基于OBE理念的巖石力學課程教學改革
——以內蒙古科技大學土木工程專業為例

于超云，李君龍

（1.內蒙古科技大學 土木工程學院，內蒙古包頭 014010；2.內蒙古科技大學 能源與環境學院，內蒙古包頭 014010；3.內蒙古自治區建筑結構防災減災工程技術研究中心，內蒙古包頭 014010；4.內蒙古自治區土木工程安全與耐久重點實驗室，內蒙古包頭 014010）

成果導向教育（Outcome Based Education，簡稱OBE）是一種以學生的學習成果（Learning outcomes）為導向的教育理念[1]。OBE 教育理念是當前國際本科工程學位互認協議《華盛頓協議》的核心理念。中國工程教育專業認證協會歷年頒布的《工程教育認證標準》都充分體現了OBE 理念，強調要實施成果導向教育。這意味著參加工程教育認證的高校和專業必須基于OBE 理念，在工程人才培養理念、人才培養目標、課程體系和教學設計以及人才培養的考核與評價等方面推動工程教育教學改革[2-3]。

巖石力學是內蒙古科技大學土木工程專業本科生的一門必修專業核心課程，課程旨在培養學生理論聯系實際、綜合運用所學知識解決復雜巖體工程問題的能力。近年來，眾多學者對巖石力學課程改革提出了建議和實施方案。如黃明奎[4]以教學內容改革為核心、以先進的多媒體技術為手段改革傳統的教學方法，探索新的適合現代巖石力學發展的教學方法。王京印等[5]提出了將數值實驗與工程實踐相結合的教學模式。劉洪磊等[6]提出了巖石力學課程思政改革的探索和實踐。劉厚彬等[7]將線上與線下課堂互補型的混合教學模式在巖石力學課程中進行了實踐。王迎超[8]、戰玉寶[9]等將案例教學模式引入巖石力學課程。隨著計算機的發展，王述紅[10]、趙寶玉[11]、李連崇[12]和王登科[13]等探討了數值仿真技術等計算機技術在巖石力學教學中的應用。

本文以OBE 理念為指導，在研究課程培養目標的基礎上，結合內蒙古科技大學土木工程專業巖石力學課程的教學現狀，對巖石力學課程教學大綱、考核方式、教學方法等內容進行了改革，以期為專業建設、工程認證改革提供支撐。

1 巖石力學課程傳統教學方式面臨的問題

巖石力學是一門與生產實際緊密結合的課程，具有涉及學科廣、內容繁雜、理論性強的特點，學生容易產生畏難情緒，存在出勤率低等現象[14]。本文對標OBE 教育理念，反思總結了目前巖石力學課程在教學過程中存在的幾個問題：

1.1 教學模式單一，學生缺乏學習主動性

目前，巖石力學課程仍然是以教師和教材為中心，是基于教材的理論教學，課件主要使用文字介紹和理論公式推導等，內容枯燥，課堂氣氛不活躍，師生互動環節不多，學生積極性難以調動。學生通過學習只能解決簡單模型化的工程問題，對復雜的實際工程問題無法理解，更無從解決。

1.2 缺少實驗教學過程

目前，我校土木工程專業巖石力學課程共48 學時，均是理論講授學時，受學校教學經費、實驗室建設等多方面因素的影響，目前該課程缺少實驗教學。巖石在拉、壓、剪等荷載作用下的強度和變形性質是學生需要掌握的最基礎的巖石力學理論。但相應的巖石抗壓強度試驗、抗拉強度試驗、直剪試驗等基本巖石力學試驗難以開展，教師主要是在課堂上介紹相關的實驗原理、過程，并不安排學生進行實操實驗，這在一定程度上造成學生知識的斷裂和缺陷、實驗及實踐技能不足、工程意識淡薄，顯然不利于培養學生分析問題能力、解決問題的能力和創新能力。

1.3 考核方式單一

現有的大綱要求學生總成績由平時成績（占20%）和結課考試成績（占80%）的加權平均值構成。平時成績主要考核學生出勤、學習態度、課后作業情況。結課考核以閉卷考試形式為主。這樣的考核方式基本上是應試教育考核模式，大多數學生往往通過期末階段的突擊學習完成考試，通過分析學生成績發現表現優異的學生較少，這反映出很多學生對知識的掌握不夠扎實，不利于學生將課堂學習到的基本知識運用到解決實際工程問題中。

2 基于OBE理念的課程教學改革模式

2.1 明確課程的專業能力目標和思政目標，打造多元化教學模式

基于OBE 教育理念，教學團隊認真研究工程教育認證標準，修訂了巖石力學課程大綱、培養方案，以OBE 理念為核心進行工程認證教學改革。在內蒙古科技大學土木工程專業2018 版培養方案中，明確了巖石力學課程教學需要達到的課程能力目標與畢業要求之間的對應關系。

