基于OBE理念的地质工程专业课程教学改革探究

作者: 汝珊珊 刘建 郭君 赵虹

[摘 要] 近年来,随着经济社会持续发展,对地质工程专业学生的就业市场的需求不断提高。以OBE理念为基础,结合“地质灾害调查与防治”课程教学过程中的问题,以地质工程专业认证要求为指导,通过教育理念、教学设计、课程实施几个方面,对“地质灾害调查与防治”课程进行改革探索,在此过程中充分发挥学生的主动性,将专业理论知识融合到实践教学中,提高学生的实践能力,培养学生解决复杂工程的综合能力,并进一步提升“地质灾害调查与防治”课程的教学水平,同时让学生适应当前地质行业对人才的需求。

[关键词] OBE理念;地质灾害调查与防治;教学改革

[基金项目] 2023年度云南省教育厅科研基金“兰坪—思茅盆地大凹子组时代归属研究”(2023j0131);2015年度云南省人才培养计划“云南普洱大平掌铜多金属矿床火山岩年代学研究”(KKSY201556033)

[作者简介] 汝珊珊(1986—),女,黑龙江佳木斯人,博士,昆明理工大学城市学院讲师,主要从事矿产普查与勘探研究;刘 建(1984—),男,四川苍溪人,博士,昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室教授,主要从事矿物加工工程研究;郭 君(1979—),女,湖北荆州人,硕士,昆明理工大学城市学院讲师,主要从事构造地质学研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2025)09-0105-04 [收稿日期] 2024-03-27

引言

成果导向教育简称OBE(outcome based education),指能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育,作为一种先进的教育理念,于1981年由Spady等人提出后,很快得到了人们的重视与认可,并已成为美国、英国、加拿大等国家教育改革的主流理念[1-2]。成果导向教育理念引导工程教育改革,美国工程教育认证协会(ABET)全面接受了OBE的理念,并将其贯穿于工程教育认证标准的始终。2013年6月,我国成为《华盛顿协议》签约成员,标志着我国拉开了国际实质等效的工程教育专业认证的帷幕。成果导向教育理念引导工程教育专业改革,对促进专业建设和教学改革及提高工程教育人才培养效果具有重要的意义[3]。

一、“地质灾害调查与防治”课程学习现状

(一)“地质灾害调查与防治”课程概况

“地质灾害调查与防治”(简称“地灾”)是地质工程专业综合性和实用性很强的一门课程,课程涵盖了工程地质学、环境科学等多个学科领域的知识,主要内容包括崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、矿山地质灾害(冒顶、岩爆、煤与瓦斯突出)等地质灾害的基本概念、特征、成因、发展规律,帮助学生掌握地质调查和监测技术,学会灾害风险评估、预测及相关防治工程的设计和实施。课程要求学生能够理论联系实际,课程特点是课程理论设计内容丰富、与其他核心专业课程的联系紧密且需要一定的工程实践。在学习过程中,学生将通过实验、实地考察、案例分析等方式,深入了解各类地质灾害的特点和防治方法,培养应对地质灾害的能力。

(二)“地质灾害调查与防治”课程面临的问题

1.目前,“地质灾害调查与防治”课程是以学科为导向的,遵循专业设置按学科划分的原则,为工程地质与水文地质勘查方向开设的课程,教育模式倾向于掌握不同灾种的概念、分类、致灾因素等具有确定性、单一性的传授模式,强调地质灾害调查、评价及防治整个知识体系的系统性、完整性。教学设计过程中更倾向于学科的培养方案的需要,在一定程度上忽视了社会对本专业的需求。因此,课程的教学对国家、社会和行业、用人单位等需求只能“适应”,而很难做到“满足”。

2.课程开课时间是第六学期,学生在大三涉及的专业课、实训、实习及社会实践较多,且学生在面临过多课程要求时压力较大。随着科学技术的发展,在实际地质灾害调查和防治的过程中有一些新技术新方法没有及时地引入课堂,部分教师墨守成规,将行业规则、规范写成教材后一成不变地将教材“背”给学生,或做成PPT“读”给学生,让学生单一地理解和记忆。教学方法单一导致学生的学习积极性不高,考核方式仅限于对学生记忆力的考查,没有从很根本上了解学生已取得的学习成果。

