OBE理念下高等巖石力學課程教學改革與實踐

摘 要 科技革命和產業變革對工科碩士研究生的培養提出了更高的要求，新工科背景下課程教學作為研究生培養的基礎環節，將直接影響研究生的培養質量。文章分析了高等巖石力學課程教學過程中存在的問題，將OBE理念引入高等巖石力學課程教學，通過多種教學改革實踐持續提升教學效果。教改實踐表明，以學生為中心的“成果導向”教學方式，可以更好地激發學生的學習興趣，增強學習效果，對工科碩士研究生培養具有一定的借鑒意義。

關鍵詞 成果導向教育；教學改革；以學生為中心；高等巖石力學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.25.035

Teaching Reform and Practice of Advanced Rock Mechanics under OBE Concept

LI Peng1， SUN Jiaqiu2， GUO jia2

（1. School of Civil and Resources Engineering， University of Science and Technology Beijing， Beijing 100083;

2. Tianjin College， University of Science and Technology Beijing， Tianjin 301830）

Abstract The technological revolution and industrial transformation have put forward higher requirements for the cultivation of engineering master's students. Under the new engineering background， curriculum teaching， as the basic link of graduate education， will directly affect the quality of graduate education. This article analyzes the problems in the teaching process of advanced rock mechanics courses， introduces the OBE concept into the teaching of advanced rock mechanics courses， and continuously improves teaching effectiveness through various teaching reform practice. The practice of educational reform has shown that the student-centered "results oriented" teaching method can better stimulate students' interest in learning， enhance learning effectiveness， and have certain reference significance for the teaching of engineering master's students.

Keywords outcome-oriented education; teaching reform; student-centeredness; advanced rock mechanics

當前世界范圍內新一輪科技革命和產業變革加速進行，綜合國力競爭愈加激烈。工程教育與產業發展緊密聯系、相互支撐，“大業欲成，人才為重”，新工業革命加速進行，新工科建設勢在必行。為主動應對技術革命和產業升級，支撐創新驅動發展等一系列國家戰略，先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，構成了新工科建設“三部曲”，為人才培養奏響了主旋律，同時也為工程教育改革開拓了新的路徑[1-3]。

新工科建設旨在培養卓越工程創新人才，學生不僅要掌握基本的理論知識，還需具備創新能力、問題解決能力和團隊合作能力，以應對未來工程領域的新挑戰，這對工科人才培養提出了更高的要求。因此，本文以巖土工程、礦業工程和地質工程等專業的核心課程高等巖石力學為例，探索基于成果導向（Outcomes-based Education，OBE）的巖石力學課程教學改革策略，以提高工科碩士研究生培養質量，培養出更多具備創新能力和實踐經驗的高素質人才，以適應社會需求。

1 高等巖石力學教學問題分析

1.1 課程內容較為繁雜和抽象

從課程內容上看，高等巖石力學課程內容繁多，涵蓋多個方面，如巖石力學、巖石物理學、巖石壓力學和巖石破壞學等，每個方面都有大量的理論概念和知識難點，需要學生進行深入學習理解。課程章節間又缺乏銜接性，學生難以將各章節的內容整合起來形成完整的理論框架，知識碎片化，不利于學生對理論知識的理解和掌握。通過有限的課堂時間教授抽象繁雜的知識，會導致教師教得辛苦、學生學得吃力，難以形成良性的師生互動[4]。

1.2 理論教學與實際應用脫節

高等巖石力學是一門實踐性很強的學科，而傳統的教學內容主要集中在理論知識的講授上，學生在學習過程中往往只能接觸到一些抽象的理論知識和數學模型，而缺乏對實際工程問題的了解和分析，這導致理論教學與實際應用脫節。雖然教師積極推動在本課程中應用案例教學法，但現有案例存在典型性不強、題材單一等問題，且缺少科研案例。

1.3 以教師為中心的傳統灌輸式教學

從教學模式上看，高等巖石力學課程采用以教師為中心的傳統灌輸式教學，缺乏開放性和自主性。教學的首要目標是讓學生掌握知識[5]，而課程知識主要由教師直接、單向地傳授給學生，學生被動接受成為信息消費者[6]。這種教學方式過于依賴教師的講授，缺乏對學生主動性、創新性和批判性思維的培養。學生往往處于被動接受的地位，難以發揮個人潛力和創造力。灌輸式教學過分注重知識的數量和傳授的速度，追求在有限的時間內向學生灌輸盡可能多的知識，忽視了學生對知識的深入理解和運用能力的培養。這導致學生在課程結束后往往只能回憶起一些零散的知識點，而無法將知識融會貫通。

