新工科背景下岩体力学课程的教学改革研究

全球新一轮科技革命和产业变革与我国加快转变经济发展方式，形成了具有历史性意义的交汇时期，新工科建设理念应运而生。随着我国产业升级与经济结构转型速度持续提升，对工程科技人才的要求亦随之提高。新工科建设便是针对未来科技及产业发展趋向所展开的工程教育革新探索。在此背景下，高校需重新审视工程教育理念、目标以及方法，加快促使教学革新，从而培育出更契合市场需求和社会发展需求的高素质工程人才，为我国由工程教育大国迈向工程教育强国奠定人才根基。

一、岩体力学课程的重要性

岩体力学是一门研究岩体在各种力场作用下的变形和破坏规律的学科，是土木工程、地质工程、采矿工程、水利水电工程等众多工程专业的一门专业基础课。岩体力学课程强调培养学生利用理论知识解决实际工程问题的能力，通过实验教学、课程设计、实习等实践环节，使学生能够亲身感受岩体力学在工程中的应用，为学生将来成长为一名合格的工程师打下坚实的专业基础。

二、岩体力学课程教学改革的必要性与紧迫性

目前，传统的岩体力学课程教学存在诸多与新工科要求不相符合之处。教学内容上有些教学内容没能及时加入岩体力学领域最新的研究成果以及工程实例，与实际的工程应用有所脱离，使得学生学到的知识不能达到现代工程的要求，而且实践教学环节较为薄弱，学生缺少足够的实践机会去培养自己解决实际问题的能力。教学方法上，大多是以教师讲授为主，学生处于被动接受知识的地位，不利于学生创新思维的培养和自主学习能力的提高。教学过程中，对于现代教育技术的运用也不够充分，评价方式大多采用考试成绩为主，难以对学生的整个学习过程以及综合能力做出全面客观评价，不利于学生学习动力的激发和全面发展。

新工科建设的发展，对工程人才实践能力、创新能力及跨界素养提出更高要求，传统的岩体力学课程教学所存在的这些不足，制约了学生的全面成长与新工科人才培养目标实现。因此，加快推进岩体力学课程教学改革，是推动工程教育质量提升，契合社会经济发展对工程人才需求的重要举措。

三、新工科背景下岩体力学课程教学改革的策略与建议

（一）教学内容的优化与更新

第一，工程实际和学科前沿知识的融入。教师要积极关注工程领域的最新发展动态，搜集一些有代表性的工程案例融入到教学当中。通过对最新研究成果的引入和讲解，开阔学生的学术视野，引发学生对学科前沿研究的兴趣，培育学生的创新思维和对新知识的探求能力。

第二，强化学科交叉融合。教师应当打破学科界限，将岩体力学与地质学、力学、材料科学及工程学等多学科知识进行交叉融合，设置跨学科课程或者专题，进而加深学生对于多个学科知识的综合应用水平。比如，开设“岩体力学与工程地质综合应用”的专题教学，选用真实的大型地下工程实例，引导学生综合应用岩体力学和工程地质学知识，分析并解决工程中的岩体稳定性、地质灾害防治等方面的问题。通过跨学科课程学习，培养其跨学科思维模式及应对复杂工程问题的能力。

（二）教学方法与手段的创新

第一，多样化的教学方法。在岩体力学课程中开展项目式学习时，教师可以安排一些与岩体力学有关的工程建设项目，把学生分成若干个小组，由每组成员各自负责完成项目中的各个部分，比如项目调查、方案拟定、计算与评价等等，通过项目式学习去提升学生们的团队协作意识和沟通交流能力。教师可用问题引导学习法，给出一些具有一定难度的实际问题，组织学生探讨问题出现的原因，给出问题的解决方案，以此来培养自主学习能力及创新思维能力。教师还可用探究式学习法，提出一些相关实验数据或场景，让这些学生发掘其中的规则和理论，锻炼科学探究本领以及质疑能力。

第二，现代教育技术的融合。教师可以借助虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术营造沉浸式学习环境。创建虚拟的地下工程场景，让学生置身其中，观察隧道的开挖过程，岩体的变形和破坏情况，支护结构的作用原理。教师可以把虚拟信息同现实场景结合起来，在真实的岩体工程现场，学生用手机或者平板电脑之类的设备，获取有关岩体结构、力学参数等方面的虚拟信息，对工程现场的即时分析和指导。教师还可以搜集并剖析大量的岩体力学实验数据，工程案例数据等，利用大数据技术挖掘数据信息，给教学提供更多素材和案例。

（三）实践教学环节的强化

第一，降低验证性实验占比，提升综合性与设计性实验数量。在实验教学过程中，教师不再直接给出实验步骤及结果，而是提出问题，引领学生展开思考与探究，当开展岩石抗压强度实验之时，教师可以询问学生应怎样挑选合适的实验设备，加载速率又该如何设定等，促使学生查阅资料，展开讨论并亲身操作，从而自行决定实验方案与步骤，进而锻炼学生的自主学习能力以及解决问题的能力。

第二，实习及工程实践基地建设。高校要与相关企业形成长期稳定的合作关系，拓宽校企合作途径。与大型建筑公司、矿山公司、水利水电公司等建立实习基地，给学生安排大量的实习岗位和良好的实习环境。学校和企业共同拟定实习计划和教学大纲，明确实习目的和任务，保证实习教学质量。开展产学研合作项目，在教师和企业工程师的带领下，进行现场调查、实验测试、数据分析等工作，提升学生的实践能力和科研能力。

（四）教学评价体系的完善

第一，构建多样化的评价方式。传统的考试仍然是评价学生掌握知识的重要方式，但不能仅仅考查学生对基本概念、理论、公式等的记忆和理解，而应该增加一些实际工程案例分析、综合应用题等题型，考查学生运用所学知识解决实际问题的能力。教师对学生作业的评价也不能仅仅看答案是否正确，还要看学生的解题思路、方法、创新思维等。通过增加课堂表现评价所占比重，提高学生参加课堂教学活动的积极性。

第二，强化过程性评价。教师在教学过程中要通过各种方式收集学生的学习信息。课堂提问可以及时了解学生的学习情况。教师在讲解完知识点后，向学生提问，了解学生对知识的理解和掌握程度，对回答问题过程中存在问题的同学及时给予指导和帮助。教师观察学生在小组讨论时的表现，如参与度、沟通能力、团队协作能力等，对学生成绩进行评价并提出针对性的建议。

结论

在新工科背景下，岩体力学课程的教学改革应以教学内容革新为核心，着力提升课程的时效性与工程实用性，构建跨学科融合的知识体系。具体而言，需加强岩体力学与地质学、力学、材料科学、工程学等学科的交叉渗透，优化课程内容结构，并采用多元化教学方法。同时，应充分利用现代教育技术，如虚拟仿真、数值模拟和智能化教学平台，为课堂教学注入创新活力。此外，教师应积极拓展跨学科研究视野，积累跨学科教学经验，以推动新工科背景下岩体力学课程改革的持续深化与发展。

参考文献：

[1] 邱燕 , 刘伟 , 唐勇 . 新工科背景下的”岩体力学与工程”课程教学改革[J]. 西部素质教育 , 2022, 8(2):4-6.

[2] 王斐笠 , 孟凡震 , 杨勇 , 修占国 , 王在泉 , 韩建华．“ 双碳” 背景下岩石力学教学改革——基于岩石实时高温剪切实验系统 [J]．高教学刊 ,2024,10(11):121-124

作者简介：徐鑫（1987-），男，汉族，辽宁辽阳人，博士研究生，副教授，研究方向：特殊土工程地质特性及改良、微观土力学。