基于OBE 理念的《構造地質學》課程教學模式改革研究

黃誠，唐春，徐春霞，甘建軍，鄭芳文

（南昌工程學院 水利與生態工程學院，江西 南昌）

一 引言

“成果導向教育”（OBE）方法是一種聚焦預期學習成果的教育方法，課程設計要有明確的成果[1]。課程的組成部分是根據學生在課程結束時需要達到的預期學習結果所決定。學生的學習成果有教師通過依據成果評價體系來進行評價[2]。目前，OBE 教學模式是被《華盛頓協議》各簽約國廣泛采用的工程教育模式。我國成為該協議的簽約成員國之后，OBE 教學理念已全面應用于的我國高等工程教育改革中，提升了教學效果，推動了教學質量的發展[3-4]。

《構造地質學》是南昌工程學院地質工程專業的專業核心課，也是水利水電工程、土木工程、水文與水資源工程等專業的專業基礎課程《工程地質》《自然地理學》等的核心章節。基于工程特色，《構造地質學》課程教學建設應遵循“強化地質基礎，突出工程應用”的理念，但是，仍存在以學生為中心的課程教學模式不完善、缺乏更為符合工程特色的實驗實踐課程教學相長體系、考核方式欠缺靈活等情況。因此，需要通過OBE 教學模式在《構造地質學》課程教學中的應用，解決現有教學模式存在的不足，提高學生的專業實踐能力，提高教學質量。

二 《構造地質學》課程導入OBE 理念的意義

（一） 基于OBE 理念，提高學生對構造地質學的基本理論和原理的理解程度

《構造地質學》課程具有“三多兩強——內容多、概念多、理論多、抽象性強、實踐性強”鮮明的特點。由于以往的教學無法對地質構造現象進行三維立體的呈現以及對地質構造演化歷史進行模擬，導致在上課過程中學生不能及時理解和消化授課內容，課后也無法僅從教材中通過自學進行深刻認識。因此，我們設計了“理論教學- 課程設計- 野外實踐”三位一體的教學模式。在該模式下，不僅課本知識被立體化和形象化，而且課程知識內容能串聯成整體，學生將能深刻認識地質構造的成因和演化歷史。另外，在講授過程中，將大量科研及實踐中的典型圖片融入PPT，助力情景教學；將經典教學視頻、習題等資源引入課程，助力學生自主學習；將兼具科普與專業知識傳播的公眾號資源推介，助力提升學生對于專業及課程的認知與興趣。

（二） 基于OBE 理念，提升學生將理論知識用于解決工程實踐的能力

由于以往的實踐教學條件受限，導致其工程背景不強。本次教學改革，實驗室內引入地質沙盤模型。通過分組布置模型的地形地質圖的編繪、地質演化歷史的描述等任務，培養了學生理論知識分析構造問題的能力和獨立及團隊工作的能力（圖1）。依托南昌工程學院七一水庫實踐教學基地進行野外實習，培養學生解決水利工程滲漏和穩定性等復雜工程地質實際問題的能力。

圖1 地質沙盤模型教學

（三） 基于OBE理念，提升學生自主學習、合作學習、反思學習的能力

針對我校二本學生的自我學習能力較弱這一現狀，我們以堅持問題為導向，任務驅動為手段，教學過程中通過實施“課前預習-課中聽課-課后作業”質量全過程監控。課前預習培養學生自學探究體驗性自我學習。課堂教學和課后階段培養合作和反思學習能力。另外，將《構造地質學》課程中的思政元素和課程內容進行有機融合，教學中靈活嵌入思政理念提升學生對于課程與專業的認識理解，助力學生形成正確的“三觀”。如從原生構造中存在的化石聯想到地質歷史時期生物大滅絕，讓學生理解人與自然為什么要和諧共生；從巖相的變化讓學生理解“滄海桑田”蘊含的地質辯證思維，培養學生的專業思維能力。