在以往的巖石力學教學過程中，教學團隊存在對課程思政的認識片面、德育意識薄弱、思政教育資源挖掘不深的問題。基于此，在2018 修訂版大綱中特別明確了巖石力學課程思政目標，在每一章節挖掘出至少一名巖土工程領域的典型科學家、一件典型事跡作為的思政融合點，不斷強調巖石力學在國民經濟中的重要地位，將大國工程、大國自信、行業精神等思想政治教育內容融入該門課程中，構建課程與思政教育協同育人的課程體系，完成全程育人的目標。

在教學內容和方式上，以目標為導向，反向設計教學內容，教學內容應遵循“理論與工程相結合、經典與前沿相結合”的原則,除了理論講授一些必要的基本知識點外，在地應力測量、圍巖應力和圍巖控制、邊坡穩定性等章節，采用融合新技術、新方法和新工藝，引進最新科研和工程成果案例進行啟發式和案例式教學的方法，教師通過分配任務、分組討論和評價，不斷激發學生自主思考，調動課堂氣氛。

2.2 數值實驗應用于巖石力學教學

受學校教學經費、實驗室建設等方面的影響，目前該課程缺少實驗教學。但是巖石的拉壓扭剪等力學特征又是學生必須要掌握的重點內容，僅僅通過理論講授，學生很難真正理解和掌握實驗現象背后的力學原理。由于數值實驗具有節約實驗教學成本、擴大學校的承載能力、提高實驗教學質量等優勢，因此，鑒于巖石力學這門課程的實際情況，教學團隊將數值實驗應用到巖石力學課程教學中。

數值實驗內容包括巖石單軸抗壓實驗、巖石抗拉實驗、巖石三軸抗壓實驗、巖石直剪實驗。數值實驗，教師提前一周將數值實驗軟件和軟件學習資源包發給學生，讓學生自己查閱資料學習，實操過程由學生自己獨立完成，完成任務后，提交實驗報告，由任課教師批閱。通過數值實驗環節的設置，能夠更好地貫徹OBE理念，不僅讓學生了解計算機技術在巖土工程領域的應用、掌握巖石的基本力學性質，更重要的是通過數值實驗可以培養學生自主學習的能力，培養學生的問題分析能力。數值實驗環節將納入課程過程考核中，占平時成績的30%。

2.3 注重過程考核、完善考核體系

基于OBE 理念，教學團隊制定了新的考核方式，加大了課程過程考核的力度，由原來的20%增加到50%，如表1所示。

表1 巖石力學課程考核方式

從表中可以看出，過程考核共有5 項內容，分別是出勤、課堂表現、作業、數值實驗和專題討論，各項均采用百分制。第一項是出勤，占平時成績的10%。在考核過程中采用雨課堂掃碼簽到、隨機點名等方式豐富考勤形式，將雨課堂后臺統計的出勤率作為考核依據。第二項是課堂表現，占平時成績的10%。基礎分是60 分，其余40 分需要學生回答課堂問題才可獲得，回答完全正確得10 分，基本正確得8 分，不正確得5 分，加滿為止，目的是提高學生與教師的互動程度，活躍教學氛圍。第三項是作業，占平時成績的20%。以前的作業都是計算大題為主，作業次數不多，學生練習不夠。現在教師通過雨課堂布置作業，題型包含選擇、填空、判斷和主觀簡答題等，不僅可以課后發題，還可以進行隨堂測驗。教師可通過后臺數據及時了解學生對知識的掌握程度。第四項是數值實驗，占平時成績的30%。根據數值實驗報告的情況，分別給出A（95 分）、B（80 分）、C（65 分）3 個等級。第五項是專題討論，占平時成績的30%。對全班學生進行分組，每5 人一個小組，由組長安排各組員的任務，給每組一個工程案例，通過分析討論案例找出事故的原因或制定支護方案，最后每組選一人進行匯報。根據每組匯報的情況，給每組打一個總分，表現特別突出的組員有額外加分，加滿為止。

2.4 課程目標達成評價及持續改進

通過教學環節的實施和考核，在課程考核結束后應及時完成對課程目標達成度的評價。根據課程目標達成度的計算結果，寫出一份詳細的課程分目標以及課程總目標的達成度評價報告，找到學生相對薄弱的課程目標點，分析原因并給出解決方案。課程目標達成評價結果是教師在教學方法、考核內容、考核方式、考核結果評定等多個課程教學活動進行持續改進的重要基礎。

3 結語

以內蒙古科技大學土木工程專業巖石力學課程為例，分析了當下巖石力學課程教學的現狀和問題，基于OBE 理念，開展了在課程目標制定、教學模式、數值實驗方法的應用、過程考核評價方式和目標達成評價等方面的改革措施，以期提高巖石力學課程的教學質量，提高學生解決復雜工程問題的能力，滿足社會和行業對土木工程專業人才的要求。