“岩石力学”试题库与工程案例库建设思路探索

王迎超?靖洪文?耿凡

摘要：“岩石力学”课程是高校本科生土木工程专业的核心课程，学习该课程对学生今后的发展具有重要意义。针对当前“岩石力学”课程存在考核机制不健全和与工程实践脱节严重的突出问题，提出了“岩石力学”试题库和工程案例库的建设思路，并详细介绍了实现的相关措施。通过试题库建设，可以改变传统的教学和考试方式，实现教考分离；基于典型工程案例库，可以真正实现“岩石力学”课程的理论与实践相结合。提出的建设思路对于后续基于试题库和案例库的“岩石力学”教学改革具有重要参考价值。

关键词：岩石力学；试题库；工程案例库；教学质量；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0135-02

“岩石力学”在中国矿业大学（以下简称“我校”）2012版本科培养方案中被列为土木工程专业的专业主干课程，其研究对象是各类工程岩体，涉及领域广泛，如边坡工程、地基工程、道路与桥梁工程、隧道工程、港口工程、水利工程、深部矿山工程等，贯穿于工程建设全过程。该课程内容设置丰富，包括岩石的基本物理力学性质及其实验方法、岩体的物理力学性质及岩体强度理论、原岩应力及其测量理论和方法，岩石地下工程、边坡工程和岩石地基工程的设计方法和稳定性分析方法等相关内容。其教学目的在于使学生掌握岩石力学的基本概念、基本原理和基本方法，熟悉岩石力学的基本实验内容与方法，学会运用岩石力学的基本原理分析岩石工程问题，增强其解决实际岩石工程问题的能力。它的任务是为后续课程如隧道工程、软岩支护技术、岩土加固技术等专业课程提供岩石力学基本知识，也为从事岩土科学技术的专门研究奠定必要的理论基础。

为了提高“岩石力学”课程的教学质量，国内许多学者对“岩石力学”课程的教学方法、教学手段和教学模式进行了深入研究，取得了可喜的研究成果。将许多新的教学方法引入“岩石力学”课程教学改革中，如案例教学法、[1]研究型教学法、[2]数值仿真试验教学法，[3]提出了许多新的教学模式，如模块式教学模式、[4]创新教学实践模式。[5]但遗憾的是，目前“岩石力学”课程还没有完备的试题库和工程案例库，这方面的研究在国内还处于空白，这不利于授课质量的提高和教学效果的有效考核，因此，科学、客观、正确地建立“岩石力学”课程的试题库和工程案例库是亟待解决的问题。

一、“岩石力学”课程的重要性及意义

我国是世界上最大的发展中国家，改革开放以来，国民经济大约以每年8%～10%的速度递增。随着国民经济的持续稳定发展，我国的大规模基础建设越来越为世人所瞩目。目前，我国已建或在建的三峡水利枢纽、西气东输、南水北调、西电东送、青藏铁路、越江跨海隧道、深部采矿等工程无不令国际同行惊羡不已，这为我国岩石力学的发展创造了前所未有的良好条件，“岩石力学”与工程在我国已经成为名符其实的朝阳产业。另外，我国岩石工程规模从跨度、长度、高度、深度等方面都有大幅度增加，同时工程地质条件也越趋复杂（高地应力、高地温、高孔隙水压或气压），技术难度空前，新理论、新方法、新技术层出不穷。

从上面的分析可以看出，随着我国能源、交通、环保、国防等事业的发展，复杂而巨大的岩石工程日益增多，这为岩石力学服务的相关学科人才的培养提供了前所未有的机遇与挑战。在工程建设过程中，如果对岩石力学缺乏足够的研究与认识，将造成巨大工程事故，甚至造成灾难性的后果。如最为著名的法国马尔帕塞（Malpasset）拱坝垮坝（导致 421人死亡，财产损失达 300 亿法郎）及意大利瓦依昂（Vajont）工程的大滑坡（摧毁一个小镇与邻近几个村庄，造成约 2500 人死亡）。

