吳興杰,顧留碗,滿曉磊,陳云,劉廣英
(滁州學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院,安徽 滁州 239000)
巖體力學(xué)是多個(gè)學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課程,涉及諸多專業(yè),例如采礦工程、地下工程、巖土工程、石油工程及水利水電工程等[1]。該課程涉及的內(nèi)容比較廣泛,包含巖石物理及力學(xué)性質(zhì)、巖體物理及力學(xué)性質(zhì)、巖體強(qiáng)度理論、原巖應(yīng)力及地應(yīng)力測量方法、巖石地下工程、巖石邊坡工程和巖石地基工程等。本課程的教學(xué)目的主要是使同學(xué)們掌握巖體的基本概念、基本理論及基本方法,能夠利用巖體的基本原理解決實(shí)際工作中遇到的巖石工程問題。其基本任務(wù)是為后續(xù)課程如隧道工程、邊坡工程、巖土工程施工等提供基本的巖體力學(xué)基本知識,為后續(xù)的學(xué)習(xí)、研究和工作打下良好的基礎(chǔ)。因此本課程在人才培養(yǎng)方案中具有極為重要的地位,學(xué)好本門課程對于學(xué)生的成長成才和專業(yè)發(fā)展具有極為重要的意義。
PBL(Problem-Based Learning)是一種以問題為中心的教學(xué)方法[2],不同于傳統(tǒng)的將課程內(nèi)容直接呈現(xiàn)給學(xué)生進(jìn)行講授的方法,PBL方法首先將要講授的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為問題進(jìn)行呈現(xiàn),通過學(xué)生對問題的解決達(dá)到傳授知識和技能的目的。PBL教學(xué)方法最初應(yīng)用于醫(yī)學(xué)方面的教育,之后被廣泛地應(yīng)用到更多的學(xué)科教學(xué)改革中[3]。由于PBL方法能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情,并能夠引導(dǎo)學(xué)生積極主動地探索和解決問題,因而已成為國際上較為流行的教學(xué)方法。
合作學(xué)習(xí)(cooperative learning)是指“學(xué)生在小組或團(tuán)隊(duì)中為了完成共同的任務(wù),有明確的責(zé)任分工的互助性學(xué)習(xí)”[4],這種學(xué)習(xí)是和個(gè)體學(xué)習(xí)相對比的。這種學(xué)習(xí)方法于20世紀(jì)70年代發(fā)源于美國,并隨后在世界廣大范圍內(nèi)受到關(guān)注。這種方法是我國目前課程改革中,比較強(qiáng)調(diào)和提倡的一種新型的學(xué)習(xí)方式。
一直以來,為了增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果,提升教學(xué)效率,國內(nèi)外很多學(xué)者將一系列的教學(xué)方法和教學(xué)模式引入巖體力學(xué)的教學(xué)過程中,例如案例教學(xué)法、模塊式教學(xué)法以及數(shù)值仿真試驗(yàn)教學(xué)法等[5-6]。但結(jié)合筆者自身的教學(xué)實(shí)踐過程看,在巖體力學(xué)課程的授課過程中依然存在一些問題。本文在分析當(dāng)前所遇到問題的基礎(chǔ)上,提出了基于PBL的小組合作學(xué)習(xí)模式,并對這一教學(xué)方式的實(shí)施進(jìn)行闡述和分析。
巖體力學(xué)是固體力學(xué)和工程地質(zhì)兩者的交叉學(xué)科,研究工程環(huán)境下巖體的力學(xué)響應(yīng)機(jī)制,涉及到彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、損傷力學(xué)、斷裂力學(xué)、流變力學(xué)、裂隙滲流力學(xué)等復(fù)雜的力學(xué)內(nèi)容,課程涉及內(nèi)容龐雜而繁多。當(dāng)前采用的教學(xué)方式依然是教師直接將準(zhǔn)備好的內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生,而學(xué)生一直處于被動地接受的地位。這種教學(xué)方式很難激發(fā)起同學(xué)們的學(xué)習(xí)激情,從而導(dǎo)致大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性較差,一旦涉及到公式推導(dǎo)或者利用高等數(shù)學(xué)求解的內(nèi)容,就會普遍產(chǎn)生畏難厭學(xué)的情緒。
