基于OBE理念的煤田地質學教學新模式

郭晨 秦勇 馬東民 鮑園 彭濤 陳躍 付常青 師慶民

摘? 要 從“課前布置相關思考題目，課堂采用啟發式教學”“課后強化應用型題目的訓練和讀書報告撰寫訓練”和“學生課堂講課”等三個方面進行煤田地質學教學方法改革。在此基礎上，提出“明確學生學習產出，構建全新教學方式與考核評價體系，全程引導學習過程良性循環”的基于OBE理念的煤田地質學教學新模式，重點突出創新與發散思維激發、解決實際問題能力提升、“三位一體”考核評價體系、學習自信心強化等要點，確保學習產出的目標達成，以順應工程教育專業認證的要求和理念。

關鍵詞 煤田地質學;OBE理念;啟發式教學;工程教育;資源勘查專業;填圖實習

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）01-0071-03

1 引言

OBE（Outcomes-based Education），基于學習產出的教育模式，強調學生的學習效果和目標達成，將傳統的以“教”為中心轉變為以“學”為中心。西澳大利亞教育部門把OBE定義為：基于實現學生特定學習產出的教育過程，教育結構和課程被視為手段而非目的，如果它們無法為培養學生特定能力作出貢獻，它們就要被重建，學生產出驅動教育系統運行。在OBE教育系統中，教育者必須對學生畢業時應達到的能力及其水平有清楚的構想，然后尋求設計適宜的教育結構來保證學生達到這些預期目標。學生的學習產出是教育系統運作與教育過程互動的動力，而非以教科書或教師經驗作為教育的驅動[1]。

煤田地質學是地礦類高等院校資源勘查專業的核心專業課，旨在培養能掌握煤田地質基本理論、方法、技能，能解決煤田地質領域復雜工程問題，且具有一定法律素養、道德修養、環境意識的高素質人才[2-6]。煤田地質學近年來發展較為迅速，筆者就其主要進展和未來課程發展趨勢已做過分析，提出新時期煤田地質學課程內容建設應聚焦于“拓寬思路”“學科融合”“綠色勘查”與“新內容、新方法”四個方面，并重點將“煤系處處有資源”與“綠色勘查”兩個新理念融入教學[7]。

在此基礎上，本文主要基于OBE理念，結合筆者近年來的教學思考，探討煤田地質學課程的教學模式改革方向，以適應工程教育認證理念以及新時代行業、產業對能源地質人才的需求。

2 教學方法改革

用成果導向教育理念引導工程教育改革，具有重要的現實意義，對于提升我國工科高等教育質量、完善工科人才培養機制影響深遠。OBE理念的核心思想是以學生為中心，以使學生真正學懂、學會、會用、實現產出為目的，首先必須培養、調動學生的主觀能動性，這是實現OBE的基本前提，以往“填鴨式”的以“教”為中心的教學方式必須改革。筆者認為，需在以下幾個方面開展教學方式方法改革，在此基礎上探索全新的煤田地質學教學模式。

課前布置相關思考題目，課堂采用啟發式教學? 務必要使學生帶著問題、目的、好奇心走進課堂，這樣才能真正調動學生的主動性和積極性。課前布置一定的啟發式題目，比如講到“煤的起源”一章時，可給學生布置題目：“為何石油天然氣的規模性聚集在奧陶紀之后，而煤的規模性聚集在泥盆紀之后？”學生帶著這樣的問題走進課堂，會更有求知的欲望，也可促使其更加深刻理解煤和石油、天然氣生成的物質基礎差異，以及與生物演化的密切關系，并為后續講煤的生烴演化做好鋪墊。

