基于OBE理念的地质工程专业实验教学探讨

彭帅英 李霄琳 牛岑岑

摘  要：应用型人才培养是我国高等教育的重要组成部分，随着国际工程教育认证的普及，应用型人才培养多以OBE理念为指导。地质工程专业是培养应用型人才的重要学科，专业实验教学是实践教学的重要环节，是训练学生解决工程问题能力的关键。为满足学生实验及运用实验解决问题的能力培养需求，对比分析了传统教学模式和OBE理念实验教学的区别及存在的问题，并探讨了OBE理念下实验教学改进方法。

关键词：OBE理念  地质工程  实验教学  应用型人才

中图分类号：G642.1                       文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）05（a）-0140-03

Abstract： The cultivation of applied talents is an important part of higher education in China. With the popularization of international engineering education certification， the cultivation of applied talents is mostly guided by OBE concept. Geological engineering is an important subject to cultivate applied talents. Professional experiment teaching is an important part of practical teaching and the key to train students' ability to solve engineering problems. In order to meet the needs of cultivating students' ability to experiment and solve problems by experiment， the differences and problems between traditional teaching mode and OBE concept experiment teaching were compared and analyzed， and the improvement methods of OBE concept experiment teaching were discussed.

Key Words： OBE Concept; Geological engineering; Experimental teaching; Applied talents

地质工程专业是一门以地质学为基础，解决人类活动中与地质有关工程问题的工学学科。该学科实践应用性强，以培养优秀工程师为目标，致力于为地球演化与人类工程活动架设桥梁，推动人类与地球和谐发展。随着人类社会发展，地质工程这一应用型学科越发凸显出重要性。

按照《国际教育标准分类法》，现代教育主要培养3类人才，分别为学术研究型人才、应用型专门人才和实用型职业技术人才[1]。地质工程专业培养目标在于让学生将学到的专业知识和技能应用于从事与地质有关的工程专业生产和实践，从而转化为社会生产效益。从这个角度来看，地质工程专业工程师属于应用型专门人才。随着社会和经济的发展，高素质应用型人才不仅需要具有扎实的专业知识，还应具备较高的职业素养，同时，应用型人才还应 是社会需求人才。因此，应用型人才培养本质上是指面向社会、以社会需求为导向的教育理念的贯彻与实践[2-4]。

一个地质工程专业毕业生达到优秀工程师水平地标准是具备以下4个方面的职业素养：第一，能敏锐地洞察地质环境，在复杂的地质环境条件中找出主要的工程地质问题，并寻求可靠的解决办法;第二，能够针对主要工程地质问题提出可行的试验方案，通过正确的实验操作获取合理的岩土体力学参数， 为防护或改造工程提供設计参数;第三，提出岩土体防护或改造方案，并能分析评估方案可行性;第四，评价预测工程可能造成地质环境影响，并提出保护方案[5]。在这些能力要求中，无论是求取岩土体主要力学评价参数，还是制订岩土体防护和环境保护方案，都需要考虑各类岩土力学基础实验及环境地质类的设计性实验。

因此，地质工程专业学生实验能力培养是职业能力培养的关键，而如何在实验教学中让学生理解各个实验在专业知识中的位置，明白实验的原理，掌握实验操作和实验结果的处理及应用，是培养地质工程专业工程师实践能力的重点内容。通过学校实验教学，学生毕业踏上工作岗位后，在解决复杂工程地质问题时能选择合适的实验，将试验结果用于解决工程问题。这样，才能真正使学生在毕业后具备独立解决工程问题的能力。

1  OBE教育理念与实验教学

相较于传统的教育理念，OBE最大的不同之处在于以教学内容为中心的教育设计改变为以教学对象实际产出需求导向的教学方案设计[6]，它强调的重点在于受教育者获得的能力，并非单单强调施教者教的内容。基于OBE理念的教学要求教师以学生为中心，以提升学生的自主学习能力和培养创新意识为目标来实施教学，从而激发出学生的自我学习潜能[7]。由于OBE教育理念具有明确的目的性，这种教育理念更能使受教育者的成长与发展变得更为高效和可行[8]。实验教学环节是学生实践能力培养的重要阶段，实验教学不仅仅只是教会学生某项实验的操作及实验结果处理方法，更重要的是培养学生理解实验原理和运用实验结果解决复杂问题的能力。基于OBE理念的实验教学更应转变以教为主的思想和方法，以学生能力培养为中心设计实验教学内容，提供先进的实验平台，激发学生自主学习热情，培养学生运用实验解决问题的能力。

2  传统实验教学存在的问题

2.1 OBE理念以学习成果为导向，倡导以学习者为中心

实验室是培养学生创新能力的重要场所，是进行教学实践、科学研究的重要基地，特别在培养学生理论联系实际能力和创新能力方面发挥着非常重要的作用[9]。传统实验教学注重教会学生具体的实验操作、实验步骤和获取实验结果。学生经历实验教学环节后，常常只是学会了如何做实验，而缺乏对于实驗在整个专业知识体系中的地位以及实验结果的理解。在传统教学模式下，学生进入研究生阶段开展深入专业研究时往往在实验参数的获取和实验选择及方案设计中遇到困难。本科毕业学生进入工作岗位在实际工程实践中也常常遇到实验项目选择及实验结果应用的难题。

