線上線下+項(xiàng)目牽引的“巖體力學(xué)”教學(xué)分析

陳軍濤 方志 常西坤 朱建武 寧建國(guó)

[摘 要] 隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)已不能滿足學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和掌握。基于學(xué)生自身的發(fā)展特點(diǎn)，融合網(wǎng)絡(luò)、多媒體等多種教學(xué)方法，創(chuàng)新性地構(gòu)建出線上線下+項(xiàng)目牽引的“巖體力學(xué)”教學(xué)模式，同時(shí)從線上自學(xué)、線下課堂教學(xué)參與度、作業(yè)、考試等多維度考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)效果和理解能力。這一教學(xué)模式對(duì)有效激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生綜合理解和實(shí)際運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力，以及培養(yǎng)高質(zhì)量創(chuàng)新型人才具有重大意義。

[關(guān)鍵詞] “巖體力學(xué)”;項(xiàng)目牽引;線上線下;創(chuàng)新能力

[基金項(xiàng)目] 2021年度山東科技大學(xué)課程思政培育項(xiàng)目“開采損害與環(huán)境保護(hù)”（KCSZ202101）;2018年度礦業(yè)工程國(guó)家級(jí)教學(xué)示范中心開放基金資助項(xiàng)目“新時(shí)代高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革探索——以‘巖體力學(xué)為例”（KYSF20180211）;2018年度礦業(yè)工程一流學(xué)科建設(shè)專項(xiàng)“新時(shí)代高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革探索——以‘巖體力學(xué)為例”（04CK01903）

[作者簡(jiǎn)介] 陳軍濤（1985—），男，山東濰坊人，博士，山東科技大學(xué)能源與礦業(yè)工程學(xué)院副教授，主要從事巖體力學(xué)、礦井水害防治研究;方 志（2000—），男，安徽安慶人，山東科技大學(xué)能源與礦業(yè)工程學(xué)院2018級(jí)采礦工程專業(yè)本科生，研究方向?yàn)橹悄荛_采;常西坤（1981—），男，山東東營(yíng)人，博士，山東科技大學(xué)能源與礦業(yè)工程學(xué)院副教授，主要從事特殊開采研究。

[中圖分類號(hào)] G424? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2021）37-0125-04? ? [收稿日期] 2021-04-08

一、“巖體力學(xué)”課程教學(xué)現(xiàn)狀及其重要性

（一）課程教學(xué)現(xiàn)狀

巖體力學(xué)是一門重要的交叉科學(xué)和工程應(yīng)用課程，是借助力學(xué)觀點(diǎn)對(duì)自然存在的巖石（巖體）進(jìn)行性質(zhì)測(cè)定和理論計(jì)算而為具體工程建設(shè)服務(wù)的，它是研究巖體在各種力場(chǎng)作用下變形與破壞規(guī)律的理論及實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)[1]?！皫r體力學(xué)”作為高等學(xué)校采礦工程、土木工程等工科專業(yè)的核心專業(yè)課，能夠培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析巖體工程中的力學(xué)現(xiàn)象，并解決工程巖體的變形及穩(wěn)定性問題，同時(shí)該課程也為學(xué)習(xí)“采礦學(xué)”“礦山壓力與巖層控制”等主干課題奠定了基礎(chǔ)[2]。

對(duì)于“巖體力學(xué)”課程的教學(xué)，許多高校教師采用傳統(tǒng)的課堂“全盤灌輸式”，在這種教學(xué)模式下，學(xué)生對(duì)于巖體力學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)積極性不高、學(xué)習(xí)效率低，理論知識(shí)不易理解，導(dǎo)致教學(xué)效果差、學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握不深入等問題。2019年底，隨著新冠肺炎疫情的爆發(fā)，大量線上線下混合式教學(xué)課程如春筍般涌現(xiàn)，高?！皫r體力學(xué)”線上教學(xué)課程也應(yīng)運(yùn)而生，彌補(bǔ)了線下教學(xué)的諸多不足，豐富了學(xué)生的上課方式，在一定程度上提高了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[3]。

