王银梅 孙建生 李兵

摘要：岩体力学是理论性和实践性都很强的一门工程学科。我校水利学院岩体力学课程存在重理论学习，轻实践教学的问题，该课程的教学中，室内试验少，不进行野外教学实习，实践教学环节非常缺乏。针对现状，开展岩体力学实践教学改革，创新试验教学和管理新体系。采取增加室内试验并优化试验内容、进行岩体力学数值试验，创造岩体力学现场试验和开展创新型研究试验等，以激发学生的学习兴趣，培养学生的动手和实际工作能力，提高岩体力学教学水平。

关键词：岩体力学；实践教学；教学改革；能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）12-0135-02

岩体力学是研究岩石和岩体力学性能的理论和应用的科学。[1]岩体力学研究问题的方法包括科学实验、理论分析和实践验证等环节，其中科学实验是岩体力学研究的基础工作，几乎所有岩体力学问题的研究都是从实验开始的，以试验为依据，岩体力学的试验教学使学生更好地了解岩石（体）的强度和变形特性，激发学生的学习兴趣，培养学生的动手能力和创新思维，进而理论联系实际，解决岩体工程中的实际问题。鉴于岩体力学鲜明的应用学科特征和试验环节的重要性，岩体力学教学中必须重视实践教学环节[2-4]。

一、我校的岩体力学实践教学现状

长期以来我校师资力量不足，比较缺乏承担岩体力学课程的教师，岩体力学教学中存在重理论讲授，轻实践教学的问题。教学模式大多是“填鸭式”，教学体系以理论教学为主，课程偏重老师口头讲解，满堂灌输知识概念、原理、结论等。该课程的教学中实践教学部分仅仅是简单介绍试验原理和演示试验过程，因试验设备短缺，课程室内试验很少，没有安排学生单独进行试验，不进行野外教学实习。由于缺乏试验及教学实习等实践教学环节，没有理论与实践的结合，出现教师很难生动透彻地讲解理论知识，教师感觉课程不好教；学生理解岩体的特性及领悟岩体力学理论起不到很好的帮助作用，学生普遍反映教学比较枯燥、不好学、不好用甚至不会用。同时学生不能参与试验其中，试验能力匮乏，试验的创新意识和能力无从谈起，无法满足工程实际对岩体力学人才的需要。因此，我们必须加强岩体力学的实践教学，在教学中找到当前存在的主要问题，并提出有效的解决办法，以适应实际需求，不断突破和创新，达到教好、学好、用好岩体力学的目的。

二、岩体力学实践教学的探索

针对上述实践教学中存在的问题，我校出台了一系列政策措施，如购置相关的试验设备、引进专业教师和实验管理人员、倡导改革创新，这为岩体力学实践教学改革带来了难得的机遇。为此我们开展了岩体力学实践教学改革的探索。

（一）增加室内试验教学环节

实践环节的重点是培养学生实验技能，虚拟与现实相结合，动手与动脑相结合。故创新试验教学和管理体系，限于目前实验室的条件，先增加室内试验环节，初步开设基础室内试验如表1所示，并编制相应的试验指导书，使学生进一步掌握和理解课堂所学的岩体力学理论知识，掌握试验基本技能，以后再逐步增加研究性和综合性试验的开设比例。

表1中的试验内容，试验时长，在有限的课时内完成也比较困难。由于高校扩招，开课班级多，学生人数大幅增加已成事实，实验室在场地和时间的安排上确实有很大难度，所以必须全面开放实验室，实行实验室开放式管理，即实验室要最大程度地满足学生实验之用，让学生有充裕的时间能够进入实验室做试验，实验管理人员要毫不保留地指导并让学生熟练掌握试验操作。我们通过与实验室相关人员协调，在不影响实验室正常运行的前提下，开放实验室，将学生划分多批次，利用学生课余时间，尽可能多地锻炼学生的实际动手能力。

（二）进行岩体力学的数值模拟演示（4学时）[5]

在本科教学过程中一般只能有选择地让学生动手做几种最基本的基础室内试验。因为学校不可能将最新的岩体力学试验设备技术大量引进实验室，所以学生根本无法接触最前沿的试验技术，难以很好地培养学生的动手能力，要想与时俱进，应增加新的试验教学环节。

