OBE理念下的开采沉陷课程建设探讨

□朱庆伟 汤伏全 韩帅军 黎 晓

《开采沉陷》是测绘工程专业针对于煤矿开采，实用性较强的专业课程之一。1958年西安矿业学院从西安交通大学独立出来，设立了测绘教研室，并开设了该课程。随着测绘新技术的发展，沉陷数据获取方法也在不断地优化和发展，其教学方法越来越丰富且成熟、教学目标更为明确。开采沉陷是集地质学、水文地质学、矿山测量学、采矿学、岩体力学，土木建筑学、环境工程及计算机科学等多种学科交叉的一门专业课程，通过理论教学达成知识、能力、素养三个方面的总体目标，为后续从事相关煤矿企业工作打好坚实的基础。在以往教学实践过程中，学生不能灵活运用所学专业知识，往往达不到去煤矿企业工作的要求，加之传统的开采沉陷课程教学方式多采用“填鸭式”的教学模式，存在一定缺陷，学生对开采沉陷这门课程并没有形成完整的知识体系，学生反馈对开采沉陷课程中部分概念不易理解，开采沉陷预计章节的计算复杂，对使用概率积分法进行开采沉陷预计掌握不够熟练。传统教学方式不利于学生对知识的理解和掌握，得不到理想的教学效果，也无法很好地顺应时代发展，为了满足煤矿企业对应用型人才的需求，对开采沉陷课程的教学改革势在必行。

一、OBE及工程教育的理念

OBE是成果导向教育的简称，强调培养学生综合能力，以学生为中心，以成果为导向是其理念的核心。OBE理念主张在教学过程中不再以书面考试成绩的高低评判学生对知识的掌握程度，并且强调每个学生都可以在学习过程中获得成功。相较于以教师为主体讲授课程知识，学生被动接受知识的正向设计理念而言，OBE则是采用反向设计，首先是确定课程最终会达到的学习目标，然后老师将辅助学生，以兴趣为导向，让学生主动接受所学知识，并实现最终的学习目标。OBE理念的提出，极大地推进了精准教育和科学教育的进程。西安科技大学测绘工程专业于2016年正式通过工程教育专业认证，也是首个通过该专业认证的省属高校。因此基于OBE理念，以最终学习目标为导向，对促进开采沉陷教学改革具有一定的现实意义。

成果导向教育遵循反向设计原则，教学设计增加了问题反馈环节，可以克服原来教学过程中学生只能被动接受，无法主动提出问题的缺陷。OBE理论主要阐述以下几个问题：一是让学生知道取得的学习成果是什么；二是学生取得这样的学习成果的原因是什么；三是帮助学生自主有效地取得相应的学习成果；四是了解学生已经掌握的学习成果。本文将OBE教学理念引入《开采沉陷》课程教学中，在教学活动中以培养学生能力为核心，以学生主动吸收知识为目标导向，改革课程的教学理念和模式，推进OBE理念下开采沉陷课程建设。

二、开采沉陷课程建设现状

随着科技的不断发展，许多新兴技术应用到日常教学中，取代了板书授课。但由于老师讲解教材知识，学生被动接受知识的教学模式并没有发生改变，学生没有明确的学习目标，使得学生的学习效率低下。现有的开采沉陷课程多为教材理论知识的讲授，主要讲授在理想环境下开采沉陷观测线布设与沉陷预计方法，面对复杂的实际工程环境，缺乏透彻的讲解。学生在实际作业过程中会遇到种种未曾遇到的问题，对于解决特殊问题，学生不擅长自主寻找解决问题的方法，达不到OBE要求解决复杂工程问题的要求。

开采沉陷课程的总体教学目标如下，知识目标：能清楚表述岩层移动破坏规律和地表移动破坏规律，概率积分法等基础知识。能力目标：能够运用概论积分法预计地表盆地内任意点的移动变形值；能够根据采矿地质条件，设计出地表岩移观测站，并完成点的布设与观测等一系列科学研究活动；能够运用相关理论知识，具有设计井下保护煤柱，最大限度回收利用资源的能力。素养目标：培养学生理论应用于实践的能力、自主学习意识和创新思维；提升学生的表达交流、协作研究能力；培养学生正确的价值观、社会责任感、职业认同感和爱国情怀。

