基于OBE理念的地質(zhì)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討

彭帥英 李霄琳 牛岑岑

摘? 要：應(yīng)用型人才培養(yǎng)是我國高等教育的重要組成部分，隨著國際工程教育認(rèn)證的普及，應(yīng)用型人才培養(yǎng)多以O(shè)BE理念為指導(dǎo)。地質(zhì)工程專業(yè)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要學(xué)科，專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是訓(xùn)練學(xué)生解決工程問題能力的關(guān)鍵。為滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)及運(yùn)用實(shí)驗(yàn)解決問題的能力培養(yǎng)需求，對比分析了傳統(tǒng)教學(xué)模式和OBE理念實(shí)驗(yàn)教學(xué)的區(qū)別及存在的問題，并探討了OBE理念下實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞：OBE理念? 地質(zhì)工程? 實(shí)驗(yàn)教學(xué)? 應(yīng)用型人才

中圖分類號：G642.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2021）05（a）-0140-03

Abstract： The cultivation of applied talents is an important part of higher education in China. With the popularization of international engineering education certification， the cultivation of applied talents is mostly guided by OBE concept. Geological engineering is an important subject to cultivate applied talents. Professional experiment teaching is an important part of practical teaching and the key to train students' ability to solve engineering problems. In order to meet the needs of cultivating students' ability to experiment and solve problems by experiment， the differences and problems between traditional teaching mode and OBE concept experiment teaching were compared and analyzed， and the improvement methods of OBE concept experiment teaching were discussed.

Key Words： OBE Concept; Geological engineering; Experimental teaching; Applied talents

地質(zhì)工程專業(yè)是一門以地質(zhì)學(xué)為基礎(chǔ)，解決人類活動中與地質(zhì)有關(guān)工程問題的工學(xué)學(xué)科。該學(xué)科實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)，以培養(yǎng)優(yōu)秀工程師為目標(biāo)，致力于為地球演化與人類工程活動架設(shè)橋梁，推動人類與地球和諧發(fā)展。隨著人類社會發(fā)展，地質(zhì)工程這一應(yīng)用型學(xué)科越發(fā)凸顯出重要性。

按照《國際教育標(biāo)準(zhǔn)分類法》，現(xiàn)代教育主要培養(yǎng)3類人才，分別為學(xué)術(shù)研究型人才、應(yīng)用型專門人才和實(shí)用型職業(yè)技術(shù)人才[1]。地質(zhì)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)在于讓學(xué)生將學(xué)到的專業(yè)知識和技能應(yīng)用于從事與地質(zhì)有關(guān)的工程專業(yè)生產(chǎn)和實(shí)踐，從而轉(zhuǎn)化為社會生產(chǎn)效益。從這個角度來看，地質(zhì)工程專業(yè)工程師屬于應(yīng)用型專門人才。隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高素質(zhì)應(yīng)用型人才不僅需要具有扎實(shí)的專業(yè)知識，還應(yīng)具備較高的職業(yè)素養(yǎng)，同時，應(yīng)用型人才還應(yīng) 是社會需求人才。因此，應(yīng)用型人才培養(yǎng)本質(zhì)上是指面向社會、以社會需求為導(dǎo)向的教育理念的貫徹與實(shí)踐[2-4]。

一個地質(zhì)工程專業(yè)畢業(yè)生達(dá)到優(yōu)秀工程師水平地標(biāo)準(zhǔn)是具備以下4個方面的職業(yè)素養(yǎng)：第一，能敏銳地洞察地質(zhì)環(huán)境，在復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境條件中找出主要的工程地質(zhì)問題，并尋求可靠的解決辦法;第二，能夠針對主要工程地質(zhì)問題提出可行的試驗(yàn)方案，通過正確的實(shí)驗(yàn)操作獲取合理的巖土體力學(xué)參數(shù)， 為防護(hù)或改造工程提供設(shè)計參數(shù);第三，提出巖土體防護(hù)或改造方案，并能分析評估方案可行性;第四，評價預(yù)測工程可能造成地質(zhì)環(huán)境影響，并提出保護(hù)方案[5]。在這些能力要求中，無論是求取巖土體主要力學(xué)評價參數(shù)，還是制訂巖土體防護(hù)和環(huán)境保護(hù)方案，都需要考慮各類巖土力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及環(huán)境地質(zhì)類的設(shè)計性實(shí)驗(yàn)。

