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篇(1)

關鍵詞：CDIO模式；航天專業；課程體系；大學生創新實踐項目

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）21-0051-02

一、引言

目前諸多高校針對空間工程、飛行器系統與工程、導彈工程等多種航天專業設置的本科生課程，可劃分為力學、航空宇航、電子、信息與控制等多個系列課程。同時，航空航天等技術領域內很多問題，其研究對象可能既是航天問題又是力學問題，具有與多學科多專業廣泛交叉、相互滲透，與實際工程結合緊密的特點。基于上述原因，為了提高航天專業本科人才的培養質量，如何在有限的課時計劃內、在有限的課程數目內有效設計航天專業固體力學系列課程，是一個值得探討的問題。

隨著高校內部增大學生的實踐比重、面向工程能力培養的呼聲日漸高漲，筆者所在的教學組借鑒了起源于美國麻省理工MIT的國際工程教育模式――CDIO模式，在航天專業的固體力學系列課程的設計與應用中進行了相應的教學探索與教學實踐，期望通過該模式在教學實踐中的正確引入與有效發展，更新教師教學理念與實踐手段，增加課程實踐比重，充分調動學生學習效率與積極性，為航天或力學專業工程師的培養提供參考。

二、CDIO模式與航天專業力學系列課程的結合途徑

國際工程教育模式CDIO，是以產品、過程和系統全生命周期的開發與運用為背景，包含了構思、設計、實施和運行（Conception，Design，Implementation，Operation，簡稱CDIO）4個教育和實踐訓練環節。它與航天專業力學系列課程的有機結合，可以考慮如下幾個途徑：

（一）CDIO模式的起源

CDIO是一種基于傳授航天領域技術知識與培養預備工程師能力而起源產生的工程教育模式，其創始人是美國麻省理工MIT航空航天系Edward Crawley教授，其發展初期在2004年左右。可見，將CDIO模式與航天專業力學系列課程的結合，則具有一定的合理性和先天優勢，是一種積極有益的嘗試。

（二）基于CDIO教育理念形成課程觀

CDIO模式是基于“做中學”的教育理念，是一種將實踐過程與理論教育相結合的教育理念，結合該模式在航天專業力學系列課程的設計中可形成兩種課程觀：首先，是一種凸顯了“社會需求”的課程觀，即根據工程師的社會角色與責任，培養工科畢業生具備較好的工程能力與深厚的技術基礎知識，在課程體系與課程內容上，并不是按照嚴密的學科知識體系來組織課程，而是強調基于社會現實需求來選擇和編排；其次，亦是一種強調了“學生為主體”的課程觀，即學生的學習效果側重于從學生的實踐感知和實踐經驗出發來構件知識和能力，基于“做中學”強化學生探究興趣和實踐能力，從而體現了學與做的結合、知與行的統一。

（三）明確實踐對象與執行方案

CDIO工程教育模式主要特點是深化技術知識基礎和實際職業能力的二元學習經驗模式，且該模式的基本原則是反復強化實踐，因此CDIO模式的實踐必須包括兩個或者更多的設計與實施環節。具體來說，航天專業固體力學系列課程體系的實踐對象包括如下三類環節：第一個是突出導論性基礎課程，即引導學生入門工程實踐，領略工程技術的魅力；第二個是初級的實踐環節，即針對核心基礎課程《工程力學》開展課堂一線教學改革研究；第三個是高級的實踐環節，即針對來源于科研任務的設計綜合項目進行教學改革實踐。

三、CDIO模式下航天專業固體力學系列課程的具體設計與教學實踐

教學理念的轉變最終體現為課程設置、教學內容與實踐對象的改革。在我校2012本科人才培養方案中，我院結合CDIO模式對航天專業固體力學系列導論課程進行了具體設計與教學實踐的工作，主要包括如下三個方面：

（一）導論性課程的設置

導論性課程是一個早期的基礎工科課程，我院針對航天專業的大一新生設置了導論課程《空天工程導論》，要求選課學生具有一定的數理基礎即可。該課程內容主要介紹飛行簡史、工程學簡介、航空器飛行原理、結構與動力系統等基本概念、基本知識，通過它為入學新生搭建了航空航天器設計、構造、應用所需的知識框架。同時，課程還提供了一個初級的設計―實現的實踐，讓學員參與水火箭或LTA飛行器的設計與制作。

設置導論課程的主要目的快速引導學生了解航天器的基本構造及工作原理，讓學生參與入門的工程實踐，從而激發學生興趣和后期加強學習的主動性。

目前，我院30學時的《空天工程導論》課程已經成功申請為我校的精品視頻課程，主講教師的授課教案和講義腳本已經完成，且授課視頻錄制已完成一半以上。

（二）《工程力學》課程的教學改革

首先，調研了近年來國內高校在《工程力學》課程中的改革研究：例如，天津科技大學的李秋h在建構主義教學基礎上建立“刨設問題情境”教學法[1]，山東英才學院的來小麗實施項目驅動教學法[2]，哈爾濱學院的張田梅探索了研究性教學法在工程力學課程教學中的實踐。上述內容從不同方法與形式來提高學生處理分析和解決工程實際問題的能力，均可作為低年級核心力學課程改革的組成部分。

