地質工程類專業(yè)“自主學習型”教學模式改革與實踐

薛啟龍，呂建國，王瑜

摘? 要：地質工程是一個實踐性較強的專業(yè)，該專業(yè)需要從業(yè)者具有較強的工程實踐及動手能力。在本科培養(yǎng)素質教育的過程中，針對地質工程專業(yè)學生實踐動手能力培養(yǎng)的問題，文章分析了現(xiàn)階段地質工程專業(yè)大學生實踐動手能力的現(xiàn)狀，并結合中國地質大學（北京）工程技術學院的實際情況，提出了提高該校地質工程專業(yè)大學生自主學習意識和實踐動手能力的途徑及方法。

關鍵詞：地質工程;實踐;教學模式;實驗模式;實習實訓

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）30-0143-04

Abstract： Geological engineering is a highly practical profession， in which practitioners need to have strong engineering practice and practical ability. In the process of undergraduate quality education， this article analyzes the current situation of the practical ability of geological engineering students， and combining the actual situation of the College of Engineering and Technology of China University of Geosciences（Beijing）， proposes ways and methods to improve the self-learning consciousness and practical ability of the college students majoring in geological engineering in this school.

Keywords： geological engineering; practice; teaching mode; experimental mode; practice training

我國高等院校的地質類專業(yè)[1]是一個覆蓋面非常廣的專業(yè)，其畢業(yè)生從事著工程領域各個行業(yè)的工作。進入二十一世紀以來，隨著能源行業(yè)的持續(xù)上升，就業(yè)情況逐漸見好。但自2014年以來，由于油價的低迷，地質行業(yè)工程施工的下行，就業(yè)形勢越來越不明朗[2]，而且隨著畢業(yè)生的逐年增多，就業(yè)崗位相對減少，從事地質工作的人員就業(yè)整體日趨飽和。在中國地質大學這個以地學為龍頭的院校，地質工程包括地質科學領域和工程技術領域兩個方面。對于工程技術領域的地質工程，主要以勘察鉆井工程為主，包括基礎，鉆探等專業(yè)領域。資源勘查主要以找礦為目的。除此之外，在工程建設以及環(huán)境保護等領域也少不了地質科技工作者的身影。新形勢下，對地質工程專業(yè)的從業(yè)者提出了新的要求，對高校地質工程專業(yè)本科教育提出了新要求：需立足基礎，放眼于未來就業(yè)。這也是對高校教師專業(yè)技能教育提出的新挑戰(zhàn)。在新形勢下，需要及時審時度勢，改革實踐，為地質工程專業(yè)本科教育的未來進行深入的思考與改革探索。

“自主學習型”本科教學模式[3]改革順應了新形勢下的就業(yè)需求，充分提高學生的自主創(chuàng)新能力[4]，促使學生從被動學習到主動學習的轉變。在本科培養(yǎng)素質教育的過程中，針對地質工程專業(yè)學生實踐動手能力培養(yǎng)的問題，文章分析了現(xiàn)階段地質工程專業(yè)大學生實踐動手能力的現(xiàn)狀，并結合中國地質大學（北京）工程技術學院的實際情況，提出了提高該校地質工程專業(yè)大學生自主學習意識和實踐動手能力的途徑及方法。

一、地質工程教學需求與定位

地質工程以現(xiàn)代鉆、掘工程技術、現(xiàn)代測試和計算機技術為手段，以工程涉及的地質體及工程所在的地質環(huán)境為研究對象，服務于礦產(chǎn)資源勘查與開發(fā)，土木、水利工程的規(guī)劃、設計、施工，水文工程，地質災害預測與防治和地下深部探測等領域。地質工程專業(yè)以地質學為基礎，以信息論、系統(tǒng)論、控制論為先導，需要學生有扎實的理論基礎，而且在實際生產(chǎn)中要能解決工程問題，故需要有一定的實踐動手能力。

地質工程專業(yè)需要培養(yǎng)適應于社會發(fā)展，掌握必備的自然科學和工程技術，培養(yǎng)具有應用所學的基礎理論和專業(yè)知識分析解決實際問題、開展科學研究和從事組織管理的基本能力，以及具備創(chuàng)新精神、求真務實的高素質地質工程專業(yè)人才。

