工程教育認證理念下混合式教育在“巖石學”教學中的構建與實踐

摘要：“巖石學”教學以工程教育認證理念為指導，以“兩性一度”的金課標準為要求，在以學生為中心、以產出為導向的思想下，“巖石學”課程組編制了新的教學大綱，提出了三個課程目標。在教學中，開展線上線下混合式教育改革。線上教育以雨課堂為載體、虛擬仿真技術為輔助，學生成為學習的主體；線下教育重在課堂設計和與自然資源實物地質資料中心開展深度實習合作，夯實理論基礎，提高解決工程問題能力。“巖石學”混合式教育模式為理論與實踐并重的課程提供了一定借鑒。

關鍵詞：工程教育認證；混合式教育；巖石學

1概述

自20世紀80年代以來，西方教育體系以提高教學質量和效率為目標，進行了重大的改革，并由Spandy最早提出了成果導向教育（OutcomebasedEducation，OBE）理念。目前OBE理論被全世界教育界所接受，美國工程教育認證協會將OBE理論貫穿于工程教育認證標準的始終。2013年6月，我國被接納為“華盛頓協議”預備成員［1］，中國大學開啟了工程教育認證之路后。我校開展工程教育認證以來，在OBE理念指導下，教師們進行了廣泛的教研教改探索。在“巖石學”教學工作中，課程組在線上線下混合式教育構建中進行了嘗試，以強化學生的學習成果為核心，利用雨課堂進行可視化線上學習，夯實學生理論基礎，與自然資源實物地質資料中心開展線下實習和科研合作，提高學生分析問題、解決問題的能力［23］，在教學工作中，取得了較好的成果。本文以2022—2023學年“巖石學”教學為例，說明混合式教育在教學實踐過程。

2教學大綱的設計

巖石學是地質學科領域內的基礎學科之一，在地質學、資源勘查工程專業人才培養方案中屬于學科專業課程模塊，性質為核心課程。通過本課程的學習，學生能夠掌握巖漿巖、沉積巖、變質巖三大類巖石的主要特征及分類，掌握常見類型巖石的化學成分、礦物成分、主要結構及構造特征。該課程是系統掌握地質學基礎知識和專業理論的基礎，也是地學的三大支撐課程。該課程教學大綱的編寫遵守如下原則：

（1）大綱具有高標準：原教育部高等教育司司長吳巖提出了“兩性一度”的金課標準，即高階性、創新性、挑戰度，課程的教學大綱的編制都應以此為方向。以巖石學大綱為例，不僅要求學生掌握相關的基本知識，還能夠設計并解決資源勘查、災害和環境地質調查中的復雜工程問題。

（2）大綱具有目的性：畢業要求是每個專業培養學生的目標，而每門課程的課程目標是支撐畢業要求的關鍵要素，是實現混合式教育的基礎。我校巖石學對應畢業要求指標點共三條，在大綱編寫過程中，有目的性地設置與畢業要求相對應的三個課程目標（見下表）。

課程目標與畢業要求對應情況表

課程目標

對應畢業要求指標點

課程目標1：能夠正確識別巖漿巖、沉積巖、變質巖三大類巖石的主要特征及分類系統；能夠熟練確認常見類型巖石的礦物成分、化學成分及結構構造等基本特征

畢業要求1.3：利用工程基礎和專業知識，掌握解決礦產資源勘查、災害及環境地質調查工程問題的基本思路和方法，具備綜合應用所學知識解決復雜工程問題的能力

課程目標2：理解巖石、礦物學理論體系的形成、研究現狀和礦產勘查與災害調查的研究熱點；能夠獨立完成礦物、巖石的鑒定實驗，能夠全面編寫巖石鑒定報告并結合礦產勘查與災害調查給出綜合分析和合理討論

畢業要求2.1：能運用相關數學、自然科學、工程知識和地質學基本原理與方法，有效識別和判斷礦產資源勘查、災害及環境地質調查中的復雜工程問題

課程目標3：能夠聯系主要巖石類型的形成原理和特征歸納其在資源勘查、災害和環境地質調查中的工程性質，并利用巖石性質給出初步評價；能夠設計并解決資源勘查、災害和環境地質調查中的復雜工程問題

畢業要求12.2：了解礦產資源勘查、災害及環境地質調查領域的新理論、新技術及國內外發展動態，并能夠應用到工程實踐中

（3）大綱以學生為中心。教學大綱是課程教學的綱領性文件，傳統教學大綱過于強調知識的規范性，規定教學方式以教師講授為主，學生被動接受教師“灌輸”的知識［4］，而工程教育認證更強調以學生為中心。因此，“巖石學”課程組編制了符合我校教學要求的課程目標。課程目標中明確說明了學生的學習目標和學習內容，具有可操作性，學期末可以根據以上學生的學習情況完成教學評價，同時根據教學評價可以印證教學大綱的合理性，在教學實踐中形成了完整的閉環。