再如講“煤的工藝性質”一節時，可布置課前思考題：“什么是工藝？煤有哪些用途？”并要求學生課前查閱相關課外資料。有了這些準備，學生就會事先知道煤的工藝性質的概念就是煤在加工利用過程中表現出的性質，而煤在加工利用過程中肯定伴隨著化學變化，所以更側重“化學工藝性質”，并與前面講的煤的物理性質一節進行對比、區分。同時，通過預習，學生也會了解到，煤的工業用途包括動力用煤、煉焦用煤、氣化用煤、液化用煤等，那么自然而然就會意識到不同的用途肯定對應著不同的工藝性質。加以課堂啟發，學生就能建立起用途和性質之間的聯系，比如動力用煤最主要的性質就是發熱量;煉焦用煤主要是粘結性和結焦性;氣化用煤主要是反應性和熱穩定性;液化用煤主要考慮低溫干餾焦油產率。這樣就順理成章地引出本節課程的主要內容，學生學習也具有更強的目的性和針對性，且能有效促進其學以致用。

課堂啟發式教學與教師的水平有很大關系，依賴于教學經驗與技能的不斷積累。承接上個例子，講完煤的工藝性質之后，需引出下一個重要內容：“影響煤工藝性質的地質因素有哪些？”這時如果直接給學生講出三個主要因素即煤變質程度、煤顯微組成和煤的風氧化程度，而不加以引導和啟發，學生難免覺得枯燥且難以理解。換一種方式，從某一個點進行切入啟發，比如學生前面已經學過焦煤這種煤類，這里又明確了粘結性和結焦性好的煤可用來煉焦，那焦煤是否就是最好的煉焦用煤？為什么其他煤類不行？其中隱含著什么信息？這一系列問題的拋出旨在引導學生能夠自己聯想出煤級對煤工藝性質的深刻影響，并加深理解不同變質程度煤具有不同的用途。

再如，可讓學生回憶填圖實習時見到的煤層露頭點的煤的外觀、物性變化特點，由此思考風化作用對煤的工藝性質有何影響。通過這種啟發、聯想，學生思考后就能得出風化作用將使煤的發熱量降低的結論。

課后強化應用型作業訓練與讀書報告撰寫訓練? OBE理念強調學習產出，其中的關鍵是培養學生解決實際工程問題的能力。在平時作業訓練過程中，增加應用型題目是實現這一目的的必要手段。比如可以給學生提供某些礦區的鉆孔資料，布置其統計基礎數據，繪制相關地質圖件，分析相關地質問題。可以統計煤層含氣量數據以及煤質、厚度、埋深數據，繪制含氣量等值線圖，分析煤層氣富集規律和控制因素。再如，可以繪制某主采煤層的沉積斷面圖，結合相關等值線圖，分析聚煤基底起伏與同沉積構造對聚煤作用的控制，進而思考區域聚煤規律。

上述作業的實現和效果的達成需有實際勘探資料做支撐，這就要求教師在平時的科研過程中有選擇性地積累典型素材，為教學案例設計做好準備。同時，在作業最終提交時可增加匯報環節，培養學生歸納、表達、展示成果的能力，以及與同行進行學術交流的能力和勇氣。

學習重在培養解決實際問題的能力，也同樣應重視學生搜集、提取、分析信息的能力，以培養發散性思維和開拓創新精神，這一點在如今的信息化社會更加重要。以前，可能信息的獲取是關鍵;如今，如何從海量信息中提取有效信息并形成自我認識而不隨波逐流更加重要。撰寫讀書報告是培養學生這一能力的重要途徑。給學生布置主題，讓學生在課后查閱、調研課外文獻，撰寫讀書報告。在這一過程中，可促使學生了解煤田地質學的發展現狀、趨勢和主要問題，開闊視野，提升思維層次。

主題可以是發散性的，圍繞章節內容但不能拘泥于課本，最好是學術界存有爭論的，或公認亟待解決的前沿問題，或對于產業、行業有重要價值的問題等。比如“石油的有機成因和無機成因”“煤的動力變質機理與具體實例分析”“中國不同類型聚煤盆地聚煤作用對比分析”“煤系氣的共生機制與共采工藝”等，這些主題沒有固定的答案，重在考查、培養學生自主學習的能力和追蹤學術前沿的素質和意識。

