线上线下+项目牵引的“岩体力学”教学分析

陈军涛 方志 常西坤 朱建武 宁建国

[摘 要] 随着社会的进步和科学技术的发展，传统的课堂教学已不能满足学生对专业知识的理解和掌握。基于学生自身的发展特点，融合网络、多媒体等多种教学方法，创新性地构建出线上线下+项目牵引的“岩体力学”教学模式，同时从线上自学、线下课堂教学参与度、作业、考试等多维度考查学生对知识的学习效果和理解能力。这一教学模式对有效激发学生自主学习的积极性，提高学生综合理解和实际运用专业知识的能力，以及培养高质量创新型人才具有重大意义。

[关键词] “岩体力学”;项目牵引;线上线下;创新能力

[基金项目] 2021年度山东科技大学课程思政培育项目“开采损害与环境保护”（KCSZ202101）;2018年度矿业工程国家级教学示范中心开放基金资助项目“新时代高校实验教学模式改革探索——以‘岩体力学为例”（KYSF20180211）;2018年度矿业工程一流学科建设专项“新时代高校实验教学模式改革探索——以‘岩体力学为例”（04CK01903）

[作者简介] 陈军涛（1985—），男，山东潍坊人，博士，山东科技大学能源与矿业工程学院副教授，主要从事岩体力学、矿井水害防治研究;方 志（2000—），男，安徽安庆人，山东科技大学能源与矿业工程学院2018级采矿工程专业本科生，研究方向为智能开采;常西坤（1981—），男，山东东营人，博士，山东科技大学能源与矿业工程学院副教授，主要从事特殊开采研究。

[中图分类号] G424   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）37-0125-04    [收稿日期] 2021-04-08

一、“岩体力学”课程教学现状及其重要性

（一）课程教学现状

岩体力学是一门重要的交叉科学和工程应用课程，是借助力学观点对自然存在的岩石（岩体）进行性质测定和理论计算而为具体工程建设服务的，它是研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及实际应用的科学[1]。“岩体力学”作为高等学校采矿工程、土木工程等工科专业的核心专业课，能够培养学生运用所学知识分析岩体工程中的力学现象，并解决工程岩体的变形及稳定性问题，同时该课程也为学习“采矿学”“矿山压力与岩层控制”等主干课题奠定了基础[2]。

对于“岩体力学”课程的教学，许多高校教师采用传统的课堂“全盘灌输式”，在这种教学模式下，学生对于岩体力学知识的学习积极性不高、学习效率低，理论知识不易理解，导致教学效果差、学生对知识点掌握不深入等问题。2019年底，随着新冠肺炎疫情的爆发，大量线上线下混合式教学课程如春笋般涌现，高校“岩体力学”线上教学课程也应运而生，弥补了线下教学的诸多不足，丰富了学生的上课方式，在一定程度上提高了教学质量和学生学习的积极性[3]。

（二）“岩体力学”课程教学的重要性

在各种地下工程建设中，岩土工程占有十分重要的地位。岩土工程是以土力学、岩体力学及工程地质学为理论基础，运用各种勘探测试技术对岩土体进行综合改造和利用而进行的系统性工作。岩土工程学科在国外某些国家和地区被称为“大地工程”“土力工程”或“土质工程”，在房屋、市政、能源、水利、道路、航运、矿山、国防等各种建设中，都有十分重要的意义[4]。

“岩体力学”作为岩土工程的理论基础，在岩土工程中各类问题的解决中占有举足轻重的地位，即岩土工程问题的解决离不开“岩体力学”知识的实际应用。因此，为促进岩土工程的持续高质量发展，培养更多优秀的工科学生，“岩体力学”课程的教学模式改革势在必行。

二、“岩体力学”课程教学实际问题分析

由于采矿工程专业学生的力学基础相对薄弱，虽然前期有“理论力学”“材料力学”等课程的学习，但是这些基础课程的学习均仅限于应试，学生学习不够深入，基础掌握不够扎实，为学习“岩体力学”课程带来了较大难度。尽管新时代“岩体力学”线上线下混合式教学大量涌入网络课程，丰富了课堂教学方式，教学效果也相对改善，但由于运行时间短、课程性质等原因，“岩体力学”线上线下混合式教学仍然存在一些问题亟待解决。

（一）线上线下主次不清，重点不突出

部分高校已将“岩体力学”建设为线上线下混合教学课程，但是线上线下教学内容重叠较多，很多教师在线下课堂上仍然讲述线上教学中的知识点，同时线上线下教学重点不突出，导致学生在线上线下的教学模式下学习盲目，效率不高、效果不佳。

