線上線下+項目牽引的“巖體力學”教學分析

陳軍濤 方志 常西坤 朱建武 寧建國

[摘 要] 隨著社會的進步和科學技術的發展，傳統的課堂教學已不能滿足學生對專業知識的理解和掌握。基于學生自身的發展特點，融合網絡、多媒體等多種教學方法，創新性地構建出線上線下+項目牽引的“巖體力學”教學模式，同時從線上自學、線下課堂教學參與度、作業、考試等多維度考查學生對知識的學習效果和理解能力。這一教學模式對有效激發學生自主學習的積極性，提高學生綜合理解和實際運用專業知識的能力，以及培養高質量創新型人才具有重大意義。

[關鍵詞] “巖體力學”;項目牽引;線上線下;創新能力

[基金項目] 2021年度山東科技大學課程思政培育項目“開采損害與環境保護”（KCSZ202101）;2018年度礦業工程國家級教學示范中心開放基金資助項目“新時代高校實驗教學模式改革探索——以‘巖體力學為例”（KYSF20180211）;2018年度礦業工程一流學科建設專項“新時代高校實驗教學模式改革探索——以‘巖體力學為例”（04CK01903）

[作者簡介] 陳軍濤（1985—），男，山東濰坊人，博士，山東科技大學能源與礦業工程學院副教授，主要從事巖體力學、礦井水害防治研究;方 志（2000—），男，安徽安慶人，山東科技大學能源與礦業工程學院2018級采礦工程專業本科生，研究方向為智能開采;常西坤（1981—），男，山東東營人，博士，山東科技大學能源與礦業工程學院副教授，主要從事特殊開采研究。

[中圖分類號] G424? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）37-0125-04? ? [收稿日期] 2021-04-08

一、“巖體力學”課程教學現狀及其重要性

（一）課程教學現狀

巖體力學是一門重要的交叉科學和工程應用課程，是借助力學觀點對自然存在的巖石（巖體）進行性質測定和理論計算而為具體工程建設服務的，它是研究巖體在各種力場作用下變形與破壞規律的理論及實際應用的科學[1]。“巖體力學”作為高等學校采礦工程、土木工程等工科專業的核心專業課，能夠培養學生運用所學知識分析巖體工程中的力學現象，并解決工程巖體的變形及穩定性問題，同時該課程也為學習“采礦學”“礦山壓力與巖層控制”等主干課題奠定了基礎[2]。

對于“巖體力學”課程的教學，許多高校教師采用傳統的課堂“全盤灌輸式”，在這種教學模式下，學生對于巖體力學知識的學習積極性不高、學習效率低，理論知識不易理解，導致教學效果差、學生對知識點掌握不深入等問題。2019年底，隨著新冠肺炎疫情的爆發，大量線上線下混合式教學課程如春筍般涌現，高校“巖體力學”線上教學課程也應運而生，彌補了線下教學的諸多不足，豐富了學生的上課方式，在一定程度上提高了教學質量和學生學習的積極性[3]。

（二）“巖體力學”課程教學的重要性

在各種地下工程建設中，巖土工程占有十分重要的地位。巖土工程是以土力學、巖體力學及工程地質學為理論基礎，運用各種勘探測試技術對巖土體進行綜合改造和利用而進行的系統性工作。巖土工程學科在國外某些國家和地區被稱為“大地工程”“土力工程”或“土質工程”，在房屋、市政、能源、水利、道路、航運、礦山、國防等各種建設中，都有十分重要的意義[4]。

“巖體力學”作為巖土工程的理論基礎，在巖土工程中各類問題的解決中占有舉足輕重的地位，即巖土工程問題的解決離不開“巖體力學”知識的實際應用。因此，為促進巖土工程的持續高質量發展，培養更多優秀的工科學生，“巖體力學”課程的教學模式改革勢在必行。

二、“巖體力學”課程教學實際問題分析

由于采礦工程專業學生的力學基礎相對薄弱，雖然前期有“理論力學”“材料力學”等課程的學習，但是這些基礎課程的學習均僅限于應試，學生學習不夠深入，基礎掌握不夠扎實，為學習“巖體力學”課程帶來了較大難度。盡管新時代“巖體力學”線上線下混合式教學大量涌入網絡課程，豐富了課堂教學方式，教學效果也相對改善，但由于運行時間短、課程性質等原因，“巖體力學”線上線下混合式教學仍然存在一些問題亟待解決。

（一）線上線下主次不清，重點不突出

部分高校已將“巖體力學”建設為線上線下混合教學課程，但是線上線下教學內容重疊較多，很多教師在線下課堂上仍然講述線上教學中的知識點，同時線上線下教學重點不突出，導致學生在線上線下的教學模式下學習盲目，效率不高、效果不佳。

