工程教育认证背景下“岩体力学”课程教学模式改革

［摘 要］ 随着国家深化本科教育教学改革及工程教育认证工作的持续推进，立足经济社会发展需求和人才培养目标，全面提高课程建设质量，推动课堂教学改革已成为高等教育发展的必然趋势。立足新疆鲜明的多元文化、环境地质和区位优势，新疆大学地质工程专业“岩体力学”课程秉承“立德树人+基础理论+科学实验+工程实践”的原则，针对“岩体力学”传统教学方法中存在的突出问题，进行了教学模式改革，形成了“注重德育，夯实基础，加强实践，力求创新”相结合的教学模式，取得了良好的教学实践效果。

［关键词］ 岩体力学；地质工程；工程教育认证；教学模式；创新能力

［基金项目］ 2021年度新疆维吾尔自治区教育厅“融入课程思政的采矿工程专业实践教学模式探索”（PT-2021004）

［作者简介］ 王宏志（1990—），男，山东聊城人，博士，新疆大学地质与矿业工程学院副教授，主要从事地质与采矿工程研究；刘洪林（1984—），男，四川宜宾人，博士，新疆大学地质与矿业工程学院教授（通信作者），主要从事采矿工程研究。

［中图分类号］ G641 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）01-0049-04 ［收稿日期］ 2023-11-06

引言

本科教育在高等教育中是具有战略地位的教育，人才培养是大学的本质职能［1］。新疆大学自2017年进入全国首批42所一流大学建设高校行列以来，其地质工程专业立足自治区鲜明的多元文化、环境地质和区位优势，坚持落实立德树人根本任务，以提升学院人才培养质量、加快学科建设发展为核心，围绕学校“双一流”建设及工程教育认证工作要求，积极开展本科教育教学改革，构建了以学生为中心、以产出为导向的人才培养体系，以培养具有高度社会责任心及解决复杂工程问题能力的复合型人才［2］。5年来，地质工程专业在学生毕业目标、培养方案、课程体系设置、教学模式等方面不断调整优化，持续改进人才培养体系。为此，本文以地质工程专业核心课程“岩体力学”为例，基于课程特点和教学中存在的不足，构建了“注重德育，夯实基础，加强实践，力求创新”相结合的教学模式，取得了良好的教学效果。

一、改革背景及课程特点

（一）改革背景

新疆大学地质工程专业由1997年的勘查技术与工程专业转变而来，2008年被批准为自治区第一批重点产业急需紧缺专业，2016年在原有勘查技术与工程专业的基础上组建了地质工程专业。近年来，新疆大学地质工程专业聚焦新疆工作总目标，培养了大批地质勘查、科研机构、工程技术等部门的技术骨干，在新疆经济发展建设中发挥着巨大作用。

2022年7月12日，习近平总书记在新疆大学考察调研时发表了重要讲话，作出了重要指示［3］。为深入贯彻落实习近平总书记的重要讲话、重要指示精神，以铸牢中华民族共同体意识为主线，着力培养担当民族复兴大任的时代新人，奋力推进“双一流”建设内涵式发展、特色发展、高质量发展，根据工程教育认证及新工科建设的内涵要求，新疆大学地质工程专业开展了新一轮人才培养方案的修订工作，对以“岩体力学”为代表的地质工程专业核心课程教学设计进行了改革和优化。

（二）课程特点

岩体力学是研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的交叉学科，是采矿、地质、土木等工程专业的必修课程，属于典型的跨学科、跨行业通用课程。该课程以“工程力学”“弹性力学”“结构力学”“土质学与土力学”等先修课程为基础，注重“立德树人+基础理论+科学实验+工程实践”紧密结合，使学生在大量工程范例中学习、掌握岩体力学特性及工程岩体变形稳定性的知识，学会建立符合岩体工程实际的力学模型，提高分析和解决复杂岩体工程问题的能力，锻炼自主学习能力、动手实践能力和科技创新能力，并为后续“岩土工程设计”等专业课程学习及从事科学研究工作打下良好基础。

