基于OBE理念的采礦工程專業(yè)“測量學(xué)”教學(xué)改革

［摘 要］ 在新工科和工程教育認(rèn)證背景下，進(jìn)一步提高采礦工程專業(yè)學(xué)生在“測量學(xué)”課程學(xué)習(xí)中的效果，基于OBE理念，以學(xué)習(xí)效果為導(dǎo)向，提出了重構(gòu)教學(xué)模式內(nèi)容、提升實踐教學(xué)效果、優(yōu)化考核考查方式的教學(xué)改革思路，將課程培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求與學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有機聯(lián)系起來，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)過程的有機聯(lián)動，有效提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。實踐證明，通過對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評估以及學(xué)生的反饋意見來看，系列改革措施是行之有效的。

［關(guān)鍵詞］ OBE理念；采礦工程；測量學(xué)；教學(xué)改革

［基金項目］ 2021年度貴州大學(xué)測繪工程國家級一流專業(yè)建設(shè)項目“測繪工程國家級一流專業(yè)”（2021）；2020年度貴州省一流本科專業(yè)建設(shè)項目“測繪工程省級一流專業(yè)”（2020）；2021年度貴州省普通本科高校本科教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項目“基于課程思政建設(shè)的‘礦山壓力及巖層控制’教學(xué)體系改革”（2021018）

［作者簡介］ 汪泓（1979—），男，陜西寶雞人，博士，貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院副教授，主要從事攝影測量與遙感、數(shù)字礦山教學(xué)研究；張 俊（1976—），男，寧夏中寧人，博士，貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院副教授，主要從事測繪類專業(yè)課程教學(xué)研究；孔德中（1988—），男，河南商丘人，博士，貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要從事礦山綠色開采與巖層智能控制理論及教學(xué)研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）15-0061-04 ［收稿日期］ 2023-05-09

引言

貴州省作為中國南方的資源大省，對于采礦工程專業(yè)人才具有較大的需求，貴州大學(xué)采礦工程專業(yè)為國家和省級一流專業(yè)，并通過工程教育認(rèn)證和卓越工程師教育培養(yǎng)計劃，為貴州省輸送了大量礦業(yè)工程技術(shù)人才。“測量學(xué)”作為一門綜合了理論和實踐的學(xué)科，對于采礦工程學(xué)生掌握相關(guān)礦山測量和工程測量方面的知識技能具有重要的支撐作用。隨著礦業(yè)行業(yè)逐步將“綠色、高效、安全、智能化”作為行業(yè)發(fā)展理念，將“測量學(xué)”課程的教學(xué)過程與采礦工程專業(yè)工程教育認(rèn)證的要求有機結(jié)合，對于采礦工程專業(yè)培養(yǎng)質(zhì)量的提升具有重要的意義。

近年來，隨著工程教育認(rèn)證體系的深入發(fā)展，成果導(dǎo)向教育（Outcome-based Education， OBE）作為一種以學(xué)習(xí)為中心向?qū)У慕逃Ｊ剑?］，被認(rèn)為是工程教育認(rèn)證下人才培養(yǎng)的核心理念［2］。目前國內(nèi)諸多高校的工程教育認(rèn)證專業(yè)都將OBE教育理念作為教育認(rèn)證的實際標(biāo)準(zhǔn)，并且與學(xué)生的畢業(yè)能力要求相對標(biāo)［3］。工程教育認(rèn)證同時也提出，以學(xué)生掌握的知識成果（學(xué)習(xí)產(chǎn)出）為主要目標(biāo)，建立學(xué)生課程知識掌握與運用情況評價標(biāo)準(zhǔn)，以培養(yǎng)滿足行業(yè)要求的工科畢業(yè)生，從而為中國工程行業(yè)貢獻(xiàn)力量［4］。

在采礦工程專業(yè)傳統(tǒng)的“測量學(xué)”教學(xué)模式中，并未將教學(xué)聚焦于學(xué)生對于專業(yè)知識的靈活掌握和實踐能力的培養(yǎng)，這也導(dǎo)致了在人才培養(yǎng)的效果方面尚不能滿足工程教育認(rèn)證的人才培養(yǎng)目標(biāo)要求。對此，本文提出了采礦工程專業(yè)“測量學(xué)”課程教學(xué)的OBE模式改革，針對如何制定課程培養(yǎng)目標(biāo)、完善課程內(nèi)容體系、創(chuàng)新課堂教學(xué)模式、提高考核質(zhì)量等進(jìn)行了探析，進(jìn)一步闡述了工程教育背景下“測量學(xué)”課程教學(xué)改革在采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)過程中如何起到引領(lǐng)、提高和持續(xù)改進(jìn)的作用，進(jìn)而促進(jìn)專業(yè)人才培養(yǎng)。

