呂玉增 丁彥禮 韋柳椰 陳龍偉 趙榮春

摘 要：在新工科建設(shè)和工程教育專業(yè)認(rèn)證指導(dǎo)下，為培養(yǎng)符合社會需求的工科專業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用型人才，本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)突出實(shí)用性、實(shí)踐性、創(chuàng)新性和前瞻性原則，既著眼與當(dāng)前社會需求，又要能支撐學(xué)生畢業(yè)5年后左右社會與專業(yè)領(lǐng)域預(yù)期發(fā)展。堅(jiān)持以畢業(yè)要求達(dá)成為目標(biāo)的實(shí)踐課程反向設(shè)計思路，客觀、科學(xué)的構(gòu)建實(shí)踐課程體系，并不斷完善改進(jìn)，確保畢業(yè)要求的充分達(dá)成和實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：專業(yè)認(rèn)證；目標(biāo)導(dǎo)向；畢業(yè)要求；勘查技術(shù)與工程；實(shí)踐課程

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）12-0120-03

Abstract： Under the guidance of new engineering construction and engineering education professional certification， in order to train innovative application talents for the engineering to meet the needs of society， the undergraduate experiment teaching should focus on practical， practical， innovative and forward-looking principles， which not onlyshould focus onthe current social needs， but also can support the students' expected developmentin social and professional fields in about 5 years after graduation. We must adhere to the reverse design idea of practice curriculum which aims at graduation requirements. We should set up a practical curriculum system objectively and scientifically， and constantly improve it， so as to ensure the completion of graduation requirements and achieve training objectives.

Keywords： professional certification； goal orientation； graduation requirements； exploration technology and engineering； practice courses

前言

2016 年6 月，我國正式成為《華盛頓協(xié)議》成員國，為我國高等工程教育提供了國際互認(rèn)的平臺。通過工程教育認(rèn)證，我國高等學(xué)校工程教育體系具有國際實(shí)質(zhì)等效性，專業(yè)畢業(yè)生具有進(jìn)入國際就業(yè)市場的“通行證”。同時，當(dāng)前世界范圍內(nèi)新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革以及全球新經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展形勢對工程教育的改革和發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)，為積極應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，我國積極進(jìn)行新工科建設(shè)[1]。

在“新工科”中，“工科”是指工程學(xué)科，“新”包含三方面涵義，即新興、新型和新生[2]。對于普通工科院校的現(xiàn)有學(xué)科的“新工科”建設(shè)，主要是指“新型”的，是對傳統(tǒng)的、現(xiàn)有的學(xué)科進(jìn)行轉(zhuǎn)型、改造和升級。工程教育認(rèn)證體現(xiàn)以學(xué)生為中心、結(jié)果導(dǎo)向，工程教育認(rèn)證建立“評價-反饋-改進(jìn)”不間斷持續(xù)改進(jìn)機(jī)制的新理念，要求專業(yè)畢業(yè)生具有解決復(fù)雜工程問題的能力，對專業(yè)畢業(yè)生提出12條要求，除了要求學(xué)生掌握數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和技術(shù)知識外，還強(qiáng)調(diào)學(xué)生的解決復(fù)雜工程問題能力、有效交流能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、倫理和環(huán)保意識等。“新工科”建設(shè)和工程教育認(rèn)證理念為當(dāng)前高校工科人才發(fā)展指明了方向，以產(chǎn)出（畢業(yè)要求和社會需求）為導(dǎo)向，對傳統(tǒng)的培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、管理模式、考核辦法、教學(xué)方式等進(jìn)行不斷改進(jìn)和升級[3]。

為確保畢業(yè)生質(zhì)量，工程教育專業(yè)認(rèn)證提出了12條通用畢業(yè)要求，同時還要滿足專業(yè)的特定補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)，并通過評價證明所培養(yǎng)的學(xué)生達(dá)到了預(yù)定的畢業(yè)要求。畢業(yè)要求的達(dá)成主要通過培養(yǎng)方案、課程體系、課程設(shè)置、管理模式、考核辦法、教學(xué)方式等一系列的教育教學(xué)過程實(shí)現(xiàn)。

應(yīng)用性是勘查技術(shù)與工程專業(yè)的重要特點(diǎn)之一。在教學(xué)活動中，學(xué)生主要通過理論課程和實(shí)踐課程體系的交叉互動，從知識、能力和素質(zhì)三個方面得到學(xué)習(xí)、訓(xùn)練和提升。本項(xiàng)目以我?？辈榧夹g(shù)與工程專業(yè)工程教育認(rèn)證持續(xù)改進(jìn)為背景，開展基于畢業(yè)要達(dá)成的實(shí)踐課程體系反向設(shè)計研究，分析存在的問題與不足，并指導(dǎo)持續(xù)改進(jìn)。