（二）學生的積極性不高

采礦工程專業學生的力學基礎相對薄弱，對“巖體力學”課程知識的理解有一定難度，而線上課程由于時間原因僅講述簡單的專業知識，課堂上教師若沒有就個別重難知識點進行講解，學生便很難理解，時日一長，學生學習的興趣和積極性也會逐步減少。

（三）對課程的深層次認識不夠

在“巖體力學”課程的線上線下教學過程中，教師均是向學生灌輸知識點，導致學生對“巖體力學”課程的理解僅限于知識表面，而對知識的深層次理解、研究意義及實際運用等方面認識不足，不能起到舉一反三、融會貫通的效果。

（四）缺乏學習方法和分析解決問題能力的培養

鑒于“巖體力學”線上線下教學主要為知識灌輸，而課堂上教師也僅僅針對課后例題進行分析，大多未引入實際工程案例講解知識的實際運用，同時學生在課堂和網課學習過程中缺乏獨立思考的訓練，致使目前“巖體力學”線上線下的教學模式不能夠很好地培養學生的學習方法和分析解決問題的能力，學生不能獲得授人以漁中的“漁”[5]。

三、線上線下+項目牽引的“巖體力學”教學模式分析

（一）線上自學、線下課堂教學和項目牽引之間的關系

“巖體力學”線上線下+項目牽引的教學模式，需界定清楚線上自學、線下課堂教學和現場項目案例在知識傳授中的教學內容及其作用。“巖體力學”線上教學內容重在自學，主要為課本的基本知識、基本理論等內容，主要是培養學生的自學能力;線下課堂教學則主要是教師回答學生線上自學過程中的存疑問題，同時講解專業領域的前沿技術、方法等內容，而且課程教學也可以提供教師啟迪學生思考的平臺，任課教師需精心設計課堂教學內容和教學方法，以期達到和線上自學內容的互補;現場項目案例的講解在線下課堂上實現，其作用在于線上自學和線下課堂教學知識點的實際運用，可以加強學生對書本知識的鞏固理解，任課教師應針對課堂知識準備好現場項目案例（見圖1）。

（二）項目牽引對課程教學的作用

現場項目案例能夠激發學生的學習積極性，烘托課堂學習氛圍，實現課堂理論知識的融會貫通和實際應用，提高學生分析和解決巖體工程實際問題的能力。因此，課堂教學中現場項目案例的引入、分析和解答，即“項目牽引”教學方法，對于學生綜合能力的提升尤為重要。“項目牽引”教學方法還可以系統地串聯所學專業知識，加強學生對前后專業知識的聯系和理解，培養學生養成基于需求導向和問題導向的獨立思考問題的能力，實現線上自學和線下課堂教學內容的提升。

四、線上線下+項目牽引教學模式的實際應用

（一）教學設計

線上線下+項目牽引的教學模式主要分兩個階段進行：

第一階段，線上自學。每節課開始前，教師布置學生線上自學的章節內容，以及需要重點學習和掌握的知識點。該階段學生利用智慧樹、超星等網絡平臺學習“巖體力學”相關章節，借助百度、中國知網、圖書館等平臺擴展知識視野和解決不懂的知識點，然后記錄線上學習后的存疑知識和個人想法，以備線下課堂上與教師進行充分交流（見圖2）。

第二階段，線下課堂教學。該階段分兩步，首先，教師要針對學生線上自學的存疑知識點與學生進行交流，以啟發式教學為主，也可以小組談論后講解存疑的知識點;然后，教師引入某一現場工程案例，講解案例涉及的課程知識點，以及知識點在實際項目中的運用之法（見圖3）。

（二）學生考查方式

針對“巖體力學”線上線下+項目牽引的教學模式，主要從學習時長、章節測試（線上自學）和出勤率、交流參與度、課后作業、思維導圖和期末考試（線下課堂教學）等方式對學生的學習效果進行多維度綜合考查，如表1所示，具體分述如下。

1.線上自學（占比10%）。線上自學主要從學習時長和章節測試兩方面對學生進行考查，占課程總分數的20%，其中學習時長和章節測試分數占比分別為2%和8%，主要培養學生的自學能力。

