工科專業(yè)“巖石力學(xué)”課程“理論+實(shí)驗(yàn)+實(shí)踐”教學(xué)改革模式探討
——以內(nèi)蒙古科技大學(xué)采礦工程專業(yè)為例＊

（內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)研究院，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

“巖石力學(xué)”課程為許多工科專業(yè)（采礦工程、安全科學(xué)與工程、工程力學(xué)、巖土工程、石油工程等）的必修專業(yè)課[1]，涉獵行業(yè)極其廣泛，應(yīng)用性強(qiáng)，同時也是一門由“理論+實(shí)驗(yàn)+實(shí)踐”組成的特色專業(yè)課[2-3]。對于采礦工程專業(yè)學(xué)生而言，“巖石力學(xué)”更是一門重中之重的主干專業(yè)課，它是采礦工程專業(yè)五大專業(yè)課之一，而且是最早開設(shè)的一門專業(yè)課[4-5]，通常在大學(xué)二年級下學(xué)期開設(shè)（其他主干專業(yè)課均在大三開設(shè)）?？梢姡皫r石力學(xué)”課程為其他主干專業(yè)課的基礎(chǔ)，其重要程度不言而喻。與此同時，隨著礦產(chǎn)資源開發(fā)深度的不斷增加，地下工程作業(yè)環(huán)境越來越惡劣，表現(xiàn)出來的非線性巖石力學(xué)及巖石損傷學(xué)問題越來越嚴(yán)重，給眾多專家學(xué)者授課及科研都帶來了全新的挑戰(zhàn)。因此，重視和強(qiáng)化采礦工程專業(yè)“巖石力學(xué)”課程的革命和更新，尤其是在課堂中增加實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容刻不容緩，也為培養(yǎng)高端采礦技術(shù)人才和科研人才提供強(qiáng)有力的基礎(chǔ)保障。

1 “巖石力學(xué)”課程現(xiàn)階段教學(xué)存在的問題

1.1 課時安排不合理

內(nèi)蒙古科技大學(xué)采礦工程專業(yè)“巖石力學(xué)”課程是研究地下巖石或巖體強(qiáng)度（應(yīng)力）、剛度（變形）及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)專業(yè)課程。教學(xué)大綱規(guī)定該課程建設(shè)目標(biāo)主要包括以下2點(diǎn)：①掌握巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，巖石的流變性質(zhì)、強(qiáng)度理論、剛度理論、穩(wěn)定性理論，巖體的力學(xué)性質(zhì)，巖體的破壞機(jī)理、強(qiáng)度特征，巖體質(zhì)量評價及其分類、地應(yīng)力分布等基礎(chǔ)知識，能夠?qū)⑵溆糜诮鉀Q采礦工程中的巖體力學(xué)分析計(jì)算問題及工程穩(wěn)定問題。②能夠運(yùn)用圓孔的孔邊應(yīng)力集中的彈性力學(xué)知識來理解巷道圍巖應(yīng)力顯現(xiàn)基本原理及巷道圍巖應(yīng)力二次分布規(guī)律，依據(jù)液壓支架與圍巖的相互作用原理、單次及多次擾動采場應(yīng)力分布特征、大巷及回采巷道支護(hù)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(xué)時為40 學(xué)時，且全部為理論教學(xué)學(xué)時。實(shí)際上，該課程是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的實(shí)踐專業(yè)課程，必須設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，而缺少理論與實(shí)踐之間的橋梁紐帶正是本課程現(xiàn)階段存在的最大問題。

1.2 授課方式落后

“巖石力學(xué)”課程作為內(nèi)蒙古科技大學(xué)采礦工程專業(yè)先行授課的主干專業(yè)課，該課程教學(xué)內(nèi)容自然是極其豐富的，它依托實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，又與現(xiàn)場工程實(shí)踐緊密相連。目前，受學(xué)校駐地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)習(xí)基地建設(shè)等多方面的影響，采用的授課方式僅為單一的傳統(tǒng)課堂講授模式。傳統(tǒng)講授教學(xué)方式具有一定的理論意義，但缺乏直觀的現(xiàn)場感受和學(xué)生操作能力的培養(yǎng)，也缺乏實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的講授。培養(yǎng)的學(xué)生日后多為煤礦企業(yè)現(xiàn)場工程技術(shù)人員和管理人員，需要到井下實(shí)地測試數(shù)據(jù)及分析，統(tǒng)籌企業(yè)規(guī)劃，而目前學(xué)校的教學(xué)模式對此方面能力的培養(yǎng)存在較大的不足。

