史文豹+李傳明

【摘 要】在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上對(duì)《礦山壓力與巖層控制》提出新的改進(jìn)方案，使該門實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容形成一個(gè)完整整體，學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)課堂的主體，在提高學(xué)生動(dòng)手能力、組織能力和與他人協(xié)作能力的同時(shí)，更好的對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)和掌握。

【關(guān)鍵詞】礦山壓力；巖層控制；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

【Abstract】This paper presents a new scheme for 《Mining Pressure and Strata Control》based on the traditional experimental teaching， this scheme makes the experimental course content to form a complete whole， students become the main body of the classroom， to improve the students' practical ability， organization ability and collaborative ability， and better learn and master the experimental courses at the same time .

【Key words】Mine pressure；Strata control；Experimental teaching

《礦山壓力與巖層控制》作為采礦工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，其全面系統(tǒng)地介紹了煤層開采引起的礦山壓力與巖層控制的基本理論與基礎(chǔ)知識(shí)，并扼要介紹了礦山壓力與巖層控制的研究方法。該門課程在課堂教學(xué)的同時(shí)配備一定的實(shí)驗(yàn)課程，幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的吸收與掌握，但在以往的教學(xué)過程中，學(xué)生普遍反映課程內(nèi)容信息量大，復(fù)雜且抽象，在與具體工程實(shí)際相聯(lián)系過程中，學(xué)生思維易于混亂，難于形象直觀的對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行掌握，這些問題使得傳統(tǒng)教學(xué)中出現(xiàn)“教與學(xué)”相分離，高等教育的基本任務(wù)難以實(shí)現(xiàn)。據(jù)此在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)上，對(duì)《礦山壓力與巖層控制》實(shí)驗(yàn)課程創(chuàng)新教學(xué)進(jìn)行一定的改革探索。

1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容

以往《礦山壓力與巖層控制》實(shí)驗(yàn)課程課時(shí)量只有6-8個(gè)課時(shí)，分三至四次進(jìn)行上課，分別進(jìn)行相似模擬試驗(yàn)（觀察和參觀）、支護(hù)設(shè)備與材料-單體支柱性能測(cè)試（參觀與測(cè)試）、礦壓觀察儀表實(shí)驗(yàn)（參觀和測(cè)試）。因?yàn)檎n時(shí)量較少，上課人數(shù)較多，往往形成單一的實(shí)驗(yàn)課老師介紹講解模式，學(xué)生成為課堂的客體，難以融入實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，教學(xué)效果較差，進(jìn)而學(xué)生心理往往會(huì)形成對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的不重視態(tài)度，極大程度的影響了教學(xué)效果。

2 實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的改進(jìn)方案

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)上，增加8-10個(gè)課時(shí)，將傳統(tǒng)介紹性實(shí)驗(yàn)改進(jìn)為動(dòng)手性實(shí)驗(yàn)，讓同學(xué)能夠主動(dòng)參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去，使其成為實(shí)驗(yàn)課堂的主體，有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的積極性，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生對(duì)該門課程相關(guān)知識(shí)的掌握。

2.1 相似模擬實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

相似模擬實(shí)驗(yàn)是采用與原理物理力學(xué)性質(zhì)相似的材料，按一定的幾何相似常數(shù)縮制成試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行相應(yīng)目的的研究的一種試驗(yàn)方法。這種方法是采礦工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)研究井工開采下覆巖運(yùn)移規(guī)律以及變形破壞規(guī)律的重要手段，其實(shí)驗(yàn)成本低，結(jié)果更加直觀。

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，相似模擬實(shí)驗(yàn)只有兩個(gè)課時(shí)，主要采用實(shí)驗(yàn)課老師講解的形式進(jìn)行，本次課程的改進(jìn)主要體現(xiàn)在于相似模擬實(shí)驗(yàn)由單純介紹性實(shí)驗(yàn)改進(jìn)為學(xué)生動(dòng)手性實(shí)驗(yàn)，以班級(jí)為單位，將一個(gè)班級(jí)分成4個(gè)組，每個(gè)組分別負(fù)責(zé)相似模擬實(shí)驗(yàn)過程的一部分。由于實(shí)驗(yàn)是一個(gè)系統(tǒng)工程，每個(gè)環(huán)節(jié)之間均會(huì)相互影響環(huán)環(huán)相扣，可以使得每個(gè)學(xué)生都能積極的參與其中。

