基于OBE理念的“勘探地球物理”課程教學探究

陳豪 龔飛 吳海枝 裴燕如

［摘 要］ “勘探地球物理”是地質工程專業學生必修的重要課程，對學生專業知識體系構建具有重要意義。以應用型地方本科高校貴州工程應用技術學院為例，以成果導向教育（OBE）理念為指導，分析我校地質工程專業“勘探地球物理”課程的教學現狀。發現“勘探地球物理”課程采用目前的教學方式時存在部分學生知識掌握深度不夠實踐效果欠佳等不足。同時，基于OBE理念，結合地質工程專業學生的培養目標，提出完善實驗室建設、加強校企合作交流、提高教師業務水平及深化對口支援幫扶等措施，以保證“勘探地球物理”課程的教學效果，進一步提升高校人才培養質量。

［關鍵詞］ 成果導向教育；勘探地球物理；課程體系；教學質量

［基金項目］ 2021年度貴州工程應用技術學院教改項目“基于OBE理念的‘勘探地球物理課程教學改革研究”（JG202109）；2020年度貴州工程應用技術學院本科教學質量提升工程項目“地質工程一流專業建設”（ZY202001）

［作者簡介］ 陳 豪（1988—），男，貴州畢節人，貴州工程應用技術學院礦業工程學院講師，中國礦業大學（北京）地球科學與測繪工程學院2022級地質資源與地質工程專業博士研究生，研究方向為地震波場數值模擬；龔 飛（1989—），男，貴州銅仁人，工學博士，中國礦業大學（北京）地球科學與測繪工程學院講師，主要從事巖石物理、地震物理模擬研究；吳海枝（1982—），男，廣西桂平人，工學博士，貴州工程應用技術學院礦業工程學院副教授，主要從事礦床學、成礦規律與成礦預測研究。

［中圖分類號］ G642.0［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）27-0133-04［收稿日期］ 2022-09-26

引言

2021年9月，習近平總書記在中央人才工作會議上強調，綜合國力競爭說到底是人才競爭［1］。在當今經濟全球化、競爭日益激烈的時代，科學技術是推動國家社會經濟和產業發展的動力，科學技術的進程主要靠人才，人才的培養依靠教育。教育決定一個國家和民族的未來，是民族振興和社會進步的基石，教育水平決定著一個國家科技發展水平和創新能力。在工程專業高等教育中，先進的教育理念和完整的理論體系對于國家教育的重要性不言而喻，成果導向教育理念（OBE）由此孕育而生。OBE理念于1981年由美國教育學者斯巴迪（Spady）提出，歷經幾十年的研究與發展，已成為國外工程專業高等教育改革的主流理念。我國于2016年正式成為《華盛頓協議》成員，開啟了工程教育與國際接軌的新篇章。在國家教育行政部門的領導和支持下，在全國各大院校、教育學者的不懈努力和探索革新下，以OBE為理念的教育體系得到了長足發展，結合OBE理念的工程教育將是我國工程人才培養的未來趨勢［2］。

一、課程教學現狀與問題

“勘探地球物理”是我校礦業工程學院地質工程專業的專業課在近幾年的教學過程中，依據學生的學習情況不斷總結，發現存在以下難點與問題。

（一）先修課程要求高，部分學生基礎弱

“勘探地球物理”作為地球科學交叉性的邊緣學科，具有學科之間知識點滲透性強、相互交叉融合的特點，例如“高等數學”“場論”“彈性力學”“計算機語言”“普通地質學”“構造地質學”等皆為“勘探地球物理”課程的先修課，要求學生擁有良好的數理、地質、英語等基礎。然而我校作為一所地方性本科院校，生源條件與主流高校存在一定差距。以2020年錄取情況為例，貴州省理科類本科二批分數線為384分，全校最低錄取分數線為395分。該年度地質工程專業招生52人，最高分為435分，低于大多數其他專業的錄取分數。錄取學生中，分數在420分以上的僅占14人，75%的學生入校成績在此分數以下，見表1。從以上數據分析可知，地質工程專業中大多數學生的知識結構比較薄弱，并且地質工程專業按地球物理方向培養，部分先修課未開設，因此教學難度較大，教學效果也不理想。

（二）知識點抽象復雜，課程邏輯性較強

在“勘探地球物理”課程中，每一章節都包含大量的原理理論及復雜的數學公式，涉及面非常廣泛。如對于“重力勘探”中造成重力異常的原因這一典型問題，學生須掌握與地球重力相關的四個因素：地球自然表面起伏變化、時間變化、地球內部物質密度與物質厚度、礦產與其圍巖密度差異。部分學生完全掌握這四個因素所導致的重力差別已經很吃力了，再講授需要消除前兩個因素以保證重力觀測值在同一條件下獲得、利用后兩個因素的特點與差異以達到既定勘探目的的內容時，大多數學生已無法順利跟進。無論哪一種地球物理勘探方法的學習，該課程一般都按數據采集—數據處理—資料解釋的“三部曲”邏輯進行教學，其順序一般不能交換與顛倒，因為高信噪比的探測數據是處理和解釋的基礎與保證，數據處理質量的優劣關系到解釋是否客觀與真實。

