OBE 工程教育下新型勘查技术与工程专业人才培养体系构建与实践——以东华理工大学为例

原源，邓居智，肖慧，周聪

（东华理工大学 地球物理与测控技术学院，江西 南昌）

一 概述

工程人才作为社会发展的内在驱动力，深刻影响着我国科技发展水平和科技创新水平[1]。在“新工科”背景下，创新勘查技术与工程专业人才教育培养模式，探索新型实践创新人才培养方案[2-3]，既是工程教育改革之急，又是国家产业发展之需。因此，对于工科院校，必须加快工程人才培养模式的改革，为应用型工程人才培养提供服务，进而在区域经济发展和产业转型升级中发挥支撑作用[4]。

近年来， 成果导向教育(Outcomes-Based Edution,OBE) 得到了广泛的关注和应用[5]。大量学者研究了OBE 教育核心理念，并据此开展了不同学科领域的教学设计、教学实施及评价。然而，在新工科建设目标下，地方工科院校OBE 工程教育的实践改革仍待研究[6,7]。本文以“新工科”为背景，将OBE 教育理念结合混合式教学模式纳入东华理工大学（以下简称我校）勘查技术与工程专业创新型人才培养体系[8]，通过定位工程人才培养目标、反向课程体系设计、优化实践训练平台、革新人才培养实施路径、创新实践能力培育机制等系列举措，建立了一套较为完善的“专业+ 素养+ 创新”人才培养与育人体系，提高了我校勘查技术与工程专业学生工程实践能力，并促进了应用型技术人才培养向创新型科技人才培养的转变。

二 传统勘查技术与工程专业人才培养中存在的问题

我校勘查技术与工程专业自1956 年建立以来，通过不断完善教学设备、共建教学基地、优化师资队伍、革新人才培养模式等举措，培养了大批具备扎实的数学、物理、地学、计算机等基础学科知识和能够解决专业领域内复杂工程问题的应用型技术人才。然而，在“新工科”建设背景下，当前的人才培养模式与国家及产业发展所需的创新型科技人才培养仍有差距，具体表现在以下三个方面：①创新型人才培养目标与传统的课程体系及单一化、固有化的教学模式不相宜。我校勘查技术与工程专业课程（包括重、磁、电、震、核等）具有理论性强、内容多、实践要求高、学生需求不均衡等特点，而传统的以教师为中心的授课方式主要存在有限的教学课时内无法充分锻炼学生创新思维能力、不同学生的兴趣及优势无法得到有效提升、专业领域新方法新技术涉入有限、理论教学过程与实践演练脱节、评价过分注重成绩等问题，最终使得人才培养趋于应用型工程技术人才，学生缺乏创新思维和突破意识。②学生创新能力培养目标与传统高校为主体的培养模式不相符。一方面，学生课堂理论知识学习主要由本专业教师讲授，企业型教师的缺乏导致实际中生产实践难题及解决技术涉入有限；另一方面，我校本专业虽已成功建立了40 余个校企联合基地，但是如何提高基地有效利用率、调动企业方的积极性和参与度仍是本科生培养面临的突出难题。③勘查技术与工程专业的综合应用性与单一的实践教学系统不适应。本专业学生实践教学训练平台主要包括校内实验中心、野外实习基地、产学研用基地、以及“挑战杯”“东方杯”等各类专业知识竞赛等。但是各种实践训练方式均以专业教师为主导，带领学生完成相对固有化的实训方案。创新训练环节的缺失导致学生思维训练不够、创新意识不强，无法灵活处理复杂实际工程问题。例如，在野外实习基地进行频率域电磁法数据采集与处理实验，学生按照流程化操作完成试验后，并不能很好地理解实际中不同种类人文噪声干扰对电磁数据的影响机制及处理技术，导致实践教学与工程实际问题脱轨。