（二）学生的积极性不高

采矿工程专业学生的力学基础相对薄弱，对“岩体力学”课程知识的理解有一定难度，而线上课程由于时间原因仅讲述简单的专业知识，课堂上教师若没有就个别重难知识点进行讲解，学生便很难理解，时日一长，学生学习的兴趣和积极性也会逐步减少。

（三）对课程的深层次认识不够

在“岩体力学”课程的线上线下教学过程中，教师均是向学生灌输知识点，导致学生对“岩体力学”课程的理解仅限于知识表面，而对知识的深层次理解、研究意义及实际运用等方面认识不足，不能起到举一反三、融会贯通的效果。

（四）缺乏学习方法和分析解决问题能力的培养

鉴于“岩体力学”线上线下教学主要为知识灌输，而课堂上教师也仅仅针对课后例题进行分析，大多未引入实际工程案例讲解知识的实际运用，同时学生在课堂和网课学习过程中缺乏独立思考的训练，致使目前“岩体力学”线上线下的教学模式不能够很好地培养学生的学习方法和分析解决问题的能力，学生不能获得授人以渔中的“渔”[5]。

三、线上线下+项目牵引的“岩体力学”教学模式分析

（一）线上自学、线下课堂教学和项目牵引之间的关系

“岩体力学”线上线下+项目牵引的教学模式，需界定清楚线上自学、线下课堂教学和现场项目案例在知识传授中的教学内容及其作用。“岩体力学”线上教学内容重在自学，主要为课本的基本知识、基本理论等内容，主要是培养学生的自学能力;线下课堂教学则主要是教师回答学生线上自学过程中的存疑问题，同时讲解专業领域的前沿技术、方法等内容，而且课程教学也可以提供教师启迪学生思考的平台，任课教师需精心设计课堂教学内容和教学方法，以期达到和线上自学内容的互补;现场项目案例的讲解在线下课堂上实现，其作用在于线上自学和线下课堂教学知识点的实际运用，可以加强学生对书本知识的巩固理解，任课教师应针对课堂知识准备好现场项目案例（见图1）。

（二）項目牵引对课程教学的作用

现场项目案例能够激发学生的学习积极性，烘托课堂学习氛围，实现课堂理论知识的融会贯通和实际应用，提高学生分析和解决岩体工程实际问题的能力。因此，课堂教学中现场项目案例的引入、分析和解答，即“项目牵引”教学方法，对于学生综合能力的提升尤为重要。“项目牵引”教学方法还可以系统地串联所学专业知识，加强学生对前后专业知识的联系和理解，培养学生养成基于需求导向和问题导向的独立思考问题的能力，实现线上自学和线下课堂教学内容的提升。

四、线上线下+项目牵引教学模式的实际应用

（一）教学设计

线上线下+项目牵引的教学模式主要分两个阶段进行：

第一阶段，线上自学。每节课开始前，教师布置学生线上自学的章节内容，以及需要重点学习和掌握的知识点。该阶段学生利用智慧树、超星等网络平台学习“岩体力学”相关章节，借助百度、中国知网、图书馆等平台扩展知识视野和解决不懂的知识点，然后记录线上学习后的存疑知识和个人想法，以备线下课堂上与教师进行充分交流（见图2）。

第二阶段，线下课堂教学。该阶段分两步，首先，教师要针对学生线上自学的存疑知识点与学生进行交流，以启发式教学为主，也可以小组谈论后讲解存疑的知识点;然后，教师引入某一现场工程案例，讲解案例涉及的课程知识点，以及知识点在实际项目中的运用之法（见图3）。

（二）学生考查方式

针对“岩体力学”线上线下+项目牵引的教学模式，主要从学习时长、章节测试（线上自学）和出勤率、交流参与度、课后作业、思维导图和期末考试（线下课堂教学）等方式对学生的学习效果进行多维度综合考查，如表1所示，具体分述如下。

1.线上自学（占比10%）。线上自学主要从学习时长和章节测试两方面对学生进行考查，占课程总分数的20%，其中学习时长和章节测试分数占比分别为2%和8%，主要培养学生的自学能力。

