基于OBE理念的采矿学国家一流“金课”建设

顾晓薇　王青　胥孝川　张伟峰　陈庆凯　孙效玉　赵昀奇

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，又稱为成果导向教育、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“難点讨论”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。

3  教学内容创新

采矿学课程在内容上实现了重大创新，不仅更新完善了采矿方法和工艺技术等“硬技术”，而且把技术经济评价、决策和优化与生态化开采等“软科学”放在同样重要的位置，并与硬技术有机融合，形成了一个适应时代需求的、新的采矿专业知识体系。完整的课程体系使相关的采矿专业知识和技术实现有机融合，每一项技术都置于采矿工程的整体构架之中，学生既掌握各种相关知识和技术用在采矿的什么环节、如何应用，又掌握各种采矿方法、工艺需要哪些具体技术，有效提高了知识传授效果和学生的知识关联性、整体性和运用能力。

（二）  课程建设的特色

1  课程内容时代化、体系化

针对在内容体系上与当前采矿专业知识结构的信息化、数字化、生态化和国际化之间的适应性问题，采矿学课程确立了“硬技术与软科学并重，国内实用与国际接轨兼顾，体现最新研发成果”的知识内容体系。针对采矿中大量单体技术和方法的融会贯通问题，以及引入“软科学”理论和方法后新产生的与“硬技术”的有机结合问题，确立了“以采矿方式方法和工艺过程为主线，把相关单体技术和方法置于主线上的相应应用点上”的结构框架。针对采矿工程所特有的时空动态特征给学生带来的在建立三维空间概念和工程时序概念上的困难，以及教学内容的实践性强的问题，针对性地研发了一系列采矿工程结构和工艺过程的三维动画短片，有效解决了学生在建立三维空间和时序概念中的困难。

2  教学手段和教学模式多元化

课程团队先后建立了丰富的采矿学网络教学平台，包括校级网络学习平台、辽宁省精品资源共享课网络平台、学堂在线平台、爱课程网络平台、中国大学MOOC网络平台及学习强国网络平台，为线上线下混合式教学提供了丰富的线上教学资源；基于雨课堂教学软件，制作课件，充分利用软件具有的随堂测验功能、随机点名特点和实时互动功能等，活跃课堂气氛，及时掌握课堂教学效果及学生知识点掌握程度。采用基于问题学习的教学模式，引导学生在积极探索解决问题的过程中自主查阅和学习新知识，培养学生自主创新能力和激发学生发展思维潜力。

3  教学针对性强，具有很强的实践性特色

采矿学十分注重采矿工程专业课教学不同于其他课程的特点和难点，有针对性地研发了一系列采矿工程结构和工艺过程的三维动画短片，有效解决学生在建立三维空间和时序概念中的困难；开发了“露天矿优化设计软件系统（教育版）”并建立了真实矿山的实际地质数据库，用于培养学生的实际动手能力和知识运用能力。这些动画短片和软件系统与《采矿学》教材一起发行，是提高教学质量和人才培养质量的有力支撑。

4  辅助课教学的网络板块设计丰富

在自有网络课程平台上，建设“互动平台”；建立平台“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。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。

5  行业、企业人员的参与

精品课程建设重在行业、企业人员的参与。课程先后邀请山西建帮集团北京公司总经理李广军，北京矿冶科技集团有限公司环境所所长周连碧、祝怡斌主任，沈阳土地复垦专家唐波等为学生讲授工程案例及企业人才需求特点。

三  东北大学资源经济学在线课程建设成果

经过整合后，课程内容体系突出了基础性、科学性和实用性，重点放在培养学生应用基础理论分析问题、解决问题和获取知识的能力上，课程内容充分体现厚基础、重能力和强素质的特点，使之更加适应当代采矿工程专业的知识结构体系。课程的内容设置既考虑了如何解决开采问题的传统开采工艺和设计方法，也考虑了国际上已广泛应用的解决如何实现矿床科学开采的优化理论和方法，使学生的知识结构既适应目前国内矿业的需要，也適应我国矿业正在快速走向国际及未来一段时期的发展的需要。

