工程教育背景下“巖石力學實驗”教學改進

韓森 吳姜 劉萍 鄒義懷 吳桂義

[摘 要] “巖石力學實驗”是采礦工程專業(yè)為配合“巖石力學與工程”理論課程而開設(shè)的一門實踐性教學課程。在工程教育背景下，“巖石力學實驗”課程應(yīng)以培養(yǎng)全體學生實踐能力和實驗素養(yǎng)為重要目標，通過提升實驗教師專業(yè)能力和學科素養(yǎng)，從課程教學大綱、實驗教學方法和實驗成績評定等方面對學生進行引導，督促學生積極參與實驗操作、數(shù)據(jù)記錄與處理、實驗結(jié)果分析等實驗全過程，以更好地達成培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，保證實驗教學取得良好效果。

[關(guān)鍵詞] 工程教育;巖石力學實驗;教學大綱;教學過程;成績評定

[基金項目] 2020年度第二批新工科研究與實踐項目“新工科人才學習質(zhì)量評價制度研究與實踐——以采礦工程專業(yè)為例”（E-KYDZCH 20201822）

[作者簡介] 韓 森（1986—），男，陜西渭南人，工學碩士，貴州大學礦業(yè)學院實驗師，主要從事巖石力學與巖層控制研究。

[中圖分類號] G642.41? ? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）32-0112-04? ? [收稿日期] 2021-04-26

一、引言

實驗教學是高校教學非常重要的組成部分。通過實驗課程，可以幫助學生將理論與專業(yè)實踐結(jié)合起來，使學生更加深入和感性地認識、理解所學理論內(nèi)容。實驗教學還可以培養(yǎng)學生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。學生在實驗過程中要經(jīng)歷儀器調(diào)試、設(shè)備操作、實驗觀察、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析、報告書寫等一系列實踐性教學環(huán)節(jié)，可以鍛煉學生的動手能力，培養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)作的精神和嚴肅認真、實事求是的科學作風，在提高學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面，有著不可替代的重要作用[1-3]。

工程教育專業(yè)認證是國際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，也是實現(xiàn)教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎(chǔ)。工程教育專業(yè)認證要求“以學生為中心”，就是評價的核心是對學生的表現(xiàn)以及學生是否獲取相應(yīng)的素質(zhì)能力進行評價，而且必須是全體學生;“以結(jié)果為導向”，就是說課程體系的安排、師資隊伍和支持條件的配備，要以是否有利于學生達到培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求為導向[4，5]。在工程教育背景下，本文基于貴州大學采礦工程專業(yè)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，對課程體系中的“巖石力學實驗”教學方法進行改進。

二、實驗教師素質(zhì)提升

實驗教師是實驗教學的具體實施者，實驗教師的學科素養(yǎng)和知識能力是確保實驗課程良好效果的先決條件。要改進實驗教學，最根本的是提高實驗教師自身素質(zhì)。實驗教師要不斷加強專業(yè)理論知識的學習，接觸專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域前沿研究內(nèi)容，了解國內(nèi)外先進實驗方法和儀器設(shè)備，做到與時俱進、不斷進步。首先，應(yīng)該多申報和參與科研項目，把實驗室實驗和前沿的科學研究結(jié)合起來，通過實驗研究解決部分科研實際問題，使實驗教師在參與過程中從專業(yè)理論、科學研究以及綜合素質(zhì)等方面得到提高和鍛煉。其次，通過校內(nèi)訪學，可以選派實驗教師去國內(nèi)學科名校交流，學習同類實驗課程先進的教學方法和理念[6]，對比所開設(shè)的實驗項目在教學方法上的異同，對本課程的教學方法進行改進，從而提高實驗教學效果。另外，實驗教師要摒棄“教學輔助”的思想，從教書育人的角度端正教學態(tài)度，在教與學過程中，把學生放在第一位，把學生學到知識、得到鍛煉作為教學的基本目標，不斷提升自己的教學水平和業(yè)務(wù)能力，對學生做好引領(lǐng)和示范作用。

三、課程教學大綱

“巖石力學實驗”是為了配合“巖石力學與工程”理論課程而開設(shè)的一門實踐性教學實驗課程?！皫r石力學與工程”作為高校采礦工程專業(yè)學生的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課，主要研究巖體的力學性質(zhì)、巖體變形和穩(wěn)定性等問題，是采礦工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)知識。通過本課程的學習，可為后續(xù)“礦山壓力控制”“井巷工程”“采礦學”等課程打下基礎(chǔ)。在巖石力學的研究方法中，實驗研究是最為重要的一個部分。一方面，通過實驗可以獲得巖體的物理力學參數(shù)，這些是進行巖石力學強度分析、變形和穩(wěn)定性研究必需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);另一方面，也可通過一些實驗（原位應(yīng)力測試、地應(yīng)力測試、聲發(fā)射測試、相似模擬試驗等）直接分析巖體的變形和穩(wěn)定性?！皫r石力學實驗”課程的開設(shè)，主要目的是帶領(lǐng)學生踏入巖石力學實驗分析的大門，引領(lǐng)學生掌握基本的實驗研究方法和研究過程，為學生的專業(yè)學習和以后的科研工作打下良好的基礎(chǔ)。

根據(jù)工程教育認證對實驗課程的要求，對“巖石力學實驗”課程教學大綱進行修改，明確了本課程的教學目標：①掌握所開實驗的原理、方法和技能，鞏固所學知識;②加深對理論課程的理解，具有比較扎實的實驗知識，掌握更多的實驗方法和實驗技能;③培養(yǎng)實事求是和嚴謹?shù)目茖W作風，激勵創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)新思維;④提高綜合分析解決問題的能力。同時，明確本課程教學目標與采礦工程專業(yè)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系，如表1;明確各具體實驗項目能支撐的課程目標點，具體如表2。通過各具體實驗項目來支撐課程的教學目標，進一步支撐專業(yè)學生的培養(yǎng)方案和畢業(yè)要求，從而明確本課程設(shè)置的初衷和使命。

四、實驗課程教學

實驗課程教學是把培養(yǎng)方案和教學大綱付諸實際的基本途徑，是實驗教學最重要的部分。怎樣調(diào)動學生實驗學習的積極性，引導學生重視實驗課程，積極、主動地參與到實驗課程的學習中，通過教學達成課程目標、完成培養(yǎng)計劃，是每一個教學改革教師應(yīng)該重點思考的問題。為了更好地符合工程教育認證對實驗教學的要求，要對實驗課程教學各環(huán)節(jié)進行改進。在“巖石力學實驗”第一節(jié)課上，對學生進行實驗安全教育，要求學生在實驗課程以及實驗操作過程中必須嚴格按照操作方法正確操作，加強安全意識，時刻把安全放在首要位置。然后，要向?qū)W生強調(diào)實驗課程在專業(yè)培養(yǎng)過程中的重要性，把實驗培養(yǎng)目標詳細、明確地告知學生，改正學生對于實驗課程的看法，轉(zhuǎn)變學生不重視實驗教學的思想態(tài)度，引導學生積極地參與到實驗課程的學習中。另外，結(jié)合本課程的實驗情況，給學生解釋“巖石力學實驗”與“巖石力學與工程”之間的關(guān)系，以及本實驗課程在專業(yè)培養(yǎng)方案中的地位，從而引導學生真正地重視本課程的學習。最后，向?qū)W生講解工程教育背景下本課程要達成的培養(yǎng)目標以及評分標準，并向?qū)W生說明本課程的教學方法和模式，使學生充分了解本實驗課程學習的目的和教學過程，通過評分標準督促學生積極認真完成各實驗教學環(huán)節(jié)。