學生課堂講課與研討? 選擇一些典型章節內容，安排學生課前進行備課，然后在課堂講課并組織全班研討，教師進行點評。如在“煤的變質作用類型”一章，可將學生分為三組，每組講一種類型，分別為“深成變質”“巖漿變質”和“動力變質”;或者在煤系非常規天然氣內容中，設計關于“煤層氣”“頁巖氣”“砂巖氣”的共生成藏與開采機理的主題研討[8];或在“煤的共伴生礦產”一章，設計“煤系成礦類型組合”“煤系資源綜合評價方法”“煤炭綠色勘查”等主題研討。課堂要求學生能搜集一些典型實例進行講解，講解后組織學生進行討論甚至辯論。教師在這個過程中主要做好引導，既要充分促進學生發散思維，也要保證不偏離課堂主線，同時在必要的時候進行錯誤糾正。通過這樣的方法，能充分調動學生的課堂主人翁意識和學習積極性，初步開展的課堂實踐表明，教學效果良好。

3 教學模式探索

以上提出的三種方法是筆者近年來在煤田地質學教學實踐中總結的一些經驗，并已收獲一定的成效。以此為基礎，可進一步探索構建基于OBE理念的煤田地質學教學新模式，即“明確學生學習產出，構建全新教學方式與考核評價體系，全程引導學習過程良性循環”。

明確學生學習產出? 學生學習產出主要包括三大方

面：一是基本知識，包括煤的形成與演化、煤的基本組成和性質、聚煤盆地和聚煤環境、煤系共伴生礦產等;二是基本能力，包括信息調研能力、作圖能力（等值線圖、沉積斷面圖）、分析與解決問題能力;三是基本方法，包括思維方法、工作方法、科研方法等。融合這三大方面，才能真正實現學習產出與目標達成。

構建全新教學方式和考核評價體系? 教學方式方面，以培養學生學習積極性和自主性為目標，變“要我學”為“我要學”。具體措施包括：課前布置問題，讓學生帶著疑問與好奇心進課堂;鼓勵學生課堂講課，在教師的引導下自己給自己講，更容易促進共性問題的自我發現和關鍵知識理解的深化;結合學生前期學過的課程，以及實習和課程設計經歷，課堂上多提發散性問題，因為學生對實習、課程設計等的經歷印象非常深刻，若能發現其中與課堂知識的聯系，就能很好加深學生的理解，做到身臨其境、感同身受。

比如西安科技大學資源勘查專業填圖實習地點為韓城礦區，講“成煤環境”一章時，可向學生提問：“韓城礦區石炭—二疊系含煤地層的巖性組合特征，與上覆、下伏地層的關系，有哪些沉積現象與相標志？”促使學生進行回憶、思考：“韓城晚古生代含煤地層沉積于奧陶系古風化殼之上，中間存在沉積間斷與剝蝕，為不整合接觸，含煤地層本身為煤、砂巖、粉砂巖、泥巖、灰巖（太原組）的互層特點，且上覆的石盒子組不發育煤層，取而代之的是以牛毛氈砂巖為代表的厚層砂巖，結合沉積相標志（顏色、粒度、粒序、層理、化石等），整體反映了由海向陸的變遷，煤層形成于海陸交互時期，即有利的成煤環境為三角洲和障壁海岸體系。”通過這樣的聯想，學生會對聚煤環境有更直觀的認識，但構造填圖實習對成煤環境的分析相對弱化。學生會及時發現知識盲點，增強繼續追蹤探索的好奇心。

講完這一章重點內容之后，可進一步留下課后思考題或讀書報告主題“含煤地層的巖性變化特點和沉積環境如何影響煤層氣乃至煤系氣的生成、富集和保存”“韓城礦區地層結構與礦井水害的關系”“煤系水文地層結構對保水采煤的啟示”等，一環扣一環，將學生引入另一層次的思考。此外，還包括前述的讀書報告訓練、工程應用型題目訓練、邀請企業專家進課堂等措施，旨在促進學生了解學科前沿動態和行業需求，提高解決實際問題能力，培養創造性、發散性、聯想性思維。

