OBE理念下的開采沉陷課程建設探討

□朱慶偉 湯伏全 韓帥軍 黎 曉

《開采沉陷》是測繪工程專業針對于煤礦開采，實用性較強的專業課程之一。1958年西安礦業學院從西安交通大學獨立出來，設立了測繪教研室，并開設了該課程。隨著測繪新技術的發展，沉陷數據獲取方法也在不斷地優化和發展，其教學方法越來越豐富且成熟、教學目標更為明確。開采沉陷是集地質學、水文地質學、礦山測量學、采礦學、巖體力學，土木建筑學、環境工程及計算機科學等多種學科交叉的一門專業課程，通過理論教學達成知識、能力、素養三個方面的總體目標，為后續從事相關煤礦企業工作打好堅實的基礎。在以往教學實踐過程中，學生不能靈活運用所學專業知識，往往達不到去煤礦企業工作的要求，加之傳統的開采沉陷課程教學方式多采用“填鴨式”的教學模式，存在一定缺陷，學生對開采沉陷這門課程并沒有形成完整的知識體系，學生反饋對開采沉陷課程中部分概念不易理解，開采沉陷預計章節的計算復雜，對使用概率積分法進行開采沉陷預計掌握不夠熟練。傳統教學方式不利于學生對知識的理解和掌握，得不到理想的教學效果，也無法很好地順應時代發展，為了滿足煤礦企業對應用型人才的需求，對開采沉陷課程的教學改革勢在必行。

一、OBE及工程教育的理念

OBE是成果導向教育的簡稱，強調培養學生綜合能力，以學生為中心，以成果為導向是其理念的核心。OBE理念主張在教學過程中不再以書面考試成績的高低評判學生對知識的掌握程度，并且強調每個學生都可以在學習過程中獲得成功。相較于以教師為主體講授課程知識，學生被動接受知識的正向設計理念而言，OBE則是采用反向設計，首先是確定課程最終會達到的學習目標，然后老師將輔助學生，以興趣為導向，讓學生主動接受所學知識，并實現最終的學習目標。OBE理念的提出，極大地推進了精準教育和科學教育的進程。西安科技大學測繪工程專業于2016年正式通過工程教育專業認證，也是首個通過該專業認證的省屬高校。因此基于OBE理念，以最終學習目標為導向，對促進開采沉陷教學改革具有一定的現實意義。

成果導向教育遵循反向設計原則，教學設計增加了問題反饋環節，可以克服原來教學過程中學生只能被動接受，無法主動提出問題的缺陷。OBE理論主要闡述以下幾個問題：一是讓學生知道取得的學習成果是什么；二是學生取得這樣的學習成果的原因是什么；三是幫助學生自主有效地取得相應的學習成果；四是了解學生已經掌握的學習成果。本文將OBE教學理念引入《開采沉陷》課程教學中，在教學活動中以培養學生能力為核心，以學生主動吸收知識為目標導向，改革課程的教學理念和模式，推進OBE理念下開采沉陷課程建設。

二、開采沉陷課程建設現狀

隨著科技的不斷發展，許多新興技術應用到日常教學中，取代了板書授課。但由于老師講解教材知識，學生被動接受知識的教學模式并沒有發生改變，學生沒有明確的學習目標，使得學生的學習效率低下?，F有的開采沉陷課程多為教材理論知識的講授，主要講授在理想環境下開采沉陷觀測線布設與沉陷預計方法，面對復雜的實際工程環境，缺乏透徹的講解。學生在實際作業過程中會遇到種種未曾遇到的問題，對于解決特殊問題，學生不擅長自主尋找解決問題的方法，達不到OBE要求解決復雜工程問題的要求。

開采沉陷課程的總體教學目標如下，知識目標：能清楚表述巖層移動破壞規律和地表移動破壞規律，概率積分法等基礎知識。能力目標：能夠運用概論積分法預計地表盆地內任意點的移動變形值；能夠根據采礦地質條件，設計出地表巖移觀測站，并完成點的布設與觀測等一系列科學研究活動；能夠運用相關理論知識，具有設計井下保護煤柱，最大限度回收利用資源的能力。素養目標：培養學生理論應用于實踐的能力、自主學習意識和創新思維；提升學生的表達交流、協作研究能力；培養學生正確的價值觀、社會責任感、職業認同感和愛國情懷。