巖體力學(xué)是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性都非常強(qiáng)的課程[7],同時(shí)伴隨著我國大規(guī)模的基礎(chǔ)工程建設(shè),在巖體工程方面開展了一系列重大工程建設(shè),比如千米深煤礦礦井建設(shè)、三峽工程、錦屏一級水電站等。
但由于場地、資金和工程條件等方面存在較大的困難,目前的巖體力學(xué)課程依然僅限于針對教材內(nèi)容的講解,重理論而輕實(shí)踐。很多工程內(nèi)容難以引入課堂,導(dǎo)致課堂教學(xué)與工程實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié),忽視了工程的實(shí)踐性特征。
團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力對于高校學(xué)生的日常生活和職業(yè)生涯的發(fā)展具有非常重要的意義。當(dāng)前高校學(xué)生的溝通大多局限于小范圍的日常生活中,在學(xué)習(xí)活動中產(chǎn)生的協(xié)作與溝通較少,而且相當(dāng)一部分同學(xué)表現(xiàn)出人際關(guān)系處理不融洽,或不愿與周圍同學(xué)進(jìn)行溝通的傾向。在學(xué)習(xí)中培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力對于幫助學(xué)生處理人際關(guān)系和適應(yīng)工作中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作都具有很現(xiàn)實(shí)的意義。
針對上述存在的問題,為了增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、提高對實(shí)際工程的重視、訓(xùn)練學(xué)生的協(xié)作與溝通能力,提出了基于PBL的小組合作學(xué)習(xí)模式。
充分的教學(xué)準(zhǔn)備與完善的教學(xué)設(shè)計(jì)是上好一門課的前提。將巖體力學(xué)課程的內(nèi)容劃分為兩大部分,即巖體的基本理論(包含巖體物理力學(xué)性質(zhì)和地應(yīng)力的分布規(guī)律及測量)和巖體工程(包含巖石地下工程、巖石邊坡工程和巖石地基工程)。
首先,利用一定的學(xué)時(shí)講解巖體的基本理論這一部分,使同學(xué)們對于巖體工程的基本理論有一定的掌握。然后,對于巖體工程部分,根據(jù)需要講解的知識點(diǎn)選取實(shí)際的工程案例,尤其是重大工程案例,將要講解的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為針對工程案例的問題。將學(xué)生按照5人一個(gè)小組的規(guī)模進(jìn)行劃分,要求小組成員通過協(xié)作的方式了解相關(guān)工程的詳細(xì)背景情況,并對問題進(jìn)行解答。
相比較于傳統(tǒng)的教學(xué)方式,在基于PBL的小組合作學(xué)習(xí)方式中,教學(xué)活動的中心不再是教師而是每個(gè)學(xué)習(xí)小組,促使每個(gè)小組進(jìn)行協(xié)作的關(guān)鍵在于問題的順利解決。在這一模式中,教師處于輔助的地位(如圖所示),其主要職責(zé)是為每一個(gè)小組提供必需的資料和各種資源,并對每一個(gè)小組成員進(jìn)行合理的引導(dǎo),幫助他們合理而有效地學(xué)習(xí)如何進(jìn)行問題分析、問題歸納和思路調(diào)整,監(jiān)控整個(gè)教學(xué)活動能夠有序而高效的進(jìn)行。
小組合作學(xué)習(xí)模式中師生角色示意圖
對于新的教學(xué)模式,必須要有與之相適應(yīng)的課程考核方式,考核結(jié)果既是對學(xué)生努力付出的反饋也是一種激勵。由于在小組合作的學(xué)習(xí)方式中,工作成果是以整個(gè)小組為單位提交的,關(guān)鍵的問題就在于如何正確評價(jià)每一位同學(xué)的貢獻(xiàn)。
由于學(xué)習(xí)小組是整個(gè)活動的中心,也為了鍛煉同學(xué)們的協(xié)商與溝通能力,因此應(yīng)由小組成員共同討論決定每個(gè)成員在小組中貢獻(xiàn)的大小。教師負(fù)責(zé)對每一個(gè)小組給出總成績,而每位同學(xué)依據(jù)本小組的總成績和自己貢獻(xiàn)的比值,換算得到在該環(huán)節(jié)中應(yīng)得的成績。
在基于PBL的小組合作學(xué)習(xí)模式中,學(xué)生是整個(gè)活動的中心,是學(xué)習(xí)活動的主體,而教師則是整個(gè)活動的組織者、引導(dǎo)者和服務(wù)者。應(yīng)該使同學(xué)們帶著問題進(jìn)行學(xué)習(xí),在解決問題中獲得知識,在學(xué)習(xí)活動中學(xué)會團(tuán)隊(duì)協(xié)作與人際溝通。