基于OBE教育模式的采矿CAD课程教学设计与实施改革——以山西大同大学课程教学改革为例

刘 捷，徐青云，鲁 杰

（山西大同大学煤炭工程学院，山西大同 037009）

近几年采矿CAD 技术在煤矿企业的生产和建设过程中得到了大力推广，特别在智慧采矿、数字矿山、虚拟矿井等发挥的作用愈来愈大，更凭借其绘图精度高、速度快、存储方便等优势，已经得到了大部分高校工科专业的普遍认可，并在毕业设计及课程设计的众多环节中得到了广泛应用。《采矿CAD》课程是采矿工程师设计思维的体现，具有较强的专业性和实践性，较好地掌握CAD 图纸的绘制和识图能力，有助于采矿工程专业的学生毕业之后较快地融入采矿行业的工作及设计中，是采矿工程专业技术人员不可或缺的一门课程[1]。

如何以工程认证为契机、以OBE 教育理念为支撑、以已有的课程体系和教学资源为依托，对采矿CAD 课程的教学理念、教学目标、教学方式、教学设计以及教学考核进行重新构建，探索出一套适合采矿工程专业人才培养的教学新模式，是教学改革研究的主要目标。

1 OBE教学理念的构建

传统的教学模式以教师为主要驱动力，教师通过教材课件等教学资源，按照课程大纲安排授课计划并进行课程设计，在此教学过程中重视理论知识的传授，而忽视了学生自主学习和实践能力的培养；而OBE的教学理念以学生毕业后应达到的学习成果为导向所进行的逆向教学过程，其按照行业需求的专业人才设置教学内容，学生以提高自身能力实现职业规划为目标来进行自主式的学习（见表1）。这不仅将教学过程完成后的产出与培养目标和毕业要求紧密关联，更能体现应用为本的人才培养模式，对于突出地方特色，推进高水平应用型本科高校建设做出积极地探索和研究[2]。

表1 教学理念比较

2 OBE教育模式的实施措施

根据对采矿工程近几届毕业生的跟踪调查，以及煤矿企业对毕业生需求的积极反馈，从OBE 的教育理念出发，煤炭工程学院对《采矿CAD》课程从教学目标、教学方式、教学设计以及教学考核进行重新构建，努力探索出一套适合应用型采矿专业人才能力培养的课堂教育新模式[3]。

2.1 教学目标

采矿CAD 作为一门实用技能型课程，不仅与采矿专业课程关联度较大而且直接影响毕业设计环节的进程。要求学生在读图、识图和绘图的基础上，结合专业基础知识能将矿井设计理念很好地体现在煤矿平面图、剖面图以及三维立体图上，这样既使学生又好又快地完成毕业设计的内容，又有助于毕业生较快地融入煤矿采掘设计中去，最终实现设计理念-采矿CAD-毕业设计的联动机制，达到培养出企业需求的高素质应用型技术人才的目标（如图1）。

图1 教学目标联动机制

2.2 教学方式

依托山西大同大学网络中心的超星学习通平台，采矿CAD 教学方式上采用线上+线下的混合式课程教学模式。线下讲授理论基础和现场答疑，并恰当地引入课程思政的教学内容；线上将教学中的难点和重点通过Camtasia Studio、EVCapture 等录屏软件进行录课并上传到学习通的平台，方便学生反复观看，并进行碎片式的自主学习；积极采用翻转课堂的教学方式，将任务点提前发放给同学，并布置相应的思考问题，在课堂上根据学生课下掌握的情况进行发散性的讨论，充分调动学生学习的自主性[4]。

2.3 教学设计

结合采矿工程专业的交叉学科课程知识的授课特点，在教学设计过程中要紧密联系专业基础知识，努力培养学生多维度、多视角、多方位的采矿工程设计思维，让学生明白CAD 不仅仅是一门计算机辅助绘图工具，更是利用采矿专业知识实现现场采掘设计的技能工具。教学设计见表2 。

表2 教学设计的构建

2.4 教学考核

课程考核是教学改革评估的重点，优秀的课程考核体系能够对学生起到激励作用，促进学习目标的达成。煤炭工程学院对采矿CAD 课程考核进行了一定改革，构建了面向过程的多元化课程考核体系。在这个体系中，从三个方面对学生的学习成果进行考核：平时成绩、考试成绩、课程设计成绩。平时成绩主要考查学生在线上和线下的出勤率、课堂表现和作业完成情况；考试成绩主要考查学生对基础理论与方法的掌握情况；课程设计要求学生在相关专业知识的基础上独立完成采区巷道布置及机械配置的平面图（1∶2000）和采煤方法图（1∶100）的绘制，可以综合考查学生对于采矿设计理念和采矿CAD 课程的理解和应用。平时成绩和考试成绩的认定由任课教师根据评分标准直接给分，确保过程公平公正；课程设计采用现场答辩的方式，除了任课教师，另外再邀请1～2 名专业课老师参加答辩，从而降低评分过程中存在的主观性和局限性，保证评分结果的准确性。最终的课程考核成绩由三个成绩加权得到，采用五级制评分。评价指标的评分标准与权重见表3。

表3 课程考核评价指标体系表

3 可持续的OBE

随着煤炭行业的快速发展，煤矿企业对人才的需求也在不断发展变化，反过来基于成果导向型的OBE 教育模式如何应对瞬息万变的人才供需市场的变化，则会直接影响教学效果达成度的实现，因此煤炭工程学院制定了可持续的OBE 教育模式[5]。通过对教学过程建立效果监控和预警机制，并且对毕业生能力情况建立完善的评价机制，从而持续、深入地推动教育教学模式的深化改革。例如：为了更好地迎合智慧矿山、智能采矿、虚拟矿井的发展，应增加CAD 三维建模的教学设计；为了更好地了解毕业生学习效果的达成度和实现教学预警工作的实效化，通过毕业生跟踪与反馈数据，以及企业对毕业生工作满意度的调查数据等进行综合分析，尽早发现学生综合能力的短板，并及时加以修正。

4 结语

通过OBE 理念的采矿CAD 课程改革和创新的有益尝试，不仅改善了传统的线下课堂教学，也丰富了学生学习的方式和渠道；不仅迎合了教育信息化2.0 时代的新背景，也符合工程教育认证下培养应用型人才的标准。希望该项教学改革研究能为采矿工程专业的教学提供一定的教学范式参考，同时也为提升采矿教师团队的业务能力和教学水平起到积极的推动作用。