1.4 考核與評價標準單一

考核與評價在教學活動中扮演著重要的角色。通過考核評價可以獲取學生對知識點的掌握情況及綜合能力水平，為持續改進和完善教學活動提供重要依據。然而，從考核評價方式上看，高等巖石力學課程以期末考試成績為主導，以學生的平時成績為輔助，這種評估方式過于側重總結性評價，而對形成性評價的關注較少，不利于學生的全面發展。高等巖石力學課程的教學考核與評價工作還未得到應有的重視，考核主要依靠期末試卷，且以傳統題目為主，學生通常死記硬背解題步驟和理論概念，這在很大程度上限制了學生的發散思維和創新能力。

2 成果導向教育OBE理念

高等巖石力學課程作為巖土工程等專業的核心課程，對于學生理解和應用巖石力學原理、解決地質工程問題具有重要意義。然而，傳統的教學方法難以激發學生的學習興趣，缺乏對學生實踐能力的培養。因此，借鑒OBE理念進行教學改革與實踐勢在必行。我國高等教育的出發點是以學生為本，OBE教育理念與我國研究生教育的價值取向高度契合，兩者都把學生置于教育的中心位置，并以此為導向來組織和實施教育教學活動[7]。很多高校教師在基于OBE理念的課程教學改革方面做了大量努力，并取得了不錯的成效。

3 OBE理念下高等巖石力學課程教學改進策略

OBE理念下的高等巖石力學課程教學改進需從多方面入手，包括豐富更新教學資源、開展多樣化的教學活動、小組合作專題探討與匯報、創建多維度的課程考核體系、利用教學反饋持續改進教學方法。只有不斷探索和實踐，才能更好地實現高等巖石力學課程教學目標，提升學生的學習能力，提高學習成效。

3.1 豐富更新教學資源

優化課程結構，改進課程內容。通過合理安排教學內容和順序，突出課程的實踐性和應用性。教師在基礎理論內容講述完成后，圍繞地下應力、邊坡穩定性和地下工程應用等幾大專題，結合礦山工程中的開采穩定性，巖石開采引起的地應力變化和巖體破裂等典型問題進行詳細介紹，結合基礎理論內容深入講解分析，使教學更加貼近實際需求，提升課堂內容的針對性。對于已過時且典型性不強、題材比較單一的案例應進行定期更新。根據學科發展和工程實踐的最新情況，整理校企合作單位的工程資料，不斷更新和擴充案例庫，確保案例的時效性。

引入現代化教學手段。利用多媒體課件、網絡課程、在線學習和問卷星等現代化教學手段提高教學效果。借助超星學習通平臺提供的線上學習資源管理功能，將課件和教學案例集上傳到網上平臺，供學生隨時學習查閱，利用超星學習通的在線測驗、作業提交、討論區和課程報告分析等功能，提高學生的學習體驗。

3.2 多樣化的教學活動

重視科研案例的作用，有機融合課程知識與科研前沿。教師從科研課題、科研項目中提煉適合本教學內容的、涵蓋本課程核心知識的案例。充分發揮科研案例的作用，在課堂上介紹并講解選定的科研案例，強調其與理論知識的關聯，讓研究生更加了解本專業在科研項目中取得的實質性進展。組織學生參觀巖石力學、智慧礦山等實驗室，并在教師的講解下了解試驗設備和操作流程，進行簡單試驗操作。這種實踐性的學習方式可讓學生不只是在抽象的理論層面上認識問題，還能夠通過具體實際操作獲得親身體驗。吸引研究生參與科研項目，安排他們參與試驗設計、數據采集和分析、建立模型和數值模擬等環節，為他們參與實踐案例創造更多的機會，提高其科研能力和實踐水平。