二、传统教学模式存在的问题

“岩体力学”课程涉及的内容十分广泛，包括地质、力学、数学、实验技术等多个专业领域［4］，需要学生在较好地掌握“高等数学”“弹性力学”“工程力学”等课程知识的基础上进行学习，但由于相关先修课程知识理论性较强、概念意义抽象、现实应用性差及应试型学习等原因，导致学生对知识的掌握度仅限于应付考试，不清楚通识教育课程与专业核心课程之间的连续性和递进关系，缺乏系统性认识，进而在学习岩体力学时十分吃力。此时，若仍采用“以课堂和教材为中心”的传统教学模式，无法达到预期的教学效果，因此，“岩体力学”课程教学改革势在必行。对标工程教育认证理念，传统教学方法主要存在以下突出问题。

（一）教学环节枯燥，课程思政生硬

受限于力学知识结构体系，许多教师长期采用单一的“灌输式”讲授方法，与学生互动少，缺乏以学生为中心的教学设计；少数教师虽采用翻转课堂教学，但仍存在重形式轻效果的现象。此外，专业课教师不清楚如何将课程思政内容更好地与所授专业课内容进行有机结合，经常将课程思政上成“另一堂思想政治理论课”，造成了“学生听起来无趣，老师教起来吃力”的局面［5］。

（二）教学内容繁杂，学生基础薄弱

岩体力学教材内容多、涉及范围广，且部分概念抽象、理论公式冗长。在有限的36或48学时内，很难让学生在前期力学知识较差、缺乏工程实践和抽象思维锻炼的基础上，有效掌握“岩体力学”课程内容。此外，岩体力学知识逻辑性较强，若学生对某一章节未理解透彻，后续知识的学习将更加困难，最终学生将失去学习兴趣。

（三）教材知识滞后，实践融合不足

近30年来，岩体力学所涉及的理论、实验、技术等方面均取得了显著的提升与进步，而国内大部分岩体力学教材内容较为陈旧，内容更新不及时，案例时效性、典型性不足，已不能体现学科的前沿性。当前多数“岩体力学”课堂教学更偏向于对理论知识的考查和抽象简化题目的计算，缺乏与实际工程案例、应用相结合的锻炼，较少涉及现场操作、规范、数据处理等实践性问题。

（四）区域特色不突出，创新能力培养欠缺

课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量。现阶段“岩体力学”课程普遍存在偏重知识传递、忽视能力素质培养的问题，“教师满堂灌，学生被动听”的教学模式严重制约了学生创新性、批判性思维的培养。

三、“岩体力学”教学模式改革

为适应新时代国家对人才培养、新工科建设及工程教育认证的要求，培养基础扎实、知识面宽、综合素质高、实践能力强的复合型人才，打造适用于各类岩石工程领域、反映当前岩体力学学科发展水平的“岩体力学”课程，新疆大学地质工程专业秉承“注重德育，夯实基础，加强实践，力求创新”相结合的教学模式，针对“岩体力学”传统教学方法存在的突出问题，进行了教学模式改革。

（一）改善教学环节设置，深挖课程思政内容

兴趣是最好的老师。大学课堂是鲜活的，教与学应该通过各种互动去完成。通过与课程相关的时政新闻、热点话题、工程实例等设计各具特色的问题导入环节，结合视频、动画、图片等数字信息，增强课程的表现力和吸引力，调动学生的积极性；结合对学生进行问卷调查和智慧课堂、翻转课堂等新颖的授课方式，切实提升课堂教学效果。

在教学设计和授课过程中，充分挖掘岩体力学蕴含的思政元素及其承载的思想政治教育功能，实现思想政治教育与知识体系教育的有机统一。例如，通过展示我国川藏铁路、天山胜利隧道等岩石工程的伟大成就，学习大国工匠精神，增强学生的爱国热情及民族自豪感；通过介绍我国陈宗基、王思敬、谢和平等院士对岩体力学学科发展的贡献，学习他们拼搏奋斗、勇于创新的精神。

（二）合理优化教学内容，选择多样教学方法

基于成果导向的教育理念，教师要思考“想让学生取得的学习成果是什么”以及“如何有效帮助学生取得这些学习成果”，在综合考虑地质工程专业培养目标和毕业要求的基础上，合理分配“岩体力学”课程的目标点，合理优化课程内容，合理规划课堂教学进度和内容；在讲授的过程中穿插教师的提问或者学生的提问，实时了解学生的掌握程度；选择启发式、探究式、提问式、练习式、小组讨论式等灵活多样的教学方法，以激发学生的学习兴趣，活跃课堂气氛，促进课程目标的达成。

