工程教育认证下岩石力学综合实验教学改革探讨

温彦良　张治强　常帅

摘 要：国家工程教育改革突出强调培养学生的动手实践和复杂工程下的知识应用能力。结合岩石力学课程教学，优化了实验项目，提高了综合设计性实验项目比重，构建了“必做+选做”的教学模式，推行组长轮换负责制，为学生具备初步的工程素养和工程师能力提供保证。

关键词：工程教育认证 岩石力学 能力培养

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）03（c）-0184-02

工程教育认证制度遵循产出导向、以学生为中心和持续改进的基本理念，对推动工程专业的发展，提高工程教育人才的培养质量至关重要[1]。目前，被普遍认可的《华盛顿协议》为工程教育标准和工程师职业能力制定了具体、权威的要求。2013年我国成为了该协议的签约成员国；2016年我国成为该协议的正式成员国[2]，且已建立了与该协议要求基本一致的认证体系[3-4]。辽宁科技大学的采矿工程专业是教育部“卓越工程教育培训计划”试点专业，目前正在开展工程教育专业认证的申报工作。

工程教育认证重视学生工程应用能力的培养，对专业实践教学体系的建设和实践教学效果提出了新的要求[5]。本文从辽宁科技大学采矿工程专业申请认证的现实出发，对岩石力学综合实验的实验教学体系进行一系列改革。

1 岩石力学实验教学现状

岩石力学课程与物理、工程力学有很强的关联性，理论性较强，是采矿工程专业主干课程的先修课程，实验是该课程教学的重要组成部分。岩石力学实验可以验证课程理论，更能培养学生动手实践和工程思维能力。

岩石力学课程的理论教学和实验教学采用各自独立设课的方式同时安排在一个学期。先进行课程的理论教学（48学时），随后集中安排1周综合实验（12学时），实验讲义为内部自编。

传统岩石力学实验的课程目标目的主要有两个：一是熟悉实验装置的原理与操作，二是理解岩石的密度、孔隙度、强度、弹性模量和泊松比等物理和力学性质参数的含义；实验内容较为程序化，实验类型基本以验证和演示性为主，主要侧重岩石受力破坏的理论验证，基本可以达到巩固课堂教学理论知识的目的；实验课程的组织中一般为实验教师进行讲解演示，学生按照步骤重新操作一遍，得出所需实验结果。实验项目的设计和综合性不强，实验过程中难以凸显学生的主体地位，学生无法体会到应有的成就感。

不难发现，传统教学内容和模式难以体现学生为中心，以产出为导向和持续改进的工程认证理念。

2 岩石力学实验教学改革

为了适应工程教育认证对实验教学的要求，本文在传统实验教学模式的基础上，着力推进了如下三个方面的改革。

2.1 重构教学模式与内容

实验项目设置由以往的全部“必做”改为“必做+选做”；同时将实验内容划分为基础性模块和创新实验模块和数值实验模块等三部分。

实施过程中，砍掉了岩石密度、孔隙率测定等一些过程原理简单的实验，保留经典实验，将以往基础性实验由12学时精简为8学时，组成基础实验模块，这部分内容为学生的必做环节；同时，增设创新实验模块和数值实验模块，这两个模块各开设两个4学时的综合设计性实验，这部分为选做环节，学生根据自身爱好和兴趣任选一个4学时实验，教学模式及内容如图1所示。

这样，既满足了岩石力学常规实验的基本要求，又实现了结合学生兴趣爱好的差异化实验教学，实验中充分体现了学生自主学习的设计性和创造性，有力地凸显了学生为中心的工程教育理念。

2.2 科学规范实验选课

教学改革中，基础实验模块为必做环节，由实验老师直接制定实验执行计划并实施；创新实验和数值实验为选做环节，该环节必须要在实验教学实施前进行安排，以便于实验教师根据学生选课情况来确定实验时间和分组，从而保证实验的顺利开展。目前选课结果见图2，选择岩石力学三轴实验的学生比例为20.3%，选择数值模拟实验的学生比例为69.4%；结果显示，学生选课比例出现了明显分化，大多数学生倾向于数值模拟实验，这一结果与岩石力学课程的知识晦涩难懂、理论性较强有着直接关系，同时也为下一步教学改革的指明了方向。

2.3 实施实验组长轮换负责制

以往实验教学中，由于实验仪器数量的限制，同一个实验首先需要进行学生分组，各组学生排队、按顺序依次完成实验。分组过程中，老师一般不予干预，组内员由学生自由组合确定。这种分组形式组织简单实施容易，但也存在很大弊端，實验中往往出现第一组实验学生的积极性较高且实验效果好，而安排实验时间相对靠后学生的积极性和实验教学效果都较差，甚至实验过程中存在学生手机拍照，复制前组实验结果的现象。因此，科学规范的实验分组是保证实验效果的前提与基础。

鉴于上述原因，在安排实验执行计划时实施实验组长轮换负责制。组长轮换负责制，要求实验中每组学生4～5人，且为固定搭配，实验预习、实验操作、实验数据处理采用组长负责制；且实验组长采用组内轮换制，每个同学都要做一次组长，完整组织一次实验全过程。这样促使学生实验过程中动手动脑，积极地参与实践教学，从而避免部分学生实验过程中消极对待，抄袭同组实验结果的情况。同时为了鼓励实验组长，每个实验的成绩评定时，对实验组长的成绩给与一定倾斜。

这样，在实验过程中就做到了学生起主导作用，实验老师起辅助指导作用，实验的主动权完全地交给了学生。

3 结语

通过上述措施，重构了实验教学内容，优化了实验组织模式，提升了实验中学生的主体地位；实验组织上，引入实验选课环节，综合考虑了设备利用、教师科研项目和学生兴趣三个方面，为学生的个性化发展提供助力；实验实施中，实施实验组长轮换制，达到了锻炼学生组织性、提高学生主观能动性的目的，极大地改善了实验教学效果。

参考文献

[1] 姜理英，陈浚.工程教育专业认证背景下环境工程专业教学改革探析[J].浙江工业大学学报：社会科学版，2014，13（3）：256-260.

[2] 顾晓薇，王青，邱景平，等.基于工程教育专业认证的采矿工程专业培养目标建设[J].教育教学论坛，2015（48）：62-64.

[3] 王猛，陈蓥，汤国水，等.国际工程教育专业认证视域下采矿专业实践教学改革[J].科技创新导报，2017（19）：231-232.

[4] 李花，刘晓东，王枫，等.基于工程教育专业认证理念的专业应用能力实践教学研究[J].教育教学论坛，2017（1）：174-175.

[5] 王燕，孙伟博，邵小平.工程教育专业认证背景下采矿工程专业教学改革探析[J].教育教学论坛，2016（13）：86-87.