OBE理念下礦物巖石學課程教改探究
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［摘要］礦物巖石學課程是高等院校為非地質學的地學專業大學本科生開設的一門重要專業基礎課，該課程理論與實踐緊密結合。基于obe教育理念，提出目前課程教學中存在學生的學習熱情不高、實驗課程學生的融入感不強、學生的期末考試成績不理想等問題，將課程教學過程“定格”于特色、“定向”于實踐，對課程教學進行調整與優化，加強課程思政建設，科學取舍教學內容，適當增加實驗課時，靈活采用多種教學方法，改善考核方式，以期提高教學效率和教學質量，保證學生的學習成果。
成果導向教育（Outcomebasededucation，OBE）作為一種先進的教育理念，于1981年由Spady等人提出后，很快得到人們的重視與認可，已成為美國、英國、加拿大等國家教育改革的主流理念，被工程教育專業認證完全采納[1]。OBE教育理念認為，教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果（learningoutcomes）。OBE教育理念強調四個教育本質方面的問題：我們想讓學生取得的學習成果是什么？為什么要讓學生取得這樣的學習成果？如何有效地幫助學生取得這些學習成果？如何知曉學生已經取得了這些學習成果？利用OBE的教育理念引導工程教育改革中課程教學的設計與實施具有現實意義。本文以我校地下水科學與工程專業開設的礦物巖石學課程為例，以OBE教育理念為指導思想，針對目前課程教學中存在的一些問題開展研究，對課程教學進行調整與優化，以期提高教學效率，保證教學質量。
一、課程內涵與建設現狀
礦物巖石學課程是高等院校為非地質學的地學專業（如地下水科學與工程專業、地質工程專業等）大學本科生開設的一門重要的專業基礎課，是理論與實踐相結合的學科，較系統地介紹了礦物巖石學相關的基礎知識，內容涵蓋結晶學基礎、礦物的性質、主要造巖礦物各論和三大類巖石（巖漿巖、沉積巖和變質巖）的基本知識、基本理論、分類命名、觀察鑒定等。其目的是使學生能在已經掌握基礎地質學內容的基礎上，進一步學習晶體、礦物和巖石的基本知識，理解晶體、礦物與巖石之間的關系，指導學生使用最常規和簡便的小三件工具（小刀、放大鏡和錘子）對礦物和巖石進行正確的觀察、鑒定和描述，培養學生根據礦物和巖石特征分析相關地質信息的能力，為學習后續專業知識和野外工作奠定基礎。隨著高等院校教育教學改革的不斷深入、各本科專業人才培養方案的優化與調整，專業課學時縮減已成為普遍現象。我校地下水科學與工程專業礦物巖石學課程總學時為32個學時，其中，理論教學26個學時，實驗教學6學時。相對于本門課程內容豐富、知識體系龐雜、實踐性超強的特點，這些學時少之又少。因此，如何在有限的學時內讓學生掌握該門課程的核心內容，保證學生的學習成果是非常值得思考的問題[1]。近兩年，課程團隊對該課程的教學內容、教學方式雖然做過一些調整，但是教學效果仍然不夠理想，主要表現在以下幾個方面：（1）學生學習該課程的熱情不高，認為知識過于理論抽象，很難與生產實踐結合。（2）實驗課程學生的融入感不強，教師帶領學生簡單回顧完實驗課涉及的理論知識、闡明實驗目的及要求、示例講解完手標本的鑒定之后，除了少數學生遇到問題時會向教師提問外，多數學生都是程序化地進入實驗，撰寫實驗報告，但實驗結果或是鑒定結果有誤，或是存在照抄實驗指導書、同學之間互抄的現象，實驗效果不夠理想。（3）期末考試答題得分不高，按照傳統的期末閉卷考試成績占70%、平時成績（出勤、課堂表現及實驗）占30%的權重來計算總成績，有不少學生達不到及格線，主要是考試卷面分太低，學生給的反饋意見則是概念抽象、內容太多、記不清或記不住。
二、基于OBE理念的課程調整與優化
OBE教育理念強調，四個教育本質方面的問題要落實在課程教學上，涉及教學目標、教學目的、教學方式途徑及教學效果。針對上述課程教學中存在的問題，基于OBE的教育理念，本人結合近幾年的教學經驗，認為該課程的教學可以在以下幾個方面進行調整與優化。
（一）加強課程思政建設，從思想上認識課程學習的重要性
在礦物巖石學課程講授過程中加入課程思政元素，通過傳播在礦物巖石學領域做出杰出貢獻的中國地質學家的勵志故事、與礦物和巖石相關的偉大水利工程（如三峽工程的選址）和服務地方經濟的水資源開發利用（如巖溶地區尋找水源）重要舉措等，強調該課程學習在個人專業知識儲備以及服務地方、服務社會中的重要性，讓學生從思想上重視該課程的學習與實踐，點燃他們學習該課程的熱情，陶冶學生的地學文化情操，使其立志為學好“礦物巖石學”等專業基礎課而努力，堅定為祖國地質事業作貢獻的決心與信心，為社會主義地質事業培養接班人[2]。