3.根据教学内容和教学时间,按学科需求构建专业知识结构,“地质灾害调查与防治”课程被割裂成了独立的知识体系。地质灾害强调知识体系的系统性、完整性和连续性,几乎每一种地质灾种都有自身设计规范及勘察规范,导致在教学过程中教学设计内容越来越多,教材越来越厚。由于“地灾”课程存在知识体系的庞大性和结构的复杂性,目前还没有一本针对地灾调查防治的教材,所以在课程讲解过程中教师靠规范、靠相近的教材给学生进行总结性教学,走进了教学局限于规范、局限于讲授时间、局限于教材缺失的“误区”。

二、基于OBE理念的课程教学改革研究

(一)教学设计明确课程的专业能力目标

基于OBE理念为核心转变教学观念,通过对地质工程专业认证要求的研究,在2024年地质工程专业的培养方案及“地灾”课程大纲、课程标准的修订过程中明确毕业要求(毕业生能力),指出培养目标关注的是学生“能做什么”,而毕业要求更加关注的是学生“能有什么”,能做什么主要取决于能有什么。从这种意义上讲,毕业要求是培养目标的前提,培养目标是毕业要求的结果。并明确了“地灾”课程要达到的课程能力及毕业目标的对应关系。

在“地灾”课程的教学过程中要转变教学观念,改革教学方法,正确处理课堂讲授与课外学习的关系。在每一章节每一灾种的理论知识讲解后,更加注重工程实例的研究。通过文献学习、案例探讨大力推进研究型教学模式,将知识课堂变成学问课堂,将句号课堂变成问号课堂,将教学内容在时间和空间上从课内向课外延伸,让OBE的教学实施方法不断激发学生,让学生真正成为学习的主人。例如,在泥石流的讲解过程中回顾2010年甘肃舟曲特大泥石流、2010年四川绵竹清平乡文家沟特大泥石流等灾害,在介绍灾害所带来的损失伤亡过程中引导学生思考发生泥石流的原因、分析泥石流的形成机制,思考如何开展对泥石流的预防预警工作,并思考对于昆明理工大学所处的大部分地区都是山地的云南,应如何进行长期的泥石流的监测工作,在面临突发的泥石流灾害时能够采取哪些应急调查方法开展调查。

(二)教学设计明确课程的思政目标

2020年教育部印发的《关于高等学校课程思政建设指导纲要》提出全面推进高校课程思政建设。在此背景下,笔者认为将课程思政理念融入地质灾害专业课程教学具有重要价值。在教学实践中,应着力构建对话型课堂,通过知识对话、思维对话和心灵对话的三维路径实现育人目标:其一,知识对话需突破单向灌输模式,采用师生、生生多向互动式教学,构建知识传递的立体网络;其二,思维对话应注重培养学生辩证思维,通过地质灾害案例分析提升学生系统性思维和工程伦理意识;其三,心灵对话要将知识传授升华为情感浸润,在专业教学中融入家国情怀、工匠精神和生态文明理念,通过红色地质案例的解析传播正能量,使学生在掌握专业知识的同时,潜移默化地接受价值引领,最终实现知识习得与价值塑造的有机统一。在每一章的讲解过程中都提出2~3个思政元素,例如,在地震诱发滑坡部分向学生介绍汶川地震后,中国地质调查局组织全国专家完成灾区1∶5万地质灾害详查,建立全球最大地质灾害监测预警网络,体现“集中力量办大事”的社会主义制度优势。成都理工大学黄润秋团队研发的“地质灾害监测预警系统”在四川多地应用,直接保护数十万群众生命安全。又如,在库岸稳定性评价部分向学生介绍三峡工程实施的过程中,中国地质工作者首创“地质灾害防治+生态修复”综合治理模式,攻克175米水位变动下的库岸滑坡预警难题,践行“绿水青山就是金山银山”理念。国际工程地质与环境协会(IAEG)将三峡库区灾害防治列为全球典型案例,彰显了中国方案的世界贡献。中国国际救援队参与尼泊尔地震、巴基斯坦洪水等国际救援,提供“中国技术、中国经验”,践行人类命运共同体理念。中国科学家团队数十年坚持高原科考,突破“地球第三极”研究难题,为第二次青藏科考提供数据支撑。在青藏铁路建设中的冻土灾害防治技术全球领先,体现“挑战极限、勇创一流”的青藏铁路精神。让学生领悟“把论文写在祖国大地上”的伟大情怀。这些知识内容增加了学生对党的领导和我国地球科学研究的信心与荣誉感以及民族自豪感。介绍我国是一个地质灾害频发的国家时,提及习近平总书记考察河北唐山时强调:“提高全民防灾抗灾意识,全面提高国家综合防灾减灾救灾能力。”[4]引导学生思考地质灾害产生的地质因素、气候因素、人为因素等,掌握地质灾害的形成机理。了解灾害既是天灾有时也是人祸,引发学生产生“环境与人类共存,开发与保护同步”的思想共鸣。增强学生学习防灾减灾知识的兴趣。在讲解从地面沉降的分布规律到地面沉降分类、到地面沉降的形成条件再到地面沉降的成因机制和形成条件;通过众多举例阐释我国的地面沉降除了构造运动所导致的以外,更多的是因为长期过量开采地下水以及因城市发展的需要大规模兴建建筑工程所导致的客观事实;引导学生理解地质工作者的社会责任,用自己扎实的专业知识服务社会。以上海等地严格控制开采地下水为例,从地质角度帮助学生树立用地质知识解决工程问题的思想。总结并引导学生认识到节约用水和加强城市工程措施的干预对于地面沉降的重要性。通过对矿山地质灾害的讲解,让学生掌握瓦斯突出、瓦斯爆炸的相关知识,重点掌握瓦斯爆炸的形成原因及应对措施,激发学生从地质学专业角度出发,积极应对及认识矿井安全生产的必要性;摆事实、举例子,让学生切实感受到地质工作者面临的社会责任,在地质工作过程中知识掌握要扎实、对待问题要严谨。使学生在学习过程中严格要求自己,为自己即将面临的责任做好解决问题的准备,认真学习专业知识。在第九章《水土环境异常》内容讲解中体现人与自然的和谐相处,当地质环境中的元素过剩或缺乏时都会导致地方病的出现,作为地质工作的从业者更应该重视地质环境和人类的关系。工科类专业的大学生往往思维模式过“直”,存在“发现问题—解决问题”的单一思维模式,忽略了如人文社科等一些外因,在授课过程中也要提升学生的人文素养,使学生深入认识人类、认识社会。

