应用岩石力学课程思政教学改革探究与实践

刘洪磊　朱万成　侯晨　牛雷雷

摘  要：采矿工程是人类走向深部的先行者，应用岩石力学课程作为为采矿提供安全技术保障的学科方向，随着“四深”战略的实施和推进，其作用变得更为重要和突出。在此背景下，也给采矿工程人才培养提出新的挑战。通过进行课程思政教学改革，使爱国主义教育、情感教育、意志道德教育贯穿课堂，使专业课程与思政课程同向同行，形成合力，培养当代大学生的责任感与使命感，落实高校教育立德树人的根本任务。

关键词：应用岩石力学;课程思政;教学改革;采矿工程

中图分类号：G642 文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）05-0134-04

Abstract： Mining engineering is the forerunner of mankind going to the deep. As the discipline direction of Applied Rock Mechanics to provide safety technology for mining， with the implementation and advancement of the "Four Deeps" strategy， its role will become more important and prominent. In this context， new challenges are also presented to the training of mining engineering talents. Through the reform of curriculum ideological and political education， patriotism education， emotional education， will and moral education are run through the classroom， so that professional courses and ideological and political courses can go in the same direction， forming a joint force， cultivating contemporary college students' sense of responsibility and mission， and implementing college education. The fundamental task of the tree man.

Keywords： Applied Rock Mechanics; curriculum ideology; teaching reform; mining engineering

在全國高校思想政治工作会议上，习近平总书记强调“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程”“要用好课堂教学这个主渠道……使各类课程都要与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”[1-2]。矿业是国民经济的支柱产业，采矿工程为国民经济发展提供了90%以上的能源，80%以上的工业原材料，90%以上的农业生产资料。矿业支撑着我国400多座矿业城市的生存和发展，涉及3.1亿人口，占工业总产值的25.4%。无论未来科学技术如何发展，矿业作为国民经济支柱产业的地位都无法取代[3-4]。应用岩石力学是固体力学的一个分支学科，是研究岩石、岩体在力场作用下的变形和破坏及工程岩体结构稳定性的一门学科，为采矿提供安全技术保障的学科方向[5-6]。国务院印发的《“十三五”国家科技创新规划》提出，要加强“深空”“深海”“深地”“深蓝”（简称“四深”）领域的战略高技术部署。“四深”既是人类对世界未知领域的探索方向，也是世界大国竞争的制高点。在这种时代背景下，面向未来采矿发展的国家需求和国际学术前沿，适应国内国民经济主战场对于岩石力学方面人才的需求，也给采矿工程人才培养提出了新的挑战[5，7-8]。

应用岩石力学课程通过在课堂中强调采矿专业服务在国民经济中的重要地位，穿插爱国主义思想引导、政治教育、情感教育和行业精神鼓励，培养学生的社会责任感和使命感;引导学生敢于担当责任，勇于直面行业发展和技术瓶颈的矛盾，把矿业发展使命放在心上、把矿业安全的责任扛在肩上，学会担当社会责任;鼓励学生要勤于学习、敏于求知，注重把所学知识内化于心，形成自己的见解，既要专攻专业知识，又要关心国家、关心人民、关心世界，学会承担社会责任;培养当代中国大学生的责任感与使命意识，敢于担当，积极有为地做矿业安全发展的开路人和奠基者。

一、培养目标

国外自上个世纪60年代起，不断研究自动化、数字化、智能化采矿技术，目前正在向智慧化、无人化采矿方向发展。迎接第四次工业革命的到来，中国为矿业大国，绝不可袖手旁观。这对于培养和造就中国21世纪的时代新人提出了更加迫切的要求。对于采矿工程专业来说，全面推进采矿工程专业人才素质教育，也是培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体全面发展，基础扎实、知识面宽、能力强、素质高、具有创新意识和创新能力的采矿工程技术人员和研究人员的要求。

