以實際需要為導向的巖體力學綜合教改探索

摘要：該作者針對地方類工科高校巖體力學課程存在的問題進行教學改革。文章基于更新和優化巖體力學教學內容，改革教學模式、教學方法和教學手段，強化實踐環節等，達到理論與實際相結合，實現知識與能力并重，并以學生能力培養為主，達到培養實際需要的巖體力學實用性人才的教學目標。

關鍵詞：巖體力學;教學改革;理論聯系實際;綜合措施

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）16-0201-02

巖體力學是研究巖石和巖體力學性能的一門學科，該課程是水利工程、地質工程等專業本科生的重要專業基礎課之一[1]。

巖體力學課程內容設置豐富，知識復雜，既有基礎理論，也有工程應用。作為工程性較強的專業基礎課程，教學中不僅要講授基本的巖石力學原理，更重要的是要讓學生利用這些基本原理去解決工程中的各種巖體力學問題，理論要求高，實踐性強，學生對該課程的掌握和應用具有一定難度，因此必須重視和加強巖體力學的教學，并針對問題進行教改。通過課程改革和創新，學生能將學習的理論知識與實際應用緊密結合，達到教師教好，學生學好，學生畢業后更快更好地適應工作的目的[2-4]。

一、巖體力學教學中存在的問題

（一）教材陳舊，內容滯后

我國在巖體力學的理論研究，室內外試驗，現場監測和經驗積累方面隨著三峽工程、青藏鐵路、南水北調等許多高難度、劃時代的標志性工程的建設，獲得了舉世矚目的成果，但選擇徐志英主編的《巖石力學》（1993年第三版）教材內容落后于目前巖體力學的實際發展水平，在一定程度上出現了理論與現實脫節的現象。

（二）教學模式和教學方法傳統，教學手段單調

巖體力學以“填鴨式傳授—接受”教學為主，教學內容以教材為中心，教學過程以教師為中心。這一模式忽略了學生的主體性。以傳統的傳授書本知識為主的板書和PPT課堂教學方法，使力學功底不是很好的地方類工科學校學生較難掌握知識，學生畏難和厭學，學生的學習興趣不高，主動性不強，教學效果不理想。

（三）實踐教學環節缺乏

目前在該課程的教學中，缺乏理論與生產實踐的結合，教師很難生動透徹地講解理論知識。

（四）考核方式單一

采用課程結束后的閉卷考試形式，難以對學生的分析能力、應用能力和創新思維等進行培養和評價。

二、巖體力學教學改革方案[1-8]

針對巖體力學教學中存在的問題，探索了適合我校巖體力學發展的教改方案。

（一）精心選取教學材料，更新和優化教學內容

結合水工專業特點，沿用徐志英主編的《巖石力學》為主要教學用書，輔以蔡美峰主編的《巖石力學與工程》（2004），謝和平、陳忠輝編的《巖石力學》（2004）和董學晟主編的《水工巖石力學》（2004）。因教材普遍偏舊，需同時引入近年來國內外最新的相關的科技成果作為教學補充，做到與時俱進，追蹤學科發展的前沿，確保教學內容的先進性，教學內容設計中刪除或減少水利工程地質等課程中重復性的內容，保證教學的有效學時。

當前編著水利類專業全新的巖體力學教材是當務之急。并需自編習題、復習思考題等輔助教學，形成配套教學材料。

（二）改變傳統的教學模式，創新教學方法，激活教學進程

在巖體力學教改中嘗試引入研究型教學法，通過問題引入講授法、案例分享法、工程情景教學法等激發學生的學習興趣，培養學生的動手動腦能力和創新思維[7，8]。

如在講授巖體力學課程的重要知識點時，采取先由教師提出問題，引導學生深入學習和思考分析問題，由問題入手，追根溯源找到解決問題的源頭。這種問題模式教學法，使學生變被動學習為主動學習。而圍繞水利水電工程專業的工程實例展開授課的案例教學，則可在進行每一章節的授課時，以工程實例來展開，尤其是國內外比較知名的工程實例，如意大利瓦依昂水庫、法國馬爾帕塞大壩、三峽水利水電工程等，采用照片、錄像等生動形象的方式呈現工程情景，增加學生的感性認識，使學生投入其中，增強學生學習的興趣和熱情。

