借鑒法國大學教學方法的《巖石力學與工程》教學探討

徐營　劉造保　閆帥

摘要：針對《巖石力學與工程》課程在采礦工程專業中教學質量存在的不足，借鑒法國大學在提高學生學習責任感、實踐能力、獨立思考能力的先進教學方法，根據本校對本課程教學組織的實際要求，從教學內容和課外作業方面進行了改革探討，以期提高學生提高解決復雜工程問題的能力。

關鍵詞：法國教育；華盛頓協議；責任感；實踐；獨立思考

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）28-0145-02

在國家推進“建設世界一流大學和一流學科”的重大戰略下，為了提高本科教育教學質量，中國礦業大學正在對所涵蓋專業開展內涵建設，其中采礦工程專業在專業認證、專業建設、培養方案制定、教學大綱修訂、教學方法探討等方面進行了全方位推進，而在教學方法探討中，主要建立以學生為中心的課堂教學模式，以教學方式的轉變促進學生良好學習方式的養成來提高教學效率。作者在中國礦業大學多年承擔《巖石力學與工程》（原礦山巖體力學）[1]本科生課程的教學任務，并在法國里爾大學開展了一年的訪學，因此擬結合法國高等教育的教學方法，對目前《巖石力學與工程》的教學方法進行探索，以期提高本課程的教學質量，并為其他課程的建設提供一定的借鑒作用。

一、目前《巖石力學與工程》教學存在的不足

《巖石力學與工程》的教學任務是使學生掌握巖石的物理力學性質、地應力分布規律與測試、巖石地下工程和巖石邊坡工程等內容，為《礦山壓力與巖層控制》、《采礦學》等專業課程的學習打下理論基礎。課程學時為32學時，主要為課堂講授，講授時也注意采用工程實例和研討式教學等先進教學模式，但經過與學生課上—課下交流和課程結束后學生的反饋，仍發現目前該課程的教學質量還存在以下幾點不足之處：

1.部分學生學習的責任感低。部分學生多是為了滿足學校規定的學分要求，應付上課和考試，學習的動力不足，遠遠缺少周恩來同志少年時代時“為了中華之崛起而讀書”的那種學習動力，有的甚至缺少出于“父母很辛苦，為了感恩父母”而努力學習的干勁，而我校侯朝炯老教授在他70多歲還長期堅持下現場調查研究。相對于這些老一輩科學家，部分學生缺乏一種社會責任感、大局觀、為社會做貢獻的原發動力。

2.部分學生不知理論知識如何用。由于該課程理論性和抽象性較強，部分理論知識的填塞式和刻入式教學使學生有時感覺很困惑，如具有較煩瑣理論推導和難以理解的Mohr-Coulomb理論，更容易使學生不知如何在實際巖石工程中應用。另外，由于與該課程配套的《巖石力學與工程實驗》放在下一學期，該課程重點講解的巖石強度問題，學生不知道如何實際測算其值，更無從談論其應用了。一個重要原因是學生對巖石工程（包括采礦工程、邊坡工程、地基工程、核廢料儲存等）沒有直觀的認識，從而大大降低了學生對該知識的理解性和應用性。

3.部分學生無法解決復雜工程問題。我校采礦工程專業已經進入《華盛頓協議》，其中很重要的一條就是對本科生的畢業要求是將數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于解決復雜工程問題。其中對于如《巖石力學與工程》這樣的專業類課程，其教學目標是能夠創新性地研究、設計、開發、評價，并實現復雜工程系統[2-3]。為達到這一目標，首要問題是要學生知道和了解什么是復雜工程、存在什么問題和如何解決。就目前來看，老師和學生離這一目標還有一定的差距。

二、法國大學教育中幾點先進教學方法

1.培養學生的社會責任感。1968年法國制定的《高等教育法》規定：高等教育的根本任務是“建立與傳播知識、發展科學研究和培養人，必須有助于社會晉升培訓，并由此促進社會朝著使每個人對自己的民族具有更大責任感的方向發展”。相應的，在大學教學活動中，老師通過跨學科、知識與實踐相結合的方式幫助學生深入理解學生所身處的世界，注重培養學生分析社會、工程等領域存在的問題、問題的根源與解決的方法，并必須容許反思和批判，這對增強學生的社會責任意識與認知具有重要作用。