3混合教學過程

混合式教學包括線上和線下教學，因其教學內容豐富、教學形式多樣、便于學生學習，目前受到教師們的廣泛重視，多所大學開展了相關的教學實踐［56］。在工程教育認證理念下，強調兩個教學成果：第一，學生要掌握傳統知識；第二，學生要掌握未來工作的職業技能［7］。混合式教學很好地滿足了這一成果導向的內涵，巖石學課程線上教育注重理論知識的夯實，線下教育則注重職業技能的培養。

3.1線上教學

在一些傳統教學中，教師授課后，部分學生似懂非懂，不了解自己學習進展和情況。而線上教學是課堂教學的補充輔助部分，課堂教學是學生基礎知識的主要來源。教學過程中，通過線上教學，教師和學生對課程目標達成程度、教學內容的掌握程度都有量化了解。

（1）雨課堂是線上教學的重要載體。線上教學的時間靈活，教學內容多樣。以課后討論、課后作業的形式留下問題，學生可以線上作答，即使在相對零散的時間，學生也可以實現線上學習。教師可實現全面了解學生作答情況，學生可實現全面了解知識掌握進度。例如，本學期課程中的一道作業題，全班35人，2人未作答。教師可以掌握學生完成作業情況及作業成績分布情況，有利于在后面教學中做出相應調整。學生在看到自己成績的同時，也可見班級分數統計，了解自己的完成情況在班級所處的位置。做得好的同學可以再接再厲，覺得還有提高空間的同學可以在后面的學習中更加努力。大學學習中，碎片化時間較多，充分利用好碎片化學習，對于提高學習成績、提升教學效果具有顯著的作用。

線上隨堂測試和課后測試是線上教學的重要組成部分，根據教學大綱，設計每一章節測試題目數量和比例，按比例計入學期成績。這種測試要求在規定的時間內完成習題，可以考查學生掌握知識的能力，學生也可以了解自己的學習進展。例如，本學期課程中的一章測試（見下圖），通過作圖統計后，每位同學的作答率和得分率一目了然。教師了解了本章節授課效果，學生了解了本章節掌握情況，是成果導向的重要體現，同時為課程目標1提供了重要支撐。

教學過程中學生作答情況圖

（2）虛擬仿真教學是線上實踐教學的重要輔助。我校多年來積極開展虛擬仿真實驗室建設，實習內容豐富，系統操作簡單，方便觀察。以巖石標本為例，部分典型標本可以多角度觀察，同時配有放大鏡、小刀等實驗器材。在虛擬仿真實驗室的輔助下，學生可以進一步理解巖石鑒定實驗內容。該部分內容能夠提高學生動手實操能力，為課程目標2提供了重要的支撐。

3.2線下教學

線下教學主要包括兩方面內容，一是課堂教學，二是課內實習課。線下教學是教學的主體。我?！皫r石學”課程有64學時，其中理論課時36學時，實習課時28課時。在教學大綱的指導下，所有授課內容分別對應到3個課程目標中。

（1）課堂教學是學生理論知識的來源，是評價教師教學能力的重要環節。根據OBE教學理念，以學生為中心，以學習成果為導向，課程設計就極為重要。傳統填鴨式教學在大學課堂效果較差，在課堂上，只有少數的學生可以保證完全集中注意力，教師不以學生為中心設計課程，學生學習很累且效果較差。在大數據采集、思政教育、加強工程能力培養等方面，許多教師提出了有效的改革方案［89］。在“巖石學”教學中，我們提出要將每個知識點設計到時長15分鐘以內，每節課知識點數量不宜過多，在兩個知識點之間，要加入問題或隨堂測試，使學生參與進來，讓學生明白每節課所學的具體內容。在整個教學設計中，要加入適當的思政教育，提高學生學習興趣，增加學生的家國情懷。例如，在授課中加入我國著名地質學家的故事，不僅可以使學生了解地質工作的優良傳統，也可以樹立學生為國奉獻的崇高理想。

（2）實驗教學是學生實踐能力的來源，是學生分析問題、解決問題的重要環節。我校實踐教學特色之處在于，與自然資源實物地質資料中心開展了廣泛的產學研合作，學生受益匪淺。自然資源實物地質資料中心為中國地質調查局直屬公益性事業單位，是國家實物地質資料館藏機構，也是多家高等院校的教學實習基地。