（二）“巖體力學(xué)”課程教學(xué)的重要性

在各種地下工程建設(shè)中，巖土工程占有十分重要的地位。巖土工程是以土力學(xué)、巖體力學(xué)及工程地質(zhì)學(xué)為理論基礎(chǔ)，運(yùn)用各種勘探測(cè)試技術(shù)對(duì)巖土體進(jìn)行綜合改造和利用而進(jìn)行的系統(tǒng)性工作。巖土工程學(xué)科在國(guó)外某些國(guó)家和地區(qū)被稱為“大地工程”“土力工程”或“土質(zhì)工程”，在房屋、市政、能源、水利、道路、航運(yùn)、礦山、國(guó)防等各種建設(shè)中，都有十分重要的意義[4]。

“巖體力學(xué)”作為巖土工程的理論基礎(chǔ)，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(xué)”知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。因此，為促進(jìn)巖土工程的持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展，培養(yǎng)更多優(yōu)秀的工科學(xué)生，“巖體力學(xué)”課程的教學(xué)模式改革勢(shì)在必行。

二、“巖體力學(xué)”課程教學(xué)實(shí)際問題分析

由于采礦工程專業(yè)學(xué)生的力學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，雖然前期有“理論力學(xué)”“材料力學(xué)”等課程的學(xué)習(xí)，但是這些基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)均僅限于應(yīng)試，學(xué)生學(xué)習(xí)不夠深入，基礎(chǔ)掌握不夠扎實(shí)，為學(xué)習(xí)“巖體力學(xué)”課程帶來了較大難度。盡管新時(shí)代“巖體力學(xué)”線上線下混合式教學(xué)大量涌入網(wǎng)絡(luò)課程，豐富了課堂教學(xué)方式，教學(xué)效果也相對(duì)改善，但由于運(yùn)行時(shí)間短、課程性質(zhì)等原因，“巖體力學(xué)”線上線下混合式教學(xué)仍然存在一些問題亟待解決。

（一）線上線下主次不清，重點(diǎn)不突出

部分高校已將“巖體力學(xué)”建設(shè)為線上線下混合教學(xué)課程，但是線上線下教學(xué)內(nèi)容重疊較多，很多教師在線下課堂上仍然講述線上教學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)線上線下教學(xué)重點(diǎn)不突出，導(dǎo)致學(xué)生在線上線下的教學(xué)模式下學(xué)習(xí)盲目，效率不高、效果不佳。

（二）學(xué)生的積極性不高

采礦工程專業(yè)學(xué)生的力學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，對(duì)“巖體力學(xué)”課程知識(shí)的理解有一定難度，而線上課程由于時(shí)間原因僅講述簡(jiǎn)單的專業(yè)知識(shí)，課堂上教師若沒有就個(gè)別重難知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解，學(xué)生便很難理解，時(shí)日一長(zhǎng)，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性也會(huì)逐步減少。

（三）對(duì)課程的深層次認(rèn)識(shí)不夠

在“巖體力學(xué)”課程的線上線下教學(xué)過程中，教師均是向?qū)W生灌輸知識(shí)點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)“巖體力學(xué)”課程的理解僅限于知識(shí)表面，而對(duì)知識(shí)的深層次理解、研究意義及實(shí)際運(yùn)用等方面認(rèn)識(shí)不足，不能起到舉一反三、融會(huì)貫通的效果。

（四）缺乏學(xué)習(xí)方法和分析解決問題能力的培養(yǎng)

鑒于“巖體力學(xué)”線上線下教學(xué)主要為知識(shí)灌輸，而課堂上教師也僅僅針對(duì)課后例題進(jìn)行分析，大多未引入實(shí)際工程案例講解知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用，同時(shí)學(xué)生在課堂和網(wǎng)課學(xué)習(xí)過程中缺乏獨(dú)立思考的訓(xùn)練，致使目前“巖體力學(xué)”線上線下的教學(xué)模式不能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和分析解決問題的能力，學(xué)生不能獲得授人以漁中的“漁”[5]。

