摘要:《岩石力学》课程教学变革历程分三阶段,形成了“紧跟学科动态、力求内容先进;组织专题讲座,延伸课堂教学;拓展实验内容,注重技能培养”的教学特色;实行“模块式教学”方法,提高课堂效率;传统与现代相结合的教学手段,强化应用和创新能力培养;建立课程建设网站构筑师生交流、学习的平台等系列教改方法。
关键词:岩石力学;教学改革;教学方法;教学理念
《岩石力学》课程在山东科技大学有48年的开设历史。为了适应我国不同经济建设发展时期对人才培养的需求,经历了系列的改革和发展,如今《岩石力学》已成为我校城市地下空间工程、土木工程(岩土方向、道桥方向、矿井建设方向)、采矿工程、水利水电工程、工程力学等专业的必修专业基础课,是我校具有特色的标志性课程。现分三个阶段回顾改革历程,意在进一步改革和发展。
一、《岩石力学》课程教学改革的三阶段
1.面向煤炭、针对实际,突出应用阶段。我校在上世纪六十年代开始招收“矿井建设”和“采矿工程”专业,主要是为煤矿培养专门技术人才。那时,有关“岩石力学”的内容分别包含在《井巷支护和岩石力学》和《矿山压力》课程中,仅讲授岩石力学发展初始阶段的基本理论和实验方法,把岩石看成建筑材料,用材料力学方法分析井巷工程的应力和变形,用简单的抗压或压剪实验和材料力学强度准则来判断井巷工程围岩的安全性;井巷地压理论主要是苏联的普氏理论、秦氏理论,并于此作为井巷支护设计的依据。
2.立足煤炭、扩向岩土、推进学科发展阶段。前期,《岩石力学》仍然是面向“矿井建设”和“采矿工程”两个为煤矿培养人才的专业。1981年将《岩石力学》设为这两个专业的必修课。两个专业分头上课,基本理论内容相同,应用方面前者偏重井巷地压,后者偏重采区矿压。例如,面向“矿井建设”专业的“岩石力学”课主要内容为:①岩石的基本物理性质;②岩石的基本力学性质;③岩体的基本力学性质;④工程岩体的分类;⑤原岩应力状态;⑥岩体测试;⑦井巷地压与支护或矿山压力等。前6章是通用的,只有第7章面向专业。
3.厚基础、宽口径、强调创新性阶段。1999年由于教育部专业调整,矿井建设专业被撤消,归并至土木工程学科岩土工程专业;根据人才市场需求,2005年我校开始招收“城市地下工程”本科专业,并恢复招收“矿井建设”本科。这样土木学科的“岩石力学”课就面向3个专业。
二、《岩石力学》课程教学改革的主要措施
《岩石力学》课程教学改革的措施本着经济发展和国家建设对人才市场的需求,根据我校现有基础及课程环境特点,继承前期教改成果,遵循学科发展规律,提出新的教学理念,采取了如下改革措施:
1.把握学科动态,力求内容先进。在基本理论教学方面,逐渐改变第一阶段重前苏联学说、轻西方理论的做法,保持了原苏联理论的精华,剔除了不适应现代岩石工程特点的内容,增强了西方著名的古典理论和现代理论。
2.组织专题讲座,延伸课堂教学。为了让学生了解或掌握更多有关岩石力学的新理论、新方法在重大工程中的应用。1990年开始,每年都组织由6~8位教授或副教授进行系列“岩石与工程”方面的专题系列讲座,一直保留至今。
3.采用多种教学手段,扩展工程应用范围。自制教学课件,建立了岩石力学在工程中的应用专题库,收集了不同阶段、不同领域的工程应用实例和事故案例录像,采用多媒体课件、工程实例录像、板书相结合的教学手段,实施启发式、互动式、研究式教学方式,给学生更多“说话的机会”、“思维的空间”。达到了传授知识、激发兴趣、训练能力、启迪创新的综合教学效果。
三、采用模块式教学,提高课堂效率
为了用足、用好先修课的基础知识,强化岩石力学基本理论,扩展工程应用范围,提高课堂效率,我们将《岩石力学》课程内容进行优化组构,将其分割成基础模块、应用模块、实践模块、新进展模块等四大模块,又将大模块分割成若干个亚模块,由亚模块继承先修课,渗透或应用到后修课。
1.基础模块的教学组织。根据岩石力学基础理论的特点,又将基础模块分为力学基础、地质基础和岩石特性力学基础三个亚模块。面向本科生的《岩石力学》基础主要是《弹性力学》,为了提高课堂效率,自1995年始,《岩石力学》和《弹性力学》这两门课就由同一组教师主讲。
2.应用模块的教学组织。岩石力学应用的范围广泛、内容丰富,根据目前我们毕业学生的就业动向,应用模块内包括:地下工程应用、边坡工程应用、基础工程应用等三个亚模块。随着人才需求的变化,还可以进行调整或扩展。
3.实践模块的教学组织。在实践模块教学中,我们采取了六个相结合:①理论教学与室内实验教学相结合;②《岩石力学》教学与专业课程设计和毕业设计相结合;③专题讲座与课堂理论教学相结合;④学生创新实践与教师科研相结合;⑤课程教学与现场实习相结合;⑥课内教学与课外第二课堂广泛开展相结合。
四、结语
《岩石力学》是一门既蕴含深奥的力学理论,它是诞生于工程实践,在工程实践中不断发展的新兴学科。为了保持教学内容的先进性,必须紧跟学科发展动态,不断调整教学大纲,更新教材内容。今后我们仍要坚持“以大纲为指导、以教材为主体、强化基础、拓宽应用、保持先进”的教学原则;继续完善“淡化现有结果、重视理论推敲、强化能力培养、鼓励创新发展”的“岩石力学”教学理念。探索“传授知识、激发兴趣、训练能力、启迪创新”的教学方法。
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