二、地質工程專業(yè)本科學生學習現(xiàn)狀分析

進入21世紀以來，大學本科生教育已經(jīng)完全不同以往，他們面對的是一個信息爆炸的時代，知識的獲取是多途徑的，其獲取的效率和全面性都是以往所無法比擬的。這就給現(xiàn)在的教學提出了新的挑戰(zhàn)，課堂上的知識并不是非聽不可，因為在網(wǎng)絡上可以找到更多更好的素材和學習資料。在這樣的形勢下，教育工作者要做的是轉變觀念，從傳統(tǒng)的“教”中解放出來，更多的充當引路人的角色，傳達的是經(jīng)驗、學習方法和學習理念，而不是單純的知識。當前學生面臨的是思維觀念的多元化，信息的沖擊像一把雙刃劍，帶來便利的同時，對學生正確價值觀、世界觀的形成也提出了新的挑戰(zhàn)。

如今的高校，能靜下心來學習的學生在逐漸減少，獲得一張謀求好職位的學位證書成為大部分大學生的求學思想。高校不在是求知的殿堂，而只是成為一個求職的敲門磚，大家更多看重的是學習所帶來的效益，而非學習過程本身。那么在這樣的形勢下，如何培養(yǎng)學生的求知欲望，學習興趣，繼而培養(yǎng)學生的自學能力，成為當前大學生教育的主要問題?，F(xiàn)階段的課堂教學，主要還是以單方向的“教”與“學”為主，即使是強調實踐動手能力的實驗課，也多以驗證性實驗為主，是對教師既定的實驗操作的練習與加強，多為教師的言傳身教固定模式，沒有學生自己的創(chuàng)造性和自主性，這就是所謂的“被動實踐”。要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，就必須從這樣的模式中掙脫出來，探索一條全新的思路。目前大多高校的地質工程專業(yè)教育，在創(chuàng)新實踐動手能力方面表現(xiàn)較弱，學生沒有自我學習的意識，因此，在這個方面要加強對本科生的引導，為學生提供輕松的學習環(huán)境與氛圍，繼而建立“自主學習型”教學模式。

三、“自主學習型”教學模式改革舉措

（一）優(yōu)化教學環(huán)境，完善培養(yǎng)模式

教學是高等教育之根本，地質類院校主要培養(yǎng)服務于能源、工礦企業(yè)所需要的工程技術及科技人才。當今社會看重“利益”，看重“績效”，如何反其道而行之，強調質量，注重素質，任重而道遠。但首先，端正學習思路，凈化創(chuàng)造氛圍，讓學生從價值觀上端正態(tài)度，主動求知，此過程需要充分發(fā)揮高?！敖虝恕钡淖饔谩?/p>

當前高等教育對地質工程人才的培養(yǎng)模式應適時的向應用領域轉變。首先，在教學計劃制定上，要合理安排專業(yè)課的層次、難度，增強實踐教學環(huán)節(jié);其次，要重視學生思維方式、實踐能力、科研習慣的培養(yǎng)。有部分高校教師提出了在本科教育階段就實行“導師制”，重點培養(yǎng)有科研前途的苗子，提前培養(yǎng)學生的科研興趣與能力。不少高校也鼓勵學生積極參加“國家創(chuàng)新計劃”“挑戰(zhàn)杯”等課外科研活動，并將是否參加此類活動作為研究生錄取、獎學評優(yōu)的一個重要參考指標。

通過上述措施一方面可以調動學生的自主學習創(chuàng)新能力，另一方面能夠讓學生對所學專業(yè)有更進一步的理解，對于后期學生自主選擇就業(yè)方向提供了幫助。這些舉措為構建“創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式”提供了有益的探索思路。

（二）企業(yè)與學校合作培養(yǎng)機制的建設

相對于學校所教授學生的理論知識，企業(yè)所面對的行業(yè)變化更能夠給學生提供一個理論結合實際的學習環(huán)境。企業(yè)所面臨的實際生產(chǎn)技術問題需要結合更多的學科領域。地質工程專業(yè)作為一門具有一定交叉性的學科，讓學生體驗到企業(yè)的工作模式能夠更好的發(fā)揮其專業(yè)長處，激發(fā)學生興趣。