三 基于OBE 教學模式下《構造地質學》課程的探究與改革

（一） 進行《構造地質學》教學調研，明確以OBE理念為導向的課程教學設計

通過調研國內高校地質類不同專業，如地質學、資源勘查工程和地球化學等的《構造地質學》課程體系的課時與教學內容的差異[6-7]。結合我校地質工程專業培養方案，根據《構造地質學》課程設置、實習實踐基地情況、實習過程、教改研究情況，結合專業培養、社會需求和學生情況，明確OBE 理念下的《構造地質學》的教學任務和目標。學生通過課程學習，達到掌握各種類型地質構造的特征、構造組合與成因機制觀察、描述、測量與分析的基本理論、基本知識與方法及其水文地質、工程地質意義，結合文獻對地質工程中的復雜工程問題進行研究、評價及指導生產實踐的能力；領會地學哲學思維，運用辯證唯物主義世界觀和方法論等來探討沉積作用、構造演變乃至地球的演變規律，樹立學生基于人與自然和諧共生的角度，培養學生發現、分析復雜工程地質水文地質問題的思維，大膽質疑與獨立思考的科學精神，學習各種基礎地質圖件的制作、分析與描述的基本方法。培養學生信息采集處理與分析能力，科學地對地質工程中的復雜構造問題進行研究，并通過信息綜合得到合理有效的結論。

（二） 優化教材，設計合理的理論教學內容

教學內容的取舍根據教學大綱和課時來進行，突出“強化地質基礎，突出工程應用”的理念，重點結合工程建設與地質構造的幾何特征間的關系。采用以結果為導向的OBE 教學模式，重點講授地質構造中與幾何學有關的內容，與學生將來工作中和工程關系較小的部分定為非重點章節，非重點章節主要為學生自學。在實際教學中把各種地質構造的幾何學特征作為地質工程專業學習的重點內容，而對各地質構造的成因、形成作用、歷史演化內容就是非重點內容。內容取舍的目的是讓學生了解本門課程與專業的密切關系及其在專業中的應用，提升學生對于課程的學習興趣與效果。

（三） 設計基于OBE 模式的實踐教學

利用南昌工程學院地質實驗室現有資源，以1：20 地質沙盤模型作為《構造地質學》課程設計的教學對象，培養學生讀圖、作圖以及提高學生運用理論知識分析構造問題的能力，獨立及團隊工作的能力。鍛煉學生分析構造的發生、時空發展和演化的能力，培養學生的構造地質思維、科研意識，提高實踐動手的能力與綜合素質。充分利用玉山七一水庫教學實踐基地，重構《地質測繪實習》教學內容與教學過程，提升學生利用構造知識認識、分析、解決難度較大的地質工程（水文地質、災害地質與工程地質等）問題的實踐能力[8]。

（四） 基于OBE 理念，建立課程學習成果評價模式

傳統的課程考核方式為“到堂率”占30%和“考試”占70 的成績進行考核[9]。這種考核方式不能有效地反映學生的整個學習過程和學習情況。本課程基于實施“課前預習- 課中聽課- 課后作業”教學質量全過程監控的教學過程，不再著重強調考勤，轉而強調過程學習成果，充分考查三階段（每一階段各占10%）學生的學習成果并給予一定的分值。最終構建成基于OBE 理念的“理論教學-課程設計-野外實踐”三位一體教學模式。同時，利用線上和線下教學資源，包括“雨課堂+ 線上資源”發布的預設的練習題。課中進行提問和討論、課后進行線上測試及布置與實踐結合的小論文，將這些考核的結果記入到課程成績中。

四 基于OBE 理念的教學設計及教學效果評價

（一） 教學設計

課前學生主動學習階段：教師在雨課堂中發布學習任務，指導學生對照課件及預習習題，帶著問題進行學習。學生登錄南昌工程學院《構造地質學》課程網站中的播客單元觀看課程視頻。教師做好預習情況監督，查看學生視頻學習、課件學習及習題的解答情況。針對具體問題，展開小組討論。在雨課堂中進行留言、回復解答工作，考查學生課前預習的成效。為下一步課堂教學，有針對性解決同學學習上面的薄弱環節做好鋪墊。

課堂教師授課和學生討論學習階段：教師通過收集學生線上學習反饋信息（包括視頻學習、課件學習及習題的解答情況、留言、提問和討論等），了解學生的預習情況和疑點難點，以“問題為導向”有針對性地設計教學內容，進行線上線下授課和互動交流。同時，階段性地進行相關測驗，驗證學習成果、布置課后拓展作業任務給學生；學生在線下進行復習總結，并完成拓展作業任務并提交。