(一)傳統教學模式下學生存在的不足。

1.缺乏主動性。在傳統教學中，主要教學方式為教師講解課本內容，缺乏實際應用案例，學生沒有明確的學習目標，主觀能動性較差，導致學習動力不足。

2.缺乏獨立分析問題、解決問題能力。大部分學生遇到問題往往不會自主對問題進行分析，進而采取相應的解決措施，少有學生可以靈活運用所學知識，教學效果并不明顯。

3.對所學知識似懂非懂。學生對于工程環境的認知主要來自教師講解，講解的抽象性使學生對實際生產環境認識不夠透徹，學生對知識的掌握模棱兩可，更談不上對知識的靈活運用。

4.專業水平有待提升。在連續多年對畢業生就業于煤礦企業進行開采沉陷相關工作的調查中發現，常出現一些學生不能快速地將所學知識靈活應用到實際工作中，難以適應當下煤礦企業的生產環境，對遇到的問題不能及時給出合理的解決方案等問題。

(二)教學模式存在的不足。

1.課本內容多，課時少?！堕_采沉陷》涉及到地質學、礦山測量學、采礦學、巖體力學等多學科交叉的一門課程，教材現為“十二五”規劃教材，雖再版時經過一些修改，但部分內容已顯陳舊。教材涉及范圍廣、內容多，教學大綱只安排18個學時，難以在短時間內讓學生消化所有重點知識并建立開采沉陷課程的知識框架。

2.課堂教學與實際生產脫節?，F有的教學是以講授教材中的理論知識為主，實踐課程偏少，學生缺乏一定的實踐經驗，在面對實際問題時往往束手無策，無法滿足煤礦企業要求學生進行礦山開采沉陷相關工作的條件，在實際工作中，面對復雜的工程問題，學生顯得有點力不從心，達不到生產單位對畢業學生的要求。

3.課程考核方式單一。開采沉陷采用理論考試作為評判學生學習效果的依據，該方法并不能客觀反映學生知識掌握深度及實操水平。由于考核方式單一，理論考試只能了解學生對知識的掌握程度，與OBE理念中讓學生知道已經取得的學習成果相違背。學生是否做到理論與實踐相結合，是否對學生的自主學習能力進行了有效訓練，是否了解開采沉陷的學習目標及其應用，上述問題都無法通過理論考試得知。

4.測繪新技術應用不充分。經過六十余載發展，開采沉陷形成了完善的教學體系，但課本中部分內容略顯陳舊，加之新技術更迭快，學生過度依賴課本知識，導致學生很少去關注并了解測繪領域中的高新技術，最新研究成果與課堂教學無法有效結合，學生難以做到學以致用，難以使用新技術高效解決復雜工程問題。

5.實施OBE教學理念難。目前教學大綱的編制基本上采用正向設計，而OBE采取的是課程反向設計，對于《開采沉陷》而言，需借助啟發式教學、案例式教學、理論與實驗結合的方法促進教學與實際生產相融合，以促進學生理解和應用知識。

三、OBE理念下的開采沉陷教學改革

針對傳統教學模式的不足，現基于OBE理論，對開采沉陷課程進行教學改革。應遵循理論知識學習與動手實踐并重，做到學習與實際生產接軌的課堂授課體系。明確課程的重點為：分析覆巖移動破壞規律、概論積分法開采沉陷預計、地表移動觀測站的設計與布設、優化設計井下保護煤柱。

從學生層面來講，以“提出問題→學習知識→解決問題→結果驗證→得出結論”為教學路線，激發學生學習興趣，讓學生主動獲取專業知識，采取措施如下。

(一)以學生為中心，明確教學目標。融合OBE教學理念，以開采沉陷基本內容為基礎，重點講授所學習知識能夠解決哪些開采沉陷中的復雜問題，加強對學生動手能力、方案設計及數據處理能力的培養，達到學有所用的目的。

(二)以目標為導向，理論與實踐并重。在教學實踐中，授課教師應依據學生出勤次數、在實習過程中的表現、儀器的使用操作以及內業數據處理能力等多方面對學生綜合考量，加大此項考核在最終成績中所占的權重。

