《矿山岩石力学》实验课教学模式的探索.docx

矿山岩石力学实验课教学模式的探索 【摘要】分析了矿山岩石力学课程试验教学的现状和存在的问题,探讨了产生的缘由,结合教学实践,提出了试验教学改革的思路和方法,并对试验课程教学的探究进行了介绍。 【关键词】试验课 矿山岩石力学 模式 【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1019-9646(2022)02(a)-0018-02 在教化部开展的“高等学校教学质量与教学改革工程”中将试验教学改革放到了重要的位置,试验教学质量是高校本科教学评价的重要内容之一。开展了全国高校课程教学试验室评估,促进了高校试验教学条件的改善和试验教学的改革,提高了试验课教学质量。 理论教学和试验教学是高校教学工作的主要内容,而学生综合素养和实力的培育则是现代高校实施教学的重要环节,也是高校学生培育的重要任务。过去老师和学生往往把过多的精力和时间放在理论课的学习上,把试验教学当作理论课的附属品被放到次要的地位,导致培育的学生不能适应社会发展的要求。目前,试验教学已经引起了教化部和各高等院校的重视,试验教学已作为高等学校教学工作的重要组成部分,是培育合格人才的基本教学环节,在学生实力培育和综合素养提高方面有其独特的作用,通过试验,可以培育学生的动手实力、分析和解决问题的实力、正确的思维方法和严谨的科学看法和工作作风。 矿山岩石力学是一门试验性较强的课程,也是采矿工程专业的一门重要的专业基础课。采纳什么样的教学方法讲授这门课特殊是开展好是试验课教学工作,才能激发学生的学习爱好和热忱,收到良好的教学效果,总结多年的教学实践阅历,就以下几个方面谈几点见解。 1 矿山岩石力学课程试验教学中存在的问题 岩石力学是近代发展起来的一门应用性和实践性很强的新兴学科和边缘学科,它的应用范围涉及采矿、土木建筑、水利水电、铁道、马路、地质、地震石油、地下工程、海洋工程等众多的与岩石工程相关的工程领域。一方面,岩石力学是上述工程领域的理论基础;另一方面,正是上述工程领域的实践促使了岩石力学的诞生和发展。矿山岩石力学 是使采矿从工艺向科学转变的一座桥梁,由于其理论较为困难,并受到客观条件的限制,许多的理论很难在实践中得以广泛应用,必需借助相关试验得以补充和完善,这就是的试验教学的重要性,但是在矿山岩石力学试验教学过程中还存在许多的问题,主要表现在: 1.1 试验课学时偏少 这也是大多数专业课程试验课程教学的常见问题。近年来随着教学体系的改革,大大压缩了专业课学时数,而专业方向的新学问、新概念的不断增加和发展又使得专业课教学内容有增无减。由于专业课试验教学始终从属于课堂理论教学,因此,首先压缩的是试验课的学时数。如我校采矿工程专业的“矿山岩石力学”的学时数由原来的48学时,压缩为30学时,其中试验课的学时数由原来的8学时压减为4学时,仅占总学时数的13.3%。假如没有肯定学时数的保证,专业课试验教学的改革就等于一句空话。 1.2 试验装置造价高,套数少 我校对于价值较高的试验设备基本上都是单台套,试验设备少。比如岩石力学试验中常用的刚性岩石力学试验机RMT,每台的价格都近一百零一万元,很难购买多套用于学生试验。另外,由于这几年的招生规模的扩大,采矿工程专业原来只招收1个班,现在每年都招收5个班,这样就造成学生多、指导老师少、试验设备少的局面,为了解决这些问题,只有对试验进行分组和演示,这样难保证让学生自己设计并独立完成试验。另一方面,由于部分现代试验具有时代性和先进性,引入了一些较大型的高层次的设备,这些设备不行能让每个学生都得到充分的操作训练,由于先进设备操作规程比较规范,自动化程度高,学生反而觉得没有得到充分的熬炼,束缚了学生的思维。 1.3 试验耗材贵,试验成本相对较高 一般而言,学校对试验耗材投入都不是很足够,假如根据标准要求,每次试验课的耗材都是巨大的。岩石力学试验基本上都须要制作试件,对岩石进行切割、成型,这其中须要用到机械设备特别多,而且也须要消耗大量的一次性用品,无疑增加了许多的试验成本,学校也很难承受。 1.4 试验课考核方式不合理 由于试验课都是围绕课堂教学绽开的,试验教学的从属地位,考核时注意课堂内容的学习,造成学生重理论轻试验的倾向,表现在上课前不预习,试验课时不主动,试验报告也是照抄别人的,试验成果大家都一样,分不出真正的优劣,学生对试验课不重视,抱着无所谓的看法,学生的主动性得不到充分调动。 1.5 试验教学效果差 由于上述缘由,专业课试验教学没有达到应有的效果,专业试验室在本科生培育中的作用没有得到充分发挥。 2 矿山岩石力学课程试验教学的几点探究 2.1 重视理论教学与试验教学相结合,充分发挥试验教学在人才培育中的作用 建立“理论课老师参加综合型、探讨型”试验课教学制度,既要相识到试验的确定性,也要相识到缺乏理论指导试验的盲目性,形成“用理论指导试验,借试验深化理论”的良性循环。建立与矿山岩石力学理论课与试验课一体化的制度,敬重教学内在规律,杜绝试验课与理论课在时空上脱节的现象。