高召宁
1.安徽理工大学能源与安全学院 232001;2.安徽理工大学煤矿安全开采省部共建教育部重点实验室 232001
《矿山压力及其控制》课程教学方法探讨
高召宁1,2
1.安徽理工大学能源与安全学院 232001;2.安徽理工大学煤矿安全开采省部共建教育部重点实验室 232001
《矿山压力与岩层控制》课程是矿业工程学科采矿工程专业的一门重要的专业基础课。这门课具有很强的理论性、实践性、知识面广和综合性强等特点。近二十年来,这门课程的内容发展很快,新理论、新方法、新技术层出不穷。如何在有限的学时里,既重视学生的智能培养,加强科研能力的训练和培养,又能开拓学生的知识面,使学生在未来的工作中发挥更大的潜能,为煤炭工业发展做出更大的贡献。在对采矿05级学生教学中,我们对《矿山压力与岩层控制》这门课进行了探索和改革,体会到在课程教学过程中应注意以下几个方面:
在教学中,教师应注意从学生所学专业的实际出发,既要讲授书本的知识,又要引入当前本学科前沿的最新研究信息、动态及成果,指出矿山压力与岩层控制未来发展的方向。建议每一部分都要有的放矢。可以采用讲座的方式,将课程内容“讲义”化,讲求“趣味性”。要打破以往常规教学的授课形式,学生难以接受的教学局面。转变教学观念,改变过去“教师占主要地位的”课堂教学模式,积极推进“以学为主,以教为辅”的教学方式。教师要关注每一个学生的发展,尊重学生的人格,开展多种形式的小组合作学习,在学习方式上,可以进行师生互动,平等交流,切实提高课堂教学效果,在教学活动中,寓教于趣;在讨论合作中,寓教于思,真正体现教师是课堂教学的组织者、参与者和引导者。
《矿山压力与岩层控制》包括矿山岩石和岩体的基本性质、矿山岩体内应力的重新分布、采煤工作面上覆岩层活动规律、采煤工作面矿山压力显现规律、采场支架与围岩的相互作用机理,采准巷道矿山压力显现规律、巷道支架或支护结构与围岩的相互作用机理和煤矿冲击的基本原理和监测控制方法,以及采场支护参数计算和巷道支护参数计算方法。本课程是一门理论与实践密切结合的课程。依据工程实际建立的力学模型比较抽象,公式推导较多,而学生没有学过弹性力学,对有些概念还难以弄懂,因此对有些经典问题,如“孔”周围的应力分布、老顶的板破断等的推导过程进行了删减,要求学生掌握其物理概念、指导思路和使用条件,能正确使用其结论即可。在讲“采场活动规律”一章时,在介绍有关采场上覆岩层活动规律的假说时,着重让学生清楚教材中给出的假说是如何提出来的(矿压假说必须满足的三要素:对围岩属性的认识、对长壁开采中矿压显现的科学解释,根据围岩介质应用相应的理论对顶板压力的定量计算)、假说的条件,应用范围和存在的不足,增强学生对自然科学奥秘的兴趣,使教学丰富生动。
《矿山压力与岩层控制》课程工程背景较多,课程较多的内容来源于工程实际,由于学生在井下实习的时间有限,以及实践过程中受矿井生产条件等的限制,对矿井的生产环节、生产工艺等了解不深,使这门课程的讲授有一定的难度。因此,我们在课堂讲授的同时,进行了课堂讨论。同时在课堂讲授时,结合自己的科研项目,适当地向学生介绍一些自己的科研创新成果,这样对学生可起到导向和示范作用,也容易对其产生潜移默化的深刻影响。这样做既能把有关科研成果内容与教学内容有机地结合统一起来,加深学生对有关内容的深入了解,又能激发起学生学习专业知识的兴趣。
与其它领域岩土工程问题相比,采矿工程领域的岩土工程问题有其本身的特点。其最大的特点是采矿工程领域的大部分围岩稳定性问题涉及引起围岩的大范围岩层移动和严重破裂,这是引起矿山压力的根本原因。但是,我国采场一般埋深都在400m以上,在三维空间中采场岩层移动状态、采场或巷道周围的应力是看不见的,依靠理论给出的结果抽象而且难以理解。这些问题在实验室相似材料模拟试验和数值模拟中都能得到很好地解决。因此,通过实验教学可以对理论知识进行直观演示与验证,可以加深学生对所学理论性知识的印象;同时,在《矿山压力与岩层控制》实践教学中,让每个学生自己动手进行操作,充分调动他们的参与性和探究性,而且有的学生理论知识不足,但动手能力较强。在实践过程中,他们能充分发挥自己的长处,得到鼓励而增强学习的信心,消除“理论难抽象、不好学”的恐惧心理,萌发要学好《矿山压力与岩层控制》的愿望,引发学习动机,使他们以学为乐,主动进取,提高学习效果。实践出真知,特别是学生通过看得见、摸得着、感知深刻的实验过程,形成清晰的表象,为学生的思维发展铺平道路。
