基于目标导向的勘查技术与工程专业实践课程体系设计

吕玉增 丁彦礼 韦柳椰 陈龙伟 赵荣春

摘 要：在新工科建设和工程教育专业认证指导下，为培养符合社会需求的工科专业创新应用型人才，本科实验教学应突出实用性、实践性、创新性和前瞻性原则，既着眼与当前社会需求，又要能支撑学生毕业5年后左右社会与专业领域预期发展。坚持以毕业要求达成为目标的实践课程反向设计思路，客观、科学的构建实践课程体系，并不断完善改进，确保毕业要求的充分达成和实现培养目标。

关键词：专业认证；目标导向；毕业要求；勘查技术与工程；实践课程

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）12-0120-03

Abstract： Under the guidance of new engineering construction and engineering education professional certification， in order to train innovative application talents for the engineering to meet the needs of society， the undergraduate experiment teaching should focus on practical， practical， innovative and forward-looking principles， which not onlyshould focus onthe current social needs， but also can support the students' expected developmentin social and professional fields in about 5 years after graduation. We must adhere to the reverse design idea of practice curriculum which aims at graduation requirements. We should set up a practical curriculum system objectively and scientifically， and constantly improve it， so as to ensure the completion of graduation requirements and achieve training objectives.

Keywords： professional certification； goal orientation； graduation requirements； exploration technology and engineering； practice courses

前言

2016 年6 月，我国正式成为《华盛顿协议》成员国，为我国高等工程教育提供了国际互认的平台。通过工程教育认证，我国高等学校工程教育体系具有国际实质等效性，专业毕业生具有进入国际就业市场的“通行证”。同时，当前世界范围内新一轮的科技革命和产业变革以及全球新经济的蓬勃发展形势对工程教育的改革和发展提出了新的挑战，为积极应对这一挑战，我国积极进行新工科建设[1]。

在“新工科”中，“工科”是指工程学科，“新”包含三方面涵义，即新兴、新型和新生[2]。对于普通工科院校的现有学科的“新工科”建设，主要是指“新型”的，是对传统的、现有的学科进行转型、改造和升级。工程教育认证体现以学生为中心、结果导向，工程教育认证建立“评价-反馈-改进”不间断持续改进机制的新理念，要求专业毕业生具有解决复杂工程问题的能力，对专业毕业生提出12条要求，除了要求学生掌握数学、自然科学和技术知识外，还强调学生的解决复杂工程问题能力、有效交流能力、团队合作能力、伦理和环保意识等。“新工科”建设和工程教育认证理念为当前高校工科人才发展指明了方向，以产出（毕业要求和社会需求）为导向，对传统的培养方案、课程设置、管理模式、考核办法、教学方式等进行不断改进和升级[3]。

为确保毕业生质量，工程教育专业认证提出了12条通用毕业要求，同时还要满足专业的特定补充标准，并通过评价证明所培养的学生达到了预定的毕业要求。毕业要求的达成主要通过培养方案、课程体系、课程设置、管理模式、考核办法、教学方式等一系列的教育教学过程实现。

应用性是勘查技术与工程专业的重要特点之一。在教学活动中，学生主要通过理论课程和实践课程体系的交叉互动，从知识、能力和素质三个方面得到学习、训练和提升。本项目以我校勘查技术与工程专业工程教育认证持续改进为背景，开展基于毕业要达成的实践课程体系反向设计研究，分析存在的问题与不足，并指导持续改进。

一、基于培养目标的毕业要求设计

桂林理工大学勘查技术与工程专业始于1956年，由原来的应用地球物理勘探专业、地球物理学专业发展至现在的勘查技术与工程专业，并于1978年开始本科教育。经过半个世纪的发展和努力探索，本专业逐步形成矿产勘查、水文地质与工程地质勘查、工程物探等方面的鲜明特色。

针对勘查技术与工程专业特点，从知识、能力、素质三个方面制定培养目标。本专业主要着眼社会对人才多元化的需求，培养具有国际视野、品德优良、基础扎实、能力突出的地球物理勘探、研究和开发的创新应用型人才。具有运用现代科技手段，从事资源勘查、水文地质与工程地质勘查、环境地质调查、工程质量检测等方面工作的能力，以适应21世纪资源、环境、灾害、国土规划、海洋开发以及国民经济其它相关领域的需求。毕业五年后能够成为所在单位业务部门的技术骨干或管理人员。