一、基于培養(yǎng)目標(biāo)的畢業(yè)要求設(shè)計

桂林理工大學(xué)勘查技術(shù)與工程專業(yè)始于1956年，由原來的應(yīng)用地球物理勘探專業(yè)、地球物理學(xué)專業(yè)發(fā)展至現(xiàn)在的勘查技術(shù)與工程專業(yè)，并于1978年開始本科教育。經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展和努力探索，本專業(yè)逐步形成礦產(chǎn)勘查、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)勘查、工程物探等方面的鮮明特色。

針對勘查技術(shù)與工程專業(yè)特點(diǎn)，從知識、能力、素質(zhì)三個方面制定培養(yǎng)目標(biāo)。本專業(yè)主要著眼社會對人才多元化的需求，培養(yǎng)具有國際視野、品德優(yōu)良、基礎(chǔ)扎實(shí)、能力突出的地球物理勘探、研究和開發(fā)的創(chuàng)新應(yīng)用型人才。具有運(yùn)用現(xiàn)代科技手段，從事資源勘查、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)勘查、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查、工程質(zhì)量檢測等方面工作的能力，以適應(yīng)21世紀(jì)資源、環(huán)境、災(zāi)害、國土規(guī)劃、海洋開發(fā)以及國民經(jīng)濟(jì)其它相關(guān)領(lǐng)域的需求。畢業(yè)五年后能夠成為所在單位業(yè)務(wù)部門的技術(shù)骨干或管理人員。

教學(xué)上，本專業(yè)通過理論和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，保證畢業(yè)生能力符合通用標(biāo)準(zhǔn)12項(xiàng)基本要求，達(dá)到培養(yǎng)勘查技術(shù)與工程創(chuàng)新應(yīng)用型人才的要求。實(shí)現(xiàn)過程主要根據(jù)本專業(yè)的特點(diǎn)，通過理論學(xué)習(xí)結(jié)合依附于課程的實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計、實(shí)踐教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計、專題講座等，培養(yǎng)學(xué)生能力及人文素質(zhì)?？辈榧夹g(shù)不工程專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)在知識、能力和素質(zhì)各方面培養(yǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相互配合，從綜合素質(zhì)、專業(yè)基本能力、專業(yè)創(chuàng)新拓展能力層次遞進(jìn)，課程設(shè)置圍繞學(xué)生能力的培養(yǎng)和提升，共同組成勘查技術(shù)與工程專業(yè)畢業(yè)生能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)體系。

畢業(yè)要求的達(dá)成的思路是首先根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)分解出知識、能力和素質(zhì)等要求，對照認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的通用畢業(yè)要求進(jìn)行反向設(shè)計，提出畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)[4]；然后再根據(jù)畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)對教育教學(xué)活動進(jìn)行反向設(shè)計。建立的培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、實(shí)踐課程體系之間的關(guān)系表。在此關(guān)系表中，通過課程體系的教育教學(xué)活動實(shí)現(xiàn)畢業(yè)要求的達(dá)成，最終實(shí)現(xiàn)勘查技術(shù)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。

二、目標(biāo)導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)活動的設(shè)計與改進(jìn)

在新工科和工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，突出應(yīng)用性、實(shí)踐性和創(chuàng)新性。為此，我們持續(xù)提高實(shí)踐課的比重，實(shí)踐課課時占比由原來的20.2%提高到32.6%，增加了《地球物理勘查設(shè)計》、《勘查技術(shù)野外教學(xué)實(shí)習(xí)》等多個實(shí)踐環(huán)節(jié)。實(shí)踐課程內(nèi)容設(shè)計思路是：首先將我?？辈榧夹g(shù)與工程專業(yè)制定的12條畢業(yè)要求逐一進(jìn)行指標(biāo)點(diǎn)分解，共分解出34個具體化的指標(biāo)點(diǎn)，以利于對照實(shí)施；然后根據(jù)各指標(biāo)點(diǎn)反向設(shè)計包括理論課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐課程、課外活動在內(nèi)的實(shí)踐教學(xué)活動；最后，為了考核畢業(yè)要求的達(dá)成度，制定相應(yīng)的考核方式、評價周期，并形成記錄文檔。