2.線下課堂教學（占比30%）。線下課堂教學主要考查學生的出勤率、課堂交流參與度（提出問題、分析問題和解決問題）、創新程度和課后作業完成情況等，占比分別為5%、5%、10%、10%，線下課堂教學占課程總分數的30%，重點培養學生對所學知識的理解掌握能力和創新意識。（1）出勤率（5%）：為節約上課時間，提高學生上課出勤人數，建議以隨機點名提問的方式作為出勤的考查方法，如點名未到算缺勤一次，這樣既完成了出勤測試，又可以與學生進行互動交流。（2）課堂交流參與度（5%）：一是教師提問，學生回答，答對者加分，答錯者不加分，充分調動學生交流的積極性;二是將學生分為N組，每組選取組長1名。任課教師提出問題后，各組組長帶領本組同學進行討論交流，討論結束后由本組的一名同學進行總結發言，發言情況可作為本組的成績。（3）創新程度（10%）：在課堂交流中，若學生的想法具有新穎性和創新性，可以額外加分。（4）課后作業（占比10%）：課后作業主要考查學生對重點知識的掌握和理解能力，以及對本節課（本章節）知識點的綜合掌握情況，分別占比5%，前者以布置基本作業的形式進行考查，教師閱后于下節課給予回復并講解;后者以畫出本節課（本章節）知識點的思維導圖的形式進行考查，課后作業占課程總分數的10%。

3.線上自學+線下課堂教學（占比60%）。本門課結束后，以期末考試的形式對線上線下學習內容進行綜合考查，考試分客觀題和主觀題兩部分，客觀題考查學生對本門課程知識的理解和掌握能力，主觀題考查學生的創新思維和分析解決實際問題的能力，期末考試占課程總分數的60%。

五、教學效果分析

通過2020—2021學年第1學期對采礦工程2018級1、2班27名采礦工程專業的學生進行“巖體力學”課程的線上線下+項目牽引式教學，發現學生線下課堂的上課出勤率明顯提高（100%），課上學生積極提問問題，踴躍發言交流，對“巖體力學”課程的學習興趣顯著增加，期末考試學生成績也很不錯。總體而言，“巖體力學”線上線下+項目牽引的教學模式創新了傳統守舊的教學模式，提升了學生的自學能力和知識理解程度，培養了學生提出問題、分析問題和解決問題的綜合能力和發散創新意識，教學實踐效果非常好。

六、結語

線上線下+項目牽引的教學模式是新時代“巖體力學”課程的教學特色，融合了網絡、多媒體、板書等多種教學方法，不僅大大提高了學生學習的參與度和積極性，還培養了學生的自學能力、學習方法、分析解決問題的能力，以及專業知識點在實際問題中的應用，同時本教學模式創新了“巖體力學”的考查方式，從線上自學、線下課堂教學參與度、作業、考試等多維度考查學生知識的學習效果和理解能力，為新時代高校新工科高質量創新型人才的培養提供了參考指導。

參考文獻

[1]徐麗娜，劉藝橋，牛吉鋒.應用型人才培養體系下《巖體力學》課程教學改革的研究[J].科技經濟市場，2018（4）：192-193.

[2]李斌.采礦工程專業彈性力學課程教學內容改革探索[J].課程教育研究，2020（47）：125-126.

[3]戎新萍，徐海璐，韓雪.《材料力學》課程線上線下混合教學模式的探究與實踐[J].科技風，2020（28）：23-24.

[4]張芳，鄭山霖，張秀蓮，等.巖土工程信息技術及其工程應用[J].地下空間與工程學報，2016，12（5）：1336-1343.

[5]陳軍濤，臧傳偉，張培森，等.新時代下采礦工程專業人才培養模式研究[J].山東科技大學學報，2018，20（S）：37-41.

Online and Offline-project Traction Teaching Analysis of Rock Mass Mechanics Course

CHEN Jun-taoa，b， FANG Zhib， CHANG Xi-kuna，b， ZHU Jian-wub， NING Jian-guoa，b

（a.National Demonstration Center for Experimental Mining Engineering Education， b.College of Energy and Mining Engineering， Shandong University of Science and Technology，Qingdao， Shandong 266590， China）

Abstract： With the progress of society and the development of science and technology， traditional classroom teaching can no longer satisfy students understanding and mastery of professional knowledge. Based on the characteristics of students own development， this paper integrates various teaching methods such as the Internet and multimedia， and innovatively constructs an online and offline- project traction teaching model of Rock Mass Mechanics course， which is also based on online self-study and offline classroom teaching participation.? In the meantime， this teaching mode could exam students learning effect and comprehension ability of knowledge by homework， exam and other multi-dimensional. The innovative teaching model is of great significance for effectively stimulating students enthusiasm for independent learning， improving students comprehensive understanding and practical application of professional knowledge， and cultivating high-quality innovative talents.

Key words： rock mass mechanics; project traction; online and offline; innovation capacity