教学上，本专业通过理论和实践教学环节，保证毕业生能力符合通用标准12项基本要求，达到培养勘查技术与工程创新应用型人才的要求。实现过程主要根据本专业的特点，通过理论学习结合依附于课程的实验、课程设计、实践教学、毕业设计、专题讲座等，培养学生能力及人文素质。勘查技术不工程专业毕业生应在知识、能力和素质各方面培養协调发展，理论教学与实践教学相互配合，从综合素质、专业基本能力、专业创新拓展能力层次递进，课程设置围绕学生能力的培养和提升，共同组成勘查技术与工程专业毕业生能力培养结构体系。

毕业要求的达成的思路是首先根据培养目标分解出知识、能力和素质等要求，对照认证标准的通用毕业要求进行反向设计，提出毕业要求的指标点[4]；然后再根据毕业要求的指标点对教育教学活动进行反向设计。建立的培养目标、毕业要求、实践课程体系之间的关系表。在此关系表中，通过课程体系的教育教学活动实现毕业要求的达成，最终实现勘查技术工程专业的培养目标。

二、目标导向的实践教学活动的设计与改进

在新工科和工程教育专业认证背景下，应加强实践教学环节，突出应用性、实践性和创新性。为此，我们持续提高实践课的比重，实践课课时占比由原来的20.2%提高到32.6%，增加了《地球物理勘查设计》、《勘查技术野外教学实习》等多个实践环节。实践课程内容设计思路是：首先将我校勘查技术与工程专业制定的12条毕业要求逐一进行指标点分解，共分解出34个具体化的指标点，以利于对照实施；然后根据各指标点反向设计包括理论课程实验、实践课程、课外活动在内的实践教学活动；最后，为了考核毕业要求的达成度，制定相应的考核方式、评价周期，并形成记录文档。

下面，以毕业要求4为例进行说明（见表1）。针对毕业要求4细化分解以下3个指标点，并根据3个指标点反向设计理论实验和课程实践活动，具体如下：理论课程实验--电法勘探实验、地震勘探实验、重磁勘探实验、地球物理数据处理与解释、数值计算方法；实践课程——高级计算机语言程序设计、地球物理勘查设计、勘查技术野外教学实习、生产实习、毕业实习与毕业设计（论文）。采取的考核方式以提交报告（设计）和参加学科竞赛为主，达成度评价周期定为整个本科学习期间，需形成的记录文档包括课程设计说明书、实验报告、毕业论文、实习报告、学科竞赛获奖等。

三、基于毕业要求目标导向的实践课程体系设计

（一）建立实验课程与理论课程体系的递进关系

过去，相对理论课时而言，实验课时少，往往是依附在理论课上。现在我们建立两者之间的新型关系，削减理论课时，增加实验学时，并单独开设实验课，加强实验教学内容的考核[4]。例如，过去《电法勘探》课程的实验课时教少，只有16学时，放在电法课程中一起开设，现在实验课时增加到24学时，单独开设《电法勘探实验》课程，并与《电法勘探》理论课同步进行。增加创新性和综合性的实验比例。综合性和创新性实验是由对应课程的多个知识点的综合，甚至是多门课程的知识点综合。因此实验课不光是过去传统的理论理论课程知识点的验证，更是知识的综合运用和分析解决问题的能力训练，把知识、能力和素质培养在实验课中体现，保证毕业要求所体现的实践能力有效达成。实验课程与理论课程也不再是过去的从属和并列关系，而是递进关系。

（二）实践课程体系结构优化

工程教育专业认证制度下的毕业要求对毕业生的人文素质、环境和可持续发展、沟通、团队协作、终身学习等方面提出了明确要求，因此需要对原有的实践课程体系进行优化，使新实践课程体系能达成毕业要求指标点[5]。例如，沟通和团队协作能力，就应增加学生参与企业、生产项目的实践环节，让企业导师参与指导学生实习实践；终身学习能力，应适当增加选修课、创新创业项目、科研论文等课题学分，引导和培养学生自主学习，提高自学能力和自主应对困难的能力等。