其次，調整了我院的《工程力學》教學內容：在靜力學部分中重點介紹構件的受力分析、簡化與平衡規律；在材料力學部分中以桿件的軸向拉壓、扭轉和彎曲三個基本變形為研究目標，以“內力分析―內力計算―應力應變計算”為邏輯分析主線，結合強度理論、穩定性分析或能量法來優化組織教學內容，并刪除了圖乘法和摩爾圓等內容。

然后，改革了我院的《工程力學》教學方法與成績評定：理論講授采用了習題講解、啟發式、研討式、案例式等多元化教學方法；實驗操作側重學生動手能力培養，要求學生按照2～3人合作或單人獨立完成課程內13項實驗內容，同時實驗室采取了鼓勵課外開放式實驗的機制；成績評定是將考核點分布于教學全過程中，即由平時成績、課堂討論、實驗操作、實驗報告、科技小論文、期末成績等考核點綜合評定最終成績。

最后，給出《工程力學》課程近年內取得的成績：2015年《工程力學》評為校優課程；2015年委托科學出版社再版了《工程力學》教材；2015年成功申報了36學時的MOOC課程《工程力學》，目前主講人和授課內容已確定，2015年完成了省精品課程《工程力學》復核工作，并向湖南省高校數字教學資源中心提交了課程教學視頻、課件、教學大綱、電子教案、教學案例、試題習題、文獻資料、教學成果、軟件工具等電子材料整理；2015年該課程主講老師分別獲得了學校教學質量新星獎和學校本科教學優秀個人一等獎；2015年實驗室新增加了XL3418K互動式普及型材料力學實驗裝置，完成了12個虛擬實驗的材料整理。

（三）大學生創新實踐項目與本科畢業設計綜合項目的優化

CDIO模式將頂峰級實踐體驗作為本科教育的頂點。該實踐環節往往側重于學生對以前所學知識的綜合運用以及創新能力的培養，要求學生在大三或大四年級中申請了綜合項目實踐，以團隊或個人形式承擔來源于科研項目的、更為復雜的實際任務。

我院高年級本科生頂峰級實踐環節大多數包括大學生創新實踐項目與本科畢業設計綜合項目兩類。例如，為了優化本科畢業設計模式，筆者所在課題團隊采取“雙團隊設計項目”的集成教學方法進行了如下實踐工作：首先，成立了以航天方面的學科帶頭人為核心，包括結構動力學與設計、振動控制、姿態控制、電子電路共5人組成的教師團隊；將總體設計、主控分系統、姿控分系統、動力學建模與分析、帆板振動分系統、星體結構設計等六個子項目形成課題任務書，讓學生自主選擇，并形成了自然分工、相互合作的學生團隊；之后，學生會在教師的指導下，按照任務書計劃在規定的時間段內（兩個或多個學期）逐步完成開題審查、中期檢查、方案設計、理論推導與計算、設計制造、實驗驗證、撰寫報告、項目驗收或畢業答辯等步驟。

在課題團隊的努力下，近年來取得了如下可喜的成績：2015年課題團隊成員指導的省級大學生創新實踐項目《座椅彈性緩沖器等效剛度分析與實驗研究》順利驗收，并且驗收結論為優秀；課題團隊指導了2015年國家級大學生創新實踐項目《非對稱復合材料拉伸-扭轉耦合結構設計》，目前為在研階段；繼續完善了學校級的基礎力學虛擬仿真實驗教學分中心、應用力學虛擬仿真實驗教學分中心、力學與航天工程虛擬仿真實驗教學中心的工作，并且在省實踐教學示范中心的基礎上，實驗室2016年成功申請為國家級力學與航天工程虛擬仿真實驗教學中心。

四、結束語

對航天專業固體力學系列課程進行設計與應用的教學實踐表明，由于航天航空領域內很多問題是多學科交叉融合、與實際工程聯系緊密的問題，應用CDIO教育理念中深化技術知識基礎和實際職業能力的二元學習經驗模式，對于學生掌握扎實的專業知識和技能，感受鮮活的科學研究過程，激發創新意識起到了良好的促進作用。

參考文獻：

篇(2)

關鍵詞：結構力學；教學內容；教學方法；教學實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）19-0125-02

一、前言

結構力學是固體力學的一個分支，它主要研究工程結構受力和傳力的規律，以及如何進行結構優化的學科，它是土木工程專業和機械類專業學生必修的學科。結構力學在教學計劃中起到承上啟下的作用，結構力學的學習是以高等數學、大學物理、靜力學、材料力學等課程為基礎，為后續的鋼筋混凝土結構、土力學與地基基礎、房屋建筑學等專業課打基礎。本文針對目前結構力學課程當中存在的主要問題進行闡述，并結合前人的研究成果，對結構力學課程的教學方法的改革提出幾點建議。

二、結構力學教學中存在的問題

結構力學課程在構建大土木專業教學改革背景下出現了多元化，即：經典力學、計算力學、工程實例分析計算。經典力學是以結構力學為基礎，簡化教學內容，偏重基本概念，基本理論，基本方法的研究；計算力學是以計算機為基礎，熟練應用結構力學軟件，進行相關的結構力學模型的建立；工程實例分析計算是以經典力學為基礎，運用計算機對工程結構進行簡化、建模、計算。

目前，從我國的結構力學課程學時來看，很難完成這三方面的教學，即使是經典力學都很難完成教學計劃。由于課時的縮減，教學進度的加快，造成了結構力學教學存在的普遍現象：理不難做題難，上課易懂下課不會。