《矿山压力与岩层控制》课程的考试内容尽量减少了试卷中有关理论方面死记硬背的内容,结合所学知识和学生实习所获得的认识,尽可能地安排一些探讨性的问题,学生必须经过充分而深入的思考才能做出解答和完成,或者是一些综合性的课题,需要学生运用所学理论知识经过反复、仔细的分析思考后才能做出回答。这有利于学生创造性的发挥,使学生的创新能力的锻炼和培养落到实处,并起到一种重要的导向作用。
改革考核办法,为了避免学生应付考试的行为,采取了“多种考核结合制度”,即取消以往单一由期末考试确定学科成绩的制度,采用平时成绩、作业、实验、考试多种形式相结合的方式。其目的是要求学生掌握各个环节的基本知识、基本技能,提高学习效果。
煤炭行业相对比较艰苦,而且绝大部分学生在考大学时,第一志愿非采矿专业,因此存在专业思想负担,这不同程度地影响了学生对专业课学习的积极性。采矿专业的教师在开展教学的过程中,面对的是绝大部分有专业思想的采矿学生,老师要以真挚丰富的情感对待学生,说明专业的现状、前途,介绍著名科技工作者对学科发展与生产实践的重要贡献及其在工作中的敬业与奉献精神,历届毕业生对祖国煤炭工业的贡献及个人得到的回报,激发采矿学生对煤炭工业的热情,尽量减少因专业思想对学习的影响。只有这样,老师才能成为一名有威信的教师,才能使专业教学具有魅力,学生愿意听你的专业课,在长期的专业教学中把学生们慢慢地引向采矿专业的轨道。
[1]吴铎.道德教育展望[M].上海:华东师范大学出版社.2002.
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Discussion on teaching method of “Mining Pressure and Strata Control”
GAO Zhaoning1,2
1. School of Energy and Safety, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China; 2. The MOE Key Laboratory of Coalmine Safety and High Efficiency Mining,Anhui University of Science and Technology ,Huainan 232001, China
在分析矿山压力及其控制课程特点的基础上,结合自身的教学经验,在教学观念、教学方法、教学内容、学生学习兴趣和考核内容等方面进行了有益的探讨,达到了不断提高教学效果和质量的目的。
课程特点;教学经验;教学方法
On the basis of analysis on the characteristics of“Mining Pressure and Strata Control”, combined with our own teaching experience, this paper gave a useful discussion on teaching philosophy, teaching methods, teaching contents, interest and assessment in learning, which helps to constantly improve teaching effectiveness and quality.
lesson characteristics; teaching experience; teaching method
G642
A
10.3969/j.issn.1001-8972.2010.13.103
安徽理工大学能源与安全学院教学基金资助项目
高召宁,男,1971年生,陕西蓝田人,博士,副教授。主要从事煤矿开采教学和科研工作。