課后學生鞏固學習階段：布置課后習題，學生互改作業，考查學生對本節知識點的掌握情況，對教學策略進行調整。利用地質實驗室的資源，加深對理論知識的認識。教師在騰訊課堂上或辦公室線下解答同學的提問。

（二） 教學過程

以《沉積地層的接觸關系》授課內容為例，教學過程分為課前學生主動預習、課中教師授課+ 學生討論學習、課后學生鞏固學習三階段。課前學生主動學習階段：首先，教師在雨課堂中發布學習任務，指導學生對照課件及預習習題，帶著問題進行學習。其次，提醒學生登錄南昌工程學院《構造地質學》課程網站中的播客單元（第三講（2）沉積巖的原生構造）觀看課程視頻。再次，教師做好預習情況監督，查看學生視頻學習、課件學習及習題的解答情況。最后，針對具體問題，展開小組討論。在雨課堂中進行留言、回復解答工作，考查學生課前預習的成效。為下一步課堂教學，有針對性地解決同學學習上面的薄弱環節做好鋪墊。

課中教師授課+學生討論學習階段：課堂教學采用線上線下相結合的方式。

復習及新課導入。知識點的復習：采用圖片回顧方式快速復習以下知識點：1. 巖層產狀概念及三要素；2. 地層與地層層序律；3. 利用沉積巖層原生構造確定巖層的頂面與底面。新課導入：以金沙水電站案例導入沉積地層接觸關系研究的重要意義，以案例中蘊含的問題及思政元素，采用小組協作討論法及探究式激發并塑造學生的工程責任意識。

新課程學習。以學生后續即將開展的《七一水庫地質構造填圖》實習地區的七一水庫地質圖為例，讓學生觀察和分析該圖中地層分布的特點，引起學生的學習興趣。以此啟發、引導學生進行交流、討論得出地層接觸關系的類型、特征并能總結其工程意義。在這一基礎上，進一步提出問題來自主探究分析地層接觸關系的形成過程等內容。

練習鞏固。通過在PPT 中設置不同問題，任務驅動讓學生在雨課堂中進行答題。問題設置包括客觀題和主觀題。客觀題以選擇題的形式進行考查，學生直接用手機進行答題。答題結束可以顯示學生答對率，直接考查學生對重點的掌握程度。主觀題以點名回答的方式進行，解決難點，所發現的薄弱環節在后續的教學過程中實時加以強化。

知識提升。針對地質工程專業是一門理論與實踐緊密相結合的課程的特點，在講授過程中引入地層接觸關系對工程建設中如樁基礎施工中的影響，對水利工程中如水庫的滲漏及大壩的穩定性等影響。發散學生思維，鼓勵學生課后查閱相關文獻資料，培養科研興趣及創新精神。利用地層接觸關系對石油勘探具有重大意義，挖掘思政元素，例如講述新中國成立后我國的地質勘探隊員克服國外的技術封鎖，發現大慶油田的過程。

課后學生鞏固學習階段：布置課后習題及小論文引領學生反思與鞏固，考查學生對本節知識點的掌握情況。鼓勵學生進入實驗室，對照沙盤地質模型分析地層接觸關系及構造演化歷史。不僅可以加深理解本節內容，培養主動學習的良好習慣、更能

提高分析和解決實際問題的能力。教師在騰訊課堂或即時通訊工具上解答同學的疑問。

（三） 教學效果

優化了《構造地質學》課程理論與實踐比例，其中理論課減少8 個學時，實踐課增加了一周。構建了興趣導入、理論講解、實踐訓練的“理論教學-課程設計- 野外實踐”三位一體的能力培養體系。從學生的反饋評價來看，教學效果獲得同學們的一致認可和好評。學生成績方面，OBE 理念下學生獲得優秀成績的明顯增多，并且成績不合格學生的比例明顯減少。

五 結語

通過在《構造地質學》課程上建立“成果導向教育”（OBE）理念的教學模式，以“強化地質基礎，突出工程應用”的理念，建立起均衡教師+ 學生的考評機制。強化培養學生的工程能力、專業能力、創新能力和綜合能力。在教學中應用分專業、項目式的教學標準，建設多元化的考評方法，達到有效考核學生的實踐成果的教學效果。