（三）儀器配備欠齊全，實踐效果不理想

礦業工程學院礦山物探重點實驗室創建于2011年，配備設備情況如表2。地球物理實驗室是非地質專業主導建設方向，建設經費短缺。2015年，我院首次招收地質工程專業學生，歷經近10年的使用與自然老化，部分儀器的操作面板、內置電池老化，儀器穩定性等性能大打折扣，甚至無法正常使用。此外，由于新建院系管理制度不完善，沒有專門負責實踐教學的教師，導致部分學生無法進行儀器操作，僅走馬觀花感受了一遍流程，課外實踐環節的教學效果不理想。

（四）課程教學內容多，理論教學課時少

傳統地球物理專業的教學需要單獨講授重磁法、電法及地震勘探等方法，每一種方法至少需要開設32個學時［3］。我校在2018年之前，將“勘探地球物理”課程分為“勘探地球物理A”和“勘探地球物理B”兩部分進行教學，每個部分48學時，之后為了優化培養方案，整合為一門課程，總共64個學時，平均每種方法僅占16個學時。除去實踐課時，理論教學課時又進一步減少。在有限的課時內對上述各種方法的基本原理、探測原理、處理解釋及應用等方面進行講授，難度系數較大，教學效果難以保證［3］。

二、OBE教學改革的思路與建議

本課程以OBE理念為指導［4］，基于上述現狀與教學過程中存在的問題，結合我校應用型人才辦學定位，以及地質工程專業培養目標等要求，提出以下改革思路與建議。

（一）加大實驗室建設力度，加強校企合作

高校實驗室作為教學、科研強有力的后盾和支撐，不僅是衡量高校辦學水平的標志，也是培養和訓練應用型人才的重要場所［5］?！翱碧降厍蛭锢怼笔欠浅Ｗ⒅貙嵙暸c實踐教學的學科，從我校實驗室目前配置看，基本可以滿足電法勘探的實踐教學，但地震、重力、磁法勘探等儀器嚴重缺乏，無法滿足實踐教學的需求。此外，新辦院校的年輕教師雖然有豐富的理論知識，但工程實踐經驗及工程素養有待進一步豐富。同時，實習實踐基地建設相對欠缺或達不到正規企業的運行標準，加強校企合作不僅可以提高教師業務素質，還能提供實習實踐甚至就業機會［6］。OBE理念強調以預期學習成果為導向，與校企合作的初衷不謀而合，通過深化校企合作，明確行業人才需求，建立健全長效運行機制，共同培養出更好地服務地方經濟的應用型人才。

（二）提高教師業務水平，深化對口支援幫扶

俗話說，“臺上三分鐘，臺下十年功”“要給學生一杯水，老師要有一桶水”。教學方式上，若過度依賴多媒體，甚至出現讀多媒體、與學生交流互動減少、全程無板書等現象，必然導致課堂枯燥無味。因此，多媒體不宜出現大篇幅文字內容，可作為一堂課教學內容的提綱或主線，圍繞這條主線，利用適當的語速、合理的肢體語言，配合規范的板書等對知識點進行講授，這樣的課堂才富有生命力。教學方法上，對于課程中抽象的、難以理解的知識點，可采用啟發式教學方法，先給出符合邏輯且形象直觀的結論，引導學生探索為什么、怎么樣及如何實現，讓學生帶著問題相互討論，再通過教師講解，不易理解的知識點就可被學生慢慢內化。另外，根據《教育部關于對口支援延安大學等6所高等學校的通知》文件精神，我校從2012年12月起成為中國礦業大學（北京）對口支援對象。國礦業大學（北京）作為我國具有較高辦學水平的雙一流大學，對口支援工作領導小組應以學生為中心，深化對口支援幫扶模式，盡可能幫助我校加強學科專業建設，拓寬教師專業視野，助力加強教師學歷學位和教學科研能力等的水平。

（三）清晰明確教學目標，精簡優化教學內容

根據OBE以成果為導向的反向設計理念，在了解企業、區域社會經濟發展需要，結合本專業畢業要求的基礎上，明確可量化考核的教學目標。本課程研究方法多，研究范圍廣泛，若按照傳統學科導向的教學模式，在有限的幾十個學時內給學生講授清楚較難實現。在本課程的教學內容上，按照基本理論—數據采集—數據處理—資料解釋四個模塊進行教學，根據學校定位、畢業要求及教學目標的要求設計每個模塊的教學內容。以地震勘探數據采集為例，學習后要求學生能夠回答：如何選擇地震勘探觀測系統參數、如何激發和接收地震波、如何進行動校正與靜校正、哪些因素影響疊加效果、影響地震勘探數據采集信噪比的因素與提高信噪比的方法措施等。根據這些問題即可設計教學內容，其他弱支撐甚至未能支撐培養目標的知識點可布置為課后作業供學生自學。