目前我校“巖石學”實驗課中，關于巖石手標本鑒定實習課全部在自然資源實物地質資料中心開展。自然資源實物地質資料中心的標本礦物、結構和構造十分典型，適合初學者觀察學習，每塊標本還配有對應的薄片，在自然資源實物地質資料中心實驗使學生能夠較好地完成課程目標。同時，自然資源實物地質資料中心的專家還為同學們科研和工作提供指引，大幅提高學生解決復雜問題的能力。自然資源實物地質資料中心配有較為先進的實驗儀器，例如薄片全幅面圖像采集系統，為大學生創新創業項目提供技術支持。

4考核方式的優化

課程考核方式直接影響著學生學習狀態和學習結果，在教學環節中十分重要。良好的課程考核方式不僅可以提高學生的學習興趣，更能使學生成為學習的主體。傳統的考核方式基本是一考定成績，許多學生都是在考前最后幾天進行突擊復習，這樣的學習和復習方式不僅忽略了學習過程，也不能起到教學的目的。也許學生可以通過瞬時的記憶通過期末考試，但對于課程目標，基本是沒有完成。在教學過程中，如何優化考核方式是非常重要的。

以我校“巖石學”教學為例，平時成績占50%，期末考試成績占50%，平時成績由作業成績（10%）、雨課堂課上成績（10%）和實習成績（30%）組成。學生可以隨時查閱自己已經獲得的分數，掌握學習進度、學習完成度。學期初，指定好每個課程目標在全年的考核所占比例，學生通過完成作業、課堂或課下測試，以及實習報告，獲取相應分數。在學/yQ1xjsbVs+cKzIKIVvx0qIJ6mgxCuP6pfRkklMCSnM=期內，學生可以根據所獲分數，調整自己的學習計劃和學習狀態，學生成為學習的主體。當考核模式多樣化后，學生可以根據學習成果完成全部學習，這符合成果導向的教育理念。

5結論

在工程教育認證理念下，教育教學改革蓬勃發展。“巖石學”課程教改實施過程總結如下：

（1）根據專業的畢業要求，制定課程目標、課程大綱。這些教學文件的制定要符合高標準、有目的性、以學生為中心的核心思想。

（2）依據教學大綱實施混合式教學，要建立線上教學的資源庫，優化線下教學的內容，使學生理論學習有抓手、實踐學習有實操。

（3）課程考核要量化。將課程目標分為若干考核點，在教學中，讓學生知道自己在每個考核點的分數，不斷優化考核方式方法，符合成果為導向的內涵。

在教學實踐中，通過教學改革，這門課程的教學效果得到了較大的提升，而這些教改經驗可以為理論與實踐并重的課程提供參考與借鑒。

另外，在教學實踐中要適當加入課程思政的內容，這可以增強學生愛黨愛國信念，提升學生學習興趣，提高學生分數，提高教學質量。教學是一份任重道遠的工作，教學改革研究也伴隨著教師整個教學生涯，教師在教學中仍要不斷探索教學方法，積累教學經驗，對學生知識和能力進行多方面培養。

參考文獻：

［1］李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革［J］.高等工程教育研究，2014（002）：2934.

［2］薛懷宇，劉智榮.應用型本科沉積學實踐教學改革探索：以防災科技學院為例［J］.大學教育，2017（007）：5960.

［3］薛懷宇，劉智榮.OBE教育理念下“巖石學”實驗課考核模式改革與實踐［J］.科技風，2022（1）：118120.

［4］曹玉東，王冬霞，周城旭，等.基于工程教育認證和OBE理念的教學大綱設計：以數字信號處理課程為例［J］.大學教育，2021（003）：8890.

［5］宋憲臣，黃偉莉，林亮華，等.工程認證背景下“機械原理”課程“線上+線下”混合式教學研究［J］.東華理工大學學報（社會科學版），2020，41（1）：7678.

［6］王艷玲，鞏慧玲，李志忠，等.基于工程認證OBE理念生物化學混合式教學改革與探索［J］.生命的化學，2021，41（11）：25122518.

［7］KillenR，HattinghSA.ATheoreticalframeworkformeasuringthequalityofstudentlearninginoutcomesbasededucation［J］.southafricanjournalofhighereducation，2004，18（100）：7286.

［8］仲兆滿，管燕.工程教育背景下《大數據采集與分析》課程教學設計［J］.教育現代化，2019，6（101）：189194.

［9］周軍妮，王燕妮，江莉，等.基于工程認證的“電路理論”教學改革探索與實踐［J］.教育教學論壇，2021（48）：109112.

基金項目：防災科技學院教育研究與教學改革項目（JY2023B07）

作者簡介：薛懷宇（1983—），男，吉林白城人，碩士，講師，研究方向：沉積巖石學。