专业认证背景下的“地震资料处理课程设计”课程教学改革

［摘 要］ 工程教育专业认证是由中国工程教育专业认证协会针对高等教育机构开设的工程类专业教育实施的专门性认证。在工程教育专业认证背景下的教学改革活动中，课程教学改革一直是基础，最靠近教学一线，对提高教学水平起到了立竿见影的作用。“地震资料处理课程设计”是长江大学勘查技术与工程专业的一门实践课程，在深入理解专业认证“以产出为导向”“以学生为中心”“持续改进”三大理念的基础上，根据办学水平和课堂教学情况，调整课程的教学目标，提出了关于课堂教学改革及考核标准的改进方法，对提高教学水平，提高人才培养质量有所帮助。

［关键词］ 专业认证；地震资料处理课程设计；教学改革；产出导向教育

［作者简介］ 高齐明（1990—），男，山东泰安人，工学硕士，长江大学地球物理与石油资源学院实验师，主要从事地球物理勘探研究；王婧慈（1985—），女，山东曲阜人，工学博士，长江大学地球物理与石油资源学院讲师，主要从事地球物理测井研究；高国忠（1974—），男，山东滨州人，工学博士，长江大学地球物理与石油资源学院教授，主要从事地球物理勘探和地球物理仪器研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2022）41-0077-04 ［收稿日期］ 2022-05-31

引言

工程教育专业认证既是国际上占主导地位的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。我国大学教育早在2006年就开始建设工程教育认证体系，并逐步开展了工程专业认证工作。2016年6月，我国成为国际本科工程学位互认协议——《华盛顿协议》的正式会员，这标志着我国的工程教育在国际上实现了互认，工程人才教育得到了国际认可［1］。工程教育专业认证的基本理念包括以产出为导向、以学生为中心、持续改进等三个方面，强调以学生为中心开展教学活动。工程教育专业认证体系下的大学教育要求针对工程人才的培养目标，设计学生的毕业要求，根据毕业要求反向设计学生的能力要素和课程体系，正向实施可以保证毕业生达到毕业要求［2］，从而适应工程认证标准，有效提高人才培养质量。长江大学勘查技术与工程专业于2019年6月通过工程教育认证，“地震资料处理课程设计”是勘查技术与工程专业的主干课程，是学生在学习了“地震资料数字处理”课程后的重要实践教学环节，属于工程实践类课程。为了适应工程教育专业认证体系，体现认证标准中的教育理念，并适应教学体系的改革要求，需要对“地震资料处理课程设计”课程进行改革。

一、贯彻核心基本理念——“以产出为导向”，明确课程教学目标

专业认证的基本理念是“以学生为中心、以产出为导向、持续改进”，其中“以产出为导向”是核心理念。“产出导向教育”，也称“成果导向教育”，英文为Outcome Based Education，即OBE理念。以产出为导向构建课程教学目标，要按照培养目标和毕业要求来设定课程教学目标。长江大学勘查技术与工程专业的培养目标是“培养知识、能力、素质各方面全面发展，系统掌握勘查技术与工程的基本理论、基本方法和基本技能，获得勘查地球物理工程师的基本训练，具有创新意识、实践能力和一定国际视野的高级工程技术人才。为从事矿藏资源地球物理勘探领域的工程设计、应用研究和生产管理打下坚实的基础”。根据工程教育认证毕业要求通用的毕业要求标准，结合学校办学定位和培养目标，本专业设置了12条毕业要求，共30个指标点，其中，“地震资料处理课程设计”一门课程涉及7个指标点。根据专业认证的要求，人才培养目标是预期学生毕业后5年左右能达到的职业和专业成就。“地震资料处理课程设计”课程教学目标的达成，无论是对教师还是对学生都提出了相当高的要求。作为实践性非常强的一门实践课，与实际生产联系紧密，因此，课程教授内容紧密衔接行业实际生产过程，本课所使用的教学软件是目前企业生产用的商业软件。在此基础上，在制定课程教学目标时，与国内相关企业一线员工联系，同时调研同行专家与校友，了解当前企业的实际用人需求，以及员工需具备的操作水平。听取行业专家意见，结合专业的实际办学水平及学生的实际素质，确定课程教学目标。“地震资料处理课程设计”作为“地震资料数字处理”理论课程的一个实践教学环节，还需根据理论课程的教学目标，确定实践课程目标的深度和广度，因此，“地震资料数字处理课程设计”教学目标的设立应着重于实践能力和对学生实际操作水准的判定。本课程的教学目标要求学生在掌握地震资料理论处理方法的基础上，动手用行业内主流商业软件实操完成作业处理。同时，为贯彻“持续改进”的理论，建立与行业一线操作人员与专家的长期联络机制，并了解行业的发展近况，以及行业一线操作人员的技术水平，对教学目标实行年度更新，实时改进。