（一）教學內容的重復設置

由于力學課程的設計缺乏系統性，導致教學內容重復，如靜力學中已經學過桁架的內力計算，在結構力學中沒有必要再次講解。再如在材料力學當中講過的靜定梁的內力計算，在結構力學中只需一帶而過。

（二）教學方法單一

目前的結構力學的教學方法多是以多媒體課件為主并配合板書進行相應的講解，單調的講課模式容易讓學生產生厭倦感。教學方法的單一不能很好地激發學生的學習興趣，在很大程度上降低了學習效果。

（三）與工程實踐脫節

結構力學課程是為了讓學生在掌握經典力學的基礎上，可以對工程中實際問題進行簡化，用結構力學的方法和理論解決工程問題。因此結構力學課程重視的不僅僅是學生能夠正確地解答課本上的習題，更主要的是能夠把理論與實踐有機地結合，然而事實證明目前的教學方法很難達到這樣的目的。

結構力學涉及的領域相對廣泛、內容相對較多，且由于高度抽象的理論演繹，要傳授學生熟練掌握、靈活運用結構力學知識確實不易，此外，客觀上還要求兼顧教學效率和教學質量，無疑給結構力學的教學增加難度。

三、結構力學課程教學方法改革和實踐的探討

基于結構力學教學當中目前存在的問題，以優化課程建設，變換多元化的教學方法，激發學生濃厚的學習興趣，把理論教學與工程實踐結合，為學生更好地掌握結構力學的基本思想和理論，可以對結構力學課程教學方法改革和實踐作如下探討。

（一）教學內容的精簡

刪除與靜力學、材料力學重復的內容，教師應該精讀教材及相關的參考書，在深刻把握知識點、節、章的基礎上，對教學內容進行精簡――舊粗新細，舊的知識點我們只需要簡單地回顧，新的知識點我們需要詳細地講解。對于截面法求內力部分的內容在材料力學當中進行過詳細地介紹，因此在課堂上只需要用簡短的語言對截面法求內力進行簡單地回顧，如“截、取、代、平”。此外，在講新知識點的過程中，要注意對相關舊知識的復習，加深認識和領悟的一個重要方法就是重復，在對舊知識重復的過程中加深對新知識的認識，這種新舊對比有助于認知過程的溫故知新。對于位移法我們需要進行詳細地講解，在回憶力法的基礎上，講解位移法的基本思想及推導過程，對比力法和位移法的優缺點，幫助學生更好地記住這兩種方法。

通過對教學內容的提煉，在不降低教學質量的前提下縮短課時，大大提高了教學效率，為后續的實踐課程提供充分的課時。

（二）教學方法的多元化

結構力學課件的制作是一個既費時又費力的工作，因此我們建議由課題組老師一起分工完成，由教學經驗豐富的老師負責內容的選擇，由熟練掌握PPT應用的老師制作。為避免重復性的工作，每位老師負責指定章節的內容。在具體制作的過程中，注重制作的技巧和效果，對頁面要求簡單，不過于花哨；在藝術效果上力求多樣化；注重信息反饋和課件的實時更新，通過總結教學過程中學生的反饋信息，對課件要進行相應的修改，達到制作―使用―反饋―修改的不斷循環。

結構力學課程概念多，理論性強，計算煩瑣，使單調的多媒體課件文字和板書講解變得乏味，為更好地激發學生的主觀能動性，在原有的多媒體課件上需要增加一定的圖像、聲音、動畫等內容，有助于學生理解概念，掌握規律。此外，改變傳統的滿堂灌式的教學，每節課給學生留出一小部分時間對本節課學習內容進行總結，并允許學生提問，這樣可以更好地幫助學生掌握上課內容，并激發上課的積極性性。多媒體課件的網絡化是必然趨勢，為便于學生自主學習，課程建設老師可以建設結構力學課程網絡教學平臺。把電子版的教學大綱、方案、課件及重點知識點講解視頻等資源上傳至網上，供學生自主學習，并開通答疑通道，實現教師與學生的課下交流。

（三）重視自學能力的培養

現階段的知識和技術手段更新周期越來越短，自學能力的培養更是體現出現代高等教育的鮮明特點。在校期間對學生的自學能力進行培養，對他們走向社會后及時補充新知識、提高競爭力是非常必要的。為此，除課堂講授外，還可讓學生進行自學。例如，明確一些自學章節，指定一些參考資料，對自學內容提出要求，并提出自學思考題，引導學生在自學中發揮自已的想象力和創造力。最后，可通過課堂提問、討論、自學作業及期末考試等形式來檢查自學效果。

此外，Ρ榷耘佳習法、復述學習法也都是比較有效的學習方法，結構力學課程中的力法和位移法、虛功原理和虛功位移原理等都是對比對偶的關系，善于抓住其相互聯系可以大大提高學習的效率；對于一些重要的方法和原理，比如功的互等定理等教學內容，應該鼓勵學生模仿老師課堂上的表達用自己的語言進行復述，在反復的練習中加深對知識點的掌握，有效地達到自主學習的效果。

