《岩石力学》及实验课课程教学改革研究

娄培杰

摘要：根据我校城市地下空间工程专业中《岩石力学》课程及实验教学现状，对该课程及专业实验教学中存在的问题进行分析和探讨，提出了一些《岩石力学》及实验课程教学改革的新思路与新途径，文章将浅析《岩石力学》及实验课课程教学改革研究方法及手段。

关键词：岩石力学；实验课程教学；改革研究

一、前言

岩石力学是研究岩石力学性能理论和应用的科学，能够对岩石以及岩石周围的各种地质力学环境进行研究。岩石力学是岩土工程最基本的学科，学科本身的知识内容具有一定的高度，学生在掌握岩石力学知识的时候有一定的难度[1]。所以，在《岩石力学》及实验课教学环节中具有一定的挑战性和机遇性。随着我国经济发展和社会的进步，我院城市地下空间工程教研室对《岩石力学》的研究也在不断地进行探讨和研究，尤其是学科的实验课程部分，取得了一定的成果，文章将分享这些研究成果，希望对《岩石力学》以及实验教学部分的研究有一定的帮助。

二、改革研究的指导思想和内容

岩石力学的实验教学，是整个工科专业教学体系中最重要的一部分，实验教学不仅能够提高学生动手动脑的操作能力，还能够让学生将理论部分应用在实际生活当中，让学生觉得学有所用。通过实验教学，能够让学生对岩石力学的知识结构有一个宏观的认识，更好的把握住知识要点，提升了学生掌握知识点的空间。在实验操作中，能夠培养学生操作技能，培养学生的创新意识与创新能力，让学生能够用自己的所学去解决工程施工中的问题

[2]。

实验教学对学生日后的就业起着决定性的作用。因此，学院充分利用实验室现有的仪器与设备，培养大学生的综合素质、创新能力和实践能力，让学生能够适应社会的发展。提高实验教学效果，是全院师生共同的渴望，需要全校师生的共同努力才能够完成，下面阐述一下改革需要突出的要点：

1、突出“三基”。要想掌握好岩石力学的知识点，一定要学习好弹性力学和高等数学的基础知识，老师一定要改变传统的教学模式，通过激发学生学习岩石力学的兴趣入手，让学生学习好岩石力学的课程。

2、编好讲义。要想学习好岩石力学，一定要有好的课本和好的教学方法。只有突出特色的教学模式，才能够提炼出岩石力学的重点知识和基础知识，让学生在最短的时间里学习好专业知识。在提高教学效果的同时，也提高学生学习的效率。

3、创新教法。随着多媒体教学的普及，创新型的教学方法，已经应用在各个学科当中，通过老师对教学内容的改革和优化，在课堂中实施多媒体教学（包括实验录像、重大岩土工程建设录像、数值模拟视频），利用互联网（包括中科院各岩土所的实验室建设网页），提高课堂的教学效果，结合课本联系实际，给学生扩充更多的知识内容，激发学生学习的兴趣，提高学生学习的效果，保持学生学习的积极性。

三、构建研究型学习平台

由于传统的教学模式存在一定的漏洞，对于构建新型学习平台，教研室针对实验课时过少，实验教学方法单一，实验教学内容不丰富、实验教学考核不合理，实验教学效果不理想等因素，提出了岩石力学“二段制学习模式”。广义上讲就是将课程分为两部分，这两部分课程既是独立的课程，又是相关联的课程，狭义上讲就是对教学大纲、教学实验和考试设计进行了较大的调整、改革与变动。将弹性力学、岩石力学基础（包括实验）等以基础知识为最主要的学习目标划分为第一部分（理论部分），将应用和研究型工程实践锻炼划分为第二部分（实践部分）。

1、专业课老师采用最新颖的教学内容激发学生学习的兴趣，通过对教材的修改和变动，对教材内容进行丰富的扩充与填补，让学生能够从教材或者参考书中学到国内外最新研究动态，同时还帮助老师减轻了一定的压力，收到的教学效果比较不错。