下面，以畢業(yè)要求4為例進(jìn)行說明（見表1）。針對畢業(yè)要求4細(xì)化分解以下3個指標(biāo)點(diǎn)，并根據(jù)3個指標(biāo)點(diǎn)反向設(shè)計理論實(shí)驗(yàn)和課程實(shí)踐活動，具體如下：理論課程實(shí)驗(yàn)--電法勘探實(shí)驗(yàn)、地震勘探實(shí)驗(yàn)、重磁勘探實(shí)驗(yàn)、地球物理數(shù)據(jù)處理與解釋、數(shù)值計算方法；實(shí)踐課程——高級計算機(jī)語言程序設(shè)計、地球物理勘查設(shè)計、勘查技術(shù)野外教學(xué)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計（論文）。采取的考核方式以提交報告（設(shè)計）和參加學(xué)科競賽為主，達(dá)成度評價周期定為整個本科學(xué)習(xí)期間，需形成的記錄文檔包括課程設(shè)計說明書、實(shí)驗(yàn)報告、畢業(yè)論文、實(shí)習(xí)報告、學(xué)科競賽獲獎等。

三、基于畢業(yè)要求目標(biāo)導(dǎo)向的實(shí)踐課程體系設(shè)計

（一）建立實(shí)驗(yàn)課程與理論課程體系的遞進(jìn)關(guān)系

過去，相對理論課時而言，實(shí)驗(yàn)課時少，往往是依附在理論課上?，F(xiàn)在我們建立兩者之間的新型關(guān)系，削減理論課時，增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時，并單獨(dú)開設(shè)實(shí)驗(yàn)課，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的考核[4]。例如，過去《電法勘探》課程的實(shí)驗(yàn)課時教少，只有16學(xué)時，放在電法課程中一起開設(shè)，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)課時增加到24學(xué)時，單獨(dú)開設(shè)《電法勘探實(shí)驗(yàn)》課程，并與《電法勘探》理論課同步進(jìn)行。增加創(chuàng)新性和綜合性的實(shí)驗(yàn)比例。綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是由對應(yīng)課程的多個知識點(diǎn)的綜合，甚至是多門課程的知識點(diǎn)綜合。因此實(shí)驗(yàn)課不光是過去傳統(tǒng)的理論理論課程知識點(diǎn)的驗(yàn)證，更是知識的綜合運(yùn)用和分析解決問題的能力訓(xùn)練，把知識、能力和素質(zhì)培養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)課中體現(xiàn)，保證畢業(yè)要求所體現(xiàn)的實(shí)踐能力有效達(dá)成。實(shí)驗(yàn)課程與理論課程也不再是過去的從屬和并列關(guān)系，而是遞進(jìn)關(guān)系。

（二）實(shí)踐課程體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化

工程教育專業(yè)認(rèn)證制度下的畢業(yè)要求對畢業(yè)生的人文素質(zhì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、溝通、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、終身學(xué)習(xí)等方面提出了明確要求，因此需要對原有的實(shí)踐課程體系進(jìn)行優(yōu)化，使新實(shí)踐課程體系能達(dá)成畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)[5]。例如，溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，就應(yīng)增加學(xué)生參與企業(yè)、生產(chǎn)項(xiàng)目的實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓企業(yè)導(dǎo)師參與指導(dǎo)學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)踐；終身學(xué)習(xí)能力，應(yīng)適當(dāng)增加選修課、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、科研論文等課題學(xué)分，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高自學(xué)能力和自主應(yīng)對困難的能力等。

四、基于目標(biāo)達(dá)成的實(shí)踐課程項(xiàng)目設(shè)計

理論課程主要是體現(xiàn)知識的傳授，而實(shí)踐課程項(xiàng)目重點(diǎn)是能力培養(yǎng)。當(dāng)前中國高等工程教育重知識傳授，而能力培養(yǎng)存在相對虛化的現(xiàn)象，強(qiáng)調(diào)面向畢業(yè)要求目標(biāo)達(dá)成的教學(xué)實(shí)施與課程項(xiàng)目考核是有效突破口。在工程在教育專業(yè)認(rèn)證提出了12 條通用畢業(yè)要求中，有7條強(qiáng)調(diào)了復(fù)雜工程問題，因此實(shí)踐課程項(xiàng)目的設(shè)計應(yīng)該是突出解決復(fù)雜問題。實(shí)踐課程項(xiàng)目的復(fù)雜性體現(xiàn)在兩個方面，一是內(nèi)容的復(fù)雜性，二是項(xiàng)目背景的復(fù)雜性。