（四）結合工程實踐，強化學習目的

興趣是最好的老師，為使學生對結構力學課程產生濃厚的興趣，在教學當中需要引入大量的工程實例。結構力學課程中的力學模型背后蘊藏著大量的工程背景，與生活實踐息息相關，因此我們可以根據每章的教學內容，在每一章剛開始引入工程當中存在的問題，引發同學積極思考解決的辦法，并在每章內容學習之后，用這一章的知識點解決引例，激發學生學習的動機。此外，教材實例大量缺乏，因此在講課過程中我們要從結合生活中的小事到聯系實際中的大事，這對工程應用知識匱乏的學生來說是行之有效的方法。

學好結構力學僅僅靠課堂理論知識的教授是不夠的，為引導學生發現問題并利用所學的知識解決問題，需要開展更多的課外學習，如發展結構設計大賽、結構模型的搭建，讓學生通過自己對結構力學基本知識的理解，搭建各類結構模型，這樣不僅能提高學生的學習興趣，更激發學生的主觀能動性。

四、結語

作為土木工程專業中的重要專業基礎課，結構力學在工程實踐中具有重要的地位。目前各大工科院校對結構力學課程教學方法和實踐提出了多方面的建議，主要在于打破陳舊的教學方法，合理地設計結構力學的學分安排，提高學生學習熱情，結合工程實踐，為學生更好地掌握結構力學課程做好鋪墊。

參考文獻：

[1]陽令明，張儉民，李麗民.結構力學課程研討式教學改革的探索與實踐[J].山西建筑，2016，（27）.

[2]馬劍，王靜芳，卞梁.面向本三土木工程力學一體化建設實踐研究[J].山西建筑，2016，（29）.

[3]洪京京，龍玉杰，王光焰.關于《結構力學》的教學改革[J].教育教學論壇，2016，（46）.

[4]包恩和，蔣驊，劉博，陳宜虎.結構力學課程教學改革與探討[J].高教學刊，2016，（20）.

Discussion on the Reform and Practice of Teaching Methods of Structural Mechanics

LU Wei，YANG Jian-gong，WANG Shao-zhen，AI Hai-ying

（Department of Civil Engineering，Tianjin College of University of Science and Technology Beijing，Tianjin 301830，China）

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關鍵詞：卓越計劃；巖石力學；教學改革；礦山建設

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2016）05-0075-04

“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010―2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010―2020年）》的重大改革項目，也是促進中國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措，科學時報[1]將“卓越計劃”啟動列為2010年中國高等教育十件大事之一。該計劃旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量的各類型工程技術人才。“卓越計劃”具有三大培養特點：一是行業企業深度參與培養過程；二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才；三是強化培養學生的工程能力和創新能力。

針對“卓越計劃”的總體要求，面向卓越工程師的培養，許多從事工程教育的專家進行了深入探討。林健[2]從課程體系的價值取向、課程體系的結構形式、課程體系的整合與重組等方面為“卓越計劃”參與高校專業課程體系和教學內容改革提供了借鑒和參考。張文生等[3]圍繞“回歸工程”教育理念，論述了本科“卓越計劃”的四個主要問題：制定專門性培養方案、改革培養模式、培養青年教師工程教育能力、建立健全保障體系，以期培養更多優秀的工程技術人才。王家臣等[4]根據卓越工程師的要求，從戰略角度對科學培養采礦人才進行了深入思考。

一、 巖石力學課程的特點

巖石力學是一門應用性和實踐性很強的應用基礎學科，是采礦工程、水利水電工程、交通/鐵道工程、工民建工程和石油工程等眾多學科的專業基礎課，屬于典型的跨學科、跨行業的通用課程。雖然中國推行了跨行業的統一標準，如GB/T 50266―2013《工程巖體試驗方法標準》、GB/T 50218―2014《工程巖體分級標準》等，但是由于借鑒前蘇聯的高等教育體制，目前還存在許多行業背景鮮明的規范在廣泛應用，如GB/T 16414―2008《煤礦科技術語巖石力學》、DL/T 5368―2007《水電水利工程巖石試驗規程》和JTG E 41―2005《公路工程巖石試驗規程》 等。

為了提高教學質量，不同行業內的巖石力學課程教師從行業特色角度對課程教學改革進行了有益的嘗試，比如采礦工程[5]、石油工程[6]、地下建筑工程[7]和海洋工程[8]等，都取得了很好的成效。此外，還有學者從模塊化教學[9]、案例教學[10]、研究型教學[11]以及數值方法輔助教學[12]等方面進行了巖石力學課程的教學改革實踐。遺憾的是，對巖石力學這門跨行業、特點鮮明的應用基礎學科，目前還未見針對“卓越計劃”培養特點的教學改革研究成果。

作為“卓越計劃”試點高校的中國礦業大學經過長期發展和建設已形成了以工科為主、礦業為特色、多學科協調發展的基本格局，對中國煤炭能源行業發展發揮著不可替代的引領和支撐作用。巖石力學是學校土木工程、采礦工程及地質工程等專業本科生專業基礎課程，為后續如礦山建設工程、采礦學及礦山壓力與巖層控制等煤炭行業背景鮮明的專業課程提供巖石力學基礎知識，地位尤其顯著。

在上述背景下，如何在有限的教學時間內按通用標準和煤礦行業標準培養工程人才，強化學生的工程能力和創新能力已成為擺在教育工作者面前的一道難題。筆者結合自己的教學實踐，初步探討面向“卓越計劃”的巖石力學教學改革思路，期望能夠拋磚引玉，對其他涉及巖石力學的行業類院校起到啟迪作用。