（二）結合專業特點，科學取舍教學內容，優化課程體系與結構
在專業課學時不斷壓縮的背景下，結合專業需求科學取舍教學內容勢在必行。地下水科學與工程專業本科生通過系統掌握地下水科學與工程基本理論、基本方法，以及與地下水有密切聯系的工程地質、環境地質等學科交叉知識，具備解決水文地質及其相關的工程地質、環境地質復雜工程問題的能力。學生畢業后主要在地勘、水利、交通和生態環境等領域從事和地下水科學與工程相關的勘察、設計、監測、評價、治理和管理等工作。前面在課程介紹中已經提及礦物巖石學涉及的三大板塊———結晶學、礦物學和巖石學，對于從事和地下水科學與工程相關工作的人員來說，他們在實踐過程中可能接觸到的最多的是巖石。巖石是水系的載體，是工程地質研究的對象，主要的研究范圍為巖石的物性，包括巖石的溶解度、儲水性、透水性以及密度、強度、彈性和韌性等力學性質。巖石的物性取決于巖石的化學成分、礦物成分和結構構造，綜合考慮則取決于巖石的類型。可見地下水科學與工程專業的學生應該以掌握礦物學和巖石學的基本知識及對礦物和巖石的鑒定技能為主，且巖石學部分為重中之重。因此，為了確保學生能在有限的學時里掌握到課程核心內容，結合其專業特色，可以在授課內容上做以下調整。1.大幅度刪減比較抽象的結晶學部分內容，只重點介紹晶體的基本概念、基本性質、晶體的對稱分類、晶體的形態及結晶習性等礦物學部分必備知識，了解晶體的定向和晶面符號等，其他如晶體生長理論、單形和聚形的推導等知識不做講解，可以推薦參考資料，讓感興趣的學生課后自學[3]。2.礦物學部分關于礦物的物理性質章節在基礎地質學中已做了詳細講解，所以在本門課程中簡單回顧即可。礦物學部分重點介紹礦物的化學分類及各大類礦物的基本特征，詳細介紹每一大類礦物中常見礦物的化學組成、物理性質、成因產狀及工業用途等，為進一步學習巖石學打下理論基礎。3.巖石學部分是本課程的核心，考慮專業需求，把重點放在巖類學上，即主要介紹三大類巖石的化學成分、礦物組成、結構、構造、產狀及分類命名等，并結合實踐教學，使學生掌握各類巖石的肉眼鑒定和描述方法。巖理學（著重探索巖石成因演化）部分不特設課時，必要時會在巖類學的授課過程中穿插講解。
（三）適當增加實驗課學時，采用理實一體化，強化實踐教學
“礦物巖石學”是一門理論與實踐緊密結合的課程，開設這門課程旨在讓學生在理解礦物及巖石基本理論知識的基礎上，通過實驗教學，能夠正確觀察、鑒定和描述礦物巖石。所以，礦物巖石學課程教學應該“定格”于特色、“定向”于實踐。按照目前的教學計劃，該課程總學時數為32學時，實驗教學設置6個課時，三大巖類（巖漿巖、沉積巖和變質巖）各安排一次實驗教學。學生參與實踐的時間是非常有限的，但如果大量增設實驗課時，理論教學則很難完成。要解決這一矛盾，筆者認為最好的解決方案是適當增加實驗學時，把三大巖類各論部分的理論知識融合在實驗課中講解，采用理實一體化的方式進行授課。如巖漿巖各論部分，主要介紹超基性巖、基性巖、中性巖和酸性巖的顏色、化學組成、礦物組成、結構構造、代表性侵入巖和噴出巖、分類命名和分布產狀等。如果把這些枯燥的理論教學與實驗室里門類齊全的巖石標本相融合，可潛移默化地提高學生學習的積極性。實踐與理論緊密銜接，不但便于學生理解記憶，也節約了實驗課前理論知識的概述時間。此外，實驗教學都是小班教學，采用理實一體化的方式授課，不但能達到深化理論學習、加強實踐訓練的目的，還有利于教師及時把控學生的學習情況，保證學習成果產出最大化。
（四）靈活運用多種教學方法，增加課程的實用性、直觀性和趣味性
OBE教學理念強調的是產出導向和學習積極性，因此在教學改革中，教學方法和手段不能過于死板，要盡量多樣化。在教學方法上，除了傳統講授法外，應采取多種教學方法，充分調動學生的學習積極性。教學過程中可采用以下教學方法：（1）案例分析法。理論教學經常將實際工程問題進行簡化或者理想化，使得系統問題單一化、復雜問題簡單化，這不利于學生綜合素質能力的培養。案例分析法將通過收集與本課程相關的實際工程案例，從多角度分析工程實際問題的因果關系，可以提升學生對知識的運用能力，培養學生分析和解決復雜工程問題的能力，同時堅定學生“學有所用”的專業思想，提升專業自信，實現知識課堂向能力課堂的轉變[4]。（2）現場教學法。