2.2 礦壓觀察儀表實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

礦壓觀測(cè)儀表實(shí)驗(yàn)主要是對(duì)礦山壓力觀測(cè)記錄儀器的使用方法及原理進(jìn)行介紹，讓學(xué)生掌握儀器的使用方法及原理。但由于很多學(xué)生沒有能形成完成的采礦空間概念，單純的介紹礦壓觀測(cè)儀器使用方法及原理，往往顯得該實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容空洞，不利于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握。

在學(xué)生做相似模擬實(shí)驗(yàn)的過程中，結(jié)合實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容和過程對(duì)學(xué)生礦壓理論進(jìn)行講解指導(dǎo)，非常有利于學(xué)生對(duì)礦壓理論理解和掌握，同時(shí)連貫現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐過程，引出實(shí)際生產(chǎn)過程中工人們是如何對(duì)礦山壓力進(jìn)行了解和掌握的，進(jìn)而引出礦山壓力觀測(cè)記錄儀器，并促使學(xué)生主動(dòng)了解和學(xué)習(xí)儀器的使用方法和原理。

綜上可以看出，《礦山壓力與巖層控制》實(shí)驗(yàn)課程是個(gè)完整的系統(tǒng)工程，通過改進(jìn)，使得課程的每個(gè)環(huán)節(jié)緊緊相連，環(huán)環(huán)相扣，也使得學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)課程中提高自己動(dòng)手能力，同時(shí)自主的加強(qiáng)對(duì)本門課程內(nèi)容的掌握。

3 實(shí)驗(yàn)課具體實(shí)施

本次實(shí)驗(yàn)課程分為四個(gè)階段，共需12個(gè)課時(shí)。

第一階段（2課時(shí)），實(shí)驗(yàn)老師對(duì)相似模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行介紹，主要包括相似模擬實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介、原理、內(nèi)容、步驟、相似材料的選擇和配置、模型的設(shè)計(jì)、制作與觀察，在介紹完畢后，根據(jù)學(xué)生興趣，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組。以一個(gè)班40人為例，分成4組，每組10人，根據(jù)每組的興趣，分別負(fù)責(zé)相似模擬實(shí)驗(yàn)過程的四個(gè)部分，包括實(shí)驗(yàn)方案的制作、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹谱?、工作面回采上覆巖層運(yùn)移規(guī)律觀測(cè)、采場(chǎng)圍巖應(yīng)力觀測(cè)。

第二階段（4課時(shí)），實(shí)驗(yàn)課老師指導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行模型制作，讓學(xué)生了解巖層組成、巖層中裂隙對(duì)覆巖變形垮落的影響等等知識(shí)點(diǎn)。

模型制作的好與壞與第一組所做的實(shí)驗(yàn)方案直接相關(guān)，所以第二組在制作模型時(shí)要和第一組進(jìn)行討論交流。

第三組對(duì)采場(chǎng)覆巖壓力變化的監(jiān)測(cè)，其監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置由第一組的方案確定，由第二組在制作模型過程中進(jìn)行應(yīng)變片的預(yù)埋，所以第三組需提前和第一二組進(jìn)行討論和溝通，進(jìn)而形成集體協(xié)作，共同學(xué)習(xí)。而第四組對(duì)采場(chǎng)上覆巖層位移監(jiān)測(cè)同樣需和第一二組相聯(lián)系。

第三階段（4課時(shí)），模型制作完成后，需要晾曬幾天，等模型問題后，需對(duì)模型進(jìn)行拆架并對(duì)表面進(jìn)行處理，同時(shí)需對(duì)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行布置和應(yīng)力監(jiān)測(cè)進(jìn)行接線（即與靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變儀相連接），進(jìn)而實(shí)驗(yàn)工作面開采開始。在此過程中將礦壓觀測(cè)儀表等實(shí)驗(yàn)引進(jìn)其中。

這個(gè)階段是最重要的一個(gè)階段，老師需要將靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變儀、定位拍照、位移監(jiān)測(cè)（全站儀）等工作原理對(duì)學(xué)生進(jìn)行講解，并幫助其對(duì)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行掌握。

第四階段（2），實(shí)驗(yàn)課老師對(duì)學(xué)生采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理講解，協(xié)助學(xué)生對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)分析，并形成完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

4 結(jié)語

通過對(duì)《礦山壓力與巖層控制》傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式進(jìn)行改革，使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容形成完整整體，讓學(xué)生主動(dòng)參與其中，使其成為實(shí)驗(yàn)課程的主體，學(xué)生主動(dòng)動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，又要相互交流相互協(xié)作，在提高學(xué)生動(dòng)手能力、組織能力以及與他人協(xié)作的能力的同時(shí)，更好的對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行吸收掌握。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]