另外，教學活動逐步結合教師科研工作和學生實踐課展開。在授課時，將這些科研成果進行整理，在每章結束時，抽出專門的時間，做與授課內容相關的小型專題講座，豐富學生的專業眼界的同時，將巖體力學最新的研究方法、手段和技術介紹給學生。

（三）采用靈活多樣的教學手段，增強教學效果

不同教學環節的教學手段有所側重。基礎理論環節主要采用教師課堂板書講授和課后答疑的方式，重點和難點的講解，比如巖質邊坡崩塌、滑坡等采用動畫式多媒體課件的方式。對于深奧和抽象力學原理的內容，例如邊坡巖體應力的分布和非圓形巷道圍巖應力分布規律，我們采用Ansys、Flac3D專業軟件，將數值方法的優勢，通過數值仿真模型，穿插于課件之中，動態而直觀地顯現全過程變化特征和規律。相對容易的內容由學生自學。

（四）強化實踐教學環節，提高實驗教學水平[8]

實踐環節的重點是培養學生實驗技能，虛擬與現實相結合，動手與動腦相結合。在增加室內基礎實驗、編制實驗指導書的基礎上，逐步增加研究性和綜合性實驗的開設比例，進而豐富實驗內容。

巖體力學實驗指導中，用計算機仿真實驗來優化實驗教學環節。如直觀闡述單軸壓縮、單軸拉伸、直接剪切、三軸壓縮等試驗原理;試驗方法和步驟的講解，再配合采用專題錄像片，使學生對巖石的變形與破壞過程有更加清晰的認識。

（五）靈活多樣的考評方法，促進學生自主學習

改變傳統的“知識考核”為對學生全方位、多層次的“能力考核”，把考試變成學生能力培養的重要環節，以“考”致“思”。

將巖體力學課程分為理論教學、實驗教學和工程實例分析等幾個環節進行，每個環節考試和評價方法不同，根據各部分的總和評定出課程最終成績。理論考試由全閉卷考試變為開卷與閉卷相結合的考試;實驗考試通過實驗操作演示和實驗報告進行考評;工程實例分析采用論文及答辯、匯報的方式進行考評。

三、結語

巖體力學課程內容豐富，知識更新快，實用性強，以實際需要為導向的巖體力學綜合教改探索很有必要。目前這一教改活動已經開展，近年的教學實踐表明有較好的教學效果，今后將繼續探索和改進。預期將逐漸形成以“理論聯系實際，理論與實踐并重并以應用為目的”的教學理念，采用研究型教學方式，靈活應用多種教學手段，強化實驗和有效考評的教改體系，在一定程度上可滿足工程實際需要，達到培養真正的實用型人才的目標。

參考文獻：

[1]劉高，張帆宇，劉小偉，等.綜合性大學巖體力學教學綜合改革[J].中國地質教育，2015，24（04）：103-107.

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[4]林軍志，莫利華，強躍.基于應用型本科人才培養的《巖石力學》課程教學內容改革研究[J].科學咨詢，2013，（02）：72-73.

[5]胡斌，易鳴，唐輝明，等.研究型教學方法在巖體力學教學中的應用與思考[J].科技創新與應用，2012，（29）：286.

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[8]吳姜.巖石力學實驗教學改革探討[J].長春教育學院學報，2012，28（08）：102-103.

Exploration on Comprehensive Teaching Reform of Rock Mass Mechanics Guided by Practical Needs

WANG Yin-mei

（ College of Water Resource Science and Engineering，Taiyuan University of Technology，Taiyuan，Shanxi 030024，China ）

Abstract：Aiming at the problems existing in the course of Rockmass Mechanics in local engineering universities， the teaching reform is explored. Through updating and optimizing the teaching content， reforming the teaching mode and teaching methods， means， and strengthening the link of practice， the teaching goal of combining theory with practice， laying equal stress on knowledge and ability， and focusing on the cultivation of students' abilities and practical talents of Rockmass mechanics may be achieved.

Key words：Rockmass Mechanics;teaching reform;theory and practice;comprehensive measures

收稿日期：2019-04-10

基金項目：太原理工大學本科教學改革重點項目（2017-538）

作者簡介：王銀梅（1965-），女，太原理工大學水利科學與工程學院，副教授，碩導，博士，主要從事巖土工程和工程地質教學和科研。