OBE理念下高等岩石力学课程教学改革与实践

摘 要 科技革命和产业变革对工科硕士研究生的培养提出了更高的要求，新工科背景下课程教学作为研究生培养的基础环节，将直接影响研究生的培养质量。文章分析了高等岩石力学课程教学过程中存在的问题，将OBE理念引入高等岩石力学课程教学，通过多种教学改革实践持续提升教学效果。教改实践表明，以学生为中心的“成果导向”教学方式，可以更好地激发学生的学习兴趣，增强学习效果，对工科硕士研究生培养具有一定的借鉴意义。

关键词 成果导向教育；教学改革；以学生为中心；高等岩石力学

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.25.035

Teaching Reform and Practice of Advanced Rock Mechanics under OBE Concept

LI Peng1， SUN Jiaqiu2， GUO jia2

（1. School of Civil and Resources Engineering， University of Science and Technology Beijing， Beijing 100083;

2. Tianjin College， University of Science and Technology Beijing， Tianjin 301830）

Abstract The technological revolution and industrial transformation have put forward higher requirements for the cultivation of engineering master's students. Under the new engineering background， curriculum teaching， as the basic link of graduate education， will directly affect the quality of graduate education. This article analyzes the problems in the teaching process of advanced rock mechanics courses， introduces the OBE concept into the teaching of advanced rock mechanics courses， and continuously improves teaching effectiveness through various teaching reform practice. The practice of educational reform has shown that the student-centered "results oriented" teaching method can better stimulate students' interest in learning， enhance learning effectiveness， and have certain reference significance for the teaching of engineering master's students.

Keywords outcome-oriented education; teaching reform; student-centeredness; advanced rock mechanics

当前世界范围内新一轮科技革命和产业变革加速进行，综合国力竞争愈加激烈。工程教育与产业发展紧密联系、相互支撑，“大业欲成，人才为重”，新工业革命加速进行，新工科建设势在必行。为主动应对技术革命和产业升级，支撑创新驱动发展等一系列国家战略，先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，构成了新工科建设“三部曲”，为人才培养奏响了主旋律，同时也为工程教育改革开拓了新的路径[1-3]。

新工科建设旨在培养卓越工程创新人才，学生不仅要掌握基本的理论知识，还需具备创新能力、问题解决能力和团队合作能力，以应对未来工程领域的新挑战，这对工科人才培养提出了更高的要求。因此，本文以岩土工程、矿业工程和地质工程等专业的核心课程高等岩石力学为例，探索基于成果导向（Outcomes-based Education，OBE）的岩石力学课程教学改革策略，以提高工科硕士研究生培养质量，培养出更多具备创新能力和实践经验的高素质人才，以适应社会需求。

1 高等岩石力学教学问题分析

1.1 课程内容较为繁杂和抽象

从课程内容上看，高等岩石力学课程内容繁多，涵盖多个方面，如岩石力学、岩石物理学、岩石压力学和岩石破坏学等，每个方面都有大量的理论概念和知识难点，需要学生进行深入学习理解。课程章节间又缺乏衔接性，学生难以将各章节的内容整合起来形成完整的理论框架，知识碎片化，不利于学生对理论知识的理解和掌握。通过有限的课堂时间教授抽象繁杂的知识，会导致教师教得辛苦、学生学得吃力，难以形成良性的师生互动[4]。

1.2 理论教学与实际应用脱节

高等岩石力学是一门实践性很强的学科，而传统的教学内容主要集中在理论知识的讲授上，学生在学习过程中往往只能接触到一些抽象的理论知识和数学模型，而缺乏对实际工程问题的了解和分析，这导致理论教学与实际应用脱节。虽然教师积极推动在本课程中应用案例教学法，但现有案例存在典型性不强、题材单一等问题，且缺少科研案例。

1.3 以教师为中心的传统灌输式教学

从教学模式上看，高等岩石力学课程采用以教师为中心的传统灌输式教学，缺乏开放性和自主性。教学的首要目标是让学生掌握知识[5]，而课程知识主要由教师直接、单向地传授给学生，学生被动接受成为信息消费者[6]。这种教学方式过于依赖教师的讲授，缺乏对学生主动性、创新性和批判性思维的培养。学生往往处于被动接受的地位，难以发挥个人潜力和创造力。灌输式教学过分注重知识的数量和传授的速度，追求在有限的时间内向学生灌输尽可能多的知识，忽视了学生对知识的深入理解和运用能力的培养。这导致学生在课程结束后往往只能回忆起一些零散的知识点，而无法将知识融会贯通。

