采礦工程專業(yè)彈性力學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀及改革措施

摘 要：彈性力學(xué)是采礦工程專業(yè)本科生的必修基礎(chǔ)課程，該課程理論性強(qiáng)，要求學(xué)生具備較好的數(shù)學(xué)功底，是一門非常有難度的課程。針對彈性力學(xué)教與學(xué)過程中存在的一些問題，筆者提出了幾項(xiàng)教學(xué)方法和措施，以供相關(guān)工作者參考。

關(guān)鍵詞：采礦工程;彈性力學(xué);教學(xué)改革;教學(xué)方法

【中圖分類號】G【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B【文章編號】1008-1216（2020）02B-0127-02

彈性力學(xué)是采礦工程專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課程，也是學(xué)習(xí)巖石力學(xué)、彈塑性力學(xué)等課程的基礎(chǔ)。而學(xué)習(xí)彈性力學(xué)又需要有高等數(shù)學(xué)、靜力學(xué)和材料力學(xué)等學(xué)科的知識儲備，但對許多學(xué)生而言，高等數(shù)學(xué)已經(jīng)是一門非常晦澀、難懂的課程，而彈性力學(xué)中對于問題的求解又基本是以高等數(shù)學(xué)中的微積分和求解偏微分方程等知識點(diǎn)為基礎(chǔ)，所以使得學(xué)生在學(xué)習(xí)彈性力學(xué)課程時面臨很大的困難。

許多學(xué)者針對該課程的特點(diǎn)，開展了相關(guān)的教學(xué)方法研究工作。比如，張愛軍等對課程中比較難懂的一些知識點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)和歸納，并編制了彈性力學(xué)平面問題的可視化求解軟件，有效改善了教學(xué)效果。劉偉提出了七類教學(xué)改進(jìn)措施，但想要完全實(shí)施確實(shí)還存在很多困難。卜慶為等結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證，探討了彈性力學(xué)課程教學(xué)要求，提出了以“實(shí)現(xiàn)預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果”為導(dǎo)向的教改實(shí)踐措施。張偉偉等提出了三段式教學(xué)方法，該方法提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)信心和興趣，取得了較好的教學(xué)效果。路曉艷等提出引入興趣專題的方式，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)彈性力學(xué)課程的主動性，取得了良好的教學(xué)效果。但在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)采取哪些教學(xué)措施，還需要根據(jù)學(xué)生的知識儲備及專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)來確定。

本文結(jié)合教學(xué)實(shí)際，先對教與學(xué)過程中存在的問題進(jìn)行探討，并針對這些問題提出改進(jìn)教學(xué)的方法和措施，以期提高學(xué)生學(xué)習(xí)彈性力學(xué)的興趣和能力。

一、彈性力學(xué)教與學(xué)中存在的主要問題

以內(nèi)蒙古科技大學(xué)采礦工程專業(yè)學(xué)生為例，通過對學(xué)生課堂表現(xiàn)及課下調(diào)查結(jié)果，總結(jié)出彈性力學(xué)課程在教與學(xué)過程中主要存在以下問題：

