工科專業“巖石力學”課程“理論+實驗+實踐”教學改革模式探討
——以內蒙古科技大學采礦工程專業為例＊

（內蒙古科技大學 礦業研究院，內蒙古 包頭 014010）

“巖石力學”課程為許多工科專業（采礦工程、安全科學與工程、工程力學、巖土工程、石油工程等）的必修專業課[1]，涉獵行業極其廣泛，應用性強，同時也是一門由“理論+實驗+實踐”組成的特色專業課[2-3]。對于采礦工程專業學生而言，“巖石力學”更是一門重中之重的主干專業課，它是采礦工程專業五大專業課之一，而且是最早開設的一門專業課[4-5]，通常在大學二年級下學期開設（其他主干專業課均在大三開設）。可見，“巖石力學”課程為其他主干專業課的基礎，其重要程度不言而喻。與此同時，隨著礦產資源開發深度的不斷增加，地下工程作業環境越來越惡劣，表現出來的非線性巖石力學及巖石損傷學問題越來越嚴重，給眾多專家學者授課及科研都帶來了全新的挑戰。因此，重視和強化采礦工程專業“巖石力學”課程的革命和更新，尤其是在課堂中增加實驗及實踐教學內容刻不容緩，也為培養高端采礦技術人才和科研人才提供強有力的基礎保障。

1 “巖石力學”課程現階段教學存在的問題

1.1 課時安排不合理

內蒙古科技大學采礦工程專業“巖石力學”課程是研究地下巖石或巖體強度（應力）、剛度（變形）及穩定性的基礎專業課程。教學大綱規定該課程建設目標主要包括以下2點：①掌握巖石的物理力學性質，巖石的流變性質、強度理論、剛度理論、穩定性理論，巖體的力學性質，巖體的破壞機理、強度特征，巖體質量評價及其分類、地應力分布等基礎知識，能夠將其用于解決采礦工程中的巖體力學分析計算問題及工程穩定問題。②能夠運用圓孔的孔邊應力集中的彈性力學知識來理解巷道圍巖應力顯現基本原理及巷道圍巖應力二次分布規律，依據液壓支架與圍巖的相互作用原理、單次及多次擾動采場應力分布特征、大巷及回采巷道支護基本原理等知識提出采場和井巷的礦山壓力控制方法。目前，該課程學時為40 學時，且全部為理論教學學時。實際上，該課程是一門以實驗為基礎的實踐專業課程，必須設置相應的實驗與實踐教學環節，而缺少理論與實踐之間的橋梁紐帶正是本課程現階段存在的最大問題。

1.2 授課方式落后

“巖石力學”課程作為內蒙古科技大學采礦工程專業先行授課的主干專業課，該課程教學內容自然是極其豐富的，它依托實驗室實驗，又與現場工程實踐緊密相連。目前，受學校駐地、教學經費、實驗室建設、實習基地建設等多方面的影響，采用的授課方式僅為單一的傳統課堂講授模式。傳統講授教學方式具有一定的理論意義，但缺乏直觀的現場感受和學生操作能力的培養，也缺乏實驗內容的講授。培養的學生日后多為煤礦企業現場工程技術人員和管理人員，需要到井下實地測試數據及分析，統籌企業規劃，而目前學校的教學模式對此方面能力的培養存在較大的不足。

1.3 考核手段單一

目前，內蒙古科技大學采礦工程專業“巖石力學”課程結課考核以閉卷考試形式為主，再加上平時出勤及學習態度成績，考試總成績為課堂表現成績和試卷卷面成績的加權平均值。此種考核方式在一定程度上可反映出學生對基礎知識的掌握程度、學習態度和教師教學水平等，但缺乏對學生實驗及實踐能力的考評，科學性較差，存在一定的不足。此外，此類考核手段基本上屬于應試教育考核模式，大多數學生往往通過期末階段的突擊學習完成考試，中等成績占絕大多數，優秀成績極少，學生總體對知識的掌握也不夠扎實，更不利于學生將課堂學習到的基本知識運用到日后的工作中。與此同時，此類單一形式的考試也降低了教師教學中的主觀能動性，教師往往以學生期末成績判斷學生的學習效果，存在一定的缺陷和不足。

2 “巖石力學”課程改革模式及優化措施

2.1 “巖石力學”課程改革模式的提出

根據以上對內蒙古科技大學采礦工程專業“巖石力學”專業課程現階段存在的教學問題分析結果，認為該專業課程改革刻不容緩。該課程改革首先應扎實基礎理論學習內容；增加實驗教學內容，特別是增加提升學生動手能力的教學環節；增加實踐教學內容，確保學生在工作之前對礦山生產環境有一定程度的了解，為日后的實際工作奠定良好的理論和實踐基礎。

2.2 “巖石力學”課程改革優化措施

2.2.1 增加課程學時，調整課程結構

內蒙古科技大學采礦工程專業“巖石力學”課時現為40 個學時，全部為理論教學學時，學時嚴重短缺。根據相關高校經驗，同時考量教學效果，基礎理論學時應增加至不少于48 個學時，其中包含討論學時不少于8 個學時。討論學時對學生深刻理解知識至關重要，由授課教師提出巖石力學相關討論話題，學生自行查閱文獻，形成討論文字或PPT，總結和匯報，提升學生的主觀能動性和綜合能力。實驗教學內容不少于12 個學時，尤其是讓學生熟練掌握各型號壓力機的使用，并根據操作效果實行現場打分制度。實踐教學內容不得少于12 個學時，可帶領學生到學校附近煤礦或金屬礦山企業進行短期認識實習，井下實際觀察巖石及巖體特征、礦山壓力顯現特征等。

2.2.2 加強實驗與實踐教學

為了培養學生的現場工程技術能力，深入理解理論教學內容，必須加強“巖石力學”課程的實驗與實踐教學環節。試驗教學方面，正常的實驗教學學時必不可少，除此之外可根據授課教師的科研項目，鼓勵學生參與到科研項目中去，同時也增加了學生到現場實踐鍛煉的機會。因此，該課程授課教師的選擇也是一個關鍵問題，應選擇企業委托科研項目較多、能夠給學生提供較多實踐機會的授課教師，該部分也應該加入教師的工作量考核中。

2.2.3 完善結課考核體系

結課考試自然是反映學生學習效果和教師授課水平的重要手段，相比傳統的課程考核模式，“巖石力學”課程作為“理論+實驗+實踐”的綜合學科，對于實驗與實踐的考核必不可少。因此，將課程考核體系分成三部分，如表1 所示。該種考核模式可全面、系統地考核學生對該門專業課程的掌握程度，也是最系統和科學的一種考核模式。

表1 考核內容及比例

3 結語

針對內蒙古科技大學采礦工程系“巖石力學”專業課程改革刻不容緩的教學難題，從該課程現階段教學中存在的3個缺陷出發，即課程課時安排短缺，且缺少設計實驗與實踐環節；授課方式單一、落后，多為傳統教學模式，缺少實驗與實踐教學內容；考核手段多為試卷式考試測評，缺少實驗及實踐考核內容，提出了“巖石力學”課程改革的基本模式和改革措施，認為該課程改革首先要增加學時，其次增加實驗與實踐教學內容，最后應完善課程結課考核體系。