1.4 考核与评价标准单一

考核与评价在教学活动中扮演着重要的角色。通过考核评价可以获取学生对知识点的掌握情况及综合能力水平，为持续改进和完善教学活动提供重要依据。然而，从考核评价方式上看，高等岩石力学课程以期末考试成绩为主导，以学生的平时成绩为辅助，这种评估方式过于侧重总结性评价，而对形成性评价的关注较少，不利于学生的全面发展。高等岩石力学课程的教学考核与评价工作还未得到应有的重视，考核主要依靠期末试卷，且以传统题目为主，学生通常死记硬背解题步骤和理论概念，这在很大程度上限制了学生的发散思维和创新能力。

2 成果导向教育OBE理念

高等岩石力学课程作为岩土工程等专业的核心课程，对于学生理解和应用岩石力学原理、解决地质工程问题具有重要意义。然而，传统的教学方法难以激发学生的学习兴趣，缺乏对学生实践能力的培养。因此，借鉴OBE理念进行教学改革与实践势在必行。我国高等教育的出发点是以学生为本，OBE教育理念与我国研究生教育的价值取向高度契合，两者都把学生置于教育的中心位置，并以此为导向来组织和实施教育教学活动[7]。很多高校教师在基于OBE理念的课程教学改革方面做了大量努力，并取得了不错的成效。

3 OBE理念下高等岩石力学课程教学改进策略

OBE理念下的高等岩石力学课程教学改进需从多方面入手，包括丰富更新教学资源、开展多样化的教学活动、小组合作专题探讨与汇报、创建多维度的课程考核体系、利用教学反馈持续改进教学方法。只有不断探索和实践，才能更好地实现高等岩石力学课程教学目标，提升学生的学习能力，提高学习成效。

3.1 丰富更新教学资源

优化课程结构，改进课程内容。通过合理安排教学内容和顺序，突出课程的实践性和应用性。教师在基础理论内容讲述完成后，围绕地下应力、边坡稳定性和地下工程应用等几大专题，结合矿山工程中的开采稳定性，岩石开采引起的地应力变化和岩体破裂等典型问题进行详细介绍，结合基础理论内容深入讲解分析，使教学更加贴近实际需求，提升课堂内容的针对性。对于已过时且典型性不强、题材比较单一的案例应进行定期更新。根据学科发展和工程实践的最新情况，整理校企合作单位的工程资料，不断更新和扩充案例库，确保案例的时效性。

引入现代化教学手段。利用多媒体课件、网络课程、在线学习和问卷星等现代化教学手段提高教学效果。借助超星学习通平台提供的线上学习资源管理功能，将课件和教学案例集上传到网上平台，供学生随时学习查阅，利用超星学习通的在线测验、作业提交、讨论区和课程报告分析等功能，提高学生的学习体验。

3.2 多样化的教学活动

重视科研案例的作用，有机融合课程知识与科研前沿。教师从科研课题、科研项目中提炼适合本教学内容的、涵盖本课程核心知识的案例。充分发挥科研案例的作用，在课堂上介绍并讲解选定的科研案例，强调其与理论知识的关联，让研究生更加了解本专业在科研项目中取得的实质性进展。组织学生参观岩石力学、智慧矿山等实验室，并在教师的讲解下了解试验设备和操作流程，进行简单试验操作。这种实践性的学习方式可让学生不只是在抽象的理论层面上认识问题，还能够通过具体实际操作获得亲身体验。吸引研究生参与科研项目，安排他们参与试验设计、数据采集和分析、建立模型和数值模拟等环节，为他们参与实践案例创造更多的机会，提高其科研能力和实践水平。

3.3 小组合作专题探讨与汇报

小组合作专题探讨汇报是一种有别于传统教学方法的模式。在传统方法中，教师对学生进行单方面的知识传递，学生则扮演着观察者的角色。相较而言，以学生为中心的小组合作探讨模式鼓励学生积极参与主动学习，建构个体的学习框架。本课程给出与课程相关的研究课题，让学生自行分组开展小组合作专题探讨与汇报。在小组合作的环境中，学生得以相互交流、讨论，共同研究课题，促进了生生互动，使得他们能够从多个角度思考问题，并从彼此的见解中获益。此外，小组合作专题探讨有助于培养学生的团队合作能力和沟通技巧。在实施小组合作专题探讨与汇报时，教师应给予学生必要的指导和帮助，为学生提供相关的课题资料和数据，并解答学生在探讨中遇到的问题。

