土木工程巖石力學課程教學改革研究

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土木工程巖石力學課程教學改革研究

摘要:

巖石力學是一門應用基礎學科,是中職升本土木工程專業的專業基礎課。文章通過教學方法的改革,學習模式的改變以及考核方法的改革,將巖石力學課程由“課堂講授型”轉變為“應用分析型”,充分調動了學生的學習積極性,提高了巖石力學課程的教學質量和教學效果。

關鍵詞:

教學方法;學習模式;考核方法;巖石力學

一、概述

巖石力學是研究巖石的基本力學性質和巖石在各種環境和力場作用下的變形和破壞規律的理論及實際應用的科學,是一門應用基礎學科。對于具體的巖土工程也包括巖體的強度及穩定性問題。巖石力學是土木工程專業的專業基礎課,是后續專業課程所必須具備的基礎理論知識。中職升本學生是指從中專學校通過參加高職統考考試,達到本科分數線被錄取。這些學生相對于國家統招學生,基礎薄弱,數學、力學功底差,學生的自我約束力差,缺乏學習的主動性。已有很多國內學者為了提高巖石力學課程的課堂教學質量,培養學生的專業素質以及工程實踐和創新能力,針對統招學生對巖石力學的教學方法、教學手段、教學模式及實驗教學等[1-3]方面進行了深入研究。但是,還鮮見針對中職升本學生進行的巖石力學教學改革。文章針對此情況進行了教學改革和教學探索,提高課堂教學質量,為后續課程的學習打下良好的基礎。

二、巖石力學課程存在的問題

(一)教學課件陳舊,缺乏生動性

巖石力學課程使用的多媒體課件主要使用文字介紹和理論公式推導等形式編排,內容枯燥,未能充分發揮多媒體教學的優勢,學生理解起來也比較困難,學習積極性不高,教學效果不佳。因此,教師需要搜集典型工程案例和工程災害事故資料,如現場圖片及錄像等,豐富課堂內容,使學生對所學內容有更為直觀的認識,激發學生對巖石力學課程的學習興趣。

(二)課堂教學模式單一

課堂教學中主要以注入式教學為主,即以教師講授為中心、以傳授書本知識為主,教學方法和教學手段單一。師生互動環節少,課堂氣氛不活躍,不能有效調動學生的學習積極性。對于中職升本學生有些內容在課堂上無法理解,而課下限于時間少和基礎薄弱等原因,不能進行有效復習,無法鞏固所學知識,從而產生“破罐子破摔,索性放棄”的心理,久而久之形成惡性循環。學生上課睡覺和作業應付的現象日趨嚴重,這必然影響學生對專業知識的系統掌握,背離了該課程的教學目標。

(三)考核手段單一

考試是反饋學生學習效果的重要途徑,也是檢測教育目標達成度的重要工具。目前,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,期末考試成績占總成績的80%,考查內容主要是書本知識的記憶掌握程度,很難反映學生獨立思考、分析解決問題能力,同時也阻礙了學生學習的積極性。

三、巖石力學課程改革探討

(一)教學方法的改革

巖石力學課程內容龐雜,涉及很多的工程領域,不同的巖體工程有不同的特點,對于土木工程專業來說,首先要掌握基本的理論知識,其次就是將基礎理論知識與具體的工程問題想結合,加以應用。因此,巖石力學課程教學目標是強化基本理論知識的的理解和綜合應用,提高學生的學習主動性和參與度,注重課程改革的成效,培養學生分析、解決實際問題的能力。針對此目標及課程存在的問題,在教學過程中采用模塊教學法、問題教學法、案例教學法及項目教學法相結合的綜合教學方法。根據教學內容劃分為基礎理論知識和工程應用兩個部分,根據各個知識點之間的邏輯關系劃分知識模塊,確定講授順序。在基礎理論知識部分采用問題式教學法和工程案例教學法相結合的綜合教學方法,通過工程案例創設教學情境,提高學生的學習興趣;通過問題引導學生多思考,采用多種方式分析、解決問題,提高學習的主動性。最后,在工程應用部分,采用項目教學法,學生以小組為單位完成各個巖體工程的穩定性分析項目,將基礎理論知識結合具體工程問題加以運用。

1.模塊教學法

巖石力學的課程內容主要劃分為兩大部分:基本理論知識和工程應用。根據具體內容劃分為七個知識模塊,即基本理論知識部分的巖石的物理力學性質、結構面的特征及力學性質、巖體的力學性質及質量評價、地應力測量及計算四個知識模塊;工程應用部分的巖石地下工程、巖石邊坡工程、巖石地基工程三個知識模塊。各個知識模塊之間的邏輯關系如圖1,各個知識模塊的講授順序見圖中的數字。

2.案例式教學法

巖石力學的基本理論知識公式比較多,由于中職升本學生基礎薄弱,知識點變得枯燥、乏味、難于理解,因此學生的學習興趣不高。在教學過程中根據各個模塊的教學內容,選擇學生能夠所見所聞或本地區影響較大的案例,或近幾年發生的影響較大的、工程特點突出、能夠吸引學生并激發興趣的案例,通過視頻、圖片的形式將工程案例引入教學,創設教學情境,激發學生的學習興趣和學習的積極性。

3.問題式教學法

在基礎理論知識部分,采用PBL(ProblemBasedLearn-ing)以問題為導向的教學方法,在各個知識單元設置具體問題,在課程過程中進行講解,使學生有恍然大悟的感覺,同時在課后留設具有一定難度的拓展性問題,調動學生課后查閱資料、分析并解決問題的主動性,對于課上內容也是很好的復習和整理過程。

4.項目式教學法

在工程應用模塊,巖石地下工程、巖石邊坡工程和巖石地基工程分別設置綜合訓練項目,要求學生根據基本理論知識結合具體工程問題分析各個巖體工程的穩定性,提交報告,并進行答辯。

(二)學生學習模式及考核方法的改革

1.小組學習,團隊合作

根據教學方法的改變,相應的學生的學習模式也將發生變化。主要采用小組學習的形式,發揮團隊合作精神,共同學習和進步。學生以小組為單位完成拓展性問題和綜合訓練項目。將學生4~5人劃分為一個學習小組,小組成員搭配要合理,兼顧性別結構、學習成績和活躍程度。每個小組每次任務設組長一名,實行輪換制,由組長負責該次任務的分配、協調和管理工作,并負責記錄小組活動,包括小組討論活動時間、地點、照片;提交報告或者電子文檔等材料。

2.過程考核

考核方式主要采用過程考核的形式,各個考核項目、評價方法和分值見表1。

四、結束語

巖石力學作為中職升本土木工程專業的專業基礎課必須改革傳統的教學模式,為后續專業課的學習打下良好的基礎。文章通過模塊教學法、案例教學法、問題教學法和項目教學法相結合的綜合教學方法的改革,小組學習、團隊合作的學習模式改變以及過程考核的考核方法的改革,將巖石力學課程由“課堂講授型”轉變為重視工程應用的“應用分析型”,充分調動了學生的學習積極性,提高了學生主動思考、分析、解決問題的能力。同時,提高了巖石力學課程的教學質量和教學效果。

參考文獻

[1]王渭明.《巖石力學》教學改革與回顧[J].教育教學論壇,2011(14):221-222.

[2]張孟喜,秦愛芳,孫德安,等.巖土力學課程群的創新教學實踐[J].高等建筑教育,2011,20(5):132-135.

[3]黃明奎.巖石力學課程教學改革與思考[J].高等建筑教育,2008,17(4):82-85.

作者:趙娜 單位:遼寧工程技術大學

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