采礦專業(yè)巖石力學課程教學改革研究

1、采礦專業(yè)巖石力學課程教學改革研究摘要：巖石力學是采礦工程專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，理論性、 實踐性強且教學內(nèi)容繁雜。通過分析巖石力學教學的現(xiàn)狀，指出課程教學 屮存在的問題，探討了巖石力學課程建設(shè)及教學改革的必耍性，從教學手 段、教學內(nèi)容和考核方式方面提出教學改革思路與方案。研究成果對巖石 力學課程的教學改革具有指導與借鑒意義。關(guān)鍵詞：巖石力學；教學改革；教學方法中圖分類號：g642. 0文獻標志碼：a文章編號：1674-9324 (2016) 51-0091-02一、引言巖石力學是主要研究巖石的力學性質(zhì)和巖石對各種物理環(huán)境的力場 產(chǎn)生效應的一門理論學科。對于具體的巖土工程，也涉及巖體在力場作用

2、 下的強度、變形與破壞以及巖體穩(wěn)定性問題1。巖石力學是礦業(yè)學科的 理論基礎(chǔ)，是一門涉及地質(zhì)和力學兩學科的交叉學科。巖石力學是內(nèi)蒙古科技人學采礦工程的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，在內(nèi)蒙古 科技大學2012版采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中占有重要地位，為我校 培養(yǎng)采礦工程本科生和研究生奠定堅實的理論知識基礎(chǔ)。巖石力學是反映 采礦工程特色的標志性課程，通過本課程學習，采礦工程專業(yè)學生能夠運 用巖石力學知識解決采礦工程中的常見巖石力學問題，為后續(xù)進一步學習 礦山地壓與巖層控制、露天礦邊坡、煤礦地下開采、金屬礦開采等專業(yè)課 程打下理論基礎(chǔ)。部分礦業(yè)類高校將其列為考研專業(yè)課，重要性略見一斑。二、課程存在的問題采礦工程是內(nèi)

3、蒙古科技大學的傳統(tǒng)特色專業(yè)，為內(nèi)蒙古等西部地區(qū)礦 業(yè)領(lǐng)域培養(yǎng)了大量工程技術(shù)人才。由于地域因素和經(jīng)濟發(fā)展水平的制約， 教學基礎(chǔ)及師資力量薄弱，普遍存在一些問題。1 課程教學內(nèi)容陳ih,礦業(yè)特色不明顯。當前?r石力學教材內(nèi)容單一 陳舊，新巖石力學問題和實踐技術(shù)工藝在教材中很少涉及，部分教學內(nèi)容 滯后于現(xiàn)場礦山生產(chǎn)現(xiàn)狀。采礦工程專業(yè)目前使用的教材主要是河海大學主編的巖石力學， 該教材是依據(jù)教育部1998年頒布的大土木專業(yè)耍求編寫，與采礦工程專 業(yè)聯(lián)系較少、未能充分體現(xiàn)課程的礦業(yè)特色2, 3,需要增加含礦山工程 中常見或典型礦山巖石力學問題，如采動應力場、淺埋深采動巖體力學、 煤礦采場圍巖控制、沖擊地

4、壓等。這些問題己引起自治區(qū)教學工作者和現(xiàn) 場工程人員的注意。2課堂教學模式落后。課堂教學中以教師講授為中心、以傳授書本知 識為主的傳統(tǒng)教學模式根深蒂固，其教學方法和教學手段單一，未能充分 運用先進的教育理論與手段。在講授知識時，采用“填鴨式”和“滿堂灌” 方式，學生逐漸喪失學習的興趣與動力，學生上課睡覺和作業(yè)應付的現(xiàn)象 日趨嚴重，這必然影響學生對專業(yè)知識的系統(tǒng)掌握，背離了該課程的教學 冃標。巖石力學是一門力學理論與礦山工程實踐緊密相結(jié)合的課程，知識體 系復雜且相對零散。由于受教學場地、經(jīng)費和工程條件等因素制約，本校 巖石力學教學體系與生產(chǎn)實踐缺乏必要的結(jié)合，教師只能以課堂講授為 主，與實際礦山

5、工程的聯(lián)系較少，影響了學生解決復雜工程問題的實踐能 力培養(yǎng)。3考核手段單一?？荚囀欠答亴W生學習效果的重要途徑，也是檢測教 育冃標達成度的重耍工具。冃前，巖石力學考核成績是由期末考試成績和 平時成績簡單組成，考查內(nèi)容主要體現(xiàn)在書本知識的記憶掌握程度，較少 反映學生獨立思考、分析解決問題能力，也阻礙了學生學習的積極性。同 時，僵化單一的考核模式也妨礙了教師的主觀能動性。三、巖石力學教學改革思路隨著礦山開采深度的增加，礦產(chǎn)資源賦存環(huán)境不斷惡化，如高地壓、 高地溫、高瓦斯等問題，采礦工程領(lǐng)域?qū)⒂楷F(xiàn)許多新的復雜研究課題。在 一個較短學期，如何既能強化力學基礎(chǔ)，乂將這些課題之上的采礦巖體力 學新知識加入教