企業(yè)注重人才的創(chuàng)新實踐動手能力，更傾向于招聘能很快投入到工作實踐中的大學生，減少企業(yè)的培訓時間和成本。而高校是教書育人的地方，重點在于育人，對學生基礎知識、技能和素質的培養(yǎng)是重中之重。在現(xiàn)階段“知識學習型”培養(yǎng)模式下，高校畢業(yè)生走向工作崗位后，往往不能很快地融入企業(yè)的工作環(huán)境中，動手能力欠缺，適應能力差，需要自主學習的時候，大多學生沒有良好的自主學習意識和方法，不知道從何入手。所以在入職開始就給學生造成了較大的心理負擔。實際上在大學期間應該培養(yǎng)學生的自主學習與實踐創(chuàng)新的能力，讓學生在大學期間積累一定的相關經(jīng)驗與學習方法。

校企合作培養(yǎng)機制中，學生所面對的不同內容有利于其打破固有思維，通過解決實際問題過程中所發(fā)現(xiàn)的問題有利于理論聯(lián)系實際，加深學生對所學知識的理解，并且會促進學生主動學習理論知識。

如何建立企業(yè)與學校聯(lián)合培養(yǎng)機制，讓學生更快地適應工作環(huán)境，走上工作崗位后能夠更好地發(fā)揮效能，是當前高校必須探索的一個改革措施。這方面有部分高校已經(jīng)有了很好的前期探索，收到了良好的效果。對于地質工程專業(yè)，其對口的企業(yè)大多是國企，需要經(jīng)常前往施工現(xiàn)場，工作環(huán)境較差，安全性問題突出，這為企業(yè)與高校聯(lián)合培養(yǎng)的模式提出了挑戰(zhàn)。應嘗試建立大學生實踐基地，將一些設施備齊，安全方面有保障的企業(yè)作為長期合作伙伴，建立企業(yè)有針對性的培育與招收員工，高校有針對性的培養(yǎng)與輸出有用之材的機制。兩者相輔相成，互相補充，發(fā)揮各自優(yōu)勢，順應新時代地質工程專業(yè)發(fā)展的需要。

（三）根據(jù)“自主學習型”人才特點構建新的課程體系

課程體系的設置要與人才培養(yǎng)模式的理念相適應。根據(jù)“自主學習型”人才的特點，其教學內容和課程體系的設計應建立在行業(yè)與技術領域職業(yè)分析和所需職業(yè)能力素質要求的基礎之上，并堅持理論聯(lián)系實際、學以致用。

首先，改善教學方式。營造輕松和諧的教學環(huán)境，激發(fā)學習興趣，針對地質工程專業(yè)內容抽象、實踐性強的特點，在教學的過程中，引導學生去自我探索，為他們打開學科全景，讓他們充分領略行業(yè)的博大精深，讓他們擁有強烈的自我探索欲望。

其次，課程設置上，將課外開放性大作業(yè)作為一個重要的考核內容，設置一些沒有標準答案的，具有延展性、有一定廣度和深度的課外作業(yè)，讓學生在課下通過自己的努力，查閱資料，翻閱文獻，自己完成研究報告，這也是國外大多高校采用的一種本科培養(yǎng)模式，效果很好。鼓勵學生組成若干小組，研究探討一些專業(yè)問題，在課堂上開展類似學術沙龍的形式，讓學生自己成為課堂的主角，教師只起到評價和引導的作用。

最后，打破單一期末考試的模式，將考察機制滲透到學習的整個過程中，目的是提高學生的自我學習能力，將學習能力的提高作為最終考核標準，而不僅僅是一張試卷，這需要在今后的教學實踐中，積極總結，制定切實可行的方案。

（四）“項目驅動型”教學模式探索

如今本科生和研究生的主要區(qū)別在于研究生能夠在一些教師的科研項目中得到很好的科研訓練，本科生還一直停留在課堂教學的層面。新形勢下，本科生的知識獲取能力已經(jīng)今非昔比，在本科生培養(yǎng)中，有必要參考研究生培養(yǎng)方式，在部分課程內容的設置上，嘗試“項目驅動型”教學模式。