三、線上線下+項(xiàng)目牽引的“巖體力學(xué)”教學(xué)模式分析

（一）線上自學(xué)、線下課堂教學(xué)和項(xiàng)目牽引之間的關(guān)系

“巖體力學(xué)”線上線下+項(xiàng)目牽引的教學(xué)模式，需界定清楚線上自學(xué)、線下課堂教學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目案例在知識(shí)傳授中的教學(xué)內(nèi)容及其作用?！皫r體力學(xué)”線上教學(xué)內(nèi)容重在自學(xué)，主要為課本的基本知識(shí)、基本理論等內(nèi)容，主要是培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力;線下課堂教學(xué)則主要是教師回答學(xué)生線上自學(xué)過程中的存疑問題，同時(shí)講解專業(yè)領(lǐng)域的前沿技術(shù)、方法等內(nèi)容，而且課程教學(xué)也可以提供教師啟迪學(xué)生思考的平臺(tái)，任課教師需精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，以期達(dá)到和線上自學(xué)內(nèi)容的互補(bǔ);現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目案例的講解在線下課堂上實(shí)現(xiàn)，其作用在于線上自學(xué)和線下課堂教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)用，可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)書本知識(shí)的鞏固理解，任課教師應(yīng)針對(duì)課堂知識(shí)準(zhǔn)備好現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目案例（見圖1）。

（二）項(xiàng)目牽引對(duì)課程教學(xué)的作用

現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目案例能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，烘托課堂學(xué)習(xí)氛圍，實(shí)現(xiàn)課堂理論知識(shí)的融會(huì)貫通和實(shí)際應(yīng)用，提高學(xué)生分析和解決巖體工程實(shí)際問題的能力。因此，課堂教學(xué)中現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目案例的引入、分析和解答，即“項(xiàng)目牽引”教學(xué)方法，對(duì)于學(xué)生綜合能力的提升尤為重要?！绊?xiàng)目牽引”教學(xué)方法還可以系統(tǒng)地串聯(lián)所學(xué)專業(yè)知識(shí)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)前后專業(yè)知識(shí)的聯(lián)系和理解，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成基于需求導(dǎo)向和問題導(dǎo)向的獨(dú)立思考問題的能力，實(shí)現(xiàn)線上自學(xué)和線下課堂教學(xué)內(nèi)容的提升。

四、線上線下+項(xiàng)目牽引教學(xué)模式的實(shí)際應(yīng)用

（一）教學(xué)設(shè)計(jì)

線上線下+項(xiàng)目牽引的教學(xué)模式主要分兩個(gè)階段進(jìn)行：

第一階段，線上自學(xué)。每節(jié)課開始前，教師布置學(xué)生線上自學(xué)的章節(jié)內(nèi)容，以及需要重點(diǎn)學(xué)習(xí)和掌握的知識(shí)點(diǎn)。該階段學(xué)生利用智慧樹、超星等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)“巖體力學(xué)”相關(guān)章節(jié)，借助百度、中國(guó)知網(wǎng)、圖書館等平臺(tái)擴(kuò)展知識(shí)視野和解決不懂的知識(shí)點(diǎn)，然后記錄線上學(xué)習(xí)后的存疑知識(shí)和個(gè)人想法，以備線下課堂上與教師進(jìn)行充分交流（見圖2）。

第二階段，線下課堂教學(xué)。該階段分兩步，首先，教師要針對(duì)學(xué)生線上自學(xué)的存疑知識(shí)點(diǎn)與學(xué)生進(jìn)行交流，以啟發(fā)式教學(xué)為主，也可以小組談?wù)摵笾v解存疑的知識(shí)點(diǎn);然后，教師引入某一現(xiàn)場(chǎng)工程案例，講解案例涉及的課程知識(shí)點(diǎn)，以及知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際項(xiàng)目中的運(yùn)用之法（見圖3）。

（二）學(xué)生考查方式

針對(duì)“巖體力學(xué)”線上線下+項(xiàng)目牽引的教學(xué)模式，主要從學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、章節(jié)測(cè)試（線上自學(xué)）和出勤率、交流參與度、課后作業(yè)、思維導(dǎo)圖和期末考試（線下課堂教學(xué)）等方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行多維度綜合考查，如表1所示，具體分述如下。

1.線上自學(xué)（占比10%）。線上自學(xué)主要從學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)和章節(jié)測(cè)試兩方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行考查，占課程總分?jǐn)?shù)的20%，其中學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)和章節(jié)測(cè)試分?jǐn)?shù)占比分別為2%和8%，主要培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

