采礦工程專業《巖體力學》課程教學改革初探

（河南理工大學 能源科學與工程學院，河南 焦作 454000）

摘要：本文針對采礦工程專業本科生專業基礎課《巖體力學》教學現狀存在的不足，提出了理論實踐并重、優化教學內容、革新教學方法、培養學生興趣、拓寬學生知識結構等為一體的優化改革方案，教學實踐表明，效果良好。

關鍵詞：采礦工程；巖體力學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）18-0106-02

一、《巖體力學》教學現狀

《巖體力學》作為采礦工程專業的一門重要的專業基礎課，其目的在于培養學生掌握巖石工程（井工開采、隧道、地下空間工程等）中一些力學現象的分析能力，使學生接受礦山開采和巖層控制基本理論和試驗技能的初步訓練，為學生學習專業課程及從事理論研究打下良好的基礎。《巖體力學》一般在先修課程（高等數學、彈性力學、材料力學、理論力學等）完成后開設，在學生學習本課程時，不僅可對先修課程進行系統回顧，又可有效運用前期基礎課程相關分析與計算方法分析宏觀工程問題；同時，該課程的學習可為《采礦學》、《礦山壓力與巖層控制》等主干專業課程的學習夯實理論基礎。但是，隨著科技水平的提高及分析方法的多元化，巖體力學所涉及研究范圍及方法日趨復雜，這也要求高校教師對巖體力學知識掌握更加全面，推陳出新，與時俱進。傳統教學過程中，有關《巖體力學》的教學多以課堂原理的講授，已不再適用于本科生的教育及行業人才培養的發展需求。因此，結合現有條件對該課程進行教學改革，適應工科專業發展方向，培養學生實踐與應用能力勢在必行。

二、《巖體力學》教學中存在的問題

對于采礦工程專業的學生，力學基礎相對較弱，即使之前已對相關基礎課程進行了學習，但由于前期多為應試型學習，且理論性較強，導致學生對于基礎知識的掌握多為“碎片式”，無法有效形成知識網絡，導致學生學習《巖體力學》時非常吃力。此時，若依然按照傳統教育模式采用灌輸式講授方法，則事倍功半。總結傳統教學方法下存在的主要問題如下：

1.學生基礎知識薄弱，易形成被動接受方式。《巖體力學》是對前期相關力學課程的延伸學習，若前期基礎力學知識及運算方法掌握不牢，將導致學生學習過程形成停頓感，由于課程邏輯性較強，一個知識點產生卡頓，學生對于后續知識的學習將產生被動接受的局面，學習效率低下。

2.教師課堂講授方法單一，不易于接受。資料顯示，目前非力學專業教師采用的《巖體力學》課件大同小異，均是對課本一些原理及方法的羅列，講授過程中多采用灌輸式，導致課堂教學環節枯燥乏味，缺乏與專業特點的聯系，學生不易參與其中，知識點也難以接受。

3.教學方法機械性較強，難以融會貫通。《巖體力學》主要采用的教學方法包括課堂講授與巖石力學實驗，對于實驗部分，一般由實驗老師授課，學生容易將理論知識的學習與實驗獨立開來，因此，實驗作為揭示巖體力學現象的一種有效手段，無法讓學生理解其獨特含義。

4.傳統理論講授過多，新型技術所占比例少。隨著科技發展，行業內涌現了大批巖體力學分析軟件，這些軟件借助于力學原理，在分析工程問題中得到了普遍推廣應用。高校教師分析巖體力學問題時，可充分利用新型技術，將問題分析方法多元化，輔助學生學習力學，又可拓寬學生知識面。

三、課程教學改革方法初探

近年來，隨著國家經濟的發展，我國逐漸躋身世界巖土工程大國，存在較大的發展空間。因此，對于工程類學生，掌握巖體力學分析方法及相關理論，為以后從事相關工作及科學研究鋪墊良好的基石至關重要。針對采礦工程專業《巖體力學》課程教學中存在的一些問題，初步提出了課程教學改革，具體包括以下幾個方面：

1.注重課堂效果，激發學生興趣。由于《巖體力學》內容相對枯燥，學生容易失去興趣，因此，教師在講授時應注重方法，提高課堂效果。講授內容時應充分結合本專業工程實例，循序漸進，讓學生理解所講知識的來龍去脈。如講授平面應變問題下巷道彈塑性分析時，可以具體教學實例進行切入，首先對彈性力學中平面問題進行回顧，進而對問題進行假設簡化，最后引入彈塑性力學知識對問題進行分析，不僅對前期所學知識進行了復習，同時應用于解決現場工程問題中去，事半功倍。

2.注重基礎，構建知識框架。采礦專業學生由于力學基礎相對薄弱，甚至對一些專業術語掌握都不夠準確，給課程后期學習帶來了極大的困難。因此，教師需注重基礎理論、基礎知識和基本技能的講授，講巖體力學中復雜的理論知識及工程實踐成果濃縮在有限的課時內。同時，注重課本知識的統籌規劃，強調基礎的同時，合理規劃授課內容，突出重點，構建知識框架，促使學生對知識內容形成一個宏觀的認識，利于融會貫通。

3.理論結合實踐，加強學習感知。《巖體力學》具有理論復雜和實踐性強的特點，理論復雜體現在不確定性上，實踐性強則因與工程實踐密不可分。巖石力學實驗則是連接理論知識與工程應用的橋梁，因此，在教學環節應注重對實驗的教學，同時，實驗應在授課教師與實驗教師共同參與下由學生獨立完成，提高學生的分析問題能力，調動學生獨立思考的積極性，培養學生應用創新能力。

4.做好通識教育，觸類旁通。巖體物理力學特性受外界條件及自身結構影響極大，不同行業接觸的巖體也存在較大的差異性，不同專業分析問題的角度不盡相同。因此，應結合專業特點，對講授內容突出側重點，例如，邊坡工程、地基工程及地下工程所涉及巖體力學問題求解方法存在較大差異，因此，非專業知識課簡單講授原理，專業知識則重點講授，做到觸類旁通。

5.創新教學方法，未雨綢繆。在《巖體力學》教學過程，可適當引入一些新型分析軟件和方法，如有限元、離散元及有限差分等軟件，做到與時俱進，同時輔助學生理解一些復雜的原理，學生對于一些數值分析軟件的理解可為工作及深造后巖體力學問題的分析提供新的解決路徑，做到分析問題針對性強、操作應用快，理解容易，易于自身能力的提升。

結合工科采礦類本科學生的實際特點，加強《巖體力學》課堂講授與工程應用的聯系，優化教學內容，革新教學方法，培養學生學習興趣，拓寬學生知識結構面，讓采礦專業學生掌握巖體力學問題中涉及相關理論及分析方法，綜合運用所學知識，在實際工程問題中找到突破口，提高授課效果，培養學生獨立發現問題及解決問題的能力，為學生后期工作及學習打下良好的基礎。以上具體方案，經過教學實踐，授課效果得到良好改善。

參考文獻：

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收稿日期：2016-11-25

作者簡介：王猛（1986-），男（漢族），江蘇徐州人，博士，講師，研究方向：從事礦山壓力與巖層控制方面的研究。