本科生一般在大四或者所學的某一門課程需要進行實驗時才會對學校的實驗設備儀器等有了解，自主學習能力較弱。對于所學專業(yè)課存在應付期末考試的情況，對與課程本身內容的理解停留在表面?！绊椖框寗有汀苯虒W模式是自主學習的延伸，需要完成三個轉變：將教師為中心轉變?yōu)閷W生為中心，將課本知識為中心轉變?yōu)轫椖磕繕藶橹行?，將課堂學習為中心轉變?yōu)楣こ虒嶋H為中心。因此，設置“項目驅動型”教學模式，能夠更好地提高本科生的自主學習能動性，能夠將“自主學習型”教學改革進一步落實，讓學生在探索項目解決方案的過程中，自主學習，了解知識的產(chǎn)生、應用、發(fā)展，體驗完成整個系統(tǒng)工程所帶來的成就感，達到培養(yǎng)學生綜合素質的目的。

具體來講，要做到以下幾點：

1. 項目的完成以學生為主體，教師起引導作用。要想使學生在學習過程中的地位變被動為主動，教師一定要從“前臺”退到“后臺”，教師提供解決問題的方向，而不是解決問題的方法。

2. 項目課題的選取是關鍵。在這一點上可以嘗試引導學生自主選題，自由探索，如果實在有困難，學生無法提出很好選題時，可以由教師來指定選題。結合現(xiàn)場工程實際，既要包含基本的教學知識點，又能調動學生解決問題的積極性。當然，在項目的選取和制定過程中，可以由學生來參與討論，充分發(fā)揮他們的創(chuàng)新意識。

3. 在項目的實施過程中，教師盡量配合學生，為學生提供必要的環(huán)境與資源。讓學生在參與項目的過程中，充分發(fā)揮專業(yè)基礎知識，充分利用現(xiàn)代技術手段，學習新軟件、學習新方法，接近工程實踐。當然，這方面還有待于學校的一些資金支持。

4. 項目完成度的評價。對于本科生來說，項目的實施結果并不重要，學生通過項目實踐，其完成的過程才是最終目的。在項目實施的過程中，學生的積極性、參與度、創(chuàng)造性、所付出的努力程度、取得的效果都可以作為綜合評價指標。

通過項目中學生的創(chuàng)新性工作教師可以指導學生完成專利、科研論文等科研成果。一方面可以鼓勵學生的學習成果，另一方面可以在師生間形成良好的科研氛圍，從濃厚學生專業(yè)興趣入手，逐漸培養(yǎng)學生的動手實踐能力，探索出一條培養(yǎng)學生科技創(chuàng)新能力的可持續(xù)發(fā)展道路。

（五）團隊協(xié)作，揚長避短

每個學生都有自己的學習特點，對課程中各個章節(jié)的興趣點各有不同。興趣能夠激發(fā)學生的學習潛能，提高學習效率。在安排學生做課程大作業(yè)或者參與到項目中時，盡可能讓學生組成一個小的學習團隊。團隊中的人員根據(jù)自己的興趣愛好和擅長點進行研究內容的選取，以此激發(fā)學生的自主能動性，鍛煉團隊合作的能力，進而在學生間形成積極向上的學習風氣。

目前大部分大學生處于一個自我學習的階段，個人通過考試即算完成一門專業(yè)課的學習任務，處于一個閉環(huán)的環(huán)境中，缺少溝通，團隊意識淡薄。而在當今社會發(fā)展中，工作的分工越來越明確，一項工程的完成需要許多專業(yè)人員來協(xié)同作業(yè)，人與人之間的關系越來越密切。作為工科專業(yè)，輸出培養(yǎng)的學生主要以解決實際問題為導向，必然會與各領域的相關人員進行分析交流，就需要在這個過程中讓學生能夠發(fā)揮自己的專業(yè)優(yōu)勢，抓住問題的重點，解決實際問題，提高項目的完成效率與質量。

學生在團隊協(xié)作中揚長避短，能夠提高自身的交流分析與動手實踐的能力，并且在此過程中能夠發(fā)現(xiàn)、發(fā)揮自己的長處，更有益于其走向社會，面對并解決實際問題。

