基于OBE理念的“勘探地球物理”课程教学探究

陈豪 龚飞 吴海枝 裴燕如

［摘 要］ “勘探地球物理”是地质工程专业学生必修的重要课程，对学生专业知识体系构建具有重要意义。以应用型地方本科高校贵州工程应用技术学院为例，以成果导向教育（OBE）理念为指导，分析我校地质工程专业“勘探地球物理”课程的教学现状。发现“勘探地球物理”课程采用目前的教学方式时存在部分学生知识掌握深度不够实践效果欠佳等不足。同时，基于OBE理念，结合地质工程专业学生的培养目标，提出完善实验室建设、加强校企合作交流、提高教师业务水平及深化对口支援帮扶等措施，以保证“勘探地球物理”课程的教学效果，进一步提升高校人才培养质量。

［关键词］ 成果导向教育；勘探地球物理；课程体系；教学质量

［基金项目］ 2021年度贵州工程应用技术学院教改项目“基于OBE理念的‘勘探地球物理课程教学改革研究”（JG202109）；2020年度贵州工程应用技术学院本科教学质量提升工程项目“地质工程一流专业建设”（ZY202001）

［作者简介］ 陈 豪（1988—），男，贵州毕节人，贵州工程应用技术学院矿业工程学院讲师，中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院2022级地质资源与地质工程专业博士研究生，研究方向为地震波场数值模拟；龚 飞（1989—），男，贵州铜仁人，工学博士，中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院讲师，主要从事岩石物理、地震物理模拟研究；吴海枝（1982—），男，广西桂平人，工学博士，贵州工程应用技术学院矿业工程学院副教授，主要从事矿床学、成矿规律与成矿预测研究。

［中图分类号］ G642.0［文献标识码］ A［文章编号］ 1674-9324（2023）27-0133-04［收稿日期］ 2022-09-26

引言

2021年9月，习近平总书记在中央人才工作会议上强调，综合国力竞争说到底是人才竞争［1］。在当今经济全球化、竞争日益激烈的时代，科学技术是推动国家社会经济和产业发展的动力，科学技术的进程主要靠人才，人才的培养依靠教育。教育决定一个国家和民族的未来，是民族振兴和社会进步的基石，教育水平决定着一个国家科技发展水平和创新能力。在工程专业高等教育中，先进的教育理念和完整的理论体系对于国家教育的重要性不言而喻，成果导向教育理念（OBE）由此孕育而生。OBE理念于1981年由美国教育学者斯巴迪（Spady）提出，历经几十年的研究与发展，已成为国外工程专业高等教育改革的主流理念。我国于2016年正式成为《华盛顿协议》成员，开启了工程教育与国际接轨的新篇章。在国家教育行政部门的领导和支持下，在全国各大院校、教育学者的不懈努力和探索革新下，以OBE为理念的教育体系得到了长足发展，结合OBE理念的工程教育将是我国工程人才培养的未来趋势［2］。

一、课程教学现状与问题

“勘探地球物理”是我校矿业工程学院地质工程专业的专业课在近几年的教学过程中，依据学生的学习情况不断总结，发现存在以下难点与问题。

（一）先修课程要求高，部分学生基础弱

“勘探地球物理”作为地球科学交叉性的边缘学科，具有学科之间知识点渗透性强、相互交叉融合的特点，例如“高等数学”“场论”“弹性力学”“计算机语言”“普通地质学”“构造地质学”等皆为“勘探地球物理”课程的先修课，要求学生拥有良好的数理、地质、英语等基础。然而我校作为一所地方性本科院校，生源条件与主流高校存在一定差距。以2020年录取情况为例，贵州省理科类本科二批分数线为384分，全校最低录取分数线为395分。该年度地质工程专业招生52人，最高分为435分，低于大多数其他专业的录取分数。录取学生中，分数在420分以上的仅占14人，75%的学生入校成绩在此分数以下，见表1。从以上数据分析可知，地质工程专业中大多数学生的知识结构比较薄弱，并且地質工程专业按地球物理方向培养，部分先修课未开设，因此教学难度较大，教学效果也不理想。

（二）知识点抽象复杂，课程逻辑性较强

在“勘探地球物理”课程中，每一章节都包含大量的原理理论及复杂的数学公式，涉及面非常广泛。如对于“重力勘探”中造成重力异常的原因这一典型问题，学生须掌握与地球重力相关的四个因素：地球自然表面起伏变化、时间变化、地球内部物质密度与物质厚度、矿产与其围岩密度差异。部分学生完全掌握这四个因素所导致的重力差别已经很吃力了，再讲授需要消除前两个因素以保证重力观测值在同一条件下获得、利用后两个因素的特点与差异以达到既定勘探目的的内容时，大多数学生已无法顺利跟进。无论哪一种地球物理勘探方法的学习，该课程一般都按数据采集—数据处理—资料解释的“三部曲”逻辑进行教学，其顺序一般不能交换与颠倒，因为高信噪比的探测数据是处理和解释的基础与保证，数据处理质量的优劣关系到解释是否客观与真实。