考核評價體系方面，需大幅增加平時成績比例，糾正以往重期末、輕平時的考核方法。如何客觀考核平時成績成為關鍵。筆者提出“三位一體”的平時成績考核方式。

“三位”即課堂表現+作業+答疑表現的評價方法：課堂表現主要包括對出勤、回答問題、講課等方面的考核;作業主要包括對工程應用訓練題目和讀書報告的評價，一定摒棄過往知識重復、概念鞏固等無意義作業類型;答疑可有效反映學生學習情況和自主性，問題多、想法多、答疑積極的學生一定是好學生，但前期對答疑情況的考核較為缺失，需要教師在不事先告知學生的前提下做好答疑記錄，科學評價學生的答疑表現和其中反映的學生學習潛力。

“一體”就是通過“三位”評價，精確到每個學生個體，全面考核其學習成果，基于學習產出與目標達成進行綜合評價。

在期末考試中需全面提升試題難度，削減知識型、概念型題目，增加能力型、發散型題目。西安科技大學資源勘查專業在近兩年的煤田地質學考試中嘗試下面一些改革。

1）將原來的判斷題轉變為改錯題，要求學生不僅能判斷正誤，還能對錯誤進行糾正，對學生提出更高要求。

2）壓軸題由原來的論述題轉變為材料分析題，比如給出鉆孔資料，要求學生繪制沉積斷面圖與地質參數等值線圖，對頂底板接觸關系、煤層分叉—合并方向、天然焦分布范圍及形成原因、對煤質的影響等問題進行分析;在此基礎上預測未知鉆孔的見煤層數、厚度、埋深等，對煤層氣/煤系氣開發提出初步建議，并設計煤層氣/煤系氣鉆孔。

3）簡答題進一步增加發散型、發揮型題目的比例，如“煤系有哪些共伴生礦產，從煤系處處有資源的角度談談你對煤田地質學未來發展趨勢的看法”“西部煤炭勘探開發面臨的關鍵問題是什么？有哪些可能的應對措施”“結合你的填圖實習認識，從構造演化、沉積環境、富煤中心等角度分析韓城礦區的聚煤作用”等。這些問題或無標準答案，或促進學生聯想和思維發散，或考查學生對前沿問題的關注和洞察，均對學生學習和教師教學提出更高要求，更加關注學生的學習產出。

全程引導學習過程良性循環? 在OBE理念下，學生的學習方式將發生變革，習慣了傳統課堂教學的教師和學生如何轉換思維、思路、方法成為關鍵。在這種變革下，學生的學習難度、挑戰陡增，若一味增加學習難度、強度，可能激發學生的逆反心理，出現適得其反的現象。所以一定要講究科學的方法，啟發引導、循序漸進，使學生的學習興趣、學習難度、學習信心達到最佳的融合狀態，實現學習過程的良性循環。在教學過程中，教師需對學生加強引導，課前、課堂、課后全程跟蹤，及時發現存在問題，并為學生答疑解惑、排憂解難，促使學生進入“發現問題，解決問題，收獲自信，發現更多，更深入問題”的良性循環。在這個過程中，不斷強化學生的學習信心非常重要，有了信心，在心理層面的正面響應下，學習積極性與主動性的問題便迎刃而解;反復循環，便可實現高質量、持續性的學習產出，達成高階學習目標。

4 結語

OBE理念是現代高等教育的基本導向，顛覆了傳統教學思路與教學模式，教學方法體系也需要進行重建。地礦類院校煤田地質學課程也應遵循OBE原則，重構教學理念、思路與方法體系，以實現學習產出為目標，重點建立“明確學生學習產出，構建全新教學方式與考核評價體系，全程引導學習過程良性循環”的教學新模式。圍繞此模式開展教育教學改革，方能與時俱進，培養兼具扎實專業基礎、應用能力、創新思維與高尚人格的優秀人才，以適應煤田地質與資源勘查行業發展需求和工程教育專業認證理念。

參考文獻

[1]OBE（基于學習產出的教育模式）[EB/OL].[2016-12-15].https：//baike.baidu.com/item/OBE/20282657.

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