岩石力学基础课的案例教学法探讨与实践

王登科 李文睿 左伟芹

摘    要：案例教学是基于工程实践、以问题为导向的教学模式，文章分析了目前岩石力学基础课程所存在的普遍问题，重点介绍了案例教学在教学方法上的理念优势，分析了案例教学在提高学生学习积极性、培养学生创新思维和锻炼学生解决工程实际问题能力方面的具体作用，给出了案例教学方法在岩石力学基础课程教学中的三个主要阶段和具体实施流程。通过案例教学可以提高学生综合素质，提升教学效果，培养岩石力学应用型世纪创新人才。

关键词：案例教学;理念优势;主要阶段;实施流程

中图分类号：G642.3          文献标识码：A          文章编号：1002-4107（2019）01-0026-03

岩石力学是一门多学科交叉的新兴学科，是采矿工程、石油工程、安全工程、水利水电工程、岩土工程、地下工程等众多学科的专业基础课，也是一门认识和控制岩石系统力学行为和工程功能的科学[1]，具有很强的通识性和实用性。尽管岩石力学直到20世纪60年代才被确定为一门专业学科在高校课堂上进行讲授[2]，但是岩石力学的专业知识对于工程师的现场设计和施工来说是极为重要的。因此，该课程的教学具有内容复杂、理论性强、涉及面广以及与工程实践联系紧密的特点。对于安全工程的本科生而言，掌握岩石力学的专业知识和基本原理对今后的实践工作将大有裨益。但是目前岩石力学授课中普遍存在着教学模式单一、脱离工程实践严重、学生学习积极性差等诸多矛盾[3]。本文以岩石力学教学中存在的矛盾为着眼点，将案例教学方法与岩石力学鲜明的工程应用特征相结合，构建出一个较为系统的授课流程，并引入实际教学环节中，达到既让学生掌握好理论分析知识，又能夯实工程实践分析能力的目的。

一、案例教学的理念优势

1880年美国哈佛大学开发了案例教学[4]，20世纪80年代引入中国。与传统的“填鸭式”和“满堂灌”教学方式有所不同，案例教学法是教师根据具体教学内容和教学目标，对现实生活中的经典案例进行分析讨论，启发学生分析问题和解决问题的能力，加深学生对所學知识的理解和记忆，从而有效提升教学效果。案例教学中的典型案例源自于鲜活的现实生活和工程实践，这是案例教学区别于其他教学模式和策略的关键所在[5]。案例教学的理念优势具体体现在以下几个方面。

（一）知识性原则

案例本身蕴含着人类认识世界的方法，是集体智慧的结晶。比如，在对煤矿井下巷道进行稳定性分析时所用到的弹性理论和塑性力学方法就是岩石力学基础课程中的理论部分教学内容，也是人类认识世界的智慧总结，这部分内容就具有很强的知识性，如果缺乏这些基本知识的掌握就无法完成对具体巷道稳定性分析的任务。学生只有掌握了基本知识，才能把人类的智慧结晶内化为自我的能力，才能更好地服务于工程实践。

（二）趣味性原则

每一个案例都是一个真实的事例、动人的故事，具有从开始到结束的完整情节[6]。因此，案例具有故事性，它抛弃了教科书的抽象、刻板和乏味，通过引导，学生和教师一起去还原一个完整的故事，创造了一个魅力十足的生动世界，从而很好地吸引了学生的注意力。

（三）问题性原则

案例不是纯粹的故事，它里面还包含了一个个需要学生去分析和解答的各种问题，这些问题没有固定的分析思路，也没有固定的标准答案，不同的人有不同的方法，不同的人有不同的答案。在案例的分析和讨论过程中，学生们的各种思路和方法在课堂上相遇、碰撞，不断交织，形成思维的一种共振局面，最后形成大家都能普遍认可的“分析思路”和“标准答案”。这正是案例教学的精髓所在，既让学生解决了问题，又让学生消化了理论知识，而且整个过程生动有趣，毫无枯燥乏味之处。

（四）实践性原则

案例来源于生活实践，每一个案例都在每时每刻地反映着人们的真实生活，这一切学生都是可以切身体会和领悟的。所以，案例的实践性原则，可以引导学生把实际生活与案例联系起来，案例又与课堂知识联系起来，把知识的本原通过案例的形式生动地表述出来，在这种双重功效的作用下，学生对知识的掌握会更牢固、更持久。