一、課程現(xiàn)狀分析

（一）課程基本結(jié)構(gòu)

貴州大學(xué)采礦工程專業(yè)培養(yǎng)方案中，“測量學(xué)”一直作為專業(yè)必修課程，根據(jù)培養(yǎng)方案的設(shè)置，“測量學(xué)”課程安排36學(xué)時，其中包含30學(xué)時理論課和6學(xué)時的實驗課，課程結(jié)束后安排為期一周的校內(nèi)生產(chǎn)實習(xí)，主要內(nèi)容為數(shù)字測圖。

（二）存在的問題

1.授課內(nèi)容的專業(yè)針對性較差。對于采礦工程專業(yè)而言，“測量學(xué)”是輔助其進(jìn)行礦井的建設(shè)、運行維護(hù)、生產(chǎn)的一個專業(yè)。專業(yè)礦山都配備有專門的測繪技術(shù)人員以保障礦山的正常開采和運行。基于這一專業(yè)特點，急需一本能夠與采礦專業(yè)緊密結(jié)合的測量學(xué)教材，但是目前常見的測量學(xué)教材都遵循以普通測量學(xué)為基礎(chǔ)，輔以測設(shè)、工業(yè)與民用建筑施工測量、道路工程測量、管線測量、地質(zhì)勘察測量等，同時也將井下測量、巷道施工測量作為同類的知識點進(jìn)行講授，沒有突出采礦工程專業(yè)的特點。筆者所在的教學(xué)團隊，選擇了中國礦業(yè)大學(xué)高井祥教授主編的《測量學(xué)》一書作為主講教材。

2.授課時間較短，無法滿足教學(xué)。從“測量學(xué)”近年來在各個相關(guān)專業(yè)的授課情況來看，隨著學(xué)生數(shù)量的增加，總體呈現(xiàn)出課時數(shù)量不斷降低，但教學(xué)內(nèi)容并未改變的趨勢。我校采礦工程專業(yè)2000年時“測量學(xué)”課時量為62學(xué)時，而目前課時數(shù)縮減為原來的50%。這導(dǎo)致授課過程中需精簡教學(xué)內(nèi)容，沒有足夠的時間講授進(jìn)而教學(xué)效果受到影響，很難確保學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

3.課程大綱對畢業(yè)要求支撐弱。采礦工程專業(yè)“測量學(xué)”教學(xué)大綱每3年進(jìn)行一次正式修訂，目前已經(jīng)具有完整結(jié)構(gòu)，明確了培養(yǎng)目標(biāo)，但是在執(zhí)行過程中還存在一些問題，主要表現(xiàn)在：（1）教學(xué)目標(biāo)與采礦專業(yè)畢業(yè)要求的指標(biāo)還不能有機對應(yīng)，支撐效果不足；（2）教學(xué)目標(biāo)和對于學(xué)生在通過課程學(xué)習(xí)后所能夠達(dá)到的學(xué)習(xí)成果沒有明確指向；（3）大綱中的教學(xué)內(nèi)容按照章節(jié)主線的安排方式對于學(xué)生學(xué)習(xí)成果和目標(biāo)不能準(zhǔn)確地進(jìn)行刻畫。

4.考核方式無法明確考核指標(biāo)。目前仍舊采用“考試成績（60%）+平時成績（10%）+實習(xí)成績（30%）”的考核方式，對三者配以不同的權(quán)重，確定學(xué)生最終的課程成績，其中仍然以期末考試的卷面成績占主要地位。這種方式在一定限度上降低了對學(xué)生的要求，不能很好地反映學(xué)生知識的掌握情況，對于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的調(diào)動是不利的。在日常的檢查中也發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在平時不注重學(xué)習(xí)而在考試前進(jìn)行突擊復(fù)習(xí)，在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)個別學(xué)生存在相互抄襲實習(xí)報告的情況。

