求的工科專業創新應用型人才，本科實驗教學應突出實用性、實踐性、創新性和前瞻性原則，既著眼與當前社會需求，又要能支撐學生畢業5年后左右社會與專業領域預期發展。堅持以畢業要求達成為目標的實踐課程反向設計思路，客觀、科學的構建實踐課程體系，并不斷完善改進，確保畢業要求的充分達成和實現培養目標。

關鍵詞：專業認證；目標導向；畢業要求；勘查技術與工程；實踐課程

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）12-0120-03

Abstract： Under the guidance of new engineering construction and engineering education professional certification， in order to train innovative application talents for the engineering to meet the needs of society， the undergraduate experiment teaching should focus on practical， practical， innovative and forward-looking principles， which not onlyshould focus onthe current social needs， but also can support the students' expected developmentin social and professional fields in about 5 years after graduation. We must adhere to the reverse design idea of practice curriculum which aims at graduation requirements. We should set up a practical curriculum system objectively and scientifically， and constantly improve it， so as to ensure the completion of graduation requirements and achieve training objectives.

Keywords： professional certification； goal orientation； graduation requirements； exploration technology and engineering； practice courses

前言

2016 年6 月，我國正式成為《華盛頓協議》成員國，為我國高等工程教育提供了國際互認的平臺。通過工程教育認證，我國高等學校工程教育體系具有國際實質等效性，專業畢業生具有進入國際就業市場的“通行證”。同時，當前世界范圍內新一輪的科技革命和產業變革以及全球新經濟的蓬勃發展形勢對工程教育的改革和發展提出了新的挑戰，為積極應對這一挑戰，我國積極進行新工科建設[1]。

在“新工科”中，“工科”是指工程學科，“新”包含三方面涵義，即新興、新型和新生[2]。對于普通工科院校的現有學科的“新工科”建設，主要是指“新型”的，是對傳統的、現有的學科進行轉型、改造和升級。工程教育認證體現以學生為中心、結果導向，工程教育認證建立“評價-反饋-改進”不間斷持續改進機制的新理念，要求專業畢業生具有解決復雜工程問題的能力，對專業畢業生提出12條要求，除了要求學生掌握數學、自然科學和技術知識外，還強調學生的解決復雜工程問題能力、有效交流能力、團隊合作能力、倫理和環保意識等。“新工科”建設和工程教育認證理念為當前高校工科人才發展指明了方向，以產出（畢業要求和社會需求）為導向，對傳統的培養方案、課程設置、管理模式、考核辦法、教學方式等進行不斷改進和升級[3]。

為確保畢業生質量，工程教育專業認證提出了12條通用畢業要求，同時還要滿足專業的特定補充標準，并通過評價證明所培養的學生達到了預定的畢業要求。畢業要求的達成主要通過培養方案、課程體系、課程設置、管理模式、考核辦法、教學方式等一系列的教育教學過程實現。

應用性是勘查技術與工程專業的重要特點之一。在教學活動中，學生主要通過理論課程和實踐課程體系的交叉互動，從知識、能力和素質三個方面得到學習、訓練和提升。本項目以我校勘查技術與工程專業工程教育認證持續改進為背景，開展基于畢業要達成的實踐課程體系反向設計研究，分析存在的問題與不足，并指導持續改進。

一、基于培養目標的畢業要求設計

桂林理工大學勘查技術與工程專業始于1956年，由原來的應用地球物理勘探專業、地球物理學專業發展至現在的勘查技術與工程專業，并于1978年開始本科教育。經過半個世紀的發展和努力探索，本專業逐步形成礦產勘查、水文地質與工程地質勘查、工程物探等方面的鮮明特色。

針對勘查技術與工程專業特點，從知識、能力、素質三個方面制定培養目標。本專業主要著眼社會對人才多元化的需求，培養具有國際視野、品德優良、基礎扎實、能力突出的地球物理勘探、研究和開發的創新應用型人才。具有運用現代科技手段，從事資源勘查、水文地質與工程地質勘查、環境地質調查、工程質量檢測等方面工作的能力，以適應21世紀資源、環境、災害、國土規劃、海洋開發以及國民經濟其它相關領域的需求。畢業五年后能夠成為所在單位業務部門的技術骨干或管理人員。