理念优势赋予了案例教学在教学内容和教学方式上表现出了与传统教学模式不同的独特性和新颖性。在教学内容上，案例教学法以具体问题为中心，引导学生根据具体工程问题，学习研究如何运用理论知识分析和解决工程实际中的具体问题。在教学方式上，案例教学主要以互动交流为主，让学生积极参与案例的分析和讨论，促使学生获得分析问题的方法和能力。

二、案例教学在岩石力学基础教学中的作用

随着我国科学理论和工程技术的不断发展，采矿工程、水利水电、地下工程等工程设计与岩石力学的结合日趋紧密。岩石力学的发展遵循着人类认识自然的基本规律，从实践到理论，从理论再到实践，案例教学一直是岩石力学基础教学中的重要教学模式之一[7-8]。其在课堂教学上的积极作用主要有以下几点。

（一）改变学习方式，吸引学生注意力

具体案例来自人类实践，本身具有切实的工程生活背景，在好奇心理的驱动下，学生的注意力很快被吸引过来，并随教师的引导进入一种良好的学习状态。例如在讲授岩石的破坏准则和强度理论部分时，可以先不讲理论部分，而是先把井下巷道失稳破坏、隧道崩塌、边坡滑坡、水库溃坝等工程事例以视频或图片的方式呈现给学生，通过讨论发言让学生自己去寻找事故发生原因和发生条件，这样就很顺利地将工程事例与理论知识联系到了一起。学生在学习过程中不会觉得理论知识枯燥无味继而能够保持持久的学习热情，良好的教学效果自然水到渠成。

（二）开发学习潜能，发挥学生主体地位

（三）课后评价阶段

案例教学结束后，任课教师针对学生的讨论情况和存在的问题进行总结发言，得出共同结论。对于学生所发表的错误意见要持保留态度，切忌冷嘲热讽、打击挖苦，应鼓励他们敢于发表不同见解，并正确引导他们利用所学岩石力学基本理论、原理和方法解决实际问题。对于有异议的问题，鼓励学生在课后进行深入思考，探求新知。教师根据学生对知识点的掌握情况，总结出哪些知识点学生已经掌握，哪些知识点还需要进一步巩固，哪些知识点学生还没掌握，依此来及时调整自己的教学方法和教学内容。同时，案例课堂教学结束后，教师可以让学生谈谈个人的学习体会，或者对教师的案例教学方式提出完善意见。最后，任课教师可以根据自己总结出的共性问题和学生的具体建议进行反思，不断完善案例教学方法，提高教学效果。

岩石力学基础的案例教学组织与实施流程如图1所示。

四、结语

1.岩石力学基础来自于工程实践，又服务于工程实践，是一门多学科交叉的专业基础学科。目前岩石力学教学中普遍存在教学模式单一、与工程实践脱节严重、学生主动学习积极性差的主要问题，将与工程实践紧密结合的案例教学融入岩石力学基础课堂教学，可以增强学生的学习兴趣，提升教学效果。

2.案例教学主要立足于工程实例，以问题导向为中心，使学生在对工程问题进行分析的过程中掌握岩石力学基础的相关分析方法和理论知识，培养了学生的工程意识和应用素养，提高了学生解决实际岩石工程问题的能力。

3.岩石力学基础课程的案例教学和实施过程可以分为课前准备、课堂实施和课后评价三个主要阶段，每个阶段的侧重内容均不相同，三者相辅相成。通過实施案例教学，可以将抽象的岩石力学知识具体化、形象化，引导和推动学生进行主动学习，锻炼自身综合能力，从而促进岩石力学应用型创新人才的培养。

参考文献：

[1]张咸恭.工程地质学：上册[M].北京：地质出版社，1979：20-27.

[2][美] R.E.古德曼.岩石力学原理及其应用[M].王鸿儒，王宏硕，等译.北京：水利电力出版社，1990：1-2.

[3][7]王迎超，耿凡，张成林.岩石力学课程的现状与案例教改思路探讨[J].高等建筑教育，2013，（6）.

[4]刘刚.哈佛商学院案例教学作用机制及其启示[J].中国高教研究，2008，（5）.

[5][6]唐世刚.论案例教学的基本理念[J].哈尔滨学院学报，2007，（7）.

[8]赵娜.基于工程案例的岩石力学知识模块教学法初探[J].教育教学论坛，2017，（12）.

[9]严跃成，申继红.力学课程案例教学方法探讨[J].高等建筑教育，2011，（5）.

[10]闫冰洁.案例教学在材料力学教学中的应用[J].科技情报开发与经济，2007，（7）.