三 创新型人才培养体系构建与实践

(一) 依据OBE 工程教育需求，确立新型三级人才培养目标

江西省是一个资源大省，蕴藏着丰富的地下矿产资源，潜在价值达万亿元级别。随着经济的持续发展，市场对资源的需求不断增长，社会对资源勘探创新人才的需求与日俱增。为满足国家新工科建设创新需求，深入服务我省产业转型发展，发挥我校勘查技术与工程专业的特色优势，须进一步明确以需求为导向，以创新为引领，革新本专业人才培养目标。据此，教学团队确立了由“知识导向”转变为“成果导向”的培养目标，具体培养标准由知识、技能和素养三部分组成，包括数理基础知识、专业基础知识、国际前沿知识、工程实践能力、团队合作能力、创新能力、解决实际工程问题能力、终身学习能力和职业道德意识等方面。通过逐步实施各阶段人才培养计划，最终实现培养面向区域经济发展、适应社会需要的高素质“应用+ 创新”型勘查技术与工程专业人才。图1 为OBE 需求导向下新型勘查技术与工程人才三级培养目标示意图。

图1 新型勘查技术与工程人才培养目标示意图

(二) 反向课程体系设计，革新人才培养实施方案

在明确新型勘查技术与工程人才培养目标的基础上，提出了“成果导向- 反向设计- 正向实施-持续改进”的人才培养方案总体实施路线，充分考虑国家对勘查技术与工程人才的产业需求，聚焦基础、核心的学习成果，以教师主导学生主体为准则，以自主探究和合作探究为途径，通过反向课程体系设计、教学内容改革研究、混合式教学模式设计，形成了一套完整可复制的“专业+ 素养+ 创新” 勘查技术与工程人才培养方案。如图2 所示。

图2 “专业+素养+创新”型勘查技术人才培养方案实施路线图

1.课程体系改革

根据培养目标进行反向课程体系设计时，每门课程都应对培养目标有切实的促进作用，且每个目标都能在相应的课程中予以保证和实现。针对我校本专业课程，特别是专业学位课程和核心课程“重理论轻实践”“交叉性不足”等问题，本文结合上节所提出的三级培养目标，对传统的勘查技术与工程专业课程体系进行了以下几方面的改进：a. 弱化理论课程关注度，突出实践课程课时比重，加强实践类、实验项目类、创新训练类课程；b. 增加涵盖专业前沿知识课程，促进学科专业的交叉性和综合性；c. 避免过分追求知识体系的系统性和完整性，使课程繁杂，不利于学生聚焦核心课程；d. 课程组织形式多元化，增加强调学科间关联性、一致性和连贯性的跨学科综合课程。

2.教学内容改革

勘查技术与工程专业课程是以高等数学、高等物理为基础，引入地球物理学专业知识，并融合复变函数理论、微积分方程求解、数字信号处理技术等，以解决实际问题为目的的综合工程应用型课程。同时，本专业又包含重力、磁法、电磁法、地震及放射性勘探等研究方向，各方向的新技术新理论以及工程应用等发展日新月异，而且不同学生学习层次、研究兴趣均有差异。因此，教学团队从专题精讲、教研一体化和个性化教学三方面开展了教学内容改革：a. 提出建设性课题，实施专题精讲。在传统的重、磁、电、震、放等专业课教学中，针对最新方法技术提供相应的教学视频，引导学生了解并自主学习专业相关最新技术。在此基础上，开设一些专题课程，如地球物理大数据专题、地球物理人工智能专题及学科交叉专题等。进一步，设立建设性课题，如引导学生采用新方法进行创新性实践工程设计等，以引导和启发的方式锻炼学生的专业素养、创新意识。b. 紧跟专业前沿，促进教研一体化。教师应实时把握专业前沿，将新理论新方法新技术结合自己的科研成果以深入浅出循序渐进的方式引入到本科生教学中，在传统“基础性+实践性”的专业课程中增加“前沿性+创新性”教学内容，使学生在本科阶段就能够接触到国内外先进技术，促进未来发展。c.个性化教学内容设计。一方面，本专业涵盖数值模拟、数据处理、资料解释等多个研究方向，不同学生会存在研究兴趣的差异；另一方面，不同层次学生的理论基础和知识内化程度不同。为此，教师应提供个性化的教学内容，然后根据学生在不同交互环境中的学习体验提供针对性和个性化的指导，引导教师与学生、学生与学生、学生与学习资源之间的交互活动。

3.混合式教学模式改革

勘查技术与工程是一门极具应用性和实践性，以解决实际工程任务为目的的学科。随着“新工科”的提出，传统的技术型人才已无法满足当前高科技社会发展需求。而传统的专业课程结构偏重于学科基础知识，且授课方式多采用灌输式的教学模式，学生往往是被动接受所学知识，对专业知识的灵活应用和创新训练不足。因此，采用传统的授课方式既不能完成革新的教学内容，也无法有效培养学生专业实践能力和创新思维能力。

