淺談如何改進(jìn)巖體力學(xué)教授方法
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一、課程內(nèi)容及教學(xué)安排
1.教材選擇。
目前國內(nèi)巖體力學(xué)教材比較多，側(cè)重點也有所不同，通過對國內(nèi)其他兄弟院校授課教材調(diào)研發(fā)現(xiàn)，基本上都是采用本校權(quán)威教授所編的教材或者是國家規(guī)劃教材。結(jié)合我校地質(zhì)學(xué)專業(yè)特色及課程教學(xué)團(tuán)隊經(jīng)驗，采用我校劉佑榮教授所編的，由中國地質(zhì)大學(xué)出版社出版的《巖體力學(xué)》教材；2009年又再次對教材進(jìn)行了重新編審，由北京化工出版社出版了修訂版的《巖體力學(xué)》教材，對部分章節(jié)進(jìn)行了合并，并增加了目前國內(nèi)外研究方面的成果，例如結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)模擬等內(nèi)容。近2年授課則是以這本修編教材為主，但在部分章節(jié)的授課中也兼顧了蔡美峰主編的《巖石力學(xué)與工程》教材，供學(xué)生課后學(xué)習(xí)，以滿足本專業(yè)學(xué)生對巖體力學(xué)知識的需求。
2.課程內(nèi)容優(yōu)化。
結(jié)合教材的內(nèi)容編排，主要從以下幾方面的內(nèi)容來進(jìn)行重點講解，包括巖體的地質(zhì)特征，巖體的物理、地下洞室圍巖應(yīng)力重分布，邊坡巖體穩(wěn)定性分析等內(nèi)容。在具體內(nèi)容編排中也適當(dāng)?shù)卦黾恿瞬糠謨?nèi)容，如在巖體的地質(zhì)特征章節(jié)，補(bǔ)充安排了工程巖體分類等內(nèi)容；在巖體強(qiáng)度與變形性質(zhì)方面，增加了地下工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)及體系的相關(guān)介紹；在內(nèi)容編排上突出地下建筑方向的專業(yè)特點及需求。
3.教學(xué)學(xué)時安排。
本課程的課時安排在第三學(xué)年的第五學(xué)期，總學(xué)時為40個學(xué)時，2.5個學(xué)分，其中課堂教學(xué)34個學(xué)時，實驗課6個學(xué)時。本門課程是在系統(tǒng)學(xué)習(xí)完理論力學(xué)、材料力學(xué)等力學(xué)基礎(chǔ)課后進(jìn)行開設(shè)的。
二、課程教學(xué)方法改革
1.圍繞專業(yè)工程實例展開授課?！稁r體力學(xué)》課本身就是實踐性特別強(qiáng)的一門課，在進(jìn)行每一章節(jié)的授課時，可以多以工程實例來展開，尤其是國內(nèi)外比較知名的工程實例，多多采用照片、錄像等生動形象的方式，來增加學(xué)生的感性認(rèn)識，使學(xué)生投入其中，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣及熱情。例如，在講第五章地應(yīng)力的時候，可以結(jié)合水利水電工程中，如錦屏電站的高地應(yīng)力問題來說明地應(yīng)力研究的重要性；在講邊坡工程，可以選用大量邊坡地質(zhì)災(zāi)害的圖片。由問題入手，來追根溯源找到解決問題的源頭。
2.結(jié)合專業(yè)方向特色來授課。巖體力學(xué)作為土木工程、地質(zhì)工程、采礦工程等諸多工程的主干專業(yè)課，面對的專業(yè)層次不盡相同，在授課的時候盡量能結(jié)合專業(yè)背景展開。針對地下建筑工程方向的學(xué)生，要從學(xué)生的專業(yè)方向特色及專業(yè)需求來闡述。作為土木工程地下建筑方向的本科生，《巖體力學(xué)》這門學(xué)科的發(fā)展都與地下工程的發(fā)展是密不可分的。