(三)重新构建课程体系实施教学

构建课程体系是要注意对学生地质灾害相关知识、能力、素质结构的培养。要注意地质灾害基础知识讲解、注意提升学生对地灾突发应对能力、素质结构的纵向和横向关系。充分利用如雨课堂等教学软件、慕课等网络资源穿插到课堂中,加深学生对所学知识的理解,另外,要与其他课程之间建立课程串,更好地让学生梳理地质灾害在各类工程中的问题,重视施工过程中的安全隐患,与其他课程相互连接防止知识的零碎和割裂。

在“地灾”课程的教学过程中还要注意OBE中提到的显性课程与隐性课程的关系。显性课程指的是传统课程,是由教师、学生和固定场所等要素组成,在规定时间、空间内完成规定教学内容的有目的、有计划的教学实践活动。隐性课程是指除此之外的,能对学生的知识、情感、态度、信念和价值观等的形成起到潜移默化影响的教育因素。在地质工程专业的培养过程中,要充分重视隐性课程的育人功能,要像重视显性课程课堂建设一样重视隐性课程课堂,提升隐性课程课堂建设水平,使隐性课程课堂与显性课程课堂齐头并进,提升两种课堂的育人效果。

(四)完善课程考核体系

关于课程考核体系的问题,作者采用下列四步法完善考核方式:(1)在学习OBE理念的基础上改革课程考核标准,对开课班级进行分组,要求每组组长组织带动组员通过网络收集地质灾害事件,总结事件概况,分析发生的原因,给出防治方案,选取一人做小组汇报。此项内容占考核分数的30%,根据汇报内容、回答问题是否完整和表述逻辑是否清晰给予适当的分数。(2)利用雨课堂扫码签到、随机点名提问、随堂检测等形式进行平时成绩考核,提高学生的专注力,增加教学互动。此项内容占考核分数的10%。(3)每堂课给学生留一个思考内容,课后探讨以作业形式提交。此项内容占考核分数的10%。(4)期末考试占考核分数的50%,学生分组讨论、训练互动,学生提问与教师解答、指导有机结合,让学生在“教”与“学”过程中,逐步学会认识地质灾害的特点,对其形成机理、影响因素等形成深刻认识。从理论出发结合实际野外地质灾害进行研究,培养学生独立思考的能力,使考核不再是学习成绩的体现,而是整体能力与素质培养的体现。

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