基于OBE理念的采礦工程專業(yè)“測量學”教學改革

［摘 要］ 在新工科和工程教育認證背景下，進一步提高采礦工程專業(yè)學生在“測量學”課程學習中的效果，基于OBE理念，以學習效果為導向，提出了重構教學模式內容、提升實踐教學效果、優(yōu)化考核考查方式的教學改革思路，將課程培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求與學生的學習效果有機聯(lián)系起來，實現(xiàn)教學目標和教學過程的有機聯(lián)動，有效提升了學生的學習效果。實踐證明，通過對學生學習效果的評估以及學生的反饋意見來看，系列改革措施是行之有效的。

［關鍵詞］ OBE理念；采礦工程；測量學；教學改革

［基金項目］ 2021年度貴州大學測繪工程國家級一流專業(yè)建設項目“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內容和課程體系改革項目“基于課程思政建設的‘礦山壓力及巖層控制’教學體系改革”（2021018）

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

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ 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)工程技術人才。“測量學”作為一門綜合了理論和實踐的學科，對于采礦工程學生掌握相關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”課程的教學過程與采礦工程專業(yè)工程教育認證的要求有機結合，對于采礦工程專業(yè)培養(yǎng)質量的提升具有重要的意義。

近年來，隨著工程教育認證體系的深入發(fā)展，成果導向教育（Outcome-based Education， OBE）作為一種以學習為中心向導的教育模式［1］，被認為是工程教育認證下人才培養(yǎng)的核心理念［2］。目前國內諸多高校的工程教育認證專業(yè)都將OBE教育理念作為教育認證的實際標準，并且與學生的畢業(yè)能力要求相對標［3］。工程教育認證同時也提出，以學生掌握的知識成果（學習產出）為主要目標，建立學生課程知識掌握與運用情況評價標準，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)貢獻力量［4］。

在采礦工程專業(yè)傳統(tǒng)的“測量學”教學模式中，并未將教學聚焦于學生對于專業(yè)知識的靈活掌握和實踐能力的培養(yǎng)，這也導致了在人才培養(yǎng)的效果方面尚不能滿足工程教育認證的人才培養(yǎng)目標要求。對此，本文提出了采礦工程專業(yè)“測量學”課程教學的OBE模式改革，針對如何制定課程培養(yǎng)目標、完善課程內容體系、創(chuàng)新課堂教學模式、提高考核質量等進行了探析，進一步闡述了工程教育背景下“測量學”課程教學改革在采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)過程中如何起到引領、提高和持續(xù)改進的作用，進而促進專業(yè)人才培養(yǎng)。

一、課程現(xiàn)狀分析

（一）課程基本結構

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

（二）存在的問題

1.授課內容的專業(yè)針對性較差。對于采礦工程專業(yè)而言，“測量學”是輔助其進行礦井的建設、運行維護、生產的一個專業(yè)。專業(yè)礦山都配備有專門的測繪技術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)緊密結合的測量學教材，但是目前常見的測量學教材都遵循以普通測量學為基礎，輔以測設、工業(yè)與民用建筑施工測量、道路工程測量、管線測量、地質勘察測量等，同時也將井下測量、巷道施工測量作為同類的知識點進行講授，沒有突出采礦工程專業(yè)的特點。筆者所在的教學團隊，選擇了中國礦業(yè)大學高井祥教授主編的《測量學》一書作為主講教材。

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

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

4.考核方式無法明確考核指標。目前仍舊采用“考試成績（60%）+平時成績（10%）+實習成績（30%）”的考核方式，對三者配以不同的權重，確定學生最終的課程成績，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生的要求，不能很好地反映學生知識的掌握情況，對于學生學習積極性的調動是不利的。在日常的檢查中也發(fā)現(xiàn)，學生在平時不注重學習而在考試前進行突擊復習，在實踐教學環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)個別學生存在相互抄襲實習報告的情況。

二、課程改革思路及實踐

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

（一）基于成果導向，重構教學內容模式

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

1.注重教學內容與實際相結合。從采礦工程專業(yè)的畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標為結果導向，表1列出了“測量學”課程的對應的培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求及二者之間的對應關系。以“小地區(qū)控制測量”部分的內容為例，以往教師會按照教學大綱的要求，講授導線測量、計算，高程控制測量以及GPS控制測量等原理概念及應用。對應培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，這部分內容需要實現(xiàn)的主要是要學生掌握相關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的解決方案。由學習效果的要求反推“小地區(qū)控制測量”部分的教學內容和教學模式，強化導線測量的原理和計算內容講授并加強計算聯(lián)系，讓學生熟悉掌握導線計算的方法。