(三)以成果為導向，創新考核模式。通過閉卷考試的考查方式無法全面反映學生的礦山測量綜合實力，因此，有必要將考核貫穿到平時教學過程中，把教、學、考三者有機地結合起來，突出過程考核，更能真實地反映學生的實際水平。

從教師層面來講，教師承擔著授業解惑的任務，需要根據每個教學階段所出現的問題，及時進行教學總結、反思、改進，發現教學過程中需要加強的教學內容，動態、全方位提升教學效果，最終達到預期的教學成果。教師和學生應該建立起輕松的朋友關系，力爭做到以下幾點。

1.教師與學生多溝通。與學生主動溝通，了解學生在開采沉陷學習過程中所遇到的問題，利用單獨輔導、在線交流以及學業督促等形式，促進學生補上知識短板、能力缺項，達成課程目標。對學生的自主學習采用鼓勵性措施，與學生搭建良性的溝通橋梁。

2.教師與學生巧溝通。引導學生獨立思考解決開采沉陷實踐中遇到的問題，讓學生意識到在學習過程中的優勢與不足，不過度干預學生對于問題的獨到見解，對知識的錯誤理解也需要及時更正。

3.教師同學生長溝通。及時整理學生在理論學習、測繪過程中反饋的問題，依據具體問題進行個性化指導，鼓勵學生在學習中反思，在學習中正確認識自我。

新時代大學生必須清楚地認識到：人生路上，大學才是真正開始自我學習的階段，作為學生思想上不能偏頗、心態上不要懈怠、行動上不容遲緩，始終保持樂觀向上的態度，不放松對自己的要求。努力做到以下幾個方面：一是樹立正確的價值體系，以學習專業知識為目標。上學并不僅僅是為了拿到學位證，測繪學生應不斷充實、完善、提升自我的測繪技能。二是轉變應試教育的觀念，緊跟時代發展方向。課堂上積極學習開采沉陷專業知識，課余時間積極參加測繪技能比賽和學術競賽活動，將學習到的專業知識應用到實際問題的解決中，主動接觸先進的測繪理念，不斷豐富自己，提升測繪自身的綜合素質。三是注重學習能力的培養，轉換傳統定式思維方式。鼓勵學生利用發散式思維思考問題，培養思想深度和廣度，在學習他人測量方法的指引下，建立自己對測繪的理解和測繪思維。

從講學方法與教學手段來講，教學方法采用問題探討、融合講授、案例分析、實踐訓練進行理論與實踐教學；課程思政內容和勞動教育貫穿線下教學；每兩周面對面輔導答疑一次，其余通過網絡進行輔導。教學手段采用板書、多媒體和線上答疑相結合，輔以信息化教學工具。

從考核層面上來講，摒棄只通過閉卷考核的單一考核方式，科學的考核體系是人才培養的重要環節，全面考察學生理論知識、專業技能的掌握程度，優化現行考核制度，將考核內容分為口試表述、理論知識筆試、測繪儀器操作、學習成果討論分享四個指標綜合考量，將其作為今后培養學生的重要依據，這樣的考核方式也更為科學合理。具體考核形式如表1所示。

表1 考核主要形式

四、結語

《開采沉陷》是西安科技大學測繪工程專業為確保煤礦順利開采，確保井下人員安全，防止采空區周圍環境過度破壞的一門極具特色的專業課程。煤礦開采企業需要學生熟練掌握開采沉陷預計等知識，并可以很好地應用于實踐，來確保煤礦企業的安全平穩運營。煤礦企業要求畢業生擁有過硬的專業素養，和解決實際問題的能力。在教學過程中要不斷改進教學方式，以順應新時代對人才培養的要求。本文基于OBE理念下的開采沉陷教學改革，以社會和生產單位對應用型人才的需求來調整培養模式，采用反向設計的原則，激發學生的探索欲和求知欲，強化學生自主思考、獨立解決工程問題的能力，深化學生的創新能力。較傳統教學方式，OBE教學模式使得教學不再死板，課堂氣氛也變得輕松，學生學習更有積極性，效率更高。在實際教學工作中，取得了良好的效果。

教學改革不可能一蹴而就，我們還有很長的路要走?；贠BE對傳統開采沉陷進行教學改革仍然需要在實踐中總結并進行優化，OBE教學模式改革可以為培養測繪專業應用型人才貢獻一份綿薄之力。