工科专业“岩石力学”课程“理论+实验+实践”教学改革模式探讨——以内蒙古科技大学采矿工程专业为例＊

（内蒙古科技大学 矿业研究院，内蒙古 包头 014010）

“岩石力学”课程为许多工科专业（采矿工程、安全科学与工程、工程力学、岩土工程、石油工程等）的必修专业课[1]，涉猎行业极其广泛，应用性强，同时也是一门由“理论+实验+实践”组成的特色专业课[2-3]。对于采矿工程专业学生而言，“岩石力学”更是一门重中之重的主干专业课，它是采矿工程专业五大专业课之一，而且是最早开设的一门专业课[4-5]，通常在大学二年级下学期开设（其他主干专业课均在大三开设）。可见，“岩石力学”课程为其他主干专业课的基础，其重要程度不言而喻。与此同时，随着矿产资源开发深度的不断增加，地下工程作业环境越来越恶劣，表现出来的非线性岩石力学及岩石损伤学问题越来越严重，给众多专家学者授课及科研都带来了全新的挑战。因此，重视和强化采矿工程专业“岩石力学”课程的革命和更新，尤其是在课堂中增加实验及实践教学内容刻不容缓，也为培养高端采矿技术人才和科研人才提供强有力的基础保障。

1 “岩石力学”课程现阶段教学存在的问题

1.1 课时安排不合理

内蒙古科技大学采矿工程专业“岩石力学”课程是研究地下岩石或岩体强度（应力）、刚度（变形）及稳定性的基础专业课程。教学大纲规定该课程建设目标主要包括以下2点：①掌握岩石的物理力学性质，岩石的流变性质、强度理论、刚度理论、稳定性理论，岩体的力学性质，岩体的破坏机理、强度特征，岩体质量评价及其分类、地应力分布等基础知识，能够将其用于解决采矿工程中的岩体力学分析计算问题及工程稳定问题。②能够运用圆孔的孔边应力集中的弹性力学知识来理解巷道围岩应力显现基本原理及巷道围岩应力二次分布规律，依据液压支架与围岩的相互作用原理、单次及多次扰动采场应力分布特征、大巷及回采巷道支护基本原理等知识提出采场和井巷的矿山压力控制方法。目前，该课程学时为40 学时，且全部为理论教学学时。实际上，该课程是一门以实验为基础的实践专业课程，必须设置相应的实验与实践教学环节，而缺少理论与实践之间的桥梁纽带正是本课程现阶段存在的最大问题。

1.2 授课方式落后

“岩石力学”课程作为内蒙古科技大学采矿工程专业先行授课的主干专业课，该课程教学内容自然是极其丰富的，它依托实验室实验，又与现场工程实践紧密相连。目前，受学校驻地、教学经费、实验室建设、实习基地建设等多方面的影响，采用的授课方式仅为单一的传统课堂讲授模式。传统讲授教学方式具有一定的理论意义，但缺乏直观的现场感受和学生操作能力的培养，也缺乏实验内容的讲授。培养的学生日后多为煤矿企业现场工程技术人员和管理人员，需要到井下实地测试数据及分析，统筹企业规划，而目前学校的教学模式对此方面能力的培养存在较大的不足。

1.3 考核手段单一

目前，内蒙古科技大学采矿工程专业“岩石力学”课程结课考核以闭卷考试形式为主，再加上平时出勤及学习态度成绩，考试总成绩为课堂表现成绩和试卷卷面成绩的加权平均值。此种考核方式在一定程度上可反映出学生对基础知识的掌握程度、学习态度和教师教学水平等，但缺乏对学生实验及实践能力的考评，科学性较差，存在一定的不足。此外，此类考核手段基本上属于应试教育考核模式，大多数学生往往通过期末阶段的突击学习完成考试，中等成绩占绝大多数，优秀成绩极少，学生总体对知识的掌握也不够扎实，更不利于学生将课堂学习到的基本知识运用到日后的工作中。与此同时，此类单一形式的考试也降低了教师教学中的主观能动性，教师往往以学生期末成绩判断学生的学习效果，存在一定的缺陷和不足。

2 “岩石力学”课程改革模式及优化措施

2.1 “岩石力学”课程改革模式的提出

根据以上对内蒙古科技大学采矿工程专业“岩石力学”专业课程现阶段存在的教学问题分析结果，认为该专业课程改革刻不容缓。该课程改革首先应扎实基础理论学习内容；增加实验教学内容，特别是增加提升学生动手能力的教学环节；增加实践教学内容，确保学生在工作之前对矿山生产环境有一定程度的了解，为日后的实际工作奠定良好的理论和实践基础。

2.2 “岩石力学”课程改革优化措施

2.2.1 增加课程学时，调整课程结构

内蒙古科技大学采矿工程专业“岩石力学”课时现为40 个学时，全部为理论教学学时，学时严重短缺。根据相关高校经验，同时考量教学效果，基础理论学时应增加至不少于48 个学时，其中包含讨论学时不少于8 个学时。讨论学时对学生深刻理解知识至关重要，由授课教师提出岩石力学相关讨论话题，学生自行查阅文献，形成讨论文字或PPT，总结和汇报，提升学生的主观能动性和综合能力。实验教学内容不少于12 个学时，尤其是让学生熟练掌握各型号压力机的使用，并根据操作效果实行现场打分制度。实践教学内容不得少于12 个学时，可带领学生到学校附近煤矿或金属矿山企业进行短期认识实习，井下实际观察岩石及岩体特征、矿山压力显现特征等。

2.2.2 加强实验与实践教学

为了培养学生的现场工程技术能力，深入理解理论教学内容，必须加强“岩石力学”课程的实验与实践教学环节。试验教学方面，正常的实验教学学时必不可少，除此之外可根据授课教师的科研项目，鼓励学生参与到科研项目中去，同时也增加了学生到现场实践锻炼的机会。因此，该课程授课教师的选择也是一个关键问题，应选择企业委托科研项目较多、能够给学生提供较多实践机会的授课教师，该部分也应该加入教师的工作量考核中。

2.2.3 完善结课考核体系

结课考试自然是反映学生学习效果和教师授课水平的重要手段，相比传统的课程考核模式，“岩石力学”课程作为“理论+实验+实践”的综合学科，对于实验与实践的考核必不可少。因此，将课程考核体系分成三部分，如表1 所示。该种考核模式可全面、系统地考核学生对该门专业课程的掌握程度，也是最系统和科学的一种考核模式。

表1 考核内容及比例

3 结语

针对内蒙古科技大学采矿工程系“岩石力学”专业课程改革刻不容缓的教学难题，从该课程现阶段教学中存在的3个缺陷出发，即课程课时安排短缺，且缺少设计实验与实践环节；授课方式单一、落后，多为传统教学模式，缺少实验与实践教学内容；考核手段多为试卷式考试测评，缺少实验及实践考核内容，提出了“岩石力学”课程改革的基本模式和改革措施，认为该课程改革首先要增加学时，其次增加实验与实践教学内容，最后应完善课程结课考核体系。