依照傳統的教學方法，學生能學到的知識是基于教師對幻燈片里的文字、圖像、動畫、視頻以及實驗室不同巖石標本的講解，往往強調的是微觀尺度的認識，對于實踐性很強的礦物巖石學課程來說，這種傳統的封閉式教學，學生能獲取的知識是有局限性的。如果把學生帶到課堂之外，比如校園周邊或者是桂林周邊有巖石露頭發育較好的地方現場觀察，培養學生對巖石宏觀現象的感性認識，如巖石的新鮮面和風化面、沉積巖的層理構造、變質巖中定向構造等，更能增加課程的直觀性和趣味性，實現封閉課堂向開放課堂的轉變。（3）互動式教學。對于某些知識點，教師可以事先布置作業，指引學生線上線下收集相關資料，課堂分組討論發言，并就學生發言過程中存在的問題加以點評和講解。這一過程可以加深學生對知識點的理解和記憶，培養學生獨立思考的能力和創新意識，實現灌輸課堂向對話課堂的轉變。
（五）改善考核方式，強調過程考核和實踐技能的考核
在傳統的考核方式中，教學效果評價主要基于學生的平時成績（30%）和期末考試成績（70%）。平時成績主要考查學生的出勤率和實驗報告完成情況。對于實踐性很強的礦物巖石學課程來說，這種重理論、輕操作的考核方式，不能有效檢測學生的學習效果，有悖OBE的教育理念。因此，改進考核方式勢在必行，尤其是要加強過程考核和實踐技能考核，可以采用下列考核辦法。1.平時考核成績（20%）。為了保證學生參與正常的教學活動，檢查學生對上一堂課教學內容的掌握情況及對當堂教學內容的拓展學習情況，平時考核設置了出勤、課堂提問及課后作業三個環節，各占比5%、5%和10%，以提高學生的課堂參與度，對學生的過程學習提供有效監督和保障。2.實踐考核成績（40%）。實踐部分包括實驗報告（20%）及標本鑒定考試（20%）。實驗報告成績主要考查學生的聽課效果、觀察手標本的步驟方法、實驗報告編寫的規范程度及獨立完成情況等。實驗報告的編寫是基于驗證性實驗，即在教師布置實驗任務、講解主要實驗內容及步驟之后，學生對教育教學論壇2021年6月已知巖性的巖石進行肉眼觀察和描述。這一過程是檢測學生是否掌握了觀察描述巖石和礦物的方法、步驟，是對實驗規范性的考核。標本鑒定考試是對未知巖性的巖石標本進行觀察、鑒定、描述和命名。這一考查環節，為學生準備三套未知巖性的標本（巖漿巖、沉積巖和變質巖各一套），每套標本5～6件，對每一件樣品進行編號，如巖漿巖套系里編號為1-1～1-6，沉積巖套系為2-1～2-6，變質巖套系為3-1～3-6。學生在考試過程中，從三個套系中隨機各抽取一件（共三件）樣品進行現場觀察、描述和命名。這是考查學生動手能力、應用能力最重要的環節，是對實驗準確性的考核。地下水科學與工程專業的學生畢業后，部分野外工作則需要辨認巖石，如果無法準確鑒定，勢必會影響其對工程地質屬性的判斷，耽誤工作。在實踐考核中增加鑒定未知巖石標本這一環節，可以激發學生學習的積極性，培養學生的應用能力，為今后工作奠定扎實的地質基礎。3.期末考試成績（40%）。以名詞解釋、選擇、填空、判斷、簡答和識圖綜合等形式形成試卷，內容緊緊圍繞課程教學大綱，保證內容覆蓋面的同時，亦要突出重點和難點，難易程度適中，有效考核學生對課堂知識的理解和運用能力。
三、結語
OBE理念強調教育評價基于學習產出，著眼于對學生的培養目標與畢業要求是否明確、設定的目標要求是否能夠達成。其注重學生學得怎么樣，并以此來保證學生都能獲得步入行業所需的知識和能力。OBE理念強調教育的靈活性，教學理念不拘泥于特定的指導方法，教師可根據需要采用不同的教學方式和評價手段。礦物巖石學課程作為地下水科學與工程專業的專業基礎課，旨在培養理論基礎扎實、實踐能力強的學生，將OBE教育理念有效融入課程教學改革，對課程進行調整和優化，加強課程思政建設，科學取舍教學內容，適當增加實驗課時，靈活采用多種教學方法，改善考核方式。相信這種改革模式能夠在培養應用型人才的過程中發揮重要作用。
參考文獻
［1］李志義.解析工程教育專業認證的成果導向理念［J］.中國高等教育,2014(17):7-10.
［2］劉瑞斌,穆滿根,荊麗波.應用型本科高校地質類專業“礦物巖石學”課程教學改革與探索［J］.煤炭高等教育,2019,37(2):122-126.
［3］謝輝,石紅才.學時壓縮背景下礦物巖石學課程教學改革與實踐［J］.大學教育,2020(6):63-65.
［4］郭強,胡建林.基于OBE教育理念的工程地質課程教學改革研究［J］.現代職業教育,2021(6):36-37.
作者:溫淑女 白令安 王葆華 楊鋒 單位:桂林理工大學地球科學學院