二 、巖石力學課程教學中存在的問題

（一）課程安排順序及學時不合理

廣義上講，巖石力學應是力學與地質學相結合的交叉學科，更側重于固體力學與巖石地質學的結合，具體地說，巖石力學是在彈塑性力學、土力學及工程地質學的基礎上發展起來的。巖石力學的很多概念、理論和公式由土力學和工程地質學借鑒而來，但是目前高校經常將土力學、工程地質學與巖石力學同時開課，給教師講授課帶來諸多不便。

為了研究工程環境下巖體的力學性態，巖石力學需要涉及諸如材料力學、彈塑性力學、斷裂損傷力學、裂隙滲流力學及流變力學等復雜深奧的力學內容；巖石力學的研究對象是地球千百萬年來復雜地質作用而形成的各類巖體，巖石學、工程地質學、水文地質學、地球物理學和構造地質學等地學學科的內容在教材中不斷出現；巖體工程涉及地基工程、邊坡工程和地下工程等具體工程形式，各種新施工技術和方法層出不窮。由此可見，巖石力學課程的內容豐富而繁雜，然而隨著通識教育課程的增加，各專業課程課時被大幅削減，巖石力學課時由80學時精簡為如今的32 學時， “滿堂灌”現象成為普遍，學生對該課程內容的掌握和應用難度較大，學習積極性難以調動。

（二） 基本概念模糊，難以培養創新性思維

基本知識的深刻理解，是創新思維形成的力量之源。一些教師在課堂教學中對基本概念強調不夠，分析不透，著重于公式推導、施工工藝或科研項目介紹等細枝末節的講解，本末倒置，背離了巖石力學課程設置的初衷。重點概念比如地應力、流變、強度理論、應變軟化現象、剪脹、尺度效應、圍巖支護工作作用原理等內容應該重點分析。此外，由于巖石力學部分內容與材料力學、土力學內容相近（如強度理論、剪脹、三軸試驗、二次應力和附加應力等），如果不進行相關內容的分析對比，學生容易產生疲倦心理，導致思想上的不重視。

（三）標準選擇混亂陳舊

如前所述，由于巖石力學是多個專業的專業基礎課，每個工程領域都有各自的行業術語、標準、規范和教材。但是如果教師在巖石力學基礎知識和工程應用方面的講解都遵照本行業的規范和術語，將會造成學生知識面過窄，不利于國家通用標準的推廣和學生就業；若完全脫離行業工程背景，則教學過程難免出現學非所用、理論脫離實際。如何達到“按通用標準和行業標準培養工程人才”的目標值得思考。隨著工程技術的發展，很多新理論、新技術和新方法蓬勃發展，國家相關部門也會適時推出新的標準和規范，比如深部資源開采帶來的“三高一擾動”、軟巖大變形和沖擊地壓災害頻發等問題。但是由于教材的更新速度較慢，如果授課教師不能及時跟蹤行業發展動態，將會導致課程知識體系陳舊無用。

（四）忽視工程能力的培養

實踐是工程教育培養的關鍵環節，巖石力學是一門應用性很強的工程學科，然而受授課時間、資金、場地和工程條件等因素制約，目前的教學方式主要以書本知識傳授為主，強調科學基礎，試圖傳授更多的理論知識，理論與工程實踐脫節嚴重，忽略了工程的系統性及其實踐特征。“重理論、輕實踐，重課堂、輕課外”的教學模式導致學生動手能力差、工程能力弱化，對于巖石力學課程中諸如地應力測量方法、監控量測、松動圈測試、超前地質預報和地下工程支護技術等工程現場的常規問題無法直觀體驗，不適應企業要求。這種現狀不符合巖石力學服務于工程的課程特點，難以激發學生學習的積極性和創造性。

三、面向“卓越計劃”的教學改革思路及實施路線

學校土木工程專業分為礦山建設工程、城市地下工程、工民建工程和交通土建工程四個方向，所有方向都開設巖石力學課程。依據專業實際情況，以礦山建設工程方向為重點，具體就面向“卓越計劃”的巖石力學課程教學改革思路及實施路線進行深入探討。

（一）教學內容模塊化，合理選擇培養標準

為了達到“學校按通用標準和行業標準培養工程人才”的要求，在教學內容安排上不能 “一刀切”。首先將教學內容模塊化，根據不同培養方向調整培養方案。

（1）“前置基礎”模塊4學時，包括巖石力學課程中涉及的材料力學、彈性力學、工程地質學和土力學等前置學科的基礎知識，根據各方向前置課程的授課內容確定合理的知識點。比如，彈性力學課程不在工民建方向的培養計劃之內，對該方向應該加大彈性力學的權重。

（2）“巖石力學基礎知識”模塊20學時，包括“巖石組構及其物理性質”“巖塊變形與強度”“弱面變形和強度”“巖體變形和強度”以及“原巖應力”等5部分，是各專業方向按共同標準和要求學習的內容。模塊內容中巖塊室內物理性質（如含水率、耐崩解性等）、強度和變形試驗、巖體原位變形、強度和聲波速度試驗以及原巖應力測試等內容，應嚴格按照通用的國家標準GB/T 50266―2013《工程巖體試驗方法標準》來講授。