二、課程改革思路及實踐

OBE教學(xué)模式的核心是以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，以學(xué)生能力培養(yǎng)為核心，來實現(xiàn)預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)。該理念著重關(guān)注的問題主要包括以下幾個方面：（1）學(xué)生在學(xué)習(xí)后能夠取得什么樣的學(xué)習(xí)成果；（2）學(xué)生獲得上述學(xué)習(xí)成果的目的是什么；（3）采用何種措施和方式能夠幫助學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)成果；（4）怎樣了解和掌握學(xué)生已經(jīng)取得的學(xué)習(xí)效果。根據(jù)上述的要點要求，我們在采礦工程專業(yè)“測量學(xué)”課程的教學(xué)實踐過程中，提出了以下改革思路，并在教學(xué)過程中加以實踐。

（一）基于成果導(dǎo)向，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容模式

傳統(tǒng)教學(xué)主要是根據(jù)教材的章節(jié)目錄依次進(jìn)行授課，完成理論授課內(nèi)容后再進(jìn)行課堂實驗。當(dāng)全部理論授課內(nèi)容結(jié)束后，通過卷面考試和小范圍分組數(shù)字測圖實習(xí)，完成整個教學(xué)過程。基于以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的教學(xué)理念，同時以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的對應(yīng)點為指引，確定課程教學(xué)的模式和目標(biāo)。主要從兩個層面來完成該部分內(nèi)容。

1.注重教學(xué)內(nèi)容與實際相結(jié)合。從采礦工程專業(yè)的畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標(biāo)為結(jié)果導(dǎo)向，表1列出了“測量學(xué)”課程的對應(yīng)的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求及二者之間的對應(yīng)關(guān)系。以“小地區(qū)控制測量”部分的內(nèi)容為例，以往教師會按照教學(xué)大綱的要求，講授導(dǎo)線測量、計算，高程控制測量以及GPS控制測量等原理概念及應(yīng)用。對應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，這部分內(nèi)容需要實現(xiàn)的主要是要學(xué)生掌握相關(guān)的控制測量的基本理論和原理，并能夠在實踐工作中提出相應(yīng)的解決方案。由學(xué)習(xí)效果的要求反推“小地區(qū)控制測量”部分的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式，強化導(dǎo)線測量的原理和計算內(nèi)容講授并加強計算聯(lián)系，讓學(xué)生熟悉掌握導(dǎo)線計算的方法。

2.采用多元化混合的教學(xué)模式。2020年，“線上”教學(xué)一度成為主要的教學(xué)方式，通過磨合教師與學(xué)生已經(jīng)能夠接受并熟悉運用這一學(xué)習(xí)模式。結(jié)合MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂、設(shè)計性實驗等教學(xué)手段，通過線上與線下的聯(lián)動教學(xué)方式，可有效提升教學(xué)效果。在課堂教學(xué)過程中，注重采用啟發(fā)式、引導(dǎo)式教學(xué)方法，根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容，有選擇地采用課堂講解、小組討論、線上MOOC預(yù)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂等方式開展教學(xué)活動。通過課堂授課方式，能夠?qū)⒅攸c、難點內(nèi)容詳細(xì)講解，并讓學(xué)生理解透徹；通過小組討論，充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力；通過MOOC線上預(yù)習(xí)，使學(xué)生課前大致了解學(xué)習(xí)內(nèi)容的重點和難點，在聽課過程中能夠有的放矢。

（二）基于成果導(dǎo)向，提升實踐教學(xué)效果

從學(xué)習(xí)效果出發(fā)，優(yōu)化和提升實踐教學(xué)，能夠更好地使學(xué)生掌握礦山測量的知識和理論，并能加以綜合運用，同時也能夠鍛煉學(xué)生的組織、協(xié)調(diào)能力以及團隊協(xié)作精神。

1.根據(jù)專業(yè)特點調(diào)整實驗實習(xí)內(nèi)容。針對采礦工程畢業(yè)生工作后常會遇到的礦山測量內(nèi)容，有針對性地增加相關(guān)內(nèi)容。如利用學(xué)校地下停車場、教學(xué)樓內(nèi)的寬闊走廊等場地開展礦井測量實習(xí)，能夠較好地模擬井下工作環(huán)境；強調(diào)礦圖識圖的實踐環(huán)節(jié)，借此幫助學(xué)生理解礦山地下開采情況，建立井上下空間立體概念以及巷道交叉立體關(guān)系。