2.线下课堂教学（占比30%）。线下课堂教学主要考查学生的出勤率、课堂交流参与度（提出问题、分析问题和解决问题）、创新程度和课后作业完成情况等，占比分别为5%、5%、10%、10%，线下课堂教学占课程总分数的30%，重点培养学生对所学知识的理解掌握能力和创新意识。（1）出勤率（5%）：为节约上课时间，提高学生上课出勤人数，建议以随机点名提问的方式作为出勤的考查方法，如点名未到算缺勤一次，这样既完成了出勤测试，又可以与学生进行互动交流。（2）课堂交流参与度（5%）：一是教师提问，学生回答，答对者加分，答错者不加分，充分调动学生交流的积极性;二是将学生分为N组，每组选取组长1名。任课教师提出问题后，各组组长带领本组同学进行讨论交流，讨论结束后由本组的一名同学进行总结发言，发言情况可作为本组的成绩。（3）创新程度（10%）：在课堂交流中，若学生的想法具有新颖性和创新性，可以额外加分。（4）课后作业（占比10%）：课后作业主要考查学生对重点知识的掌握和理解能力，以及对本节课（本章节）知识点的综合掌握情况，分别占比5%，前者以布置基本作业的形式进行考查，教师阅后于下节课给予回复并讲解;后者以画出本节课（本章节）知识点的思维导图的形式进行考查，课后作业占课程总分数的10%。

3.线上自学+线下课堂教学（占比60%）。本门课结束后，以期末考试的形式对线上线下学习内容进行综合考查，考试分客观题和主观题两部分，客观题考查学生对本门课程知识的理解和掌握能力，主观题考查学生的创新思维和分析解决实际问题的能力，期末考试占课程总分数的60%。

五、教学效果分析

通过2020—2021学年第1学期对采矿工程2018级1、2班27名采矿工程专业的学生进行“岩体力学”课程的线上线下+项目牵引式教学，发现学生线下课堂的上课出勤率明显提高（100%），课上学生积极提问问题，踊跃发言交流，对“岩体力学”课程的学习兴趣显著增加，期末考试学生成绩也很不错。总体而言，“岩体力学”线上线下+项目牵引的教学模式创新了传统守旧的教学模式，提升了学生的自学能力和知识理解程度，培养了学生提出问题、分析问题和解决问题的综合能力和发散创新意识，教学实践效果非常好。

六、结语

线上线下+项目牵引的教学模式是新时代“岩体力学”课程的教学特色，融合了网络、多媒体、板书等多种教学方法，不仅大大提高了学生学习的参与度和积极性，还培养了学生的自学能力、学习方法、分析解决问题的能力，以及专业知识点在实际问题中的应用，同时本教学模式创新了“岩体力学”的考查方式，从线上自学、线下课堂教学参与度、作业、考试等多维度考查学生知识的学习效果和理解能力，为新时代高校新工科高质量创新型人才的培养提供了参考指导。

参考文献

[1]徐丽娜，刘艺桥，牛吉锋.应用型人才培养体系下《岩体力学》课程教学改革的研究[J].科技经济市场，2018（4）：192-193.

[2]李斌.采矿工程专业弹性力学课程教学内容改革探索[J].课程教育研究，2020（47）：125-126.

[3]戎新萍，徐海璐，韩雪.《材料力学》课程线上线下混合教学模式的探究与实践[J].科技风，2020（28）：23-24.

[4]张芳，郑山霖，张秀莲，等.岩土工程信息技术及其工程应用[J].地下空间与工程学报，2016，12（5）：1336-1343.

[5]陈军涛，臧传伟，张培森，等.新时代下采矿工程专业人才培养模式研究[J].山东科技大学学报，2018，20（S）：37-41.

Online and Offline-project Traction Teaching Analysis of Rock Mass Mechanics Course

CHEN Jun-taoa，b， FANG Zhib， CHANG Xi-kuna，b， ZHU Jian-wub， NING Jian-guoa，b

（a.National Demonstration Center for Experimental Mining Engineering Education， b.College of Energy and Mining Engineering， Shandong University of Science and Technology，Qingdao， Shandong 266590， China）

Abstract： With the progress of society and the development of science and technology， traditional classroom teaching can no longer satisfy students understanding and mastery of professional knowledge. Based on the characteristics of students own development， this paper integrates various teaching methods such as the Internet and multimedia， and innovatively constructs an online and offline- project traction teaching model of Rock Mass Mechanics course， which is also based on online self-study and offline classroom teaching participation.  In the meantime， this teaching mode could exam students learning effect and comprehension ability of knowledge by homework， exam and other multi-dimensional. The innovative teaching model is of great significance for effectively stimulating students enthusiasm for independent learning， improving students comprehensive understanding and practical application of professional knowledge， and cultivating high-quality innovative talents.

Key words： rock mass mechanics; project traction; online and offline; innovation capacity