教学团队通过建立由“关注学科”转向“关注学习成果”的教学思想，结合SPOC 平台，利用翻转课堂的特点与优势，以教师主导、学生自主探索、师生合作探究为途径，采用线上与线下相结合的方式，构建了可复制的课前准备、课中内化、课后操练“三阶段”和任务引导、线上学习、课堂展示、重难精讲、总结互评、实训巩固“六环节”的线上线下混合式教学模式，实现“知识+ 能力+ 创新”的递进式教学。以本专业电法勘探课程为例，在开课前，教师在超星学习通平台发布课程视频及配套资料、提出电法勘探工程案例及相关问题情境、引出基本理论及关键知识点、学生在移动/PC 端学习讨论并完成自测、教师收集学习报表及问题并完成答疑。课中阶段通过翻转课堂实现，学生在本课预学习及案例思考的基础上，进行学习成果展示（如工程案例涉及的原理、实施技术、采集方案等），教师通过现场讲解答疑、精讲重点难点、创新实践训练等方式促进学生知识内化与升华。课后教师通过推送测试题和学生论坛，掌握学习效果与评价反馈，在此基础上发布本课知识延伸及拓展微课，培养学生的创新学习能力和知识拓展能力。

(三) 搭建共享化实践教学平台，创新实践能力培养体系

本专业拥有教育部校外实践教育基地1 个，校企协同育人实训基地14 个，校专业实习基地8 个；国家实验教学示范中心1 个，企业协同育人共建实验室5 个，专业实验室12 个；自主研发教学装备13个，协同育人企业捐赠教学设备10 台套等资源，教学团队在此基础上创新实践能力培养体系，从基本专业技能、复杂综合专业技能、素质拓展与创新创业能力三方面搭建了共享化实践教学平台，弥补了传统实践教学中实验平台利用率低、学生创新意识训练不足等问题。具体举措包括：a. 建立科研反哺教学、教研一体化机制。通过设立本科生导师制，使本科生从大二开始参与到导师的科研项目中，促进学生基本专业技能训练，提高实践教学平台利用率。b. 组建实践创新教学团队，建立分层次多模块训练机制。将本专业实践训练按照重、磁、电、震、放不同专业方向分为多个模块，并由擅长该方向的教师组建实践教学团队，实施分层次综合专业技能训练。c. 打破专业壁垒，构建共享实践教学平台机制。将本专业实践教学平台与我校其他地学类专业平台，如地学大数据工程技术研究中心、数字地质虚拟仿真实验中心等，实现平台共享、联动教学，培养高年级学生素质拓展与创新创业能力。

(四) 依托产学研基地，构筑多元主体协同育人机制

在高校主体、政府主导、行业指导、企业参与下，通过多元协同建立育人双师队伍、完善协同育人培养方案、革新实践教学内容、提高产学研用基地利用率，将学校实践教学、企业生产项目实训、科学研究项目训练、创新创业能力培训有机结合，构建上下贯通、内外结合、整体推进的协同育人体系,形成了以培养本科生专业实践能力、综合实习能力、科研能力、工程技术能力、创新创业能力为主要内容的“产-教-学-研-创”多路径育人模式。如图3 所示。

图3 多元主体协同育人机制及实施路径

四 结语

面对新经济、新业态、双循环发展格局下国家对地学创新人才的新需求，以东华理工大学勘查技术与工程专业为例，构建了一套完善的“专业+素养+创新”人才培育体系。以复杂工程实践及创新能力为教学产出导向，建立了新型勘查技术与工程专业人才三级培养目标；通过反向课程体系设计，结合专题精讲、教研一体化、个性化教学等举措，革新了教学内容；利用翻转课堂，融合“三阶段六环节”混合式教学模式，创新了“知识-能力-视野-素质”相统一的教学方法；搭建了共享化实践教学平台，为复合型勘查技术与工程人才实践能力培养提供了全方位资源保障；构筑了多元主体协同育人机制，实现了理论与实践结合、知识与能力并重、创新与素养兼顾的多路径育人模式。所提出的新型实践创新人才培养方案能够满足国家资源勘探及灾害探测新需求，实现了勘查技术与工程专业学生从具备工程应用能力、满足企业需求转向具备创新实践能力、适应地学领域国家新兴产业需求的人才培养新模式。