(一)传统教学模式下学生存在的不足。

1.缺乏主动性。在传统教学中，主要教学方式为教师讲解课本内容，缺乏实际应用案例，学生没有明确的学习目标，主观能动性较差，导致学习动力不足。

2.缺乏独立分析问题、解决问题能力。大部分学生遇到问题往往不会自主对问题进行分析，进而采取相应的解决措施，少有学生可以灵活运用所学知识，教学效果并不明显。

3.对所学知识似懂非懂。学生对于工程环境的认知主要来自教师讲解，讲解的抽象性使学生对实际生产环境认识不够透彻，学生对知识的掌握模棱两可，更谈不上对知识的灵活运用。

4.专业水平有待提升。在连续多年对毕业生就业于煤矿企业进行开采沉陷相关工作的调查中发现，常出现一些学生不能快速地将所学知识灵活应用到实际工作中，难以适应当下煤矿企业的生产环境，对遇到的问题不能及时给出合理的解决方案等问题。

(二)教学模式存在的不足。

1.课本内容多，课时少。《开采沉陷》涉及到地质学、矿山测量学、采矿学、岩体力学等多学科交叉的一门课程，教材现为“十二五”规划教材，虽再版时经过一些修改，但部分内容已显陈旧。教材涉及范围广、内容多，教学大纲只安排18个学时，难以在短时间内让学生消化所有重点知识并建立开采沉陷课程的知识框架。

2.课堂教学与实际生产脱节。现有的教学是以讲授教材中的理论知识为主，实践课程偏少，学生缺乏一定的实践经验，在面对实际问题时往往束手无策，无法满足煤矿企业要求学生进行矿山开采沉陷相关工作的条件，在实际工作中，面对复杂的工程问题，学生显得有点力不从心，达不到生产单位对毕业学生的要求。

3.课程考核方式单一。开采沉陷采用理论考试作为评判学生学习效果的依据，该方法并不能客观反映学生知识掌握深度及实操水平。由于考核方式单一，理论考试只能了解学生对知识的掌握程度，与OBE理念中让学生知道已经取得的学习成果相违背。学生是否做到理论与实践相结合，是否对学生的自主学习能力进行了有效训练，是否了解开采沉陷的学习目标及其应用，上述问题都无法通过理论考试得知。

4.测绘新技术应用不充分。经过六十余载发展，开采沉陷形成了完善的教学体系，但课本中部分内容略显陈旧，加之新技术更迭快，学生过度依赖课本知识，导致学生很少去关注并了解测绘领域中的高新技术，最新研究成果与课堂教学无法有效结合，学生难以做到学以致用，难以使用新技术高效解决复杂工程问题。

5.实施OBE教学理念难。目前教学大纲的编制基本上采用正向设计，而OBE采取的是课程反向设计，对于《开采沉陷》而言，需借助启发式教学、案例式教学、理论与实验结合的方法促进教学与实际生产相融合，以促进学生理解和应用知识。

三、OBE理念下的开采沉陷教学改革

针对传统教学模式的不足，现基于OBE理论，对开采沉陷课程进行教学改革。应遵循理论知识学习与动手实践并重，做到学习与实际生产接轨的课堂授课体系。明确课程的重点为：分析覆岩移动破坏规律、概论积分法开采沉陷预计、地表移动观测站的设计与布设、优化设计井下保护煤柱。

从学生层面来讲，以“提出问题→学习知识→解决问题→结果验证→得出结论”为教学路线，激发学生学习兴趣，让学生主动获取专业知识，采取措施如下。

(一)以学生为中心，明确教学目标。融合OBE教学理念，以开采沉陷基本内容为基础，重点讲授所学习知识能够解决哪些开采沉陷中的复杂问题，加强对学生动手能力、方案设计及数据处理能力的培养，达到学有所用的目的。

(二)以目标为导向，理论与实践并重。在教学实践中，授课教师应依据学生出勤次数、在实习过程中的表现、仪器的使用操作以及内业数据处理能力等多方面对学生综合考量，加大此项考核在最终成绩中所占的权重。