（3）“工程應用”模塊8學時，根據專業方向的不同，選擇各方向重要的工程應用及案例進行講解。巖體分級是各方向都應該著重講授的內容，應該以通用標準GB/T 50218―2014《工程巖體分級標準》為主，并輔以各方向的分級標準。如礦山建設工程方向的普氏分級標準、交通土建工程方向的 JTG D70-2004《公路隧道設計規范》和Q分類等。對于具體工程形式而言，礦山建設工程方向和城市地下工程方向以巖體地下工程為主，工民建工程方向以巖石基礎工程為主，而交通土建工程方向則以邊坡工程和地下工程并重。各方向還應對工程實踐中常見的災害機理作介紹，比如深部礦山工程中的軟巖大變形、煤與瓦斯突出、沖擊地壓和底板透水等。

（二）強化基本概念理解，培養創新能力

概念和原理是創新的基礎，只有掌握概念、清晰原理，才能舉一反三而后應用自如。因此，在授課過程中，教師應多措并舉，把基本概念講清楚，講透徹，讓學生深入理解。

（1）剛性試驗機是20世紀70年代巖石力學的重要進展，對其機理進行嚴謹的理論推導，對于初次接觸的學生難以激發學習興趣。為了解釋柔性結構比剛性結構易于儲存變形能的特點，筆者以彈簧和圓鋼柱的壓縮為例，讓學生很快就明白柔性試驗機壓縮蓄能的快速釋放是使脆性巖樣產生爆裂的根本原因。

（2）室內巖樣力學試驗是課程的重要內容，書面講解試驗步驟較為枯燥，效率低下，但若先上試驗課，一缺乏必要的準備知識，二受試驗條件所限，難以讓每個學生都參與其中，必然導致教學效果較差。由于視覺化的知識能夠在短時間內留下深刻的印象，因此，可采用拍攝試驗全過程的方法，包括聲波速度測試、單軸壓縮試驗、單軸抗壓強度試驗、直接剪切試驗、角模壓剪試驗、巴西劈裂試驗和點荷載試驗等，在每個試驗講解前播放視頻，然后書面講解試驗機理和數據處理程序，最后通過試驗課直觀體驗，鞏固教學效果。

（3）原巖應力是地下工程圍巖變形、破壞的根本源動力，在巖體工程具有舉足輕重的地位，并由此帶來“先加載，后開挖”、次生應力、開挖擾動和圍巖等一系列巖體工程特有的概念。對于從理論力學、材料力學、彈性力學和結構力學一路學過來的學生而言，理解這些概念并非易事。筆者選擇理想試驗的方式來形象化該概念，具體來講，就是將地層簡化為彈簧-質點系統。該系統在重力作用下平衡后，彈簧發生壓縮變形，系統內存在“原巖應力”，此時“開挖”去除一部分質點，必然帶來“應力重分布”和“開挖擾動”。

（三）深入工程現場，提升工程能力

為達到“行業企業深度參與培養過程，強化培養工程能力”的培養目標，學校土木工程專業礦山建設工程方向實行“卓越計劃”培養方案，學生企業實訓學時達到36周，有充足的時間在煤礦現場進行實踐學習。在學院層面與永煤集團車集煤礦、城郊煤礦簽訂了本科生合作培養協議，建立了現場實踐教學基地。

在這種良好的前提下，可在課堂教學（32學時）之外，將部分課堂教學內容與學院在煤礦現場的科研項目有機結合，相互配合，是一種高效集約的授課模式，既可以加深學生對理論知識的認識，又能提高學生的動手能力。如課堂內的“巖體聲波速度測試”與現場巷道松動圈測試，“原巖應力測試”與現場常用的空心包體法測試，“古典地壓理論”與支護結構地壓實測方法等。在教學過程中應該在確保安全的前提下，采用小班精細化教學模式以適應現場的惡劣條件。

聘請富有工程經驗的工程師與授課教師進行交流合作。選擇科學的授課方法、制定合理的授課內容是一種有效的培養方式，既可以使學生盡快適應企業要求，又能對青年教師起到幫助作用。比如：參觀軟巖大變形實例，加深學生對巖石流變的認識；觀摩支護施工流程，掌握新奧法施工的原則；通過“沿空留/掘巷”“應力轉移維護巷道”等工程措施的學習，深刻理解開挖引起原巖應力重分布機理在現場的應用。

四、結語

工程教育必須“回歸工程”， 在“卓越計劃”下的巖石力學課程教學改革，要以培養學生的工程實踐能力和創新能力為目標，注重行業背景，優化教學內容，豐富教學手段，重視基礎概念與機理，深入工程現場，加強實踐環節，激發學生興趣，切實提高教學質量，培養行業需要的優秀工程人才。

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篇(4)

醫學物理是醫護大中專學校開設的一門基礎課，物理學雖然在臨床診斷、治療、護理的應用方面在不斷滲透和深人，但由于受重專業輕基礎的影響，近幾年，中職醫學物理學時減少，中專升格為高職高專后，物理實驗室建設經費少，學生實驗項目減開，物理教學學術活動難以參加，學術信息獲得途徑不開闊.盡管如此，筆者仍然本著積極的態度，根據本學院的實際，努力維持常規的物理教學，教學中注重醫護學習的特點，將物理知識的傳授與在醫學的應用緊密地聯系起來，不斷地思考和嘗試新的教法，做到因材施教有的放矢，認真把握每一個教學環節，力求得到理想的教學效果，筆者在教學中有幾點做法和思考與同行商榷.