因此，地質(zhì)工程專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)是職業(yè)能力培養(yǎng)的關(guān)鍵，而如何在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中讓學(xué)生理解各個實(shí)驗(yàn)在專業(yè)知識中的位置，明白實(shí)驗(yàn)的原理，掌握實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理及應(yīng)用，是培養(yǎng)地質(zhì)工程專業(yè)工程師實(shí)踐能力的重點(diǎn)內(nèi)容。通過學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生畢業(yè)踏上工作崗位后，在解決復(fù)雜工程地質(zhì)問題時能選擇合適的實(shí)驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果用于解決工程問題。這樣，才能真正使學(xué)生在畢業(yè)后具備獨(dú)立解決工程問題的能力。

1? OBE教育理念與實(shí)驗(yàn)教學(xué)

相較于傳統(tǒng)的教育理念，OBE最大的不同之處在于以教學(xué)內(nèi)容為中心的教育設(shè)計改變?yōu)橐越虒W(xué)對象實(shí)際產(chǎn)出需求導(dǎo)向的教學(xué)方案設(shè)計[6]，它強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)在于受教育者獲得的能力，并非單單強(qiáng)調(diào)施教者教的內(nèi)容。基于OBE理念的教學(xué)要求教師以學(xué)生為中心，以提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和培養(yǎng)創(chuàng)新意識為目標(biāo)來實(shí)施教學(xué)，從而激發(fā)出學(xué)生的自我學(xué)習(xí)潛能[7]。由于OBE教育理念具有明確的目的性，這種教育理念更能使受教育者的成長與發(fā)展變得更為高效和可行[8]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的重要階段，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅僅只是教會學(xué)生某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的操作及實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理方法，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理和運(yùn)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果解決復(fù)雜問題的能力。基于OBE理念的實(shí)驗(yàn)教學(xué)更應(yīng)轉(zhuǎn)變以教為主的思想和方法，以學(xué)生能力培養(yǎng)為中心設(shè)計實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提供先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)平臺，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)解決問題的能力。

2? 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

2.1 OBE理念以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，倡導(dǎo)以學(xué)習(xí)者為中心

實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要場所，是進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐、科學(xué)研究的重要基地，特別在培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力和創(chuàng)新能力方面發(fā)揮著非常重要的作用[9]。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重教會學(xué)生具體的實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)步驟和獲取實(shí)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)后，常常只是學(xué)會了如何做實(shí)驗(yàn)，而缺乏對于實(shí)驗(yàn)在整個專業(yè)知識體系中的地位以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理解。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生進(jìn)入研究生階段開展深入專業(yè)研究時往往在實(shí)驗(yàn)參數(shù)的獲取和實(shí)驗(yàn)選擇及方案設(shè)計中遇到困難。本科畢業(yè)學(xué)生進(jìn)入工作崗位在實(shí)際工程實(shí)踐中也常常遇到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇及實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用的難題。

2.2 教學(xué)設(shè)備陳舊，教學(xué)方法缺乏創(chuàng)新性

儀器設(shè)備是高校實(shí)驗(yàn)室的重要組成部分，它是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研的物質(zhì)基礎(chǔ)和保障[10]。該校地質(zhì)工程專業(yè)歷史悠久，實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用時間長，更新率較低，直接導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用設(shè)備落后于學(xué)生畢業(yè)走向工作崗位使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，工作上手較慢。此外，由于教學(xué)設(shè)備不能與時俱進(jìn)，及時更新，學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的內(nèi)容與實(shí)際工作需要存在差距，而工作中需要的實(shí)驗(yàn)技能在學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中卻未能涉及。

2.3 教學(xué)評價方式單一

現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要通過學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上的實(shí)驗(yàn)操作表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報告相結(jié)合的方式給學(xué)生打分，而學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的掌握情況不只體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報告。即使學(xué)生通過老師指導(dǎo)暫時地學(xué)會了實(shí)驗(yàn)操作，但是為什么要這樣操作，其卻不會去深究。實(shí)驗(yàn)報告能體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)果，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確與否、實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以用來做什么，學(xué)生卻不一定都能知曉。因此，這一評價方式所產(chǎn)生的結(jié)果是學(xué)生學(xué)會了實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，但實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的用途、實(shí)驗(yàn)原理的核心、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的應(yīng)用等這些能體現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ姆矫鎱s未能得到評價。