在这种时代背景下，面向未来采矿发展的国家需求和国际学术前沿，适应国内国民经济主战场对于岩石力学方面人才的需求，也给采矿工程人才培养提出了新的挑战。采矿工程专业人才的培养目标是培养有较高的政治觉悟、良好的道德品质、坚强的心理素质和健康的身体素质，有艰苦朴素、吃苦耐劳、踏实肯干的优良传统和作风，有扎实牢固的基础知识和专业知识，能很好地适应采矿工作的能力，有较宽知识面，对新技术和新知识的更新有较强适应能力的综合素质人才。所以“采矿工程专业人才素质教育”不是一般的采矿工程基础知识教育、相关技能教育、操作教育，而是一种具有开发性的，在新时期从事艰苦专业行业工作的心理教育、情感教育、意志道德教育和人的整体发展水准的教育，归根结底，是一种为国家、社会的采矿业发展做出贡献的世界观、人生观、价值观和审美观的教育。

二、教学内容和题材更新

教学团队需要在课堂中不断强调采矿专业服务在国民经济中的重要地位，同时穿插思想引导、政治教育和行业精神鼓励，不断增强学生的社会责任感和使命感。这就需要明确教学内容中每章节的课程思政目标，增加相关采矿典型人物、典型事例和思政教育目标的映射关系，同时在教学方式和学时分配上进行适当调整。与此同时，教学团队多年来一直从事“岩石损伤与破裂及矿山灾害防控”的学术研究，通过将学术成果反哺教学进而不断更新教学内容，增强课程实用性，从而调动学生学习的积极性。

目前，我国及世界主要采矿国家都已迈入千米级以上的矿山开采深度。面对国民经济主战场对“深地”的要求，应用岩石力学课程的教学内容应更多体现国家战略对深部岩石力学问题提出的新挑战。深部岩体处于“三高一扰动”赋存环境，表现出与浅部岩体明显的不同力学行为，传统的岩石力学理论对深部地下岩石工程已显得力不从心。而当前的岩石力学教材内容基本仍停留在浅部岩石力学基本理论和研究方法方面，新的岩石力学问题和实践技术工艺在教材中很少涉及，教材内容滞后于目前深部岩石力学的研究现状，未能反映当前岩石力学新技术、新方法和新理念。基于此，本团队编撰了一部能反映当前深部岩石力学新思想、新技术和新方法的岩石力学本科生教材，以适应培养当前和未来岩石力学发展趋势的拔尖创新人才的需要，为服务国家“深地”战略培养合格的采矿从业人员，同时也为我校双一流学科建设做出应有的贡献（图1）。

图1 深地工程岩石力学涉及问题

与此同时，面向采矿工程创新实验班同学生，教学团队开展应用岩石力学课程的双语教学，双语部分内容采用国外著名的岩石力学教材《Rock Mechanics for Underground Mining》，并且利用暑期課程邀请国外著名的岩石力学专家来给本科生授课，实现了该门课程的教学内容与国外接轨。

三、教学形式多元化

教学团队通过与从事智能采矿的科研院所合作（北京矿冶科技集团、联想研究院、中国恩菲工程技术有限公司等国内知名矿山科研院所），开发矿山安全培训虚拟交互系统、矿山混合现实智能互动展示系统及配套设备开发的自然崩落法放矿智能管理系统等加强和完善智能采矿教学的要求。引进先进的智能采矿软硬件系统满足矿业最新需求，以社会需求促进教学课程建设，同时依托金属矿山岩石力学与安全开采国家级虚拟仿真教学实验中心，搭建“虚实结合”的智能采矿本科教学实验室。实验室不仅具有展示功能，还具备还原生产现场、演示生产过程、用户与虚拟场景间的智能互动与管理控制功能，部分模块还具有设计、模拟计算等功能，能够切实加强智能采矿的教学效果，拓展学生知识面，打牢智能采矿基础知识。

由于学生对于虚拟现实这种新技术十分感兴趣，将虚拟现实技术应用于岩石力学课程教学中，极大地调动了学生的学习热情，提高了学习效果。通过重点建设线上虚拟仿真试验教学内容，并结合现有线下教学内容，形成应用岩石力学线上线下混合式课程教学体系。针对课程中所涉及的物理试验和数值试验环节，安排4学时的线下物理试验、4学时的线下数值试验以及2学时的线上虚拟仿真试验。