二、“以学生为中心”，实施教学方法改革

传统的实践课程教学方法已经无法适应时代的发展和满足社会的需求，尤其在工程教育专业认证的背景条件下。以本课程为例，以往的“地震资料数字处理课程设计”将教学内容分为八个部分，即开展观测系统的加载、静校正、噪音剔除、振幅补偿、速度分析、提高分辨率、速度分析、共中心点叠加及偏移归位。该八个部分对应当前教学用软件“GeoEast处理解释一体化系统”中，地震资料处理模块中的八个主要功能。传统的教学方法，教师在讲台操作演示，并一一讲解主要功能，学生跟随教师进行机械化操作。在实际讲授过程中，学生只能做到简单机械化地重复工作，缺乏思考和探索，对整个实践过程、操作思路及软件的工作逻辑和原理掌握得不牢固，理论与实践操作无相互关联，导致理论与实践脱节。部分学生无法跟上教师的教学步骤，导致后面的操作无法继续，参与感非常低。在最终提交的处理报告中，处理结果千篇一律，无法体现个人思考及探索的内容。在整个教学过程中，学生认为学习难度高，学完效果差，学后忘得快。在工程教育认证背景条件下，学生难以达成该课程的教学目标，毕业后无法达到行业认可的既定标准。以工程教育专业认证为契机，贯彻“以学生为中心”的基本理念来实施教学方法改革，是目前既能满足工程教育认证要求，又能提高教学水平的必由之路。

“以学生为中心”的教学方法改革理念，是指教学理念、管理理念、服务理念的转变，教学的目的不再是“教”，而是以学生的“学”为中心，真正关注学生的主动学习能力和创新能力。“以学生为中心”的教育理念可追溯至1998年由联合国教科文组织召开的“世界高等教育大会”，其内容为：在具体的教育教学中，以学生及其需要为关注重点，在教育改革中，确定学生的主体地位和负责任的参与者身份［3］。在具体的教学方法改革上，要紧紧围绕学生的学习效果、学习体验、学后收获来实施。“地震资料处理课程设计”课程是“地震资料数字处理”课程之后的一门实践课，学生在学完“地震资料数字处理”课程后，掌握了地震勘探处理环节的基本原理和基本方法，在课程中也安排了一定的上机学时，但是上机学时用的是简单的编程软件，实现的是基本的地震处理方法。“地震资料处理课程设计”课程内容的八个部分与理论课对应，在教学中使用的是由中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司自主研制的大型商用地震资料处理解释一体化系统GeoEast。GeoEast是一款现代化的成熟的商用软件，在作业中使用模块步骤与模块流程的交互方式，使用起来便捷直观。