中国矿业大学属于国内外知名煤炭高校，面向的对象为深部地下工程。目前我国煤炭开采深度已突破1300m，随着开采深度的加大，工程地质条件越来越复杂，各种工程灾害不断涌现，如岩爆、突水突泥、塌方、大變形等，严重影响了工程的正常建设。实践证明，能否安全经济地进行工程建设，很大程度上取决于人们是否能够运用近代岩石力学的原理和方法去解决工程问题。由此可见，通过“岩石力学”课程的学习，掌握岩石力学基本理论和原理，并利用所学知识去解决实际工程问题，对预防工程灾害，减少经济损失和人员伤亡，保障岩石工程的安全建设具有重要现实意义。“岩石力学”课程对于土木工程专业的本科生以后走上工作岗位进行工程设计与施工，具有重要现实意义。因此，必须找到当前课程教学中存在的主要问题，并提出有效的解决思路，才能达到“教好、学好、用好”的目的。

二、“岩石力学”教学中存在的主要问题

“岩石力学”课程具有内容繁杂、理论性强的特点，对于力学功底不是很好的学生较难掌握，容易使学生产生畏难和厌学情绪，致使学生上课睡觉、作业应付的现象严重。根据笔者自己在这门课程授课中的感受和对这门课的理解，并结合学生对这门课的反应，认为目前该课程教学中存在的突出问题主要有以下两点：

1.考核机制不健全

目前“岩石力学”课程采用期末闭卷考试的方式进行考核，但历年考题重复现象严重，缺乏合理的试题库。教师出题主要是通过网络下载很多相同内容的试题，或是局限于几本教学参考书或资料，这样组成的试卷所包含的知识点的分布和比例往往有缺陷，而且所用的时间比较多。有些学得不好的学生甚至能通过网络和搜集历年考试题最终取得较高的考试成绩。另外每年考题变化不大，灵活性差。因此，当前由于缺乏科学合理的试题库，不能有效评价学生掌握知识的能力，无法体现公平性。

2.与工程实践脱节严重

“岩石力学”是一门工程实践性很强的课程，然而受场地、资金和工程条件等因素制约，现在的教学模式主要以书本知识传授为主，缺乏与工程实践的有机结合。学习岩石力学的最终目的是为工程服务，而对于与工程应用紧密结合的章节，如地应力及其测量方法、地下工程维护原则与支护技术等内容，学生在课堂上只能靠课本想象，与工程实践严重脱节，这不符合“岩石力学”理论与实践兼备的课程特点，因此难以激发学生学习的积极性和主动性，更不用提培养学生的创造性。因此，迫切需要建设科学合理的工程案例库，在课堂教学中引入工程案例教学模块，通过最新的工程案例讲解和讨论，提高学生的兴趣，激发其自主学习的热情。

通过建立完备的习题库和典型的工程案例库，一方面，在原有教学基础上，可以增加习题教学和案例教学环节，丰富课堂教学模式，实现启发式教学，从而改变目前教学模式单一的现状，激发学生的兴趣，提高学生主动学习的积极性；另一方面，可以规范课程管理，促进教学改革，实现考教分离，理论与实践紧密结合。

三、“岩石力学”试题库与工程案例库的建设思路

通过建设“岩石力学”课程的精要试题库和典型工程案例库，可以改善当前的教学方法，提高教学质量，有利于不断提升教师的教学水平，提高学生学习的主动性和自觉性。

1.“岩石力学”试题库的建设思路

（1）搜集和整理“岩石力学”习题和试题：对目前国内所使用的“岩石力学”教材，完成课后思考题的解答。搜索、查阅其他院校（如山东科技大学、西南交通大学等）的“岩石力学”试题，特别是对具有代表性、典型性的试题进行收集、整理，并制订标准答案。然后，根据不同的知识点进行分类，形成精要习题集。

（2）根据“岩石力学”教学大纲，明确课程定位，根据教学过程中发现学生学习中的难点，结合课程重点，加强相应习题内容的建设。针对每一章的重点难点，构建相应题型，通过课题提问形式进行课堂讲授，并有针对性地布置习题进行课后复习和预习，实现学生对重点难点的及时掌握和有效巩固。