建设快捷互动、资源共享的采矿工程专业网络教学环境，打造一流的采矿工程专业本科生教学平台。先后建立了采矿学校网络学习平台、辽宁省资源共享课网络学习平台等教学平台，并与课堂教学相结合，实现了线上线下相结合的混合式教学模式，同时引入雨课堂辅助教学软件，实现实时跟踪学生学习动态。

教学团队一方面根据多年教学经验和科研成果，结合矿业新技术发展特点，先后编著了国家“九五”“十一五”和“十二五”规划教材，并自主研发“露天矿优化设计软件系统（教育版）”，辅助教学中的露天矿境界设计和开采计划优化，使学生对矿山生产具有全局观和立体感；另一方面，将虚拟仿真教学、实验室动手操作、矿山实践及生产一线视频录像等同课程内容有机结合，丰富教学手段，促进学生创新能力培养。同时，重视课堂团队建设，在教学主管部门的大力支持下，形成了实力雄厚，年龄结构、学历结构、学缘结构及职称结构合理，教师教学经验丰富、学术造诣高，教学思想活跃，注重教育思想和教学理念更新的教学队伍。

四  结束语

在经济社会高速发展的时代背景下，高校的教育教学模式同样需要不断调整，适应社会发展，根据社会需求不断调整和优化教学模式。希望东北大学采矿学国家一流“金课”建设经验能给其他高校矿业类专业和其他工科专业的优秀课程在教学手段创新方面提供新思路。

参考文献：

[1] 张菊梅.基于OBE理念的高校学前教育改革研究综述[J].现代职业教育，2022（13）：175-177.

[2] 张绍芳.基于OBE理念的高校学生教育管理工作改进研究[J].教育理论与实践，2022，42（9）：19-21.

[3] 侯捷.OBE理念在辅导员引领大学生职业生涯规划教学实践中的应用研究[J].陕西教育（高教），2022（4）：55-56.

[4] 谭畅，马淑芳.基于OBE理念的数学分析课程思政探索与实践[J].科教文汇，2022（6）：105-107.

[5] 海本斋，韩雪，解瑞云.基于OBE理念的师范生智慧化教学技能的培养[J].新乡学院学报，2022，39（3）：69-72.

[6] 李长征.OBE理念下的在线开放课程建设研究述评[J].科技风，2021（34）：61-63.

[7] 宋海涛，蔡树龙，高巍.引入OBE理念的高校教学质量评价体系构建与应用[J].金融理论与教学，2021（5）：103-107，116.

[8] 张琼，张巧.基于OBE理念的智慧教学工具平台分析[J].江西电力职业技术学院学报，2021，34（10）：81-82，85.

[9] 黄辉辉.基于OBE理念的学习成果评价体系研究[J].牡丹江大学学报，2021，30（10）：91-97.

[10] 刘春阳，王军，李秀领，等.OBE理念下融合思政元素的课程评价方法研究——以“混凝土结构设计”课程为例[J].教育教学论坛，2021（42）：113-116.

基金项目：教育部产学合作协同育人项目“《资源经济学》线上线下混合式一流课程建设”（教高司函[2020]22号）；教育部产学合作协同育人项目“《生态经济与复垦》线上一流课程建设”（教高司函[2020]22号）；教育部人文社科专项任务项目“工程科技人才培养研究”（17JDGC004）；教育部新工科项目“采矿工程通专融合教材体系建设”（E-KYDZCH20201807）

第一作者简介：顾晓薇（1971-），女，汉族，辽宁凤城人，博士，教授，博士研究生导师，国家万人计划领军人才，教育部工程教育认证专家，高等学校教学指导委员会委员。研究方向为矿业类学生国际型人才培养。

*通信作者：胥孝川（1986-），男，汉族，四川绵阳人，博士，讲师，硕士研究生导师。研究方向为矿业类学生工程实践教学培养。