四、基于目标达成的实践课程项目设计

理论课程主要是体现知识的传授，而实践课程项目重点是能力培养。当前中国高等工程教育重知识传授，而能力培养存在相对虚化的现象，强调面向毕业要求目标达成的教学实施与课程项目考核是有效突破口。在工程在教育专业认证提出了12 条通用毕业要求中，有7条强调了复杂工程问题，因此实践课程项目的设计应该是突出解决复杂问题。实践课程项目的复杂性体现在两个方面，一是内容的复杂性，二是项目背景的复杂性。

（一）基础课程实验项目设计

勘查技术与工程专业设置有大学物理、电工电子学、测量学、大学化学等基础课程实验，主要以促进掌握自然科学、工程基础和基本理论知识为目标，实验内容以基本理论的实证性、基本操作的规范性等为主。依据课程教学大纲所定的知识点和毕业要求，反向设计课程实验的项目和实验内容。以测量学中特定条件下的测量平差为例进行说明：项目实验目的是让学生掌握测量平差的基本操作和技能，在设计项目时，选定的测点测区是在有着起伏地形和多个建筑的校园内，部分相邻测点之间有通视障碍等复杂场地背景，考察和训练学生的多项技能：测量平差原理、测量装备使用能力、图纸使用能力、路径选择、效率分析与控制、气象分析与应变、团队组织与沟通等；实验体现“工程知识”、“问题分析”、“设计/开发解决方案”等多项毕业要求。总之，基础课程的实验项目都要求在“复杂问题”上下功夫，集体讨论并优选确定实验项目内容，确保毕业要求目标的达成[6]。

（二）专业课程实验项目设计

专业实验是掌握专业技能、提升实践和动手能力的重要教学环节之一。勘查技术与工程主要有“重、磁、电、震和放射性”五大类地球物理勘探方法，在专业实验项目内容设计上，坚持以资源勘查、工程勘查的需求为主线，根据毕业要求反向设计课程实验的内容内容，重点突出复杂性和综合性。下面以《电法勘探》中的水槽物理模拟实验项目为例，进行说明，水槽物理模拟实验主要目的有两个：1. 熟悉和掌握电阻率法观测的各种装置，视电阻率的计算以及水的电阻率的测定；在内容设计上，在有限的水槽空间有意识的让测线贯穿整个水槽水面中线，让学生理解空间（观测条件）的局限性对电阻率观测的影响，同时强调安全观测和团队协作。2. 通过复杂（铜板、铜球）物理模型实验，理解观测方式的选择多样性与模型的唯一性之间的映射关系，并掌握复杂条件下合理选择观测方式的重要性，理解观测条件局限性；内容上，重点设计剖面法和电测深两种工作，让学生理解不同工作方式的异常特征、特点，并理解场的复杂性，拓展学生的发散思维。总之，实验设计体现“设计/开发解决方案”、“研究”、“使用现代工具”、“工程与社会”等多项毕业要求的能力培养，并于工程实践衔接。

五、结束语

在新工科和工程教育专业认证背景下，基于毕业要求目标导向对勘查技术与工程专业实践课程体系进行反向设计，首先根据培养目标进行毕业要求的反向设计，建立起培养目标、毕业要求、实践课程体系之间的关系；然后基于毕业要求达成进行实践课程体系结构的反向设计，构建实践课程体系与理论课程体系的递进关系，优化实验课程体系结构；最后基于毕业要求目标达成对基础课程、专业课程的实验进行反向设计，通过实验课程“复杂性”设计思路，体现知识-能力-素质三方面的学习训练和提升，并不断完善改进，确保毕业要求的充分达成和实现培养目标。

参考文献：

[1]李志义.适应认证要求推进工程教育教学改革[J].中国大学教育，2014（6）：9-16.

[2]林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究，2017，38（2）：26-35.

[3]林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J].高等工程教育研究，2015（2）：10-19.

[4]张志勇，刘志强，杜荣华.基于毕业要求达成的车辆工程专业实践课程体系反向设计[J].学科探索，2015：45-46.

[5]张学洪，张军，曾鸿鹄.工程教育认证制度背景下的环境工程专业本科教学改革启示[J].中国大学教学，2011（6）：37-39.

[6]李小明，施瑞盟，邹冲方，等.基于毕业要求的冶金工程专业课程体系優化[J].中国冶金教育，2017（1）：78-81.

[7]张华，李红星，肖昆.工程教育专业认证背景下的大学生实践创新能力培养——以勘查技术与工程专业为例[J].高教学刊，2018（09）：29-30+33.