（一）“以学生为中心”，帮助学生找到学习动机

在教学活动实施过程中，应对教学对象加以分析，选择合适的教学方法，主要目标是最大限度地促使学生对所学知识产生兴趣，并且注重学生的学习体验。

人类的学习动机通常来自“认知不平衡”或“认知冲突”。当学生在学习中发现自己已有的知识框架无法解释当下学习的知识时，或者在学习新知识时发现与目前已有的知识经验相矛盾，就会激发学生的求知欲，从而主动思考和探索。当学生掌握了知识后，认知达到了平衡，会使学生产生满足、愉快的感觉，从而正向激励学生［4］。这是一个非常高效的学习过程，因此，在教学过程中，应该根据学生的特点，帮助学生制造“认知不平衡”，这个过程可以引导学生发现问题、提出问题。问题通常来自与课程紧密相关的基本原理，同时应结合实际应用。问题应该与学生的基本经验和知识有所冲突或缺失，即立足当前大学生的知识理论水平，但又略高于他们的认知水平。分析当代大学生的认知特点。现代理工科大学生经过多年的学校教育已经掌握了较为系统的理工科基础知识与较为完备的逻辑思维能力，也有相当强的自学能力。但是，他们与社会接触较少，仍有很多知识不完备。在信息化时代，大学生的关注点在前沿科技信息，因此应根据大学生的思维特点，了解大学生对目前科技发展的兴趣点和关注内容，联系当今的学习内容与实际的社会生产现状，帮助学生发现认知冲突，制造其兴趣点，激发学生的学习动机。在课程设计中，我们根据教学内容，在各方面内容中设计若干问题，同时在课堂教学中和学生深入探讨、理解问题，随着学习的深入，层层递进，问题的难度也会有所变化。例如，在第一节课上，在理解GeoEast软件的运行平台Linux系统方面，我们就计算机和人类的交互方式设计了层层递进的几个问题。

（二）“以学生为中心”应顺应学生获取新知识的科学规律

学习的过程即认知的过程，是学习者将目前已经掌握的知识和所学新知识相互联系、相互作用的过程。一个人在学习过程中，往往会利用已有的知识经验来处理新获取的信息，当新获取的知识信息与以往的知识经验发生关联时，旧知识与新知识会同时被激活，当这种联系进一步加深时，短时记忆更容易转化为长时记忆［5］，从而新知识被学习者掌握。因此，在教学方法改革中，教师应根据知识的学习规律，将目前已有的知识与新学的知识相互联系起来，强调各门课程之间的相互联系，承前启后，相互交叉。在“地震资料处理课程设计”中，应以“地震资料数字处理”中讲授的基本方法原理为主，以软件的功能实现的交互逻辑为辅，弱化软件的操作方法，根据每节课的目标，鼓励学生主动与软件交互，探索每种地震资料处理方法的不同，对比实施效果，加深对基本原理的认知。鼓励学生主动探索、主动学习，最大程度地实现理论结合实际。

三、“持续改进”的课程考核标准与考核方式是提高教学水平的核心

课程考核改革是教学改革的重要环节，课程教学效果的持续改进，核心在于课程考核方式和考核标准的持续改进，不断提高对学生的考核方式和考核标准，才能不断提高教学水平。以往的考核标准及考核方式更新迟缓，在教学内容确定后，考核标准很难更新或只能跟随教学内容更新。工程教育专业认证强调“结果导向”，顺应技术水平的更新速度，以保证教学水平的更新速度，贯彻“持续改进”的理念。同时，考核方式也应及时更新。“地震资料处理课程设计”的考核内容主要包括平时成绩、上机操作情况和报告编写情况三个部分。平时成绩包括平时的出勤、学习态度、提问等情况；上机操作评分由任务完成情况、软件运行情况、异常软件问题解决情况等因素来决定；报告编写情况由指导教师根据学生编写报告的形式与内容综合给分。平时成绩与上机操作部分在教学过程中记录完成，着重考查学生的教学活动参与情况和动手能力。在报告编写部分，可以综合反映学生的工程实践能力和归纳总结能力。学生的最终成绩由报告得分、上机操作得分和平时成绩三部分构成，最终通过综合考核对学生进行成绩判定。课程设计报告编写的模板参考企业内商业生产用模板，在教导学生编写时，将地震资料处理实际案例作为讲解内容，以更好地和企业接轨。同时，每年将学生的优秀报告交由企业一线员工评阅，提出改进意见，根据意见改进考核标准与考核方式。

结语

在工程教育专业认证的大背景下进行课程改革，要贯彻以产出为导向、以学生为中心、持续改进三大基本理念。在深入理解的基础上，对课程的教学目标、教学方法、考核方式进行改革，以适应专业认证要求，从而保证学生在毕业时达到认证标准，最终达到提高人才培养质量的目的。需要指出的是，认证标准只是最低标准，对于培养创新型高水平工科生，切实提高教学水平，深入课程改革，任重道远。

参考文献

［1］林小英，徐升，刘志鹏，等.基于工程教育认证背景下课程教学改革探析［J］.高教学刊，2022，8（6）：136-138+142.