2、将计算机应用在实验教学中，让实验教学变得更加生动、真实，解决了学生的困惑，给予学生一定的鼓舞，让学生能够对实验保持激情。现版教材中我院岩石力学实验课程主要有五个验证性实验项目，依次是岩石的单轴压缩、三轴压缩、巴西劈裂、点载荷和刚性实验机演示[3]。因为学生人数比较多，实验设备比较少，供不应求，这样就会导致一部分学生无法完成实验，操作技术不过关。教研室本着教学改革新思路，把培养学生实验技能放在首位的想法，将计算机应用在教学当中，通过幻灯片与实际动手操作，一虚一实，让学生勤于动脑，善于思考，提升操作技能和创新能力。在实验教学中，利用最新的数值模拟软件，对岩石的变形与破坏过程进行演示实验和数值实验，培养学生的变通能力，这种教学方法易于操作，既方便又灵活，让学生学到在常规实验室里学不到的知识与体验。

四、搭建研究型实践平台

在岩石力学以及实验课程教学中，学生一定要掌握岩石力学的知识体系，并且能够利用这些理论知识解决工程实际问题。因此，在现版的岩石力学教材大纲中，就将岩石力学研究型实践方式分为课堂实践型和课外项目型两大类型。在课堂实践型实践中，老师要充分利用好课堂时间，给学生讲解更多的施工案例；课外项目型实践，老师充分给予学生指导，让学生参与到指导教师的纵向项目中，让学生参与到科研项目研究中[4]。

（一）课堂实践型研究平台

1.工程情景教学法。老师在课堂教学中，讲解理论知识的同时，联系实际工程问题，讲解一些学生所熟悉又不注意的工程现象，将理论与工程相结合，在工程背景下，讲解岩石力学教学内容，把教学内容与工程设计和稳定性分析等联系起来，让学生学会知识的迁移，在原有知识理论的基础上，对知识进行融合和创新的应用，对岩石工程的基本原理、基本概念和计算方法掌握得更加熟练。同时，还能够活跃课堂氛围，让学生集中注意力，将整节课的时间都认认真真的参与到课堂当中。

2.问题模式教学法。岩石力学在数值模拟方法上，具有通用性强和可重复的特点，因此老师可以帮助学生，在课程开始的时候，就创设一个自己感兴趣的数值模拟题目（可以利用FLAC、UDEC、3DEC、PFC等软件），让学生带着问题去学习，能够提高学习效率和教学效果。在课程环节设计中，要把握住知识点的深度和广度，让学生学习目标更为明确，积极性更加高涨[5]。

（二）课外项目型研究平台

1.任务书型实验。传统的实验教学中，都是老师结合自己的经历和经验，培养学生对工程实践的能力。而任务书型实验，是老师根据实际需要，联系教材内容，选择与工程密切相关，并且具有一定难度的实验项目，让学生根据实验的目的和实验的要求，通过自主学习来完成实验项目。这种教学方法，给学生树立了工程实践的意识，让学生具有创新型的思想，将创新意识应用在实验中，培养了学生的实验操作技能，让学生能够真正的解决岩石力学中的实际问题。

2.项目型研究。老师可以鼓励学生以小组的形式进行项目研究，向学校申请资金补助，进行创新型的项目研究。学生在研究过程中能够将岩石力学课程中的内容完美应用在实验中，不仅培养了学生动手操作的能力，还培养了学生独立自主的意识和团结合作的精神。

五、结束语

通过教学改革，岩石力学课程及实验教学环节满足了不同层次学生的学习需要，教学重点突出，教学内容具有针对性。总而言之，通过创新的思路与改革，不断地完善该门课程实验教学与基础课程教学，培养学生各方面的潜力，培养出社会所需要的工程复合型人才。

[参考文献]

[1]黄明奎.岩石力学课程教学改革与思考[J].高等建筑教育，2008，17（4）：82-85.

[2]袁强，柴敬，孙鑫.实验岩石力学课程教学改革与实践[J].西安科技大学《高教研究》，2014（2）：44-45.

[3]王琪，郭易圆，王士敏.力学类课程探究型教学模式的研究与实践[J].中国大学教学，2014（11）：13-14.

[4]刘向阳，郑海务.专业实验室建设与改革实践[J].实验室研究与探索，2010，29（2）：145-148.

[5]马文顶，许家林等.“矿山压力与岩层控制”课程实验教学的探索[J].实验室研究与探索，2004，23（6）：58-60.

（作者单位：安徽理工大学 土木建筑学院，安徽 淮南 232001）