巖石力學(xué)基礎(chǔ)課的案例教學(xué)法探討與實踐

王登科 李文睿 左偉芹

摘? ? 要：案例教學(xué)是基于工程實踐、以問題為導(dǎo)向的教學(xué)模式，文章分析了目前巖石力學(xué)基礎(chǔ)課程所存在的普遍問題，重點介紹了案例教學(xué)在教學(xué)方法上的理念優(yōu)勢，分析了案例教學(xué)在提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和鍛煉學(xué)生解決工程實際問題能力方面的具體作用，給出了案例教學(xué)方法在巖石力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)中的三個主要階段和具體實施流程。通過案例教學(xué)可以提高學(xué)生綜合素質(zhì)，提升教學(xué)效果，培養(yǎng)巖石力學(xué)應(yīng)用型世紀(jì)創(chuàng)新人才。

關(guān)鍵詞：案例教學(xué);理念優(yōu)勢;主要階段;實施流程

中圖分類號：G642.3? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2019）01-0026-03

巖石力學(xué)是一門多學(xué)科交叉的新興學(xué)科，是采礦工程、石油工程、安全工程、水利水電工程、巖土工程、地下工程等眾多學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門認(rèn)識和控制巖石系統(tǒng)力學(xué)行為和工程功能的科學(xué)[1]，具有很強的通識性和實用性。盡管巖石力學(xué)直到20世紀(jì)60年代才被確定為一門專業(yè)學(xué)科在高校課堂上進(jìn)行講授[2]，但是巖石力學(xué)的專業(yè)知識對于工程師的現(xiàn)場設(shè)計和施工來說是極為重要的。因此，該課程的教學(xué)具有內(nèi)容復(fù)雜、理論性強、涉及面廣以及與工程實踐聯(lián)系緊密的特點。對于安全工程的本科生而言，掌握巖石力學(xué)的專業(yè)知識和基本原理對今后的實踐工作將大有裨益。但是目前巖石力學(xué)授課中普遍存在著教學(xué)模式單一、脫離工程實踐嚴(yán)重、學(xué)生學(xué)習(xí)積極性差等諸多矛盾[3]。本文以巖石力學(xué)教學(xué)中存在的矛盾為著眼點，將案例教學(xué)方法與巖石力學(xué)鮮明的工程應(yīng)用特征相結(jié)合，構(gòu)建出一個較為系統(tǒng)的授課流程，并引入實際教學(xué)環(huán)節(jié)中，達(dá)到既讓學(xué)生掌握好理論分析知識，又能夯實工程實踐分析能力的目的。

一、案例教學(xué)的理念優(yōu)勢

1880年美國哈佛大學(xué)開發(fā)了案例教學(xué)[4]，20世紀(jì)80年代引入中國。與傳統(tǒng)的“填鴨式”和“滿堂灌”教學(xué)方式有所不同，案例教學(xué)法是教師根據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，對現(xiàn)實生活中的經(jīng)典案例進(jìn)行分析討論，啟發(fā)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解和記憶，從而有效提升教學(xué)效果。案例教學(xué)中的典型案例源自于鮮活的現(xiàn)實生活和工程實踐，這是案例教學(xué)區(qū)別于其他教學(xué)模式和策略的關(guān)鍵所在[5]。案例教學(xué)的理念優(yōu)勢具體體現(xiàn)在以下幾個方面。

（一）知識性原則

案例本身蘊含著人類認(rèn)識世界的方法，是集體智慧的結(jié)晶。比如，在對煤礦井下巷道進(jìn)行穩(wěn)定性分析時所用到的彈性理論和塑性力學(xué)方法就是巖石力學(xué)基礎(chǔ)課程中的理論部分教學(xué)內(nèi)容，也是人類認(rèn)識世界的智慧總結(jié)，這部分內(nèi)容就具有很強的知識性，如果缺乏這些基本知識的掌握就無法完成對具體巷道穩(wěn)定性分析的任務(wù)。學(xué)生只有掌握了基本知識，才能把人類的智慧結(jié)晶內(nèi)化為自我的能力，才能更好地服務(wù)于工程實踐。

（二）趣味性原則

每一個案例都是一個真實的事例、動人的故事，具有從開始到結(jié)束的完整情節(jié)[6]。因此，案例具有故事性，它拋棄了教科書的抽象、刻板和乏味，通過引導(dǎo)，學(xué)生和教師一起去還原一個完整的故事，創(chuàng)造了一個魅力十足的生動世界，從而很好地吸引了學(xué)生的注意力。

（三）問題性原則

案例不是純粹的故事，它里面還包含了一個個需要學(xué)生去分析和解答的各種問題，這些問題沒有固定的分析思路，也沒有固定的標(biāo)準(zhǔn)答案，不同的人有不同的方法，不同的人有不同的答案。在案例的分析和討論過程中，學(xué)生們的各種思路和方法在課堂上相遇、碰撞，不斷交織，形成思維的一種共振局面，最后形成大家都能普遍認(rèn)可的“分析思路”和“標(biāo)準(zhǔn)答案”。這正是案例教學(xué)的精髓所在，既讓學(xué)生解決了問題，又讓學(xué)生消化了理論知識，而且整個過程生動有趣，毫無枯燥乏味之處。