在课程的教学方法上，因课因内容制宜，采取不同的教学方法。讲授过程中，把讲授的重点由单纯讲知识本身转向同时讲授获得知识的方法和思维方式。不断完善“以学生为中心”“以学习为中心”“教学与国家时事相结合”的教与学模式。这种参与式、互动式、时事式教学大大激发了学生的自主意识，提升了学生在学习过程中的主体观念，强化了使命意识和责任意识，从传统的说教被动式变成了“以学生为中心”“以学习为中心”的主动学习过程，既加强了学生的参与程度，同时有效培养了学生独立思考、关注时事、形象思维、文献查阅、论文写作和口头表达等能力，教学成效显著。

四、教学方法的多元化

借助虚拟现实技术及虚拟仿真软件，课堂采用丰富多样的参与式、互动式、启发式、讨论式和研究式教学模式，结合具体的科研案例教学法、实地考察法、模拟训练法等教学方式，教师在课堂上主要起到讲清思路、突出重点、引导开发的作用。

在课程的教学方法上，因课因内容制宜，采取不同的教学方法。讲授过程中，把讲授的重点由单纯地讲知识本身转向同时讲授获得知识的方法和思维方式。不断完善”以学生为中心“以学习为中心”“教学与国家时事相结合”的教与学模式。这种参与式、互动式、时事式教学大大激发了学生的自主意识，提升了学生在学习过程中的主体观念，强化了使命意识和责任意识，从传统的说教被动式变成了“以学生为中心”“以学习为中心”的主动学习过程，既加深了学生的参与程度，同时有效培养了学生独立思考、关注时事、形象思维、文献查阅、论文写作和口头表达等能力，教学成效显著。

五、教学改革实践探究

应用岩石力学将课程思政贯穿于整个教学环节，明确课程目标与立德树人根本任务的融合，以下分别从师资队伍建设、典型案例树立、重塑课程考核评价方面探究岩石力学课程思政实践内容。

（一）师资队伍建设

教师不仅是学生知识领域的领路人，同样是学生“三观”形成过程中的指引者，通过提高教师的思想政治理论水平和职业素养，培育政治过硬和技术扎实的采矿学生。加强师资队伍的思想政治教育，恪守师德师风，通过定期举办教师思想交流会，进行政治理论学习，提高教师的思想政治理论水平;在教学中将思想政治教育始终贯穿于整个课程，针对应用岩石力学课程特点，培养教学能力强和实践经验丰富的教师，团队通过与矿企合作，一方面派遣教师前往不同类型的矿山实践，另一方邀请矿山岩石力学工程师来校交流，提高教师的实践水平，同时把握生产实际对岩石力学知识的需求;鼓励和支持教师参与岩石力学实验室建设、指导学生竞赛，鼓励和支持教师承担企业科研项目和社会服务项目，参与一线科研实践和技术研发，掌握矿山企业岩石力学需求的最新动态。同时，团队通过派遣青年教师出国访问和参加国际学术会议等方式开阔视野，提高教师的双语授课能力。通过国际交流，让年轻教师明确“四个自信”，并且让老师把这种“自信”传递给学生，激发学生爱国、爱家、爱岗的热情，以更加饱满的热情投身到祖国的矿业建设事业中。

（二）树立典型案例

东北大学采矿工程学科历史悠久，是我国最早设立的专业之一，是国内矿业工程领域人才培养的重要基地之一，也涌现了大批具有典型事迹的典型人物，其中最具有代表性的是“54煤”团体。从1950年8月开始，东北工学院采矿系采煤专业100多位同学在校期间刻苦钻研、独立思考、尊师爱生、教学相长，各项成绩在全校名列前茅，形成鲜明的班级特色。“向祖国汇报成绩，绝不允许任何一位同学掉队！”“国家百废待兴，但必须地质、采矿先行，否则其他的什么行业都干不了”这些口号至今仍掷地有声。其中典型人物既有秉持“百废待兴、采矿先行”坚定信念、一生献给岩石力学、东北大学第一个女博导、世界第一个工程岩体分级强制性国家标准的制定者之一的林韵梅教授;也有首倡“岩石破碎和防止岩石破碎”、提出岩石凿碎比能分级原理、一生著作等身的徐小荷教授;更有投身矿山生产第一线，扎根艰苦地方、“献了青春献终生，献了终生献子孙”的广大基层“54煤”前辈。需要结合采矿工程专业特点及应用岩石力学课程内容，将“54煤”先锋事迹与新时代发展理念相融合，将爱国主义情怀教育融入课堂教学，增强学生对课程重要性的认识，给学生传递作为矿业学科学生的使命和责任，实现专业教育向专业素质教育的转变。