1.學(xué)生對采礦工程專業(yè)沒有興趣。眾所周知，興趣是一個人學(xué)習(xí)最好的老師，由于采礦工作是一個艱苦的行業(yè)，現(xiàn)階段想真正從事礦山開采工作的學(xué)生很少，學(xué)生對這個專業(yè)很難產(chǎn)生興趣。根據(jù)招生統(tǒng)計信息，采礦工程專業(yè)學(xué)生基本都是調(diào)劑生，大部分學(xué)生選擇這個專業(yè)的目的是先進(jìn)入一所大學(xué)，等待機(jī)會再轉(zhuǎn)到自己喜歡的專業(yè)。通過調(diào)查，有的班級甚至超過70%的學(xué)生有明確的要轉(zhuǎn)專業(yè)的想法，并且絕大多數(shù)學(xué)生想轉(zhuǎn)入的專業(yè)基本相同。雖然轉(zhuǎn)專業(yè)的出口全部放開，但入口卻面臨著非常嚴(yán)峻的競爭，最終能夠轉(zhuǎn)專業(yè)成功的都是品學(xué)兼優(yōu)的學(xué)生。由于好的生源都轉(zhuǎn)入到其他專業(yè)，導(dǎo)致采礦工程專業(yè)的學(xué)生質(zhì)量進(jìn)一步降低，加之這些學(xué)生本身就對采礦工程專業(yè)沒有興趣，也就不再努力學(xué)習(xí)。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，只是被動接受知識。要想學(xué)好彈性力學(xué)，除了課堂上教師講授外，課下的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)是必不可少的?，F(xiàn)在的學(xué)生多數(shù)為“00后”，與20世紀(jì)80年代及以前的學(xué)生相比，他們的生活及成長環(huán)境較為輕松、安逸，沒有經(jīng)歷過磨難，一旦遇到挫折首先想到的不是克服，而是逃避。由于彈性力學(xué)需要多門課程作為基礎(chǔ)，且前后知識點(diǎn)銜接緊密，一旦前面的知識點(diǎn)落下，學(xué)習(xí)后面的知識點(diǎn)時就如同聽天書一般，這時，絕大多數(shù)學(xué)生就會選擇放棄這門課程的學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生數(shù)學(xué)功底普遍較差。對于絕大多數(shù)學(xué)生而言，高等數(shù)學(xué)的知識點(diǎn)掌握不夠，甚至還有不少學(xué)生對于求導(dǎo)和積分運(yùn)算的公式不是很熟悉，在偏微分方程求解方面更是一頭霧水。這些知識點(diǎn)卻又是學(xué)習(xí)彈性力學(xué)的基礎(chǔ)，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程時存在很大困難，甚至有的學(xué)生視彈性力學(xué)如同洪水猛獸一般，唯恐避之不及。

4.課時太少。根據(jù)教學(xué)大綱，彈性力學(xué)課時為32學(xué)時，32學(xué)時也只能將大綱要求的知識點(diǎn)講授完畢，幾乎沒有多余的時間來對課程進(jìn)行前后串聯(lián)和復(fù)習(xí)，學(xué)生在學(xué)完這門課程后也很難建立起系統(tǒng)性的知識框架，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不佳。

5.大班教學(xué)效果差。由于缺乏能夠講授彈性力學(xué)課程的教師，一名教師往往是同時給整個專業(yè)所有學(xué)生上課。學(xué)生數(shù)量太多，教師上課需要同時兼顧教學(xué)和管理，導(dǎo)致教與學(xué)的效果均比較差。

二、彈性力學(xué)教學(xué)方法改革措施

明晰在講授彈性力學(xué)課程中遇到的問題，以及學(xué)生學(xué)習(xí)彈性力學(xué)的反饋意見，筆者提出針對采礦工程專業(yè)學(xué)生彈性力學(xué)課程的幾點(diǎn)建議和措施，具體如下。

1.采取措施吸引優(yōu)秀生源?，F(xiàn)階段，采礦工程專業(yè)學(xué)生多數(shù)為調(diào)劑生，分?jǐn)?shù)普遍不高且學(xué)習(xí)積極性差。為改善班級學(xué)習(xí)環(huán)境，營造良好學(xué)習(xí)氛圍，需要吸引一些優(yōu)秀生源來充當(dāng)班級學(xué)習(xí)的“火車頭”，從而帶動和幫助學(xué)困生學(xué)習(xí)。

為吸引優(yōu)秀生源，可以對高考第一志愿報考采礦工程專業(yè)的優(yōu)秀學(xué)生及轉(zhuǎn)入采礦工程專業(yè)的優(yōu)秀學(xué)生，免除其一定學(xué)費(fèi)，并在各種評優(yōu)、評獎、入黨及推免研究生等方面給予優(yōu)先考慮。在有優(yōu)秀生源加入后，還應(yīng)根據(jù)班級內(nèi)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，劃分為若干水平相近的學(xué)習(xí)小組，由學(xué)優(yōu)生擔(dān)任組長，幫助中等生做好進(jìn)步工作，幫助學(xué)困生做好脫差工作。并定期對各小組的整體學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評比，對成績優(yōu)秀的小組以及進(jìn)步較快的學(xué)生進(jìn)行表揚(yáng)，不斷給取得進(jìn)步的學(xué)生以鼓勵，真正將賞識教育融入到教學(xué)中，樹立“比學(xué)趕幫超”的良好學(xué)習(xí)氛圍。

2.夯實(shí)基礎(chǔ)知識。高等數(shù)學(xué)、靜力學(xué)和材料力學(xué)是學(xué)習(xí)彈性力學(xué)的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)沒有打牢，在基礎(chǔ)上建立的一切東西也終究是不穩(wěn)固的。所以，在學(xué)習(xí)彈性力學(xué)之前必須夯實(shí)學(xué)生這三門課程的基礎(chǔ)。這就要求相關(guān)任課教師在授課中要付出更多的努力，通過多種途徑考查學(xué)生掌握知識的情況，然后對癥下藥，夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ)知識。