2.2 教学设备陈旧，教学方法缺乏创新性

仪器设备是高校实验室的重要组成部分，它是进行实验教学和科研的物质基础和保障[10]。该校地质工程专业历史悠久，实验设备使用时间长，更新率较低，直接导致实验教学使用设备落后于学生毕业走向工作岗位使用的实验设备，工作上手较慢。此外，由于教学设备不能与时俱进，及时更新，学生在学校学习的内容与实际工作需要存在差距，而工作中需要的实验技能在学校实验教学中却未能涉及。

2.3 教学评价方式单一

现有的实验教学主要通过学生在实验课上的实验操作表现和实验报告相结合的方式给学生打分，而学生对实验的掌握情况不只体现在实验操作和实验报告。即使学生通过老师指导暂时地学会了实验操作，但是为什么要这样操作，其却不会去深究。实验报告能体现实验内容结果，但实验结果正确与否、实验结果可以用来做什么，学生却不一定都能知晓。因此，这一评价方式所产生的结果是学生学会了实验操作和实验数据处理，但实验项目的用途、实验原理的核心、实验结果的应用等这些能体现学生实验能力的方面却未能得到评价。

3  基于OBE理念的实验教学改进方法

3.1 建立科学的实验教学团队，集体备课

地质工程专业是一个历史悠久的应用型学科，学科有一套完整的专业和实践教学体系。多年来，该学科为社会培养了大量的应用型人才，为国家的基础建设做出了举足轻重的贡献。但通过分析毕业生到工作岗位的反馈信息，笔者发现毕业生进入岗位后应用在学校学习过的各种基础实验方法，用实验解决问题的能力还需加强。其原因在于学校实验教学重在实验技能教育，而未重视学生利用实验解决问题能力培养。因而，建立一只科学的实验教学团队显得必要而迫切。以往的实验课主要由管理实验仪器的实验教师承担，实验教师能熟练教授学生进行实验操作及实验数据处理，但对实验数据的分析，以及实验在学科和实际工程中的应用讲解及训练不足，导致学生应用困难。在新的教育理念下，应该建立科学的实验教学团队，以专业课主讲教师为核心，专业实验教师为辅导的实验教学团队。采用团队集体备课的模式，设计实验课程模式，代替传统的纯实验技能教育。

3.2 更新实验仪器，引进前沿的实验技术

随着科技的发展，地质工程基础实验仪器设备更加先进智能，实验技术水平也有了很大的提高，而很多高校教学时还在使用20世纪90年代或更早的实验仪器。学生在学校不能接触到先进的仪器设备，导致进入工作单位后还需花费大量时间熟悉实验设备。鉴于此，高校地质工程专业应该大力引进最新的实验仪器设备，对仪器设备进行科学化和全程化管理，重视仪器功能开发[11]。

通过录制实验操作方法MOOC短视频[12]等方法，以提高学生对实验仪器的了解，辅助预习实验操作方法。此外，还应增加开放实验项目，让学生在学校学习过程中能有更多机会接触到先进的实验仪器，学习新的实验技术，更好地用于解决实际工程问题，提高工作效率。

3.3 问题解决为导向的实验成绩评价机制

通过改革实验课程内容，引入先进的实验仪器及技术，为学生的实验教学提供最新的平台和教育。相应的，实验成绩评价方法也需要改革，使实验成绩能更好地评价学生的实验操作水平和解决问题的能力。建立包括实验项目选择及结果分析处理的实验课程设计体系，由学生运用专业知识自主设计实验内容、选择实验仪器设备、根据行业规范严格遵守操作步骤等[13]，注重实验操作过程，得到正确合理的实验结果，用以解决具体专业问题。在这个过程中，专业教师负责指导问题解决方案并进行考核，实验教师负责实验方案选择、实验操作指导及考核，整个问题解决过程中设置多个考核点，通过全过程跟踪评价来确定学生实验成绩。通过这种方法，可以摆脱以往教学中学生对老师的全程依赖，不断提升学生综合实验能力，培养学生独立提出问题、分析问题进而独立解决问题的能力。

4  结语

以OBE理念为指导培养地质工程专业应用型专门人才，需要改变传统的教学思想，以培养学生分析问题和解决问题的能力为导向，优化实验教学团队，建立实验课程设计体系，更新实验仪器设备，加大实验室及实验项目开放，设置独立解决问题能力培养的全过程跟踪实验成绩评价机制。这样才能真正使学生学到的实验技术与时俱进，掌握规范的实验方法，并能综合运用各个实验项目及实验得出的结果，为解决实际工程问题和深入的专业问题研究打好基础。

参考文献

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