1中職醫用物理教學幾點做法

1.1教學內容的選定

我校醫護物理教學，長期使用的是董品滬主編的教材，05級開始用劉發武主編的教材，針對醫護學生99%是女生的實際特點，在教學內容的選定方面，注意醫護特點，充分利用有限的40幾學時.從編寫授課計劃、處理器材、備課到授課環節中，將一些與醫護應用關系不大，且枯燥、抽象理論性強，費時間難理解的內容及與初中教材雷同的內容刪掉，保留與醫護應用聯系多的力、熱、電磁、光的基本知識內容和基本實驗.為培養應用型的醫護人才奠定必要的科學技術知識.具體做法是:

①力學熱學:結合救護車的運動，人體的運動;四肢部位骨骼受傷、頸腰需要牽引受力;血壓、血液的流動規律和超聲波在醫護方面的應用知識，用12學時保留了簡單的力學基礎知識，如機械運動，勻加速勻減速直線運動和自由落體運動、力的合成與分解、牛頓三定律、功與能、液體的流動;振動與波動、聲波與超聲波.熱學部分結合臨床護理常見的毛細作用、氣體栓塞等物理知識，用了4學時安排液體的性質與濕度;刪了分子運動、熱力學定律、內能、固體的熱膨脹，氣體的性質等概念性強的內容.

②電磁學部分:刪去靜電場、電子技術、電磁振蕩，僅用6學時學習直流電中的全電路歐姆定律及應用和磁的基礎知識及在醫護方面的應用，磁場、電流的磁場;磁場力、磁感應強度，磁通2學時;感應電流的產生、感應電動勢和電磁感應定律及電療和磁療2學時，其中安培定律、楞次定律、法拉第電磁感應定律和左右手定律是重點學習內容.

③光學部分:僅留幾何光學，2學時安排光的折射，全反射導光導像在診斷檢查中的物理原理;透鏡成像及在顯微鏡、眼睛結構方面的物理原理安排4學時.近代物理光學知識如光的干涉、偏振、激光、X射線及CT掃描、核磁共振等及其醫學應用.雖然很重要，但對于醫護學生這些內容理論性強深奧難理解，學時有限取消這些內容.

④學生實驗:僅留幾個簡單學生實驗，鍛煉醫護學生最基本的動手能力，了解最基本常用儀器使用方法:游標卡尺、千分尺的使用;濕度計的使用;多用表的使用;簡單的實驗測量有全電路中內電阻的測量;透境成像計算公式l擴二1/u+1向的驗證等.

1.2課堂教學幾點做法

①堅持傳統的教學模式多媒體教學在大中院校得到了廣泛的應用.學生感到新鮮，老師也受益，體力消耗減少，衛生不吸粉筆塵，有不少顯而易見的優點.但它存在不少的間題，易產生教學容量加大，教學進程加快，導致學生對學習的內容不理解;老師只顧操作電腦，與學生的交流便被忽略，課堂師生的互動氣氛不易調動.所以在近幾年的教學中筆者堅持傳統教學.傳統的教學模式就是以課堂教學為核心，實行課堂授課教學制，課堂的教學就是老師教學生學雙邊活動.任何人執教都是從傳統的教學開始，筆者在教學中一直堅持傳統的教學模式，在長期的醫護物理的教學實踐中，認真備課和授課，既堅持傳統的教學模式為主導，又要體現以學生為本的教學觀念，不斷地摸索教學經驗，因材施教，不斷地嘗試適合自己學校學生特點的教學方法，促使自己的教學藝術和教學水平不斷地適應新的教學形勢與要求.傳統的教學模式關鍵是授課，授課本身就是一門藝術，不同的老師都有他們不同的授課風格，筆者在每次授課中，認真地把握教學環節，注意結合醫護應用的特點突出教學重點，課堂上能圍繞課題的重點，循序漸進地由淺人深向學生提問設疑，啟發學生積極思維，就是對那些極少數學習被動懶得動腦筋的學生，課堂上也要積極啟發激勵引導她們學習，課堂上一定要讓她們也有答應，這才能保證整體的教學效果.

②培養學生學習物理的興趣醫護物理的教學中培養學生的學習興趣尤其重要.醫護學生中有的認為物理難學而恐懼;有的認為只需要學打針發藥不需要學物理;有的認為物理知識太枯燥不喜歡學，種種心理表明，她們對學習物理沒興趣.針對這種情況，在教學中想方設法培養和激發學生學習物理的興趣，如利用緒論課給學生“洗腦”，列舉大量力學知識在醫護中應用事例幫助學生正確認識醫學與物理知識的密切關系，使學生萌生學習物理的興趣，為后階段的物理教學奠定心理基礎，讓學生逐漸進入積極、主動、興奮的學習狀態.在授課中加強直觀教學、多演示物理現象;后半節教學，學生學習處于疲倦狀態，給學生講一些物理學家的生活趣味小故事，調動學生的情緒，活躍課堂氣氛;有時用肢體語言模仿物理現象來幫助學生理解物理原理等，這些方法雖然不是什么新招，但激發學生學習興趣很有效.

