基于OBE理念的采矿学国家一流“金课”建设

摘  要：高校采矿专业肩负着培养国际矿业发展创新型人才的重任。在OBE理念的指引下，采矿学课程教学要顺应时代要求，改革提升课程教学新模式，革新教学内容和课程体系、编著配套教材，建设开放的国家级精品课程，翻转课堂，打造国际一流的科技创新平台，组建科技创新团队，培养适应国际矿业发展的卓越采矿工程专业创新型人才，推动采矿工程高新技术快速发展。

关键词：采矿学；OBE理念；创新能力；教学改革；金课

中图分类号：G640        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）14-0001-04

Abstract： Mining majors in colleges and universities shoulder the important task of cultivating innovative talents for international mining development. Under the guidance of OBE concept， the teaching of mining should comply with the requirements of the times， reform and improve the new teaching mode of the course， innovate the teaching content and curriculum system， compile supporting teaching materials， build an open national high-quality course， turn over the classroom， create an international first-class scientific and technological innovation platform， establish a scientific and technological innovation team， and cultivate excellent innovative talents of mining engineering specialty who adapt to the development of international mining industry， promoting the rapid development of high and new technology in mining engineering.

Keywords： Mining; OBE concept; innovation ability; education reform; golden lesson

OBE（Outcome Based Education）理念，又称为成果导向教育、能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育，最早由著名学者Spady在1981年发表的论文中提出，是一种以成果为目标导向，以学生为本，采用逆向思维的方式进行的教学理念[1-3]。相较于传统的教学方式，OBE理念以学生为中心，教学设计围绕学生的兴趣特长，更加关注学生的学习成果[4-5]；以成果为导向，不以学习成绩等单一手段评价学生的学习成果，重点强调学生在日常学习中获得的成长和进步[6-7]；以推陈出新促创新，以专业实际需求和学生的实际情况为出发点，深入研究新型教学方式的实践应用，推动学生把握学习主动权[8-10]。

矿业是决定国民科技经济发展的重要产业，而采矿学是采矿工程专业的一门必修课，同时也是该专业学生最重要的专业核心课程。其主要任务是让学生理解和掌握采矿基础、露天开采工艺类型、地下回采方案种类、矿产资源投资方案评估和矿山生态修复等。通过对各知识环节的系统学习，提高学生基础理论应用于生产实践的能力。然而，随着世界采矿科技飞速发展，矿业正向全面信息化、数字化和自动化快速迈进，所以21世纪的采矿工作者不但需要更新的知识，而且需要有与以往不同的知识结构；不但需要掌握矿床开采方法、工艺和常规技术，而且需要掌握矿产资源开发的经济规律、科学决策手段和新技术的应用。

基于此，团队以OBE理念为导向，先后开展采矿学课程体系的改革设计与内容更新工作，以及新的教学手段探索，先后完成了国家精品课程建设、省级精品资源共享课建设、省级和国家“十二五”规划教材建设，以及国家精品在线开放课程建设等工作。

一  国家一流“金课”建设

（一）  课程建设

采矿学作为采矿工程学生的基础专业课程，致力于培养掌握矿区开发与经营的基本理论与方法，运用现代技术从事矿产资源的开发设计、生产、管理和科学研究的高级工程技术人才。该课程顺应当前国际化矿业发展新趋势，内容体系不仅涵盖了露天开采工艺、地下开采工艺、岩石力学和爆破工程等，而且注重矿山生态复垦、智能矿山建设和深部开采探索，对培养综合性、国际型矿业人才具有重要的意义。该课程总学时为76学时，包括理论学时61学时，习题课5学时，测试课2学时，上机实践课8学时；知识点数为150余个。课程以采矿方法和工艺过程为主线，把相关基础知识、技术和优化决策融会贯通，将学科理论基础与学科前沿技术结合，注重学生自主研究能力和应用实践能力的培养，课程内容更加体系化、时代化。课程讲授过程中，为克服实践困难等问题，一方面自主研发教学辅助软件，另一方面教学团队亲临生产现场，录制不同生产环节的视频，辅助解决课堂教学中理论知识难以理解、三维空间建立困难等问题。改变以知识点讲解为教学目的的传统教学模式，引入基于问题学习的教学方式，即以解决某个问题需要了解和学习哪些内容为核心，引导学生自由探索和查阅知识点，锻炼学生自主学习和独立创新的能力。

（二）  教材建设

《采矿学》的编著者们长期从事采矿工程专业的教学工作，注重总结教学经验、收集反馈信息；注重掌握和跟踪国际、国内采矿领域的科学技术现状和发展趋势，以及教学方法、课程设置和教学手段；注重研究总结采矿工程专业课程的教学难点和解决办法。作为采矿工程专业课的主导教材，《采矿学》在内容体系设计上充分体现了上述指导思想和体系框架，做到采矿方法和工艺技术等“硬技术”与经济技术评价、决策和优化、生态化开采等“软科学”并重；国内实用与轨迹接轨兼顾。在硬技术方面系统全面地更新完善了典型采矿方法、工艺和技术、设备，充分体现国内外在相关领域应用较成熟的最新研发成果。在软科学方面，系统论述了为高效采矿服务的经济技术评价与决策、数字建模、参数和方案优化等理论、方法、模型和算法。在具体的设计和计划程序与方法方面，既论述我国矿山设计和生产中广泛应用的程序和方法，又介绍国际（主要是发达国家）广泛应用的与我国有明显区别的程序和方法。这样，使用该教材教学，培养的人才不仅具有满足我国现在和将来一段时期采矿业发展的需要，而且具有满足走出国门开发利用国外矿产资源的需要。