6、材，引入課堂，并且在教學過程中培養(yǎng)學生在以后工作屮 解決類似復雜工程問題的能力，這是課程教學迫切需要解決的一道難題。 因此，“巖石力學”課程教學改革勢在必行。1 明確大綱，整合優(yōu)化教學內(nèi)容。根據(jù)自治區(qū)采礦工程專業(yè)綜合改革 試點要求和新版人才培養(yǎng)方案，圍繞礦業(yè)精英教育教學體系建設(shè)目標，認 真修訂巖石力學教學大綱，體現(xiàn)礦業(yè)學科特色。新版的教學大綱應具有科 學性、系統(tǒng)性和可操作性，更加適應培養(yǎng)目標和教學計劃要求，并能反映 學科最新前沿研究成果。在新版巖石力學教學大綱指導下，有利于學生對 課程內(nèi)容的掌握和理解，重新編排教學內(nèi)容，突出教學重點。先將巖石力學課程內(nèi)容分為基礎(chǔ)篇和特色篇兩部分。第一部分基礎(chǔ)篇

7、 包含巖石的物理力學性質(zhì)、巖體力學性質(zhì)和地應力三章基礎(chǔ)內(nèi)容，基礎(chǔ)篇 重在強化力學基礎(chǔ)。第二部分特色篇體現(xiàn)礦業(yè)特色，調(diào)整增加礦山工程與 巖石力學相關(guān)知識內(nèi)容，如露天礦邊坡的穩(wěn)定、采場與巷道圍巖控制等。 在特色篇的編排中，首先給出巖石力學問題的常見解決方法，如力學理論 分析、數(shù)值模擬計算和力學試驗等，然后結(jié)合分析礦山工程實例，把相近 的礦山工程問題建模分析，最后提出解決方案。2知識案例化，豐富教學手段。巖石力學部分知識內(nèi)容抽象難理解， 因此可以根據(jù)課程重難點部分，采用詳細講解的方式，通過一個或若干個 設(shè)計實例或工程案例，引導學生對問題的思考和分析，有利于調(diào)動學生的 主動性。課前，學生應該研讀工程案

8、例并認真分析案例材料，圍繞案例進 行相關(guān)力學方面思考，找出其中的關(guān)鍵性問題，弄清案例的關(guān)鍵問題和隱 含問題，進而產(chǎn)生新的設(shè)想。例如在講授高地應力內(nèi)容時，可以引入當前 煤礦深井開采所涉及到的巷道圍巖控制等案例。靈活運用現(xiàn)代教學技術(shù)工具來增加課堂信息量，增強教學效果。對于 必須掌握的基本力學理論和公式推導，仍采用傳統(tǒng)“板書”的教學手段， 讓學生理清思路、掌握推導過程；對于大量的實物圖形、三維空間概念、 操作規(guī)程等較難口述的信息，尤其是結(jié)合礦山工程的案例，可充分運用多 媒體、互聯(lián)網(wǎng)等先進教學技術(shù)，通過圖片、視頻和動畫等多種表現(xiàn)手段， 增加傳授信息量4。例如在講解非圓形巷道圍巖應力分布規(guī)律時，利用 f

9、lac數(shù)值模擬軟件建立非圓形巷道斷面模型，然后在課堂上演繹此數(shù)值計 算模型。3改善考查方式，培養(yǎng)學牛綜合能力素質(zhì)。調(diào)整增加考試內(nèi)容，由過去的兩部分增加調(diào)整為4部分：平時出勤、分階段性小測驗、 專題講演和期末測試，其中平時出勤及作業(yè)完成情況占10%,分階段性小 測驗成績占總成績的10%,自主選擇的專題講演成績占總成績的15%,期 末考試及大論文作業(yè)成績占總成績的65%。采用這種考核方式能更加公平 合理地評價學生學習成績，調(diào)動學生學習興趣，培養(yǎng)學生自學能力，加深 對本課程的理解，開闊視野。學生缺課嚴重的情況得到根本改善，考核效 果更加真實地反映學牛學習情況。四、結(jié)語巖石力學最早源于采礦實踐活動，作

10、為采礦工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ) 課，其行業(yè)特色鮮明，必須改革傳統(tǒng)教學模式，加強理論與礦山工程實踐 的聯(lián)系。需要結(jié)合口身教學實踐活動，通過開展課程教學改革研究，不斷 提高釆礦專業(yè)巖石力學課程的教學質(zhì)量和教學效果。參考文獻：1 趙文巖石力學m.長沙：屮南大學出版社，2010： 1-2.2 王炳文采礦專業(yè)?r .1:1程課程教學方法探討j中國校外教育， 2011, (8)： 61-62.3 黃明奎巖石力學課程教學改革與思考j高等建筑教育，2008,(4) ： 82-85.4 王述紅，唐春安，朱萬成，劉泰強數(shù)值試驗在巖石力學實驗教學 中的應用j實驗技術(shù)與管理，2003, (6)： 140-143.res

11、earch on teaching reform of rock mechanics course for mining enginccringli qing, hao chang-sheng, zheng wen-xiang, wang chao, guo ling-fei(college of mining engineering, inner mongolia university of science and technology，baotou, inner mongolia 014010, china)abstract： rock mechanics is a major cours

12、e of mining engineering undergraduate, which has a theoretical and practical content the present situation and characteristics of rock mechanics is analyzed. the problems of classroom teaching are pointed out. it is necessary to discuss the course construction and teaching reform of rock mechanics. therefore a teaching reform scheme and concrete ideas are put forward based on teac