2.重視理論知識的訓練和實踐。在法國大學課程中，大部分課程都分為講授課、習題課和實踐課三部分，而且后兩部分所占比例較重。通過習題課的訓練，可加深學生對理論知識的理解和掌握，使學生從中領會和熟悉其思想和方法，從而提高教與學的效益，如一些定理、公式、概念在學習時體會不深，一旦做完習題課，學生對它們的理解就加深了。另外，實踐課主要是把理論和實踐進行有機結合，如里爾大學的《結構設計原理》的實踐課中，要求學生采用所學知識進行一個橋梁結構設計，最終以采用最輕材料質量而橋梁承重最大的設計為最優，這種實踐課增加了學生對理論知識的真實感。法國特有的工程師學校（如里爾的Ecole centrale de Lille），對其課程的要求更是重應用、講實效[4，5]。

3.重視學生的獨立思考能力。在法國高校里，大部分課程沒有指定的教科書，教師自行把握講授內容，并且教師多采用組織主題演講，廣泛開展討論，時常布置各類小組討論，這就要求學生多靠記筆記和去圖書館查閱相關書籍來理解和掌握所學內容，逐漸培養學生的自學和獨立思考的能力。

三、《巖石力學與工程》的教學改革探討

1.多對世界上重大巖石工程進行探討。在進行巖石工程實例講解時，尤以注意多以對社會、安全、文化、社會可持續發展等影響較大的巖石工程為案例，以便引起學生的求知欲和責任感，如切爾諾貝利核廢料泄露、王家嶺突水事故、意大利比薩斜塔，注意分析案例失敗原因，如何糾正、如何在以后的巖石工程設計和使用中避免這些事故發生，即一些現實生活的問題，不但可以讓學生為人類發展和避免失敗災害進行學習，而且理解應承擔的責任。尤其注意的是，需把課堂所學理論知識與這些工程案例的結合點講透徹。

2.增加理論知識的習題和實踐訓練。如對于難以理解且非常重要的Mohr-Coulomb理論，需增加一定的習題訓練，使學生理解更透徹。而在實踐訓練中，在該課程開課一段時間后，讓3—5個學生組成一個團隊，要求每個團隊采用泡沫、水泥、電路板等常規材料設計一個巖石工程，如采礦采場覆巖運動模型、基坑工程模型、地下庫模型、采礦矸石與煤置換等模型，即以巖石工程作為一個載體，從設計、采購、加工到制造，讓學生參與整個過程。在最終作品評比中，讓學生講解整個作品設計、存在的問題，讓每個學生進行發言、聆聽，老師進行點評，這樣培養出來的學生對于巖石工程會有一個很清晰的理，即使學生通過親身的體驗，用探究的思路和方法進行學習。另外，學生團隊或小組合作的方式，在學習過程中可以取長補短，促進培養團隊成員團結協作的精神。

3.布置學生獨立思考的課后作業。在課程學習中布置4—6次課后作業，作業題目必須避免直接從教材上抄到答案的簡答題，盡量是復雜工程問題，需讓學生去圖書館和網上進行查閱資料，讓學生養成自學和獨立思考的習慣。重要的是老師對布置的作業需進行認真點評，讓學生知道學生理解的知識哪些是合理的、哪些是不合理的，從而初步培養學生對復雜工程問題如何進行分析、思考和解決的能力。

四、總結

為進一步提高《巖石力學與工程》的教學質量，結合一些法國大學教育的先進方法，從對世界上重大巖石工程進行探討、增加理論知識的習題和實踐訓練、布置學生獨立思考的課后作業三個方面進行教學改革探討，從而培養學生的學習責任感、實踐能力和獨立思考能力，進一步提升學生處理復雜工程問題的能力和國際競爭力。

參考文獻：

[1]王作棠，周華強，謝耀社.礦山巖體力學[M].徐州：中國礦業大學出版社，2008.

[2]支希哲，羅向陽，張清江.后《華盛頓協議》視域下的我國工科專業建設研究[J].現代教育科學，2015，（3）：69-74.

[3]林健.如何理解和解決復雜工程問題——基于《華盛頓協議》的界定和要求[J].高等工程教育研究，2016，（5）：17-26.

[4]王剛.CDIO工程教育模式的解讀與思考[J].中國高教研究，2009，（5）：86-87.

[5]范呈彬.中法高等教育文化的對比和啟示[J].佳木斯教育學院學報，2013，（11）：162-163.

Abstract：In view of shortcomings of teaching quality，the teaching reform of "Rock Mechanics and Engineering" course is carried. Based on the advanced teaching method of French university which can improving students' sense of responsibility，practical ability，independent thinking ability，and according to the actual requirements of the university's teaching，the aspects of teaching contents and homework are discussed to improve students' ability of solving complex engineering problems.

Key words：French education；Washington agreement；sense of responsibility；practice and independent thinking