教學上，本專業通過理論和實踐教學環節，保證畢業生能力符合通用標準12項基本要求，達到培養勘查技術與工程創新應用型人才的要求。實現過程主要根據本專業的特點，通過理論學習結合依附于課程的實驗、課程設計、實踐教學、畢業設計、專題講座等，培養學生能力及人文素質。勘查技術不工程專業畢業生應在知識、能力和素質各方面培養協調發展，理論教學與實踐教學相互配合，從綜合素質、專業基本能力、專業創新拓展能力層次遞進，課程設置圍繞學生能力的培養和提升，共同組成勘查技術與工程專業畢業生能力培養結構體系。

畢業要求的達成的思路是首先根據培養目標分解出知識、能力和素質等要求，對照認證標準的通用畢業要求進行反向設計，提出畢業要求的指標點[4]；然后再根據畢業要求的指標點對教育教學活動進行反向設計。建立的培養目標、畢業要求、實踐課程體系之間的關系表。在此關系表中，通過課程體系的教育教學活動實現畢業要求的達成，最終實現勘查技術工程專業的培養目標。

二、目標導向的實踐教學活動的設計與改進

在新工科和工程教育專業認證背景下，應加強實踐教學環節，突出應用性、實踐性和創新性。為此，我們持續提高實踐課的比重，實踐課課時占比由原來的20.2%提高到32.6%，增加了《地球物理勘查設計》、《勘查技術野外教學實習》等多個實踐環節。實踐課程內容設計思路是：首先將我校勘查技術與工程專業制定的12條畢業要求逐一進行指標點分解，共分解出34個具體化的指標點，以利于對照實施；然后根據各指標點反向設計包括理論課程實驗、實踐課程、課外活動在內的實踐教學活動；最后，為了考核畢業要求的達成度，制定相應的考核方式、評價周期，并形成記錄文檔。

下面，以畢業要求4為例進行說明（見表1）。針對畢業要求4細化分解以下3個指標點，并根據3個指標點反向設計理論實驗和課程實踐活動，具體如下：理論課程實驗--電法勘探實驗、地震勘探實驗、重磁勘探實驗、地球物理數據處理與解釋、數值計算方法；實踐課程——高級計算機語言程序設計、地球物理勘查設計、勘查技術野外教學實習、生產實習、畢業實習與畢業設計（論文）。采取的考核方式以提交報告（設計）和參加學科競賽為主，達成度評價周期定為整個本科學習期間，需形成的記錄文檔包括課程設計說明書、實驗報告、畢業論文、實習報告、學科競賽獲獎等。

三、基于畢業要求目標導向的實踐課程體系設計

（一）建立實驗課程與理論課程體系的遞進關系

過去，相對理論課時而言，實驗課時少，往往是依附在理論課上。現在我們建立兩者之間的新型關系，削減理論課時，增加實驗學時，并單獨開設實驗課，加強實驗教學內容的考核[4]。例如，過去《電法勘探》課程的實驗課時教少，只有16學時，放在電法課程中一起開設，現在實驗課時增加到24學時，單獨開設《電法勘探實驗》課程，并與《電法勘探》理論課同步進行。增加創新性和綜合性的實驗比例。綜合性和創新性實驗是由對應課程的多個知識點的綜合，甚至是多門課程的知識點綜合。因此實驗課不光是過去傳統的理論理論課程知識點的驗證，更是知識的綜合運用和分析解決問題的能力訓練，把知識、能力和素質培養在實驗課中體現，保證畢業要求所體現的實踐能力有效達成。實驗課程與理論課程也不再是過去的從屬和并列關系，而是遞進關系。

（二）實踐課程體系結構優化

工程教育專業認證制度下的畢業要求對畢業生的人文素質、環境和可持續發展、溝通、團隊協作、終身學習等方面提出了明確要求，因此需要對原有的實踐課程體系進行優化，使新實踐課程體系能達成畢業要求指標點[5]。例如，溝通和團隊協作能力，就應增加學生參與企業、生產項目的實踐環節，讓企業導師參與指導學生實習實踐；終身學習能力，應適當增加選修課、創新創業項目、科研論文等課題學分，引導和培養學生自主學習，提高自學能力和自主應對困難的能力等。

四、基于目標達成的實踐課程項目設計

理論課程主要是體現知識的傳授，而實踐課程項目重點是能力培養。當前中國高等工程教育重知識傳授，而能力培養存在相對虛化的現象，強調面向畢業要求目標達成的教學實施與課程項目考核是有效突破口。在工程在教育專業認證提出了12 條通用畢業要求中，有7條強調了復雜工程問題，因此實踐課程項目的設計應該是突出解決復雜問題。實踐課程項目的復雜性體現在兩個方面，一是內容的復雜性，二是項目背景的復雜性。