（六）線上教學，實現(xiàn)同質等效

開啟“云”教學模式，通過線上“學習通”等線上教學平臺為學生開辟網(wǎng)上學習資源平臺。尤其在2020年新冠肺炎疫情期間線上教學顯得尤為重要。如何讓屏幕另一端的學生能夠更好地學習是未來地質工程類專業(yè)教學改革的重點。通過線上教學，教師可將課本中的教學資源上傳到線上教學平臺，并結合課程中所涉及的優(yōu)秀教學資源，將相關軟件等分享到線上平臺中，學生可以根據(jù)自己的理解反復觀看視頻，下載相關學習資料，并且不再受時間和空間的影響，提高自主學習的效率[5]。

一方面學生可以通過線上資源對課程進行預習消化，另一方面學生可以鞏固所學知識、加深理解，同時可以根據(jù)線上資源開拓自己的思路。通過線上留言、分析討論，學生可以將問題留言給教師，也可以對問題進行討論，這種模式能夠將傳統(tǒng)的輸入式教學模式轉變成輸出式教學模式，輸出式教育（主動學習）相對于輸入式教育（被動學習）學習內容的平均留存率更高。這種教學模式的轉變能夠發(fā)揮學生的自主能動性。同時，教師的身份也有所轉變，從過去的資源提供者變成服務型教學，教師在此過程中既是“導師”又是“導購”，與學生之間的關系更多的是陪伴式的伙伴關系。

四、實例分析

基于以上教學改革舉措，在地質工程專業(yè)所授專業(yè)課定向鉆井課程中進行了有益探索。相對于以往單純的期末考試，該課程在授課過程中主要采取了以下改革：（1） 將最終考核成績分為三個部分：平時討論環(huán)節(jié)（30%）+現(xiàn)場匯報環(huán)節(jié)（30%）+開放大作業(yè)（40%）;（2） 開放大作業(yè)采取項目驅動，分成不同小組，分工完成一個課題，并撰寫研究報告;（3） 將課題開放式討論作為主要教學模式，每節(jié)課設定一個主題，教師采用引導的方式激發(fā)學生調研新知識并在課堂上討論;（4） 每節(jié)課雖采用不同專題模式，但有一根主線將課程的整個脈絡呈現(xiàn)給了大家。

在2017和2018兩個學年，我們都采用試卷的方式考察了學生對專業(yè)知識的掌握情況，雖然在2018學年教學改革新模式下，試卷考試已經(jīng)不是考核方法，但我們還是將2017學年的考卷讓學生做了一個臨時測試。結果是喜人的，通過自主學習，雖然考試成績不作為學生本門課程的考核要求，但從圖1可以看出學生對知識的掌握得到明顯提高。從圖中可以發(fā)現(xiàn)學生成績整體呈正態(tài)分布的趨勢，說明學生整體學習成果有較大進步。

2017學年改革前試卷90分以上1人，優(yōu)秀率2.9%，良好率5.7%，大部分成績集中在60-79之間，優(yōu)良率較低，說明學生對于新技術的敏感度普遍較低，調研水平欠缺。2018學年試卷90分以上8人，優(yōu)秀率22.2%，良好率58.3%，優(yōu)良率較高，普遍對新技術的掌握較好，能夠對最新技術進行全方位的調研分析，總體來說，大部分學生能夠按照基本要求完成調研報告，基本格式正確，調研有一定的廣泛性，課題知識點分布較廣。

五、結束語

對地質工程類專業(yè)針對性提出了幾點教學改革的方法，以提高學生動手實踐為目的，以增強學生自主性學習為基礎，并通過近幾年的課程實踐結果顯示通過教學改革激發(fā)了學生的主觀能動性。

綜上，對于地質工程專業(yè)學生自主學習能力的培養(yǎng)，仍然需要充分發(fā)揮教師、學生兩方面的積極性，加強師生互動，提高學生自主學習的能力，增加學生參與各種科研、生產(chǎn)實踐的機會，努力提高地質工程專業(yè)學生的實踐動手能力，真正做到學生從被動學習到主動學習的轉變。推動教學模式改革，切實培養(yǎng)地質工程專業(yè)技術創(chuàng)新型人才。

參考文獻：

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