3.3 小組合作專題探討與匯報

小組合作專題探討匯報是一種有別于傳統教學方法的模式。在傳統方法中，教師對學生進行單方面的知識傳遞，學生則扮演著觀察者的角色。相較而言，以學生為中心的小組合作探討模式鼓勵學生積極參與主動學習，建構個體的學習框架。本課程給出與課程相關的研究課題，讓學生自行分組開展小組合作專題探討與匯報。在小組合作的環境中，學生得以相互交流、討論，共同研究課題，促進了生生互動，使得他們能夠從多個角度思考問題，并從彼此的見解中獲益。此外，小組合作專題探討有助于培養學生的團隊合作能力和溝通技巧。在實施小組合作專題探討與匯報時，教師應給予學生必要的指導和幫助，為學生提供相關的課題資料和數據，并解答學生在探討中遇到的問題。

3.4 構建多維度的課程考核體系

OBE理念下的課程評價不僅關注對學生學習效果的檢驗，還注重通過評價促進其能力的提升[8]。高等巖石力學課程考核總成績由課后作業、期末考試、實踐操作、項目研究和小組匯報五個部分構成多維度考核評價體系。課后作業和期末考試主要考查學生對知識點的掌握程度，對基本概念的理解與運用能力。實踐操作則主要評估學生在實驗中的熟練程度、準確性、使用儀器設備的能力。在項目研究和小組匯報中，主要評估學生對知識點的靈活運用程度，以及能否運用所學知識解決實際問題。

3.5 利用教學反饋持續改進教學方法

OBE理念強調教學過程的持續改進。在教學過程中，通過多種方式收集學生的反饋意見。一方面，利用問卷星設計簡潔明了的問卷，開展在線調查。同時，利用課間加強與學生的直接交流，鼓勵學生自由表達他們的感受和建議。另一方面，通過課堂觀察和作業批改等方式，獲取更具體的教學反饋信息。在課堂上，仔細觀察學生的學習狀態、參與度，以及對教學內容的理解程度，可以直接感知學生的學習情況和需求。收集到教學反饋后，需要對其進行深入分析。根據反饋結果評估教學效果，找出存在的問題，確定需要改進的方面，并制訂相應的提升措施。例如，發現學生在案例分析的環節中表現消極，可能是因為工程/科研案例內容過于枯燥或難度過高，這時就要利用教學反饋不斷調整案例內容，直至達到預期效果[9]。

4 結語

使用“問卷星”進行滿意度調查，結果顯示，對本課程教學改革感到非常滿意和滿意的學生分別為46.97%和34.85%，18.18%的學生感到一般，0%的學生感到不滿意。同時，有92.42%的學生認為OBE教學理念應在更多的課程中得到推廣和使用。總體來看，學生對OBE理念下高等巖石力學課程教學改革是比較滿意的。

OBE理念下的工科類研究生高等巖石力學課程教學設計，具有明確的教學目標、合理的教學方法和多樣化的實踐教學手段，促進了學生對理論知識的深入理解，提高了他們運用所學知識解決實際問題的能力。多維度和持續性的改革實踐，有效解決了傳統教學中的弊端，增強了師生間、生生間的溝通和互動，提高了學生的學習興趣和自主學習能力，是對工科類研究生教學模式改革的一次有益探索。

*通信作者：孫佳秋

基金項目：2023年度北京科技大學研究生教育教學改革項目“面向新工科時代發展的工程類研究生培養課程OBE教學體系構建研究”（2023JGC023）；2023年度中國建設教育協會教育教學科研課題“應用型人才培養視域下的‘流體力學’課程教學改革與實踐研究”（2023130）；2023年度中國建設教育協會教育教學科研課題“‘雙碳’背景下土木工程碳排放管理技術人才‘政產校’聯合培養模式研究”（2023125）；2023年度天津市普通高等學校本科教學質量與教學改革研究計劃（一般項目）“數字化轉型背景下工程造價應用創新型人才培養模式改革與實踐”（B231389803）。

參考文獻

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[4] 薛亞東，黃宏偉，李元白，等.以需求為導向的研究生教學改革探索——以高等巖石力學課程為例[J].高等建筑教育，2022，31（3）：81-88.

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[7] 任莉星.教育、管理、服務：《普通高等學校學生管理規定》內涵研究[J].黑龍江高教研究，2020，38（1）：8-12.

[8] 李成.基于OBE理念的研究生課程教學改革實踐——以數字支持設計理論及應用課程為例[J].高教學刊，2022，8（36）：142-145.

[9] Hattie J，Timperley H.The Power of Feedback[J].Review of Educational Research，2007，77（1）：81-112.