2.采用多元化混合的教學模式。2020年，“線上”教學一度成為主要的教學方式，通過磨合教師與學生已經(jīng)能夠接受并熟悉運用這一學習模式。結合MOOC、翻轉課堂、設計性實驗等教學手段，通過線上與線下的聯(lián)動教學方式，可有效提升教學效果。在課堂教學過程中，注重采用啟發(fā)式、引導式教學方法，根據(jù)不同教學內容，有選擇地采用課堂講解、小組討論、線上MOOC預習、翻轉課堂等方式開展教學活動。通過課堂授課方式，能夠將重點、難點內容詳細講解，并讓學生理解透徹；通過小組討論，充分激發(fā)學生的創(chuàng)新潛力；通過MOOC線上預習，使學生課前大致了解學習內容的重點和難點，在聽課過程中能夠有的放矢。

（二）基于成果導向，提升實踐教學效果

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

1.根據(jù)專業(yè)特點調整實驗實習內容。針對采礦工程畢業(yè)生工作后常會遇到的礦山測量內容，有針對性地增加相關內容。如利用學校地下停車場、教學樓內的寬闊走廊等場地開展礦井測量實習，能夠較好地模擬井下工作環(huán)境；強調礦圖識圖的實踐環(huán)節(jié)，借此幫助學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系。

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

3.將新興技術運用于實踐教學。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（Virtual Reality）已經(jīng)越來越多地運用于教學實踐，通過虛擬現(xiàn)實帶來身臨其境的體驗，可以真實再現(xiàn)礦山的生產場景。通過這一技術可以使學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識。

（三）基于成果導向，優(yōu)化考核考查方法

對于學生的學習效果進行有效合理的考核，對于衡量教學的質量、培養(yǎng)方案的合理性是至關重要的環(huán)節(jié)［5］。基于OBE教學理念，建立標準化和多元化的考核模式是有必要的。

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

2.合理配賦考核權重。強調過程考核就是要對教學過程中不同的環(huán)節(jié)，基于其自身特點以及能夠給予學生的知識和能力，賦予相應的權重，更加合理地評定學生的學習效果。考核項目及權重詳見表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，考查學生日常學習效果，占比35%；實驗實習成績包含課堂實驗和課程實習，考查學生實踐動手能力，占比35%；期末考試為學期末的綜合考試，考查學生對理論知識的掌握，占比30%。

結語

自2019年以來，貴州大學采礦工程專業(yè)“測量學”課程教學團隊基于OBE理論的成果導向針對教學內容、實踐教學、考核方式進行了優(yōu)化調整，通過對學生學習效果的評估以及學生的反饋意見來看，系列改革措施是行之有效的。教學內容和模式的更新，加強了教學內容與專業(yè)之間的聯(lián)系，同時也提升了學生的學習興趣；實踐教學環(huán)節(jié)的優(yōu)化，提升了學生的動手實踐能力，為學生構建了更為貼近專業(yè)實際的實踐學習途徑；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”課程教學改革的探索，目的是緊密圍繞培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，突出學生主體地位和學習的主動性，激發(fā)學生學習興趣，提高學生的動手實踐能力，更好地掌握課程知識，最終實現(xiàn)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求在學生學習效果中的體現(xiàn)。在后續(xù)的教學過程中，我們將繼續(xù)圍繞這一主題開展教學改革，在新工科和工程教育認證的背景下，培養(yǎng)出更多合格的工程技術人才。

參考文獻

［1］鄧岳川，王延霞，楊燦燦，等.基于OBE理念和混合式教學的“衛(wèi)星導航定位”教學改革研究［J］.測繪工程，2021，30（6）：69-74.

［2］陳以一，張偉平.本科工程專業(yè)要立足于培養(yǎng)工程師：工程教育認證的“成果導向”理念與本科專業(yè)定位［J］.高等建筑教育，2019，28（3）：63-69.

［3］王新穎.OBE工程教育模式下學生學習成果達成度評價方法研究：以貴州理工學院為例［J］.教育教學論壇，2019（51）：215-217.

［4］張劍飛，王國權，趙艷芹，等.面向工程教育認證的計算機網(wǎng)絡課程改革［J］.高師理科學刊，2019，39（9）：86-89.

［5］鳳權.OBE教育模式下應用型人才培養(yǎng)的研究［J］.安徽工程大學學報，2016，31（3）：81-85+95.