（四）實踐性原則

案例來源于生活實踐，每一個案例都在每時每刻地反映著人們的真實生活，這一切學(xué)生都是可以切身體會和領(lǐng)悟的。所以，案例的實踐性原則，可以引導(dǎo)學(xué)生把實際生活與案例聯(lián)系起來，案例又與課堂知識聯(lián)系起來，把知識的本原通過案例的形式生動地表述出來，在這種雙重功效的作用下，學(xué)生對知識的掌握會更牢固、更持久。

理念優(yōu)勢賦予了案例教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式上表現(xiàn)出了與傳統(tǒng)教學(xué)模式不同的獨特性和新穎性。在教學(xué)內(nèi)容上，案例教學(xué)法以具體問題為中心，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)具體工程問題，學(xué)習(xí)研究如何運用理論知識分析和解決工程實際中的具體問題。在教學(xué)方式上，案例教學(xué)主要以互動交流為主，讓學(xué)生積極參與案例的分析和討論，促使學(xué)生獲得分析問題的方法和能力。

二、案例教學(xué)在巖石力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)中的作用

隨著我國科學(xué)理論和工程技術(shù)的不斷發(fā)展，采礦工程、水利水電、地下工程等工程設(shè)計與巖石力學(xué)的結(jié)合日趨緊密。巖石力學(xué)的發(fā)展遵循著人類認(rèn)識自然的基本規(guī)律，從實踐到理論，從理論再到實踐，案例教學(xué)一直是巖石力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)中的重要教學(xué)模式之一[7-8]。其在課堂教學(xué)上的積極作用主要有以下幾點。

（一）改變學(xué)習(xí)方式，吸引學(xué)生注意力

具體案例來自人類實踐，本身具有切實的工程生活背景，在好奇心理的驅(qū)動下，學(xué)生的注意力很快被吸引過來，并隨教師的引導(dǎo)進(jìn)入一種良好的學(xué)習(xí)狀態(tài)。例如在講授巖石的破壞準(zhǔn)則和強度理論部分時，可以先不講理論部分，而是先把井下巷道失穩(wěn)破壞、隧道崩塌、邊坡滑坡、水庫潰壩等工程事例以視頻或圖片的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，通過討論發(fā)言讓學(xué)生自己去尋找事故發(fā)生原因和發(fā)生條件，這樣就很順利地將工程事例與理論知識聯(lián)系到了一起。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不會覺得理論知識枯燥無味繼而能夠保持持久的學(xué)習(xí)熱情，良好的教學(xué)效果自然水到渠成。

（二）開發(fā)學(xué)習(xí)潛能，發(fā)揮學(xué)生主體地位

（三）課后評價階段

案例教學(xué)結(jié)束后，任課教師針對學(xué)生的討論情況和存在的問題進(jìn)行總結(jié)發(fā)言，得出共同結(jié)論。對于學(xué)生所發(fā)表的錯誤意見要持保留態(tài)度，切忌冷嘲熱諷、打擊挖苦，應(yīng)鼓勵他們敢于發(fā)表不同見解，并正確引導(dǎo)他們利用所學(xué)巖石力學(xué)基本理論、原理和方法解決實際問題。對于有異議的問題，鼓勵學(xué)生在課后進(jìn)行深入思考，探求新知。教師根據(jù)學(xué)生對知識點的掌握情況，總結(jié)出哪些知識點學(xué)生已經(jīng)掌握，哪些知識點還需要進(jìn)一步鞏固，哪些知識點學(xué)生還沒掌握，依此來及時調(diào)整自己的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容。同時，案例課堂教學(xué)結(jié)束后，教師可以讓學(xué)生談?wù)剛€人的學(xué)習(xí)體會，或者對教師的案例教學(xué)方式提出完善意見。最后，任課教師可以根據(jù)自己總結(jié)出的共性問題和學(xué)生的具體建議進(jìn)行反思，不斷完善案例教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。

巖石力學(xué)基礎(chǔ)的案例教學(xué)組織與實施流程如圖1所示。

四、結(jié)語

1.巖石力學(xué)基礎(chǔ)來自于工程實踐，又服務(wù)于工程實踐，是一門多學(xué)科交叉的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科。目前巖石力學(xué)教學(xué)中普遍存在教學(xué)模式單一、與工程實踐脫節(jié)嚴(yán)重、學(xué)生主動學(xué)習(xí)積極性差的主要問題，將與工程實踐緊密結(jié)合的案例教學(xué)融入巖石力學(xué)基礎(chǔ)課堂教學(xué)，可以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)效果。

2.案例教學(xué)主要立足于工程實例，以問題導(dǎo)向為中心，使學(xué)生在對工程問題進(jìn)行分析的過程中掌握巖石力學(xué)基礎(chǔ)的相關(guān)分析方法和理論知識，培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識和應(yīng)用素養(yǎng)，提高了學(xué)生解決實際巖石工程問題的能力。

3.巖石力學(xué)基礎(chǔ)課程的案例教學(xué)和實施過程可以分為課前準(zhǔn)備、課堂實施和課后評價三個主要階段，每個階段的側(cè)重內(nèi)容均不相同，三者相輔相成。通過實施案例教學(xué)，可以將抽象的巖石力學(xué)知識具體化、形象化，引導(dǎo)和推動學(xué)生進(jìn)行主動學(xué)習(xí)，鍛煉自身綜合能力，從而促進(jìn)巖石力學(xué)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

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