3? 基于OBE理念的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)方法

3.1 建立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，集體備課

地質(zhì)工程專業(yè)是一個歷史悠久的應(yīng)用型學(xué)科，學(xué)科有一套完整的專業(yè)和實(shí)踐教學(xué)體系。多年來，該學(xué)科為社會培養(yǎng)了大量的應(yīng)用型人才，為國家的基礎(chǔ)建設(shè)做出了舉足輕重的貢獻(xiàn)。但通過分析畢業(yè)生到工作崗位的反饋信息，筆者發(fā)現(xiàn)畢業(yè)生進(jìn)入崗位后應(yīng)用在學(xué)校學(xué)習(xí)過的各種基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)方法，用實(shí)驗(yàn)解決問題的能力還需加強(qiáng)。其原因在于學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)重在實(shí)驗(yàn)技能教育，而未重視學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)解決問題能力培養(yǎng)。因而，建立一只科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)顯得必要而迫切。以往的實(shí)驗(yàn)課主要由管理實(shí)驗(yàn)儀器的實(shí)驗(yàn)教師承擔(dān)，實(shí)驗(yàn)教師能熟練教授學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，但對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，以及實(shí)驗(yàn)在學(xué)科和實(shí)際工程中的應(yīng)用講解及訓(xùn)練不足，導(dǎo)致學(xué)生應(yīng)用困難。在新的教育理念下，應(yīng)該建立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，以專業(yè)課主講教師為核心，專業(yè)實(shí)驗(yàn)教師為輔導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。采用團(tuán)隊(duì)集體備課的模式，設(shè)計實(shí)驗(yàn)課程模式，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的純實(shí)驗(yàn)技能教育。

3.2 更新實(shí)驗(yàn)儀器，引進(jìn)前沿的實(shí)驗(yàn)技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，地質(zhì)工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備更加先進(jìn)智能，實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平也有了很大的提高，而很多高校教學(xué)時還在使用20世紀(jì)90年代或更早的實(shí)驗(yàn)儀器。學(xué)生在學(xué)校不能接觸到先進(jìn)的儀器設(shè)備，導(dǎo)致進(jìn)入工作單位后還需花費(fèi)大量時間熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備。鑒于此，高校地質(zhì)工程專業(yè)應(yīng)該大力引進(jìn)最新的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，對儀器設(shè)備進(jìn)行科學(xué)化和全程化管理，重視儀器功能開發(fā)[11]。

通過錄制實(shí)驗(yàn)操作方法MOOC短視頻[12]等方法，以提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)儀器的了解，輔助預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作方法。此外，還應(yīng)增加開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)過程中能有更多機(jī)會接觸到先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器，學(xué)習(xí)新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，更好地用于解決實(shí)際工程問題，提高工作效率。

3.3 問題解決為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)成績評價機(jī)制

通過改革實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，引入先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器及技術(shù)，為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供最新的平臺和教育。相應(yīng)的，實(shí)驗(yàn)成績評價方法也需要改革，使實(shí)驗(yàn)成績能更好地評價學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作水平和解決問題的能力。建立包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇及結(jié)果分析處理的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計體系，由學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、選擇實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、根據(jù)行業(yè)規(guī)范嚴(yán)格遵守操作步驟等[13]，注重實(shí)驗(yàn)操作過程，得到正確合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，用以解決具體專業(yè)問題。在這個過程中，專業(yè)教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)問題解決方案并進(jìn)行考核，實(shí)驗(yàn)教師負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)方案選擇、實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)及考核，整個問題解決過程中設(shè)置多個考核點(diǎn)，通過全過程跟蹤評價來確定學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績。通過這種方法，可以擺脫以往教學(xué)中學(xué)生對老師的全程依賴，不斷提升學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ囵B(yǎng)學(xué)生獨(dú)立提出問題、分析問題進(jìn)而獨(dú)立解決問題的能力。

4? 結(jié)語

以O(shè)BE理念為指導(dǎo)培養(yǎng)地質(zhì)工程專業(yè)應(yīng)用型專門人才，需要改變傳統(tǒng)的教學(xué)思想，以培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力為導(dǎo)向，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，建立實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計體系，更新實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，加大實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開放，設(shè)置獨(dú)立解決問題能力培養(yǎng)的全過程跟蹤實(shí)驗(yàn)成績評價機(jī)制。這樣才能真正使學(xué)生學(xué)到的實(shí)驗(yàn)技術(shù)與時俱進(jìn)，掌握規(guī)范的實(shí)驗(yàn)方法，并能綜合運(yùn)用各個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果，為解決實(shí)際工程問題和深入的專業(yè)問題研究打好基礎(chǔ)。

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