工程教育背景下“岩石力学实验”教学改进

韩森 吴姜 刘萍 邹义怀 吴桂义

[摘 要] “岩石力学实验”是采矿工程专业为配合“岩石力学与工程”理论课程而开设的一门实践性教学课程。在工程教育背景下，“岩石力学实验”课程应以培养全体学生实践能力和实验素养为重要目标，通过提升实验教师专业能力和学科素养，从课程教学大纲、实验教学方法和实验成绩评定等方面对学生进行引导，督促学生积极参与实验操作、数据记录与处理、实验结果分析等实验全过程，以更好地达成培养目标和毕业要求，保证实验教学取得良好效果。

[关键词] 工程教育;岩石力学实验;教学大纲;教学过程;成绩评定

[基金项目] 2020年度第二批新工科研究与实践项目“新工科人才学习质量评价制度研究与实践——以采矿工程专业为例”（E-KYDZCH 20201822）

[作者简介] 韩 森（1986—），男，陕西渭南人，工学硕士，贵州大学矿业学院实验师，主要从事岩石力学与岩层控制研究。

[中图分类号] G642.41     [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）32-0112-04    [收稿日期] 2021-04-26

一、引言

实验教学是高校教学非常重要的组成部分。通过实验课程，可以帮助学生将理论与专业实践结合起来，使学生更加深入和感性地认识、理解所学理论内容。实验教学还可以培养学生在实践中发现问题、分析问题、解决问题的能力。学生在实验过程中要经历仪器调试、设备操作、实验观察、数据处理、结果分析、报告书写等一系列实践性教学环节，可以锻炼学生的动手能力，培养学生团结协作的精神和严肃认真、实事求是的科学作风，在提高学生综合素质和创新能力方面，有着不可替代的重要作用[1-3]。

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保证制度，也是实现教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。工程教育专业认证要求“以学生为中心”，就是评价的核心是对学生的表现以及学生是否获取相应的素质能力进行评价，而且必须是全体学生;“以结果为导向”，就是说课程体系的安排、师资队伍和支持条件的配备，要以是否有利于学生达到培养目标和毕业要求为导向[4，5]。在工程教育背景下，本文基于贵州大学采矿工程专业培养目标和毕业要求，对课程体系中的“岩石力学实验”教学方法进行改进。

二、实验教师素质提升

实验教师是实验教学的具体实施者，实验教师的学科素养和知识能力是确保实验课程良好效果的先决条件。要改进实验教学，最根本的是提高实验教师自身素质。实验教师要不断加强专业理论知识的学习，接触专业相关领域前沿研究内容，了解国内外先进实验方法和仪器设备，做到与时俱进、不断进步。首先，应该多申报和参与科研项目，把实验室实验和前沿的科学研究结合起来，通过实验研究解决部分科研实际问题，使实验教师在参与过程中从专业理论、科学研究以及综合素质等方面得到提高和锻炼。其次，通过校内访学，可以选派实验教师去国内学科名校交流，学习同类实验课程先进的教学方法和理念[6]，对比所开设的实验项目在教学方法上的异同，对本课程的教学方法进行改进，从而提高实验教学效果。另外，实验教师要摒弃“教学辅助”的思想，从教书育人的角度端正教学态度，在教与学过程中，把学生放在第一位，把学生学到知识、得到锻炼作为教学的基本目标，不断提升自己的教学水平和业务能力，对学生做好引领和示范作用。

三、课程教学大纲

“岩石力学实验”是为了配合“岩石力学与工程”理论课程而开设的一门实践性教学实验课程。“岩石力学与工程”作为高校采矿工程专业学生的一门专业基础必修课，主要研究岩体的力学性质、岩体变形和稳定性等问题，是采矿工程专业重要的专业基础知识。通过本课程的学习，可为后续“矿山压力控制”“井巷工程”“采矿学”等课程打下基础。在巖石力学的研究方法中，实验研究是最为重要的一个部分。一方面，通过实验可以获得岩体的物理力学参数，这些是进行岩石力学强度分析、变形和稳定性研究必需的基础数据;另一方面，也可通过一些实验（原位应力测试、地应力测试、声发射测试、相似模拟试验等）直接分析岩体的变形和稳定性。“岩石力学实验”课程的开设，主要目的是带领学生踏入岩石力学实验分析的大门，引领学生掌握基本的实验研究方法和研究过程，为学生的专业学习和以后的科研工作打下良好的基础。

根据工程教育认证对实验课程的要求，对“岩石力学实验”课程教学大纲进行修改，明确了本课程的教学目标：①掌握所开实验的原理、方法和技能，巩固所学知识;②加深对理论课程的理解，具有比较扎实的实验知识，掌握更多的实验方法和实验技能;③培养实事求是和严谨的科学作风，激励创新意识，培养创新思维;④提高综合分析解决问题的能力。同时，明确本课程教学目标与采矿工程专业毕业要求的对应关系，如表1;明确各具体实验项目能支撑的课程目标点，具体如表2。通过各具体实验项目来支撑课程的教学目标，进一步支撑专业学生的培养方案和毕业要求，从而明确本课程设置的初衷和使命。

四、实验课程教学

实验课程教学是把培养方案和教学大纲付诸实际的基本途径，是实验教学最重要的部分。怎样调动学生实验学习的积极性，引导学生重视实验课程，积极、主动地参与到实验课程的学习中，通过教学达成课程目标、完成培养计划，是每一个教学改革教师应该重点思考的问题。为了更好地符合工程教育认证对实验教学的要求，要对实验课程教学各环节进行改进。在“岩石力学实验”第一节课上，对学生进行实验安全教育，要求学生在实验课程以及实验操作过程中必须严格按照操作方法正确操作，加强安全意识，时刻把安全放在首要位置。然后，要向学生强调实验课程在专业培养过程中的重要性，把实验培养目标详细、明确地告知学生，改正学生对于实验课程的看法，转变学生不重视实验教学的思想态度，引导学生积极地参与到实验课程的学习中。另外，结合本课程的实验情况，给学生解释“岩石力学实验”与“岩石力学与工程”之间的关系，以及本实验课程在专业培养方案中的地位，从而引导学生真正地重视本课程的学习。最后，向学生讲解工程教育背景下本课程要达成的培养目标以及评分标准，并向学生说明本课程的教学方法和模式，使学生充分了解本实验课程学习的目的和教学过程，通过评分标准督促学生积极认真完成各实验教学环节。