试验课在内容和进度的支配上要确保与理论课相匹配,使二者成为有机的整体,要在试验中培育学生科学探讨的爱好和实力,多接触些工程问题,以便驾驭工程测试技术和方法,拓展学生的思维空间,深化理解课堂教学内容。 2.2 将科研方法训练融入矿山岩石力学课程试验教学的各个环节 矿山岩石力学课程在采矿工程课程学习中,是一门极其重要的专业基础课,试验课不仅能够培育学生的动手实力,更重要的是培育学生的创建性思维和对相关理论的深层次领悟力。本课程试验教学中应创建条件使学生在理论教学过程中连绵不断地受到科学探讨的启发和教化,提早参加到专业课老师的科研活动,得到充分的科学探讨训练。我们本着科学探讨意识和实力训练相结合,理论科研思维与培育科研实力相结合,从多方面入手强化学生的科研素养和创新实力培育。目前科研中会常常遇到一些岩石力学方面的探讨,老师可以组织引导成果优良、学有余力的学生在课余时间参与老师的科研工作,赐予学生更多的接触实际科研工作的机会,也从肯定程度上缓解试验课程的压力,也能将所学学问与试件紧密结合起来;为了强化学生科研实力培育,在上专业课时,向学生开放老师科研室。学生依据自己的爱好、志向、特长,参加老师的科研工作。这种特性化的早期科研实力训练,学生提早接触实际科研工作,萌发科研爱好,特别有利于创新型人才的发觉和培育;依据创新人才培育的更高要求,学生在完成综合性试验后写出科研论文,并对优秀论文举荐在校刊、省刊及国家刊物发表。近几年,我校采矿工程专业已有8名学生在通过参加老师科研项目,完成矿山岩石力学试验课程,在岩石本构、地应力、岩石断裂等方面发表了相关学术论文。 2.3 运用现代试验技术,提高试验水平 在试验教学中应提高试验技术的现代化水平,使之与工程实际应用相适应,这样有助于激发学生的学习爱好,培育学生的动手实力,开阔其学问面,促进学生主动思维,为培育学生爱好和创新精神创建良好的条件。试验技术手段的现代化不仅摆脱了传统试验的机械性、枯燥性和简洁化,还可增加试验的趣味性、综合性和探讨性,也有利于学生驾驭各种现代测试方法,并了解各种方法的特性、优缺点和适用范围,提高了学生的工程素养及工程应用实力,为培育学生的创新思维奠定基础。矿山岩石力学的试验技术也在不断的提高,如我校购置的RMT岩石力学试验机,操作智能化,变更传统落后的操作方式,增加了许多新的岩石力学试验功能。 2.4 应用现代数值试验技术开展岩石力学试验教学 随着现代科学技术的发展,矿山与岩土工程企业对所需人才的质量也相应提高,特殊是随着数字化技术的广泛应用,以及现代采矿与岩体工程科学技术的飞跃发展与进步,对采矿与岩土工程的高校生的数字化分析及其软件应用实力提出了新的要求,这也是岩石力学发展的一个新的领域,因此,在矿山岩石力学的理论和试验教学中必需充分体现和调整相关教学内容,主动探讨采矿与岩土工程专业的数字化分析及其软件应用实力的培育教学与实践,提升高校生的实践动手实力和创新实力。 由于数值方法以及计算机技术的发展和进步,用成熟的数值方法以及计算机程序进行岩石等材料变形与裂开过程的数值试验已经成为可能。在证明数值模拟方法及其计算机程序正确性的基础上,用该程序进行岩石变形与裂开过程的数值试验,必将为岩石力学的探讨和教学起到重要的推动作用. 数值试验与数值模拟都是利用数值计算方法探讨力学的各种问题,但数值模拟主要是指通过数值计算方法再现已知的现象,强调运用数值模拟的结果加深对实际试验中观测到的已知现象的说明。而数值试验则更注意于通过数值计算方法,对一些由于经费、时间等因素的制约而在试验室难以再现的未知现象进行虚拟显现,更强调运用数值试验的结果加深对未知现象的探究。在矿山岩石力学课程中采纳数值试验,一方面可以替代部分的试验室物理试验,另一方面还可以视察到很多物理试验所不能视察到的力学现象(例如岩石裂开过程中应力场),从而使学生能够对于岩石的变形与破坏过程有更加清楚的相识,促进岩石力学的教学工作。但是,数值试验的应用并不能完全取代试验室试验,这是因为数值试验时我们仍旧须要供应岩石的细观力学参数等信息,而且只有在证明数值试验方法正确的基础上才能运用它进行岩石力学的数值试验。 3 结语 采矿工程专业的学生教化,应当适应现代技术的发展,极大的培育学生的工程实践技能,我们在矿山岩石力学试验教学改革上的进行了一些探究,取得了良好的教学效果。要全面提高学生的试验和科研实力,思想上要重视专业试验课程在学生培育中的作用, 以创新的思路去不断改革专业课试验教学,在人才培育上的潜力必将得到有效发挥。 参考文献 1 王运敏.冶金矿山采矿技术的发展趋势及科技发展战略J.金属矿山,2022,(1):19-25. 2 朱万成,唐春安,梁正召等.应用数值试验方法,推动岩石力学试验的教学J.力学与实践,2004,26(2):76-77. 3 马文顶,许家林,邹喜正.“矿山压力与岩层限制”课程试验教学的探究J.试验室探讨与探究,2004,23(6):58-60. 4 魏爱香,黄惠平,张海燕.专业试验教学新模式的探究与实践J.广东工业高校学报(社会科学版),2022,(8)(增刊):266-269. 第9页 共9页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页