③注意課堂情境的創設課堂情境的設計尤其重要，在枯燥、抽象的物理課堂上，營造一個良好的和諧寬松活躍的課堂氣氛，有利于教學任務完成.在教學情境的創設中要注意加強師生互動，加強師生互動就是加強課堂上師生情感的相互溝通和教學上的相互合作達到教學共識.課堂上師生遙相呼應，配合默契，相互鼓勵，有利于形成良好的教學氛圍.也有利于建立新型的和諧的師生關系，在這樣的情境下上課學生能愉快的接受新知識，老師自己也感覺不累，筆者是有深刻體驗的.教學情境的創設還需要生生互動，即學習過程中學生與學生之間相互交流相互啟發相互合作的過程.如討論物理問答題和上學生實驗課時可以充分發揮生生互動的使用，在學習小組和實驗小組中，讓那些理解能力強的學生，將她們已經聽懂的教學內容，用她們的理解語言去輔導其他的學生，從而對某一知識點的學習達到生生共同認可，相互接納，同時也培養提高了學生的學習能力.在創設課堂教學情境中，教師的個人情感表現對學生的影響很大.課堂上教師以飽滿的精神狀態，端莊的教姿、激情生動的語言面對學生，才能讓學生接受你這位教師，一學生才能輕松、愉快地接受你講授新的物理知識.如果教師的臉部表情是陰沉沉的，教學術語平淡，課堂必然沉悶，課堂就是一潭死水，教學也難以進行.#p#分頁標題#e#

1.3試卷的命題與成績的評定

在醫護物理的測驗與考試的命題時，要注意醫護應用題的分布比例，在期末物理考試命題時，出A、B兩套試卷，考題類型名詞解釋、填空、是非題、實驗題、作圖題、計算問答題，在以上的命題中除了實驗作圖題外，其他類型的考題都可以將物理理論在醫護方面的應用題編排在試題中，命題體現了醫用物理的特色.對于醫護專業的學生物理成績評分可將學習態度與平時的考核成績掛鉤，對學生完成作業情況，聽課出勤情況，課堂紀律情況，實驗動手情況，課堂回答問題的情況做認真的記錄，在期末的總評成績中，綜合情況給予評分，讓90%的學生物理學習通過.

2高職醫護物理教學的思考

高職醫護學生雖然是高中畢業生，但生源情況也不樂觀，就我院的偽級高職醫護學生女生，大部分學生是文科高中畢業生，僅有初中數理基礎;部分學生雖是理科高中畢業生但因為數理成績不理想，學生基礎較好的不多，針對學生基礎參差不齊這種客觀清況，在開設高職醫學物理課的教學中，建議從以下幾方面考慮:

2.1教師需要自身的提高

高職教育屬高等教育，物理教師就需要有自身的提高，我想應從以下方面考慮:

①需要創設從事高等教學的必備條件，要取得國家認可的本專業的高校教師資格證書.

②需要提高專業知識.加深本學科的專業理論基礎知識的學習，更要了解物理學科的新知識、新的研究和新的動向，教師應象是一條涓涓流動的小溪水，在每次教學中給學生的是一滴滴的新鮮水而不是一缸陳舊死水.

③需要提高綜合能力.到了高校教學階段更需要提高教學能力，提高本學科的教育教學能力和本學科的科研能力，應該從多種信息渠道了解自己專業學科的最新科研成果，充實和完善自己的知識結構和專業能力結構;還要提高大學課堂管理能力，特別是要加強對100人以上的大課課堂考勤和學生紀律的管理;還需要針對大學生的心理特點提高與大學生的溝通能力和社交能力等.

④需要有廣博的其他學科知識.物理教師不僅要“專”而且要“博”，要跨學科學習臨近的學科知識，在醫護學院的物理教師一定要經常去聽聽臨床醫護專業課，以便了解與物理學科相聯系的醫學內容和醫護常識等;還要不斷地擴大人文知識和社會科學的知識面，要將其他學科知識融合、滲透到本學科的教學中.

⑤要有良好的人格特征.物理學是一門活的科學，物理教師不僅要善于向學生解釋自然科學的現象和原理，還應該善于向學生解釋一些社會現象和做人的哲理物理教師既要有科學務實、認真執著的工作作風，又應具有良好的涵養和高尚的品質和較高的思想境界，對學生有強烈的愛心.

2.2選好教材及參考書申請增加教學時數

教材的選擇很重要，要結合考慮醫學臨床和護理的應用多的特點去挑選合適的教材，這里建議用人民衛生出版社出版，衛生部規劃的《醫學物理學》潘志遠主編的第4版教材.努力爭取增加課時，擴充教學內容若有姍學時，便為培育新時期實用性的應用性的醫護人才奠定必要的物理技術知識基礎增加熱力學定律、內能;電磁學部分中的靜電場、電子技術、電磁振蕩;近代物理知識中物理光學、激光、X射線及cr掃描、核磁共振的產生等與醫學應用密切的知識所以應力爭增加時數.

2.3教學方式需靈活多樣

大學高職高專學生觀察能力理解能力自學能力較中職學生要強，但同時看到高職高專學生的自主意識和民主意識的心理也很強，醫護專業的女生大多數感情細膩且脆弱.在教學中切忌老師的一言堂，教學形式應當多樣化，如討論式、提間式、答疑式.還可以學美國、英國的職業教學形式，以學生為中心進行開放式的教學，正確引導學生自己去發現問題，研究問題分析問題和解決問題，提高學生自主自學和應用醫學物理的能力.