3.4 构建多维度的课程考核体系

OBE理念下的课程评价不仅关注对学生学习效果的检验，还注重通过评价促进其能力的提升[8]。高等岩石力学课程考核总成绩由课后作业、期末考试、实践操作、项目研究和小组汇报五个部分构成多维度考核评价体系。课后作业和期末考试主要考查学生对知识点的掌握程度，对基本概念的理解与运用能力。实践操作则主要评估学生在实验中的熟练程度、准确性、使用仪器设备的能力。在项目研究和小组汇报中，主要评估学生对知识点的灵活运用程度，以及能否运用所学知识解决实际问题。

3.5 利用教学反馈持续改进教学方法

OBE理念强调教学过程的持续改进。在教学过程中，通过多种方式收集学生的反馈意见。一方面，利用问卷星设计简洁明了的问卷，开展在线调查。同时，利用课间加强与学生的直接交流，鼓励学生自由表达他们的感受和建议。另一方面，通过课堂观察和作业批改等方式，获取更具体的教学反馈信息。在课堂上，仔细观察学生的学习状态、参与度，以及对教学内容的理解程度，可以直接感知学生的学习情况和需求。收集到教学反馈后，需要对其进行深入分析。根据反馈结果评估教学效果，找出存在的问题，确定需要改进的方面，并制订相应的提升措施。例如，发现学生在案例分析的环节中表现消极，可能是因为工程/科研案例内容过于枯燥或难度过高，这时就要利用教学反馈不断调整案例内容，直至达到预期效果[9]。

4 结语

使用“问卷星”进行满意度调查，结果显示，对本课程教学改革感到非常满意和满意的学生分别为46.97%和34.85%，18.18%的学生感到一般，0%的学生感到不满意。同时，有92.42%的学生认为OBE教学理念应在更多的课程中得到推广和使用。总体来看，学生对OBE理念下高等岩石力学课程教学改革是比较满意的。

OBE理念下的工科类研究生高等岩石力学课程教学设计，具有明确的教学目标、合理的教学方法和多样化的实践教学手段，促进了学生对理论知识的深入理解，提高了他们运用所学知识解决实际问题的能力。多维度和持续性的改革实践，有效解决了传统教学中的弊端，增强了师生间、生生间的沟通和互动，提高了学生的学习兴趣和自主学习能力，是对工科类研究生教学模式改革的一次有益探索。

*通信作者：孙佳秋

基金项目：2023年度北京科技大学研究生教育教学改革项目“面向新工科时代发展的工程类研究生培养课程OBE教学体系构建研究”（2023JGC023）；2023年度中国建设教育协会教育教学科研课题“应用型人才培养视域下的‘流体力学’课程教学改革与实践研究”（2023130）；2023年度中国建设教育协会教育教学科研课题“‘双碳’背景下土木工程碳排放管理技术人才‘政产校’联合培养模式研究”（2023125）；2023年度天津市普通高等学校本科教学质量与教学改革研究计划（一般项目）“数字化转型背景下工程造价应用创新型人才培养模式改革与实践”（B231389803）。

参考文献

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[2] “新工科”建设行动路线（“天大行动”）[J].高等工程教育研究，2017（2）：24-25.

[3] 新工科建设指南（“北京指南”）[J].高等工程教育研究，2017（4）：20-21.

[4] 薛亚东，黄宏伟，李元白，等.以需求为导向的研究生教学改革探索——以高等岩石力学课程为例[J].高等建筑教育，2022，31（3）：81-88.

[5] 陈卓.教学活动中的交往与灌输：三种教学类型的比较研究[J].中国高教研究，2017（2）：87-92.

[6] Hedden K M，Worthy R，Akins E，et al.Teaching Sustainability Using an Active Learning Constructivist Approach：Discipline-Specific Case Studies in Higher Education[J].Sustainability，2017，9（8）：1320-1320.

[7] 任莉星.教育、管理、服务：《普通高等学校学生管理规定》内涵研究[J].黑龙江高教研究，2020，38（1）：8-12.

[8] 李成.基于OBE理念的研究生课程教学改革实践——以数字支持设计理论及应用课程为例[J].高教学刊，2022，8（36）：142-145.

[9] Hattie J，Timperley H.The Power of Feedback[J].Review of Educational Research，2007，77（1）：81-112.