1.3 考核手段單一

目前，內(nèi)蒙古科技大學(xué)采礦工程專業(yè)“巖石力學(xué)”課程結(jié)課考核以閉卷考試形式為主，再加上平時出勤及學(xué)習(xí)態(tài)度成績，考試總成績?yōu)檎n堂表現(xiàn)成績和試卷卷面成績的加權(quán)平均值。此種考核方式在一定程度上可反映出學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握程度、學(xué)習(xí)態(tài)度和教師教學(xué)水平等，但缺乏對學(xué)生實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐能力的考評，科學(xué)性較差，存在一定的不足。此外，此類考核手段基本上屬于應(yīng)試教育考核模式，大多數(shù)學(xué)生往往通過期末階段的突擊學(xué)習(xí)完成考試，中等成績占絕大多數(shù)，優(yōu)秀成績極少，學(xué)生總體對知識的掌握也不夠扎實(shí)，更不利于學(xué)生將課堂學(xué)習(xí)到的基本知識運(yùn)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(xué)中的主觀能動性，教師往往以學(xué)生期末成績判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，存在一定的缺陷和不足。

2 “巖石力學(xué)”課程改革模式及優(yōu)化措施

2.1 “巖石力學(xué)”課程改革模式的提出

根據(jù)以上對內(nèi)蒙古科技大學(xué)采礦工程專業(yè)“巖石力學(xué)”專業(yè)課程現(xiàn)階段存在的教學(xué)問題分析結(jié)果，認(rèn)為該專業(yè)課程改革刻不容緩。該課程改革首先應(yīng)扎實(shí)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)內(nèi)容；增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，特別是增加提升學(xué)生動手能力的教學(xué)環(huán)節(jié)；增加實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，確保學(xué)生在工作之前對礦山生產(chǎn)環(huán)境有一定程度的了解，為日后的實(shí)際工作奠定良好的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

2.2 “巖石力學(xué)”課程改革優(yōu)化措施

2.2.1 增加課程學(xué)時，調(diào)整課程結(jié)構(gòu)

內(nèi)蒙古科技大學(xué)采礦工程專業(yè)“巖石力學(xué)”課時現(xiàn)為40 個學(xué)時，全部為理論教學(xué)學(xué)時，學(xué)時嚴(yán)重短缺。根據(jù)相關(guān)高校經(jīng)驗(yàn)，同時考量教學(xué)效果，基礎(chǔ)理論學(xué)時應(yīng)增加至不少于48 個學(xué)時，其中包含討論學(xué)時不少于8 個學(xué)時。討論學(xué)時對學(xué)生深刻理解知識至關(guān)重要，由授課教師提出巖石力學(xué)相關(guān)討論話題，學(xué)生自行查閱文獻(xiàn)，形成討論文字或PPT，總結(jié)和匯報(bào)，提升學(xué)生的主觀能動性和綜合能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容不少于12 個學(xué)時，尤其是讓學(xué)生熟練掌握各型號壓力機(jī)的使用，并根據(jù)操作效果實(shí)行現(xiàn)場打分制度。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容不得少于12 個學(xué)時，可帶領(lǐng)學(xué)生到學(xué)校附近煤礦或金屬礦山企業(yè)進(jìn)行短期認(rèn)識實(shí)習(xí)，井下實(shí)際觀察巖石及巖體特征、礦山壓力顯現(xiàn)特征等。

2.2.2 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)

為了培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)場工程技術(shù)能力，深入理解理論教學(xué)內(nèi)容，必須加強(qiáng)“巖石力學(xué)”課程的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。試驗(yàn)教學(xué)方面，正常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時必不可少，除此之外可根據(jù)授課教師的科研項(xiàng)目，鼓勵學(xué)生參與到科研項(xiàng)目中去，同時也增加了學(xué)生到現(xiàn)場實(shí)踐鍛煉的機(jī)會。因此，該課程授課教師的選擇也是一個關(guān)鍵問題，應(yīng)選擇企業(yè)委托科研項(xiàng)目較多、能夠給學(xué)生提供較多實(shí)踐機(jī)會的授課教師，該部分也應(yīng)該加入教師的工作量考核中。

2.2.3 完善結(jié)課考核體系

結(jié)課考試自然是反映學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教師授課水平的重要手段，相比傳統(tǒng)的課程考核模式，“巖石力學(xué)”課程作為“理論+實(shí)驗(yàn)+實(shí)踐”的綜合學(xué)科，對于實(shí)驗(yàn)與實(shí)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(tǒng)地考核學(xué)生對該門專業(yè)課程的掌握程度，也是最系統(tǒng)和科學(xué)的一種考核模式。

表1 考核內(nèi)容及比例

3 結(jié)語

針對內(nèi)蒙古科技大學(xué)采礦工程系“巖石力學(xué)”專業(yè)課程改革刻不容緩的教學(xué)難題，從該課程現(xiàn)階段教學(xué)中存在的3個缺陷出發(fā)，即課程課時安排短缺，且缺少設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐環(huán)節(jié)；授課方式單一、落后，多為傳統(tǒng)教學(xué)模式，缺少實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容；考核手段多為試卷式考試測評，缺少實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐考核內(nèi)容，提出了“巖石力學(xué)”課程改革的基本模式和改革措施，認(rèn)為該課程改革首先要增加學(xué)時，其次增加實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，最后應(yīng)完善課程結(jié)課考核體系。