2.通過實踐比賽增強學(xué)生能力。通過本科生組隊參加貴州大學(xué)每年為本科生開設(shè)的大學(xué)生科研訓(xùn)練（Student Research Training）計劃（簡稱SRT計劃），將涉及的礦山測量學(xué)內(nèi)容融入該項計劃，結(jié)合教師的科研項目，讓學(xué)生在實際的科研工作中鍛煉實踐能力；積極組織學(xué)生參加如“南方測繪杯”全國高等學(xué)校大學(xué)生測繪技能大賽、貴州省測繪技能大賽等賽事，以賽代練，以賽促學(xué)。

3.將新興技術(shù)運用于實踐教學(xué)。涉及采礦工程專業(yè)的測量工作，一般會涉及井下巷道等工程。目前新興的虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality）已經(jīng)越來越多地運用于教學(xué)實踐，通過虛擬現(xiàn)實帶來身臨其境的體驗，可以真實再現(xiàn)礦山的生產(chǎn)場景。通過這一技術(shù)可以使學(xué)生的課程實踐更加具有現(xiàn)實性，對礦山現(xiàn)場測繪工作有直觀的認(rèn)識。

（三）基于成果導(dǎo)向，優(yōu)化考核考查方法

對于學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行有效合理的考核，對于衡量教學(xué)的質(zhì)量、培養(yǎng)方案的合理性是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)［5］。基于OBE教學(xué)理念，建立標(biāo)準(zhǔn)化和多元化的考核模式是有必要的。

1.加強學(xué)習(xí)過程考核。“考試+平時+實習(xí)”是常用的考核模式，但在反映學(xué)生真實學(xué)習(xí)效果方面是不全面的。而要想準(zhǔn)確了解學(xué)生是否真的實現(xiàn)既定的學(xué)習(xí)效果，就要對學(xué)習(xí)的過程進(jìn)行考核。這里所指的過程，包括上課考勤、日常作業(yè)、小組討論、翻轉(zhuǎn)課堂表現(xiàn)、課堂實驗、課后實習(xí)等環(huán)節(jié)，合理正確地對學(xué)生整個學(xué)期的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評價，有助于更好地了解學(xué)生對于知識的掌握情況，同時也能夠用考核結(jié)果來對照課程目標(biāo)，檢驗課程目標(biāo)的合理性和有效性。

2.合理配賦考核權(quán)重。強調(diào)過程考核就是要對教學(xué)過程中不同的環(huán)節(jié)，基于其自身特點以及能夠給予學(xué)生的知識和能力，賦予相應(yīng)的權(quán)重，更加合理地評定學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。考核項目及權(quán)重詳見表2。其中平時成績包括日常考勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)及小組討論，考查學(xué)生日常學(xué)習(xí)效果，占比35%；實驗實習(xí)成績包含課堂實驗和課程實習(xí)，考查學(xué)生實踐動手能力，占比35%；期末考試為學(xué)期末的綜合考試，考查學(xué)生對理論知識的掌握，占比30%。

結(jié)語

自2019年以來，貴州大學(xué)采礦工程專業(yè)“測量學(xué)”課程教學(xué)團隊基于OBE理論的成果導(dǎo)向針對教學(xué)內(nèi)容、實踐教學(xué)、考核方式進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，通過對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評估以及學(xué)生的反饋意見來看，系列改革措施是行之有效的。教學(xué)內(nèi)容和模式的更新，加強了教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)之間的聯(lián)系，同時也提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的優(yōu)化，提升了學(xué)生的動手實踐能力，為學(xué)生構(gòu)建了更為貼近專業(yè)實際的實踐學(xué)習(xí)途徑；考核方式的改革，破除了舊有的期末考試決定成績的方式，不斷夯實了過程教育的重要性。

基于OBE理念的采礦工程專業(yè)“測量學(xué)”課程教學(xué)改革的探索，目的是緊密圍繞培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，突出學(xué)生主體地位和學(xué)習(xí)的主動性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動手實踐能力，更好地掌握課程知識，最終實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求在學(xué)生學(xué)習(xí)效果中的體現(xiàn)。在后續(xù)的教學(xué)過程中，我們將繼續(xù)圍繞這一主題開展教學(xué)改革，在新工科和工程教育認(rèn)證的背景下，培養(yǎng)出更多合格的工程技術(shù)人才。

參考文獻(xiàn)

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