（一）基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計

勘查技術(shù)與工程專業(yè)設(shè)置有大學(xué)物理、電工電子學(xué)、測量學(xué)、大學(xué)化學(xué)等基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)，主要以促進(jìn)掌握自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和基本理論知識為目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以基本理論的實(shí)證性、基本操作的規(guī)范性等為主。依據(jù)課程教學(xué)大綱所定的知識點(diǎn)和畢業(yè)要求，反向設(shè)計課程實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。以測量學(xué)中特定條件下的測量平差為例進(jìn)行說明：項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲寣W(xué)生掌握測量平差的基本操作和技能，在設(shè)計項(xiàng)目時，選定的測點(diǎn)測區(qū)是在有著起伏地形和多個建筑的校園內(nèi)，部分相鄰測點(diǎn)之間有通視障礙等復(fù)雜場地背景，考察和訓(xùn)練學(xué)生的多項(xiàng)技能：測量平差原理、測量裝備使用能力、圖紙使用能力、路徑選擇、效率分析與控制、氣象分析與應(yīng)變、團(tuán)隊(duì)組織與溝通等；實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)“工程知識”、“問題分析”、“設(shè)計/開發(fā)解決方案”等多項(xiàng)畢業(yè)要求?？傊?，基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都要求在“復(fù)雜問題”上下功夫，集體討論并優(yōu)選確定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容，確保畢業(yè)要求目標(biāo)的達(dá)成[6]。

（二）專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計

專業(yè)實(shí)驗(yàn)是掌握專業(yè)技能、提升實(shí)踐和動手能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一?？辈榧夹g(shù)與工程主要有“重、磁、電、震和放射性”五大類地球物理勘探方法，在專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)計上，堅(jiān)持以資源勘查、工程勘查的需求為主線，根據(jù)畢業(yè)要求反向設(shè)計課程實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容內(nèi)容，重點(diǎn)突出復(fù)雜性和綜合性。下面以《電法勘探》中的水槽物理模擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例，進(jìn)行說明，水槽物理模擬實(shí)驗(yàn)主要目的有兩個：1. 熟悉和掌握電阻率法觀測的各種裝置，視電阻率的計算以及水的電阻率的測定；在內(nèi)容設(shè)計上，在有限的水槽空間有意識的讓測線貫穿整個水槽水面中線，讓學(xué)生理解空間（觀測條件）的局限性對電阻率觀測的影響，同時強(qiáng)調(diào)安全觀測和團(tuán)隊(duì)協(xié)作。2. 通過復(fù)雜（銅板、銅球）物理模型實(shí)驗(yàn)，理解觀測方式的選擇多樣性與模型的唯一性之間的映射關(guān)系，并掌握復(fù)雜條件下合理選擇觀測方式的重要性，理解觀測條件局限性；內(nèi)容上，重點(diǎn)設(shè)計剖面法和電測深兩種工作，讓學(xué)生理解不同工作方式的異常特征、特點(diǎn)，并理解場的復(fù)雜性，拓展學(xué)生的發(fā)散思維?？傊瑢?shí)驗(yàn)設(shè)計體現(xiàn)“設(shè)計/開發(fā)解決方案”、“研究”、“使用現(xiàn)代工具”、“工程與社會”等多項(xiàng)畢業(yè)要求的能力培養(yǎng)，并于工程實(shí)踐銜接。

五、結(jié)束語

在新工科和工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，基于畢業(yè)要求目標(biāo)導(dǎo)向?qū)辈榧夹g(shù)與工程專業(yè)實(shí)踐課程體系進(jìn)行反向設(shè)計，首先根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行畢業(yè)要求的反向設(shè)計，建立起培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、實(shí)踐課程體系之間的關(guān)系；然后基于畢業(yè)要求達(dá)成進(jìn)行實(shí)踐課程體系結(jié)構(gòu)的反向設(shè)計，構(gòu)建實(shí)踐課程體系與理論課程體系的遞進(jìn)關(guān)系，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程體系結(jié)構(gòu)；最后基于畢業(yè)要求目標(biāo)達(dá)成對基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反向設(shè)計，通過實(shí)驗(yàn)課程“復(fù)雜性”設(shè)計思路，體現(xiàn)知識-能力-素質(zhì)三方面的學(xué)習(xí)訓(xùn)練和提升，并不斷完善改進(jìn)，確保畢業(yè)要求的充分達(dá)成和實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。

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