3.突出行業(yè)特色，明確培養(yǎng)方案和目標(biāo)。根據(jù)采礦行業(yè)特色，礦山企業(yè)需要的是能夠解決礦山實(shí)際問題的應(yīng)用型人才。對于采礦工程專業(yè)學(xué)生，應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生能夠掌握解決現(xiàn)場工程實(shí)際問題的能力為原則。這就需要合理編制教學(xué)大綱，摒棄與采礦行業(yè)無關(guān)的知識點(diǎn)，突出和強(qiáng)化與采礦行業(yè)有關(guān)的知識點(diǎn)，并在授課中將這些知識點(diǎn)與礦山現(xiàn)場實(shí)際結(jié)合起來。比如，如何運(yùn)用彈性力學(xué)知識，分析礦井中巷道圍巖應(yīng)力分布及穩(wěn)定性問題。

4.強(qiáng)化彈性力學(xué)基礎(chǔ)知識點(diǎn)的教學(xué)與考查。比如，第一章中的體力、面力、內(nèi)力、應(yīng)變和位移等基本概念及其正、負(fù)號規(guī)定是后續(xù)章節(jié)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，如果基礎(chǔ)知識點(diǎn)掌握不牢，后面的學(xué)習(xí)則無從談起。因此，每節(jié)課應(yīng)對前面所學(xué)知識進(jìn)行回顧和復(fù)習(xí)，并且要經(jīng)常性進(jìn)行課堂小測試或通過提問等方式考查學(xué)生掌握知識情況，以此提高學(xué)生對課程基本知識點(diǎn)的理解和運(yùn)用。同時，在授課中還應(yīng)該多舉一些日常生活中與彈性力學(xué)知識點(diǎn)有關(guān)的例子，多給學(xué)生們以思考的空間，提高學(xué)生思考和分析問題的能力。

5.由淺入深，循序漸進(jìn)，逐漸提高學(xué)習(xí)難度。采礦工程專業(yè)學(xué)生多為調(diào)劑生，生源質(zhì)量相對較差，且現(xiàn)在的學(xué)生普遍存在畏難心理，害怕挫折。為消除學(xué)生的畏難心理，并針對學(xué)生生源質(zhì)量不是很好的客觀事實(shí)，教師在授課初期可以先給學(xué)生講解一些通俗易懂的基本概念和知識點(diǎn)，讓他們能夠運(yùn)用這些知識解決一些比較簡單的問題。在他們掌握一定的基礎(chǔ)并產(chǎn)生興趣后，逐漸提高難度，使他們逐漸突破自己原有的學(xué)習(xí)和思維模式，不斷提高分析和解決問題的能力，進(jìn)而提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

6.積極推進(jìn)小班化教學(xué)模式。小班教學(xué)中學(xué)生數(shù)量少，教師便于管理，學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍相對較好，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，也有利于教師做好授課、摸底和針對性的輔導(dǎo)工作。從過往的教學(xué)統(tǒng)計結(jié)果來看，小班教學(xué)模式學(xué)生出勤率高，平均成績一般要比大班教學(xué)模式下平均成績高10分以上，不及格率也明顯降低。因此，在條件允許的情況下，應(yīng)推廣小班教學(xué)模式。

三、結(jié)束語

彈性力學(xué)是采礦工程專業(yè)非常重要的一門必修基礎(chǔ)課程，也是學(xué)習(xí)其他專業(yè)課的基礎(chǔ)。本文以內(nèi)蒙古科技大學(xué)采礦工程專業(yè)為例，系統(tǒng)地總結(jié)和分析了彈性力學(xué)教與學(xué)過程中存在的問題，并提出了幾項(xiàng)教學(xué)措施，這些措施要貫穿教學(xué)的全過程。另外，教學(xué)應(yīng)突出行業(yè)特色，對于采礦工程專業(yè)學(xué)生，應(yīng)以培養(yǎng)其具備解決現(xiàn)場實(shí)際問題的能力為原則。

作者簡介：段會強(qiáng)（1986～），男，山東臨朐人，博士研究生，內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)與煤炭學(xué)院采礦工程系講師，主要從事礦山壓力與巖層控制、礦山巖體力學(xué)與工程的教學(xué)與研究。

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