（三）仪器配备欠齐全，实践效果不理想

矿业工程学院矿山物探重点实验室创建于2011年，配备设备情况如表2。地球物理实验室是非地质专业主导建设方向，建设经费短缺。2015年，我院首次招收地质工程专业学生，历经近10年的使用与自然老化，部分仪器的操作面板、内置电池老化，仪器稳定性等性能大打折扣，甚至无法正常使用。此外，由于新建院系管理制度不完善，没有专门负责实践教学的教师，导致部分学生无法进行仪器操作，仅走马观花感受了一遍流程，课外实践环节的教学效果不理想。

（四）课程教学内容多，理论教学课时少

传统地球物理专业的教学需要单独讲授重磁法、电法及地震勘探等方法，每一种方法至少需要开设32个学时［3］。我校在2018年之前，将“勘探地球物理”课程分为“勘探地球物理A”和“勘探地球物理B”两部分进行教学，每个部分48学时，之后为了优化培养方案，整合为一门课程，总共64个学时，平均每种方法仅占16个学时。除去实践课时，理论教学课时又进一步减少。在有限的课时内对上述各种方法的基本原理、探测原理、处理解释及应用等方面进行讲授，难度系数较大，教学效果难以保证［3］。

二、OBE教学改革的思路与建议

本课程以OBE理念为指导［4］，基于上述现状与教学过程中存在的问题，结合我校应用型人才办学定位，以及地质工程专业培养目标等要求，提出以下改革思路与建议。

（一）加大实验室建设力度，加强校企合作

高校实验室作为教学、科研强有力的后盾和支撑，不仅是衡量高校办学水平的标志，也是培养和训练应用型人才的重要场所［5］。“勘探地球物理”是非常注重实习与实践教学的学科，从我校实验室目前配置看，基本可以满足电法勘探的实践教学，但地震、重力、磁法勘探等仪器严重缺乏，无法满足实践教学的需求。此外，新办院校的年轻教师虽然有丰富的理论知识，但工程实践经验及工程素养有待进一步丰富。同时，实习实践基地建设相对欠缺或达不到正规企业的运行标准，加强校企合作不仅可以提高教师业务素质，还能提供实习实践甚至就业机会［6］。OBE理念强调以预期学习成果为导向，与校企合作的初衷不谋而合，通过深化校企合作，明确行业人才需求，建立健全长效运行机制，共同培养出更好地服务地方经济的应用型人才。

（二）提高教师业务水平，深化对口支援帮扶

俗话说，“台上三分钟，台下十年功”“要给学生一杯水，老师要有一桶水”。教学方式上，若过度依赖多媒体，甚至出现读多媒体、与学生交流互动减少、全程无板书等现象，必然导致课堂枯燥无味。因此，多媒体不宜出现大篇幅文字内容，可作为一堂课教学内容的提纲或主线，围绕这条主线，利用适当的语速、合理的肢体语言，配合规范的板书等对知识点进行讲授，这样的课堂才富有生命力。教学方法上，对于课程中抽象的、难以理解的知识点，可采用启发式教学方法，先给出符合逻辑且形象直观的结论，引导学生探索为什么、怎么样及如何实现，让学生带着问题相互讨论，再通过教师讲解，不易理解的知识点就可被学生慢慢内化。另外，根据《教育部关于对口支援延安大学等6所高等学校的通知》文件精神，我校从2012年12月起成为中国矿业大学（北京）对口支援对象。国矿业大学（北京）作为我国具有较高办学水平的双一流大学，对口支援工作领导小组应以学生为中心，深化对口支援帮扶模式，尽可能帮助我校加强学科专业建设，拓宽教师专业视野，助力加强教师学历学位和教学科研能力等的水平。

（三）清晰明确教学目标，精简优化教学内容

根据OBE以成果为导向的反向设计理念，在了解企业、区域社会经济发展需要，结合本专业毕业要求的基础上，明确可量化考核的教学目标。本课程研究方法多，研究范围广泛，若按照传统学科导向的教学模式，在有限的几十个学时内给学生讲授清楚较难实现。在本课程的教学内容上，按照基本理论—数据采集—数据处理—资料解释四个模块进行教学，根据学校定位、毕业要求及教学目标的要求设计每个模块的教学内容。以地震勘探数据采集为例，学习后要求学生能够回答：如何选择地震勘探观测系统参数、如何激发和接收地震波、如何进行动校正与静校正、哪些因素影响叠加效果、影响地震勘探数据采集信噪比的因素与提高信噪比的方法措施等。根据这些问题即可设计教学内容，其他弱支撑甚至未能支撑培养目标的知识点可布置为课后作业供学生自学。