從本質(zhì)來講，縱觀巖體力學(xué)發(fā)展的幾個重要階段，從19世紀(jì)末～20世紀(jì)初的初始階段誕生的靜水壓力理論、側(cè)壓系數(shù)，到20世紀(jì)初～20世紀(jì)30年代的經(jīng)驗理論階段出現(xiàn)的普氏理論、太沙基理論，然后在20世紀(jì)30年代～20世紀(jì)60年代產(chǎn)生的圍巖和支護(hù)共同作用理論及地質(zhì)結(jié)構(gòu)理論，這些重大理論及思想的誕生過程就是對地下工程認(rèn)識實踐不斷深入的過程，并促進(jìn)了巖體力學(xué)學(xué)科向前發(fā)展。在授課時，可以將這一發(fā)展脈絡(luò)講述給學(xué)生，并貫穿到后續(xù)的課程教學(xué)中，不僅大大地培養(yǎng)了學(xué)生對自己專業(yè)的自豪感，也加深了對自己專業(yè)的認(rèn)識。
3.結(jié)合教師科研工作來授課。講授這門課的老師，不僅有科研經(jīng)歷豐富的教授博導(dǎo)，也有剛走出校園的博士年輕教師，他們在長期的工作和求學(xué)中，完成和參與了大量的科研項目，也取得了一定科研沉淀。在授課時，可以將這些科研成果進(jìn)行整理，在每章結(jié)束時，抽出專門的時間，做個與授課內(nèi)容相關(guān)的小型專題講座，豐富學(xué)生的專業(yè)眼界的同時，也可將巖體力學(xué)最新的研究方法、手段和技術(shù)介紹給學(xué)生。例如，在講地應(yīng)力一章，就曾經(jīng)將參與過的地應(yīng)力測試及地應(yīng)力反演分析的課題成果向?qū)W生進(jìn)行介紹；講地下洞室穩(wěn)定性時，就將參與的軟巖隧道科研項目成果進(jìn)行介紹；上課時的反響很熱烈，大大激發(fā)了學(xué)生科研的熱情，建立了專業(yè)教師和學(xué)生之間一座良好的溝通橋梁。尤其是對那些希望繼續(xù)攻讀研究生的學(xué)生，也為他們開啟了一扇科研的窗戶；此外，也讓學(xué)生了解授課老師及其團(tuán)隊的專業(yè)方向及特長，為后續(xù)研究生報考提供了便利條件。
4.結(jié)合學(xué)生實踐課來展開。我?！稁r體力學(xué)》課程是安排在大三上學(xué)期，上這門課的學(xué)生僅僅經(jīng)歷的與此相關(guān)的實踐環(huán)節(jié)就是大二結(jié)束時的地質(zhì)學(xué)專業(yè)教學(xué)實習(xí)。雖然是地質(zhì)實習(xí)，但也是與這門課的研究對象———各類巖體在打交道，例如各種巖石、結(jié)構(gòu)面。在上課時，不妨將課程中提到的各種巖塊、結(jié)構(gòu)面等內(nèi)容與實習(xí)中能看到的種類聯(lián)系起來，使學(xué)生的認(rèn)識更為深刻。例如，在談巖塊、結(jié)構(gòu)面和巖體的地質(zhì)特征時，便可列舉實習(xí)線路中各類成因、不同類型、不同特征的結(jié)構(gòu)面及巖石；在講結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度及變形性質(zhì)時，可以將實習(xí)中遇到的各種斷層、軟弱結(jié)構(gòu)面等現(xiàn)象作為實例來分析其性質(zhì)上的差異。這些實例學(xué)生在實習(xí)中都親自參與過，已經(jīng)有了部分感性上的認(rèn)識，重新回到課堂上學(xué)習(xí)其相關(guān)的知識，認(rèn)識和教學(xué)效果也會更好。
《巖體力學(xué)》課程內(nèi)容豐富，更要求我們在教學(xué)時進(jìn)行一定的教學(xué)改革，要結(jié)合所教學(xué)生專業(yè)方向的特點以及未來需求，多采用先進(jìn)的教學(xué)手段和方法，注重加強(qiáng)理論基礎(chǔ)聯(lián)系工程實際的教學(xué)模式，提高學(xué)生認(rèn)識問題深度和廣度，培養(yǎng)學(xué)生良好的工程專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)精神，為學(xué)生后續(xù)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
作者：左昌群 孫金山 羅學(xué)東 單位：中國地質(zhì)大學(xué)