（三）重塑课程考核

检验课程思政教学育人效果，提高学生积极主动性的关键所在是进行科学有效的评价[9]。这就需要在进行教学大纲修改的同时，对课程考核环节进行相应的修改。具体实践中，考核内容分为三部分：项目学习、自我评价、小组互评，对每一环节赋予不同的权重，将思政评价成果进行量化，相关成绩占学期总成绩的7%～12%。项目学习中，教师利用MOOC学习平台，如图2所示，记录每个学生对含思政元素类教学资源的点击量和观看时长，对学生思政评价量化;然后引导学生进行自我评价，谈观看感想及对相关问题的看法，进而培养学生的自主学习意识;最后在学习过程中广泛开展小组互评学习，记录学生专业素养的养成以及团队合作（互帮互助等）。通过学生的言行和思想表现反馈、学生上课效果反响以及教师的同行评价等多种方式对课程思政效果进行反思，借助反思推动课程思政发展以及教师个人的发展。

图2 应用岩石力学MOOC平台

六、结束语

通过应用岩石力学课程思政教学改革实践，在课堂教学的各个环节，体现爱国主义情怀教育，让学生了解采矿的未来和国家的需求，激发他们的爱国热情和服务于国家的专业情怀。引导学生敢于担当责任，勇于直面行业发展和技术瓶颈的矛盾，把矿业发展使命放在心上、把矿业安全的责任扛在肩上，学会担当社会责任，最终为国家培养适应时代要求、德才兼备的矿业人才。

参考文献：

[1]赵兴东，陈松.吹响向深部采矿进军的号角——《井巷工程》课程思政[J].高教学刊，2020（26）：170-173.

[2]李国娟.课程思政建设必须牢牢把握五个关键环节[J].中国高等教育，2017（Z3）：28-29.

[3]何满潮，朱国龙.“十三五”礦业工程发展战略研究[J].煤炭工程，2016，48（1）：1-6.

[4]李琪.“一带一路”沿线国家与中国矿业产能合作竞争力评价研究[D].北京：中国地质大学（北京），2020.

[5]杨永康，张百胜，段东，等.基于数值试验的地矿类专业岩石力学实验教学改革[J].实验技术与管理，2018，35（6）：211-215，230.

[6]杨天鸿，张春明.金属矿山岩石力学与安全开采虚拟仿真教学实验中心虚拟现实系统设计与实现[J].实验室科学，2019，22（3）：171-177.

[7]陈清运，赵飞，张电吉，等.全球矿业发展趋势及采矿工程专业培养导向[J].武汉工程大学学报，2010，32（6）：106-110.

[8]盛建龙，叶义成，刘晓云，等.新形势下采矿工程专业人才培养模式改革研究[J].中国矿业，2016，25（7）：157-160+165.

[9]廖洁丹，黄良宗，刘昊，等.兽医微生物学“立德树人”课程思政教学探索[J].教育教学论坛，2020（40）：44-45.

基金项目：2019年度国家自然科学青年基金项目“胶结充填体与围岩粗糙接触面剪切特性研究”（51904055）;2020年度中央高校基本科研业务费资助项目“尾砂膏体与围岩界面剪切特性细观机理研究”（N2001010）

作者简介：刘洪磊（1981-），男，汉族，山东枣庄人，博士，副教授，研究方向为岩石力学。

*通信作者：朱万成（1974-），男，汉族，新疆呼图壁人，教授，研究方向为岩石类介质损伤与破裂过程数值模拟方法。