（四）坚定人才培养定位，改进课程评价体系

毕节拥有丰富的矿产资源，享有“金三角”和“西南煤海”之美誉，煤炭资源开采是本地主要产业，但地理环境特殊、地质条件复杂，在煤炭开采过程中经常受到各种地质灾害的威胁。我们培养的毕业生应能够满足当地地矿等部门的人才需求，或作为“智能化、绿色化”开采的后备军。我们应该持续深化应用型人才培养体系建设，巩固、夯实和坚定培养具有实践能力、应用能力及创新能力的应用型人才的办学定位。

OBE教学理念强调教得如何，通过学什么、学得怎样进行评价［7］。校内评价应由学校教務处牵头，教学督导团、教学院长、同专业教师、授课班级学生及教师本人组成评价链，根据评价职责与分工，配以合适的权重参与评价。毕业生就业后，院校可联系用人单位对毕业生的专业技能、适应能力及发展潜力等方面进行满意度调查，根据用人单位反馈的意见与建议及时调整教学体系，以便今后输出更多能服务于社会的毕业生［7］。课程达成度评价方面，采用平时成绩与期末考试（考核）各占一半的权重进行达成度计算。当前本课程OBE目标达成度平时成绩设置如下：课堂测验占20%，课堂互动占20%，平时作业占30%，线上自主学习占20%，考勤占10%。从近年来的最终成绩分析，学生及格率较高，但优秀占比较小，主要是因为平时成绩都较高，但卷面成绩一般，反映出学生对考核知识点的灵活运用程度和知识点的范围掌握不够深入，对综合知识的应用存在不足。

结语

在当前工程教育专业认证融入工程人才培养方案的大趋势下，严格执行OBE主张的以学生为中心、以成果产出为导向、持续改进三大宗旨，意义重大。提高教学质量，保证人才培养质量，不是一蹴而就的，需要学校管理者、任课教师及社会企业联动并进行持之以恒的改革才能有所成效。

参考文献

［1］习近平在中央人才工作会议上强调深入实施新时代人才强国战略加快建设世界重要人才中心和创新高地［EB/OL］.（2021-09-28）［2022-08-05］.http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/202109/t20210929_568037.html.

［2］万妍君，曹焱，庞鹏森.成果导向教育（OBE）的发展历程与争议［J］.科学咨询（教育科研），2021（8）：49-51.

［3］王洪华，王敏玲，丁彦礼，等.OBE教学模式下《工程物探》课程教学改革与实践［J］.高教学刊，2018（11）：71-73.

［4］常建华，张秀再.基于OBE理念的实践教学体系构建与实践：以电子信息工程专业为例［J］.中国大学教学，2021（Z1）：87-92+111.

［5］戴克林.高校實验室建设与创新人才培养研究［J］.实验技术与管理，2014，31（7）：32-35.

［6］吴冠聪.基于OBE理念的应用型专业实践教学改革探索：以惠州学院为例［J］.惠州学院学报，2020，40（1）：119-122.

［7］陈争.OBE理念下高校课程评价体系优化研究［J］.邢台学院学报，2021，36（4）：63-66+75.

Study on the Teaching of “Exploration Geophysics” Course Based on OBE Concept： Taking Guizhou University of Engineering Science as an Example

CHEN Hao1，2， GONG Fei2， WU Hai-zhi1， PEI Yan-ru2

（1. College of Mining Engineering， Guizhou University of Engineering Science， Bijie， Guizhou

551700， China; 2. College of Geoscience and Surveying Engineering， China University of Mining and Technology-Beijing， Beijing 100083， China）

Abstract： Exploration Geophysics is an important and compulsory course for students majoring in geological engineering， and it is of great significance to the construction of students professional knowledge system. This paper takes Guizhou University of Engineering Science， an applied local undergraduate university as an example， guided by the concept of outcome based education， and analyzes the current teaching status of the course “Exploration Geophysics” for the major of geological engineering in this university. We found that under the current teaching method of this course， some students still have insufficient knowledge， and the practice effect is not good enough. Based on the OBE concept and combined with the training objectives of students majoring in geological engineering， we propose measures such as improving laboratory construction， strengthening university-enterprise cooperation and exchanges， improving teachers professional level， and deepening counterpart support to ensure the teaching effect of the courses and further to improve the quality of personnel training in colleges and universities.

Key words： outcome based education; Exploration Geophysics; curriculum structure; teaching quality