2.線下課堂教學(xué)（占比30%）。線下課堂教學(xué)主要考查學(xué)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(chuàng)新程度和課后作業(yè)完成情況等，占比分別為5%、5%、10%、10%，線下課堂教學(xué)占課程總分?jǐn)?shù)的30%，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解掌握能力和創(chuàng)新意識(shí)。（1）出勤率（5%）：為節(jié)約上課時(shí)間，提高學(xué)生上課出勤人數(shù)，建議以隨機(jī)點(diǎn)名提問的方式作為出勤的考查方法，如點(diǎn)名未到算缺勤一次，這樣既完成了出勤測(cè)試，又可以與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)交流。（2）課堂交流參與度（5%）：一是教師提問，學(xué)生回答，答對(duì)者加分，答錯(cuò)者不加分，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生交流的積極性;二是將學(xué)生分為N組，每組選取組長(zhǎng)1名。任課教師提出問題后，各組組長(zhǎng)帶領(lǐng)本組同學(xué)進(jìn)行討論交流，討論結(jié)束后由本組的一名同學(xué)進(jìn)行總結(jié)發(fā)言，發(fā)言情況可作為本組的成績(jī)。（3）創(chuàng)新程度（10%）：在課堂交流中，若學(xué)生的想法具有新穎性和創(chuàng)新性，可以額外加分。（4）課后作業(yè)（占比10%）：課后作業(yè)主要考查學(xué)生對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的掌握和理解能力，以及對(duì)本節(jié)課（本章節(jié)）知識(shí)點(diǎn)的綜合掌握情況，分別占比5%，前者以布置基本作業(yè)的形式進(jìn)行考查，教師閱后于下節(jié)課給予回復(fù)并講解;后者以畫出本節(jié)課（本章節(jié)）知識(shí)點(diǎn)的思維導(dǎo)圖的形式進(jìn)行考查，課后作業(yè)占課程總分?jǐn)?shù)的10%。

3.線上自學(xué)+線下課堂教學(xué)（占比60%）。本門課結(jié)束后，以期末考試的形式對(duì)線上線下學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行綜合考查，考試分客觀題和主觀題兩部分，客觀題考查學(xué)生對(duì)本門課程知識(shí)的理解和掌握能力，主觀題考查學(xué)生的創(chuàng)新思維和分析解決實(shí)際問題的能力，期末考試占課程總分?jǐn)?shù)的60%。

五、教學(xué)效果分析

通過2020—2021學(xué)年第1學(xué)期對(duì)采礦工程2018級(jí)1、2班27名采礦工程專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行“巖體力學(xué)”課程的線上線下+項(xiàng)目牽引式教學(xué)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生線下課堂的上課出勤率明顯提高（100%），課上學(xué)生積極提問問題，踴躍發(fā)言交流，對(duì)“巖體力學(xué)”課程的學(xué)習(xí)興趣顯著增加，期末考試學(xué)生成績(jī)也很不錯(cuò)。總體而言，“巖體力學(xué)”線上線下+項(xiàng)目牽引的教學(xué)模式創(chuàng)新了傳統(tǒng)守舊的教學(xué)模式，提升了學(xué)生的自學(xué)能力和知識(shí)理解程度，培養(yǎng)了學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的綜合能力和發(fā)散創(chuàng)新意識(shí)，教學(xué)實(shí)踐效果非常好。

六、結(jié)語(yǔ)

線上線下+項(xiàng)目牽引的教學(xué)模式是新時(shí)代“巖體力學(xué)”課程的教學(xué)特色，融合了網(wǎng)絡(luò)、多媒體、板書等多種教學(xué)方法，不僅大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度和積極性，還培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力、學(xué)習(xí)方法、分析解決問題的能力，以及專業(yè)知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際問題中的應(yīng)用，同時(shí)本教學(xué)模式創(chuàng)新了“巖體力學(xué)”的考查方式，從線上自學(xué)、線下課堂教學(xué)參與度、作業(yè)、考試等多維度考查學(xué)生知識(shí)的學(xué)習(xí)效果和理解能力，為新時(shí)代高校新工科高質(zhì)量創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)提供了參考指導(dǎo)。

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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