教学团队编著的《采矿学》教材，内容丰富、体系结构完整，受到同行业的广泛关注和一致好评。该教材先后被列入省级和国家级规划教材，被评为东北大学教学成果特等奖，辽宁省教学成果一等奖，国家教学成果二等奖，东北大学百篇优质教材、东北大学教材建设案例二等奖，辽宁省优秀学术成果三等奖。

（三）  教学网站平台资源建设

一方面，基于学校服务器和站点建立采矿学课程自有网络课程平台，包括网页设计、网络课程平台内容、课程资源建设和课程资源分类等建设工作。在自有网络课程平台上，建设“互动平台”。针对学生的不同需求，共设置“课程反馈”“问题求助”“难点讨论”和“课外知识”4个栏目，其中“课程反馈”栏目反馈课程中的问题和意见建议使用；“问题求助”和“难点讨论”栏目用以解决学生在课程习题和难点方面出现的问题；“课外知识”栏目用以补充课程，扩宽学生的专业视野。建立平台“课件与习题”版块。通过课程平台上的“课件与习题”版块，对学生的学习效果及学习目标的达成程度进行考核。对做不出来的习题，学生可在互动平台上的“问题求助”栏目进行留言，老师进行在线解答。提供采矿工程专业资深教师的授课课件和课堂录像、工艺录像与动画及教学软件等资源。其中，像工艺动画等资源，都是在教师的指导下，学生参与制作，从而提高了学生参与网络课程的积极性。学生对课程若有更好的意见建议，还可以在互动平台上的“课程反馈”栏目进行留言。

另一方面，基于全国公共网络平台建设资源共享课程。根据辽宁省资源共享课网络平台、学堂在线平台、爱课程在线平台、中国大学MOOC平台及学习强国平台格式规范和制作要求，课程团队历经多年，先后制作相应的教学视频、习题和知识点内容等，完成了采矿学课程在上述平台的上线工作。

（四）  辅助教学资源建设

教学手段建设的重点之一是课件建设。采矿学的一大特点是图纸多，各种采矿结构、工程布置都用图纸表述。空间思维能力是采矿人才必备的专业素质。过去用大量的平面、剖面图教学，学生难以建立采矿方法中各种工程的三维空间概念，无法有效掌握其空间和功能上的相互关系，既费学时又效果不佳。计算机虚拟技术为解决这一难题提供了有效手段。教学团队把单个采矿工艺环节和过程制作成三维动画模型（图1），在课堂上演示，原来需要一小时讲解的内容，几分钟内学生就看得明明白白，而且印象深刻。课件还包括现场影像和实物模型。

采矿工程是一个实践性很强的专业，但是实践受地理位置、实践环境安全等因素影响，采矿专业学生现场实践受到很大约束，难以将理论与应用有效衔接。鉴于此，课程团队开发露天矿优化软件、爆破软件等辅助教学软件，弥补实践问题的不足（图2）。

（五）  学生个人能力培养

一是培养学生的动手能力。学生根据所学知识内容，自己进行采矿方法、开拓系统等三维建模及实物组建，并鼓励学生将做好的模型做成宣传片参与大学生建模大赛，不仅增强了学生对知识点的理解能力，也增强了学生对通用软件的应用能力和程序编写能力，同时也让学生能够提前适应公众场合的个人能力展示和自信表达。

二是培养学生的创新能力。鼓励学生参与大学生创新实验，一方面提高学生知识的应用能力，另一方面培养学生独立思考问题、解决问题的能力，同时也培养学生探索新知识、追求新鲜事物的兴趣爱好，开发学生的发散思维。鼓励学生先后多次参与全国高等学校采矿工程专业学生实践作品大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、通信和信息技术创新人才培养工程、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛及国家级大学生创新训练计划项目。

二  国家一流“金课”创新与特色

（一）  课程建设的创新点

1  教学手段创新

基于OBE理念，在课程讲学中，通过引入视频、使用雨课堂等辅助教学手段，调动学生学习的积极性。基于建立的网络教学平台，部分内容需要学生自己看视频学习，这就要求学生会学，这也是成果导向的核心，同时也实现了课堂翻转教学。通过开发辅助教学软件及仿真实验，将成本高、安全隐患大的现场实习搬到电脑屏幕上，学生通过软件操作，同样可以达到实习的目的。

2  教学理念和模式创新

课程教学过程中，不再是简单教学生理论知识和技能技巧，而是引导学生自己思考问题和培养学生解决问题的能力。不再是以学生对知识点的掌握情况作为唯一考核目标，而是融入开放性课题，让学生自由探索。将部分简单的科研问题引入课堂，让学生用所学的理论知识进行解决。逐渐将传统的“满堂灌输”“填鸭式教学”引导为开放教学和发现思维培养，让教学由“教”知识点变为学生在自由探索解决问题的过程中学习和查阅相关知识点。这样的教学理念和教学模式让学生对理论知识理解得更深，且能够应用自如。