（3）編题与征题：题目来源初步定为以几个下方面：1）网络收集，查阅一些知名网站进行下载。2）搜集有“岩石力学”丰富教学经验老师的历年考试命题。3）从注册岩土工程师习题集和历年真题中选取。4）从各种教材、习题集中精选试题。5）根据自身授课体会和学生反映的重难点自己编制试题。

（4）命题题型：根据“岩石力学”课程的特点，“岩石力学”试题库的题型主要有以下几种：选择题、判断题、填空题、简答题、计算题、论述题；试题难易程度要适中。

（5）采用相关计算机软件，开发“岩石力学”习题库系统，便于学生网上学习和答题，以引导学生自主学习，进行有效的课前预习和课后复习。同时建立“岩石力学”试题库系统，确保以后出题的过程中能够基本覆盖所有知识点。

2.“岩石力学”工程案例库的建设思路

（1）通过文献、书籍阅读及网络浏览，搜集国内外大型岩石工程案例和典型工程灾害资料，如大型水利工程、长大隧道工程、深部煤矿工程的现场图片及相关资料，并运用岩石力学原理对具体工程及灾害进行深入剖析，形成工程案例库。结合构建的案例库，增设课程案例教学模块，激发学生的学习兴趣，提高学生自主学习和独立思考的能力。

（2）进入工程现场，从现场搜集大量第一手资料，进行归类整理和深入剖析。一方面，通过在平时带领学生实习的过程中或者利用互联网的丰富资源来搜集各种工程图片，增强学生的感官认识；另一方面，结合当前的煤矿工程热点问题，如巷道失稳、冲击地压、突水等问题进行专题讨论和案例讲解分析，实现案例教学和启发式教学，提高学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力。

（3）结合构建的“岩石力学”课程习题库和工程案例库，对目前的“岩石力学”课件进行改进完善。对各章节进行相应习题和案例补充，并对当前几种典型“岩石力学”教材（如贺永年编著、张永兴主编、沈明荣编著等）进行详细阅读，科学编辑，根据学科发展对课程内容进行部分更新和调整，优化课程内容，并充分发挥多媒体的优势，形成一套图文并茂的课件，从而调动学生学习“岩石力学”课程的积极性与主动性，提升课堂教学效果。

四、结语

对于土木类专业的本科生来说，“岩石力学”课程无论对他们的考试、毕业设计和其他专业课学习，还是以后走上工作岗位，进行工程设计与施工，都具有重要意义。进行“岩石力学”课程的试题库和工程案例库建设，对课程考核、教学模式改革和提高课堂授课质量以及实施素质教育等都具有十分重要的现实意义和参考价值。但需要指出的是，对“岩石力学”试题库和工程案例库的建设与维护是一项长期而艰巨的任务，试题库的建设决非是一个简单的试题堆积过程，而是一个艰苦的近乎枯燥的过程；工程案例库也绝不是简单将工程资料拼凑的过程，而需要结合课程教学大纲，进行深入的案例剖析。因此，试题库和案例库的建设需要一个长期的过程，应遵循循序渐进、逐步完善的原则。相信随着计算机技术的不断发展，教学改革的不断深入，将会探索出许多新的更适用的教学模式与教学方法。

参考文献：

[1]王亮清，梁烨.案例教学在岩体力学教学中的应用[J].今日科苑，2006，（6）：24.

[2]唐海.研究型教学在岩体力学课程教学中的应用[J].当代教育论坛（综合版），2010，（3）：99-100.

[3]王述红，梁成，杨勇，等.应用真三维岩体建模仿真技术推动岩石力学教学改革[J].力学与实践，2011，33（1）：89-91.

[4]王渭明.《岩石力学》教学改革与回顾[J].教育教学论坛，2011，（14）：221-222.

[5]张孟喜，秦爱芳，孙德安，等.岩土力学课程群的创新教学实践[J].高等建筑教育，2011，20（5）：132-135.

（责任编辑：王意琴）