（四）堅定人才培養定位，改進課程評價體系

畢節擁有豐富的礦產資源，享有“金三角”和“西南煤?！敝雷u，煤炭資源開采是本地主要產業，但地理環境特殊、地質條件復雜，在煤炭開采過程中經常受到各種地質災害的威脅。我們培養的畢業生應能夠滿足當地地礦等部門的人才需求，或作為“智能化、綠色化”開采的后備軍。我們應該持續深化應用型人才培養體系建設，鞏固、夯實和堅定培養具有實踐能力、應用能力及創新能力的應用型人才的辦學定位。

OBE教學理念強調教得如何，通過學什么、學得怎樣進行評價［7］。校內評價應由學校教務處牽頭，教學督導團、教學院長、同專業教師、授課班級學生及教師本人組成評價鏈，根據評價職責與分工，配以合適的權重參與評價。畢業生就業后，院校可聯系用人單位對畢業生的專業技能、適應能力及發展潛力等方面進行滿意度調查，根據用人單位反饋的意見與建議及時調整教學體系，以便今后輸出更多能服務于社會的畢業生［7］。課程達成度評價方面，采用平時成績與期末考試（考核）各占一半的權重進行達成度計算。當前本課程OBE目標達成度平時成績設置如下：課堂測驗占20%，課堂互動占20%，平時作業占30%，線上自主學習占20%，考勤占10%。從近年來的最終成績分析，學生及格率較高，但優秀占比較小，主要是因為平時成績都較高，但卷面成績一般，反映出學生對考核知識點的靈活運用程度和知識點的范圍掌握不夠深入，對綜合知識的應用存在不足。

結語

在當前工程教育專業認證融入工程人才培養方案的大趨勢下，嚴格執行OBE主張的以學生為中心、以成果產出為導向、持續改進三大宗旨，意義重大。提高教學質量，保證人才培養質量，不是一蹴而就的，需要學校管理者、任課教師及社會企業聯動并進行持之以恒的改革才能有所成效。

參考文獻

［1］習近平在中央人才工作會議上強調深入實施新時代人才強國戰略加快建設世界重要人才中心和創新高地［EB/OL］.（2021-09-28）［2022-08-05］.http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/202109/t20210929_568037.html.

［2］萬妍君，曹焱，龐鵬森.成果導向教育（OBE）的發展歷程與爭議［J］.科學咨詢（教育科研），2021（8）：49-51.

［3］王洪華，王敏玲，丁彥禮，等.OBE教學模式下《工程物探》課程教學改革與實踐［J］.高教學刊，2018（11）：71-73.

［4］常建華，張秀再.基于OBE理念的實踐教學體系構建與實踐：以電子信息工程專業為例［J］.中國大學教學，2021（Z1）：87-92+111.

［5］戴克林.高校實驗室建設與創新人才培養研究［J］.實驗技術與管理，2014，31（7）：32-35.

［6］吳冠聰.基于OBE理念的應用型專業實踐教學改革探索：以惠州學院為例［J］.惠州學院學報，2020，40（1）：119-122.

［7］陳爭.OBE理念下高校課程評價體系優化研究［J］.邢臺學院學報，2021，36（4）：63-66+75.

Study on the Teaching of “Exploration Geophysics” Course Based on OBE Concept： Taking Guizhou University of Engineering Science as an Example

CHEN Hao1，2， GONG Fei2， WU Hai-zhi1， PEI Yan-ru2

（1. College of Mining Engineering， Guizhou University of Engineering Science， Bijie， Guizhou

551700， China; 2. College of Geoscience and Surveying Engineering， China University of Mining and Technology-Beijing， Beijing 100083， China）

Abstract： Exploration Geophysics is an important and compulsory course for students majoring in geological engineering， and it is of great significance to the construction of students professional knowledge system. This paper takes Guizhou University of Engineering Science， an applied local undergraduate university as an example， guided by the concept of outcome based education， and analyzes the current teaching status of the course “Exploration Geophysics” for the major of geological engineering in this university. We found that under the current teaching method of this course， some students still have insufficient knowledge， and the practice effect is not good enough. Based on the OBE concept and combined with the training objectives of students majoring in geological engineering， we propose measures such as improving laboratory construction， strengthening university-enterprise cooperation and exchanges， improving teachers professional level， and deepening counterpart support to ensure the teaching effect of the courses and further to improve the quality of personnel training in colleges and universities.

Key words： outcome based education; Exploration Geophysics; curriculum structure; teaching quality