（一）基礎課程實驗項目設計

勘查技術與工程專業設置有大學物理、電工電子學、測量學、大學化學等基礎課程實驗，主要以促進掌握自然科學、工程基礎和基本理論知識為目標，實驗內容以基本理論的實證性、基本操作的規范性等為主。依據課程教學大綱所定的知識點和畢業要求，反向設計課程實驗的項目和實驗內容。以測量學中特定條件下的測量平差為例進行說明：項目實驗目的是讓學生掌握測量平差的基本操作和技能，在設計項目時，選定的測點測區是在有著起伏地形和多個建筑的校園內，部分相鄰測點之間有通視障礙等復雜場地背景，考察和訓練學生的多項技能：測量平差原理、測量裝備使用能力、圖紙使用能力、路徑選擇、效率分析與控制、氣象分析與應變、團隊組織與溝通等；實驗體現“工程知識”、“問題分析”、“設計/開發解決方案”等多項畢業要求。總之，基礎課程的實驗項目都要求在“復雜問題”上下功夫，集體討論并優選確定實驗項目內容，確保畢業要求目標的達成[6]。

（二）專業課程實驗項目設計

專業實驗是掌握專業技能、提升實踐和動手能力的重要教學環節之一。勘查技術與工程主要有“重、磁、電、震和放射性”五大類地球物理勘探方法，在專業實驗項目內容設計上，堅持以資源勘查、工程勘查的需求為主線，根據畢業要求反向設計課程實驗的內容內容，重點突出復雜性和綜合性。下面以《電法勘探》中的水槽物理模擬實驗項目為例，進行說明，水槽物理模擬實驗主要目的有兩個：1. 熟悉和掌握電阻率法觀測的各種裝置，視電阻率的計算以及水的電阻率的測定；在內容設計上，在有限的水槽空間有意識的讓測線貫穿整個水槽水面中線，讓學生理解空間（觀測條件）的局限性對電阻率觀測的影響，同時強調安全觀測和團隊協作。2. 通過復雜（銅板、銅球）物理模型實驗，理解觀測方式的選擇多樣性與模型的唯一性之間的映射關系，并掌握復雜條件下合理選擇觀測方式的重要性，理解觀測條件局限性；內容上，重點設計剖面法和電測深兩種工作，讓學生理解不同工作方式的異常特征、特點，并理解場的復雜性，拓展學生的發散思維。總之，實驗設計體現“設計/開發解決方案”、“研究”、“使用現代工具”、“工程與社會”等多項畢業要求的能力培養，并于工程實踐銜接。

五、結束語

在新工科和工程教育專業認證背景下，基于畢業要求目標導向對勘查技術與工程專業實踐課程體系進行反向設計，首先根據培養目標進行畢業要求的反向設計，建立起培養目標、畢業要求、實踐課程體系之間的關系；然后基于畢業要求達成進行實踐課程體系結構的反向設計，構建實踐課程體系與理論課程體系的遞進關系，優化實驗課程體系結構；最后基于畢業要求目標達成對基礎課程、專業課程的實驗進行反向設計，通過實驗課程“復雜性”設計思路，體現知識-能力-素質三方面的學習訓練和提升，并不斷完善改進，確保畢業要求的充分達成和實現培養目標。

參考文獻：

[1]李志義.適應認證要求推進工程教育教學改革[J].中國大學教育，2014（6）：9-16.

[2]林健.面向未來的中國新工科建設[J].清華大學教育研究，2017，38（2）：26-35.

[3]林健.工程教育認證與工程教育改革和發展[J].高等工程教育研究，2015（2）：10-19.

[4]張志勇，劉志強，杜榮華.基于畢業要求達成的車輛工程專業實踐課程體系反向設計[J].學科探索，2015：45-46.

[5]張學洪，張軍，曾鴻鵠.工程教育認證制度背景下的環境工程專業本科教學改革啟示[J].中國大學教學，2011（6）：37-39.

[6]李小明，施瑞盟，鄒沖方，等.基于畢業要求的冶金工程專業課程體系優化[J].中國冶金教育，2017（1）：78-81.

[7]張華，李紅星，肖昆.工程教育專業認證背景下的大學生實踐創新能力培養——以勘查技術與工程專業為例[J].高教學刊，2018（09）：29-30+33.