(三)以成果为导向，创新考核模式。通过闭卷考试的考查方式无法全面反映学生的矿山测量综合实力，因此，有必要将考核贯穿到平时教学过程中，把教、学、考三者有机地结合起来，突出过程考核，更能真实地反映学生的实际水平。

从教师层面来讲，教师承担着授业解惑的任务，需要根据每个教学阶段所出现的问题，及时进行教学总结、反思、改进，发现教学过程中需要加强的教学内容，动态、全方位提升教学效果，最终达到预期的教学成果。教师和学生应该建立起轻松的朋友关系，力争做到以下几点。

1.教师与学生多沟通。与学生主动沟通，了解学生在开采沉陷学习过程中所遇到的问题，利用单独辅导、在线交流以及学业督促等形式，促进学生补上知识短板、能力缺项，达成课程目标。对学生的自主学习采用鼓励性措施，与学生搭建良性的沟通桥梁。

2.教师与学生巧沟通。引导学生独立思考解决开采沉陷实践中遇到的问题，让学生意识到在学习过程中的优势与不足，不过度干预学生对于问题的独到见解，对知识的错误理解也需要及时更正。

3.教师同学生长沟通。及时整理学生在理论学习、测绘过程中反馈的问题，依据具体问题进行个性化指导，鼓励学生在学习中反思，在学习中正确认识自我。

新时代大学生必须清楚地认识到：人生路上，大学才是真正开始自我学习的阶段，作为学生思想上不能偏颇、心态上不要懈怠、行动上不容迟缓，始终保持乐观向上的态度，不放松对自己的要求。努力做到以下几个方面：一是树立正确的价值体系，以学习专业知识为目标。上学并不仅仅是为了拿到学位证，测绘学生应不断充实、完善、提升自我的测绘技能。二是转变应试教育的观念，紧跟时代发展方向。课堂上积极学习开采沉陷专业知识，课余时间积极参加测绘技能比赛和学术竞赛活动，将学习到的专业知识应用到实际问题的解决中，主动接触先进的测绘理念，不断丰富自己，提升测绘自身的综合素质。三是注重学习能力的培养，转换传统定式思维方式。鼓励学生利用发散式思维思考问题，培养思想深度和广度，在学习他人测量方法的指引下，建立自己对测绘的理解和测绘思维。

从讲学方法与教学手段来讲，教学方法采用问题探讨、融合讲授、案例分析、实践训练进行理论与实践教学；课程思政内容和劳动教育贯穿线下教学；每两周面对面辅导答疑一次，其余通过网络进行辅导。教学手段采用板书、多媒体和线上答疑相结合，辅以信息化教学工具。

从考核层面上来讲，摒弃只通过闭卷考核的单一考核方式，科学的考核体系是人才培养的重要环节，全面考察学生理论知识、专业技能的掌握程度，优化现行考核制度，将考核内容分为口试表述、理论知识笔试、测绘仪器操作、学习成果讨论分享四个指标综合考量，将其作为今后培养学生的重要依据，这样的考核方式也更为科学合理。具体考核形式如表1所示。

表1 考核主要形式

四、结语

《开采沉陷》是西安科技大学测绘工程专业为确保煤矿顺利开采，确保井下人员安全，防止采空区周围环境过度破坏的一门极具特色的专业课程。煤矿开采企业需要学生熟练掌握开采沉陷预计等知识，并可以很好地应用于实践，来确保煤矿企业的安全平稳运营。煤矿企业要求毕业生拥有过硬的专业素养，和解决实际问题的能力。在教学过程中要不断改进教学方式，以顺应新时代对人才培养的要求。本文基于OBE理念下的开采沉陷教学改革，以社会和生产单位对应用型人才的需求来调整培养模式，采用反向设计的原则，激发学生的探索欲和求知欲，强化学生自主思考、独立解决工程问题的能力，深化学生的创新能力。较传统教学方式，OBE教学模式使得教学不再死板，课堂气氛也变得轻松，学生学习更有积极性，效率更高。在实际教学工作中，取得了良好的效果。

教学改革不可能一蹴而就，我们还有很长的路要走。基于OBE对传统开采沉陷进行教学改革仍然需要在实践中总结并进行优化，OBE教学模式改革可以为培养测绘专业应用型人才贡献一份绵薄之力。