（三）紧跟学科前沿热点，注重理论与实践相融合

随着资源开发深度与工程规模的不断增加，岩石工程环境和岩石力学问题越来越复杂多变，新理论、新技术、新工艺、新规范、新标准等内容应及时补充到教学内容中。重视和强化实验与实践教学内容，将实验地点从实验室转到实际的工程现场，从工程建设和实际需求出发，锻炼、提高学生分析、判断、解决岩石工程问题的能力。

（四）强化区域特色，注重创新能力培养

新疆独特的地理位置、气候条件及资源禀赋特征，是地质工程专业得天独厚的研究基地和实践场地。新疆大学岩体力学教研组提出了“教材知识点+实际工程问题+区域地质特色”相结合的教学方式，同时依托新疆矿产资源绿色开发与生态修复省部共建协同创新中心、地质与采矿工程自治区级实验教学示范中心等教学科研平台，将理论知识向科学实践转化，科研成果向教学内容转化，人才培养向社会需求转化，不断提升学生的科技创新能力，培养扎根边疆、服务边疆的创新型、复合型人才。

四、应用效果

为检验“岩体力学”课程教学改革的效果，自2020年秋季学期开始，逐步将“注重德育，夯实基础，加强实践，力求创新”相结合的教学模式应用于新疆大学地质工程专业2018—2020级的本科教学实践中。根据课程目标达成度、实践创新活动及科技竞赛获奖的统计表明，新的教学模式取得了良好的成效。

（一）课程目标达成度稳步提升，课堂教学质量明显改善

通过对工程教育认证理念的持续深入学习，地质工程专业教师逐渐转变了课程考试的内容和标准，不再是考核教师教得如何，而是考核学生学得如何；课程考核方法更加注重学生相关能力的达成情况。因此，“考题”是针对各个课程目标达成情况的测量而设计的。对比地质工程专业2016—2017级与2018—2020级本科生“岩体力学”课程目标达成度情况，可以发现，2018—2020级学生对“岩体力学”课程的兴趣明显提高，课堂教学氛围、师生互动交流、课程思政效果均得到了有效改善，课程考核成绩也得到了稳步提升，课程目标达成度从2018级的平均64.6%提高至2020级的平均77.6%（如图1所示）。

（二）实践能力显著提升，科研创新热情高涨

为改善本科生普遍存在的实践训练积极性不够、创新意识不足、科研自信不强等情况，新疆大学地质工程专业依托新生研讨课、本科导师制、三进两联一交友、夏令营活动等多种形式，从新生入学开始就有意培养学生的专业兴趣、实践能力及创新意识。“岩体力学”作为理论与实践紧密相关的一门课程，在新的教学模式实施后，在丰富课堂内容和课内实验的基础上，通过“任课教师引导—本科导师指导—师生互动研讨—学生自主探究”的方式协同推进创新型、应用型人才培养，提升学生的科技创新能力，全面提高学生的培养质量。三年来，新疆大学地质工程专业学生累计获批国家级、自治区级、校级大学生创新训练计划项目18项（72人次）；获批国家发明、实用新型专利6项，软件著作权4项；在各类科技竞赛中获奖4项（15人次）。实施“岩体力学”课程教学新模式以后，学生实践训练的积极性显著提高，创新意识明显增强，科研自信及热情高涨，实践创新能力培养效果十分显著。

结语

根据工程教育认证及新工科建设的内涵要求，结合新疆大学地质工程专业培养目标及课程特点，针对“岩体力学”传统教学过程中存在的教学环节枯燥、内容繁杂、更新滞后等突出问题，通过改善教学环节、优化教学内容、注重理论实践融合、强化区域特色等手段，构建了工程教育认证背景下“岩体力学”课程教学模式。教学实践结果表明，新的教学模式可有效提升课堂教学质量，学生的实践创新能力培养效果显著。该课程教学模式可为地质与矿业工程其他课程教学体系的构建提供借鉴和参考。