随着现代计算机技术的不断发展，在岩体力学实验指导中，我们引进了数值计算软件ANSYS，利用有限元ANSYS软件制作的单轴和三轴受压数值试验，拓宽了学生的思路和创造性。而在学习边坡岩体应力和非圆形巷道围岩应力分布时则采用Flac3D专业软件，将数值方法的优势，通过数值仿真模型，穿插于实验课中，动态而直观地显现全过程变化特征和规律。

用計算机仿真试验来优化试验教学环节，可以替代部分的实验室物理试验，还能观察物理试验所不能观察到的力学及微观现象。直观阐述单轴压缩，单轴拉伸、直接剪切、三轴压缩等试验原理；试验方法和步骤的讲解，再配合采用专题录像片，岩石的变形与破坏过程有更加清晰的认识。岩体力学数值试验环节，把引导学生学会科学的思维方法放在首位，试验教学安排上注意保持了试验的科学性、先进性和基础性，同时也注意培养学生的创新精神。

我们的教学实践证明，通过实现室内试验与增加数值仿真试验教学环节，使本科生在实践中体会所学知识，找到自己的不足，增强对岩体力学的理解与掌握，锻炼动手能力，提高分析问题、解决问题的能力与创新能力，在降低实验教学成本的同时，确实提高了实验教学质量。

（三）创造岩体力学现场试验[6]

岩体是由岩石组成的，具有一定结构，赋存于一定地质环境中的地质体。岩体区别于岩石，学生仅凭室内试验掌握岩石的性质是不够的。岩体性质能不能满足各类工程的要求，现场岩体的原位试验和测试是重要内容。故有必要开展岩体原位变形试验，岩体剪切强度试验，岩石点荷载强度，岩体回弹及岩体声波测试等现场试验，这样在岩体力学教学理论联系实际，培养学生实际工作能力方面起到重要作用。我们将岩石点荷载强度，岩体回弹及岩体声波测试等便携式测试结合老师们的部分科研项目和生产实习予以实施，收到了效果，但因仪器少，时间较短，仍显不足。近年来，我校加大了实习基地建设和校企合作办学力度，期望通过学校实验室建设、实习基地建设等项目的资助有所突破，努力创造岩体力学教学实习机会，进一步提高岩体力学教学质量和水平。

三、結语

在研究岩体力学实践自身特点与认知规律的基础上[6-8]，增加并重组实验教学内容，开展数值试验，创造现场岩体力学试验条件和开展创新型研究试验，构建适用我校、体现特色、具有专业特点的岩体力学实践教学体系。通过上述实践环节，理论联系实际，锻炼学生的实际操作能力，培养学生分析能力和解决实际问题的能力，更好地为工程建设服务。

参考文献：

[1]刘高，张帆宇，刘小伟，等.综合性大学岩体力学教学综合改革[J].中国地质教育，2015，24（4）：103-107.

[2]李擎，郝长胜，郑文翔，等.采矿专业岩石力学课程教学改革研究[J].教育教学论坛，2016，（51）：91-92.

[3]吴姜.岩石力学实验教学改革探讨[J].长春教育学院学报，2012，28（8）：102-103.

[4]王渭明.《岩石力学》教学改革与回顾[J].教育教学论坛，2011，（14）：221+215.

[5]王述红，唐春安，朱万成，等.数值试验在岩石力学试验中的应用[J].实验技术与管理，2003，20（6）：140-143.

[6]齐伟，代树林.岩体力学教学实习的改革与实践[J].中国地质教育，2005，（2）：57-59.

[7]田红，高金川.岩体力学本科教学改革探讨[J].教育教学论坛，2015，（47）：88-89.

[8]王银梅，张永波，李兵.水利类学科土力学课程综合教学改革研究[J].高等建筑教育，2016，（6）：77-80.

Practical Teaching Reform of Rock Mass Mechanics for Engineering Needs

WANG Yin-mei，SUN Jian-sheng，LI Bing

（ College of Hydraulic Science and Engineering，Taiyuan University of Technology，Taiyuan，Shanxi 030024，China）

Abstract：Rock mass mechanics is a subject with strong theory and practice. Our course has the problems of heavy theory study and light practice teaching. The practice teaching reform is carried out. By increasing the indoor tests，numerical and field tests，etc，the teaching level of rock mass mechanics has been improved.

Key words：Rock mass mechanics；practice teaching；teaching reform；ability