張?jiān)迄i

(河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北唐山063009)

“爆破工程”課程教學(xué)設(shè)計(jì)與能力培養(yǎng)

張?jiān)迄i

(河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北唐山063009)

爆破工程，教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)方法

提出了爆破工程課程設(shè)計(jì)的原則，圍繞著采礦工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，明確了“爆破工程”課程具體的教學(xué)目標(biāo)。對(duì)教學(xué)內(nèi)容體系和教學(xué)方法提出了具體的建議。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)的原則

知識(shí)是載體，能力的培養(yǎng)是目的，這是現(xiàn)代教育的基本理念。爆破工程課程教學(xué)設(shè)計(jì)的原則就是以學(xué)習(xí)和掌握爆破工程基本知識(shí)為載體，以培養(yǎng)工程實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)為目的?！氨乒こ獭闭n程是采礦工程專業(yè)的一門主要專業(yè)課程，是采礦工程專業(yè)培養(yǎng)方案中的重要組成部分。因此“爆破工程”課程應(yīng)體現(xiàn)以下特點(diǎn):

(1)突出人才培養(yǎng)目標(biāo)。以專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)為核心，圍繞著工程實(shí)踐能力、有效思維能力、創(chuàng)新能力等的培養(yǎng)，兼顧綜合素質(zhì)和能力的提高，設(shè)計(jì)課程的教學(xué)目標(biāo)，構(gòu)建內(nèi)容體系，設(shè)計(jì)教學(xué)方法和手段。

(2)突出工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在學(xué)習(xí)爆炸和爆破的基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)礦山爆破技術(shù)進(jìn)行闡述，同時(shí)增加爆破設(shè)計(jì)和爆破施工的內(nèi)容和工程實(shí)例，增加爆破工程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。

(3)突出安全知識(shí)。以《爆破安全規(guī)程》、《民用爆炸物品安全管理?xiàng)l例》為依據(jù)，學(xué)習(xí)爆破安全技術(shù)及安全管理方面的知識(shí)，增強(qiáng)安全意識(shí)，培養(yǎng)安全管理能力。

(4)注重引入先進(jìn)的爆破工程技術(shù)及現(xiàn)行的國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，內(nèi)容具有先進(jìn)性和實(shí)用性，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。

(5)在教學(xué)方法上，注意教學(xué)模式的多樣化，增加課堂討論、課程論文和課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。

二、教學(xué)目標(biāo)

人才培養(yǎng)目標(biāo)是教育教學(xué)活動(dòng)的最終目的，是規(guī)范的教育教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，是一切教學(xué)活動(dòng)的核心。教學(xué)目標(biāo)是人才培養(yǎng)目標(biāo)的具體體現(xiàn)，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)首先對(duì)課程的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

采礦工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)就是培養(yǎng)采礦工程師。美國(guó)職業(yè)工程師(P．E．)協(xié)會(huì)主席對(duì)工程師提出的要求是:“工程師要有數(shù)學(xué)、基礎(chǔ)科學(xué)和工程科學(xué)方面的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，必須具備與工程原理相關(guān)的在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、法律、美學(xué)、環(huán)境和倫理等非技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)。工程師應(yīng)該是一個(gè)能夠根據(jù)社會(huì)需求提出概念，進(jìn)行設(shè)計(jì)，從事開(kāi)發(fā)，形成新技術(shù)，并且能制定標(biāo)準(zhǔn)的人。工程師還應(yīng)該做到能規(guī)劃，有預(yù)見(jiàn)，能將問(wèn)題系統(tǒng)化，并對(duì)關(guān)系到衛(wèi)生健康、生命安全、人民幸福、財(cái)產(chǎn)損失等方面系統(tǒng)的和部分的問(wèn)題有判別能力”。因此采礦工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)是:掌握固體礦床開(kāi)采的基本理論和方法，具備礦區(qū)開(kāi)發(fā)規(guī)劃能力、礦山設(shè)計(jì)能力、礦山安全技術(shù)及工程設(shè)計(jì)能力、生產(chǎn)技術(shù)管理能力和科學(xué)研究能力等采礦工程師的基本素質(zhì)和能力。據(jù)此，“爆破工程”課程的教學(xué)目標(biāo)定位為:

(1)掌握炸藥、爆炸及爆破工程的基本理論和基本方法，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;

(2)掌握礦山(巖土)爆破技術(shù)，培養(yǎng)爆破工程的設(shè)計(jì)能力、爆破施工管理和組織能力;

(3)掌握爆破安全技術(shù)及安全管理知識(shí)，熟悉炸藥及爆破安全等方面的法律、法規(guī)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)安全管理能力;

(4)了解爆破工程前沿研究課題和先進(jìn)的爆破技術(shù)，了解科學(xué)研究的思想和方法，熟悉文獻(xiàn)檢索方法和電子文獻(xiàn)資源，培養(yǎng)文獻(xiàn)寫(xiě)作能力和初步的爆破工程科學(xué)研究能力。

三、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

爆破工程課程的主要內(nèi)容包括炸藥及爆炸的基本知識(shí)和基本理論，起爆方法與起爆器材，巖石及巖石爆破的基本理論，巖土爆破技術(shù)，爆破設(shè)計(jì)與施工組織，爆破安全技術(shù)與安全管理。在內(nèi)容安排上，壓縮炸藥性能實(shí)驗(yàn)、不常用的工業(yè)炸藥、火雷管與導(dǎo)火索起爆法、巖石的物理性質(zhì)等內(nèi)容，增加爆破工程實(shí)例、爆破工程設(shè)計(jì)與施工、爆破安全技術(shù)與管理等內(nèi)容。

(一)重點(diǎn)內(nèi)容

在介紹炸藥、爆炸及爆破工程的基本概念的基礎(chǔ)上，講授炸藥爆炸的基本理論。其中重點(diǎn)講授在爆破工程中有重要意義的炸藥的起爆機(jī)理、炸藥的感度、爆轟波理論、炸藥的熱化學(xué)以及炸藥的爆炸作用等內(nèi)容。要求掌握炸藥的爆熱、爆速、爆容、殉爆距離、爆發(fā)點(diǎn)、做功能力和猛度等基本概念以及在爆破工程中的實(shí)際意義。

在工業(yè)炸藥方面，重點(diǎn)講授銨油炸藥、乳化炸藥等礦山常用炸藥的性能、主要成分和生產(chǎn)工藝。對(duì)于其他不常用的工業(yè)炸藥作一般地介紹。

在起爆器材與起爆方法方面，在介紹火雷管、電雷管與導(dǎo)爆管雷管及導(dǎo)爆索和導(dǎo)爆管的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)電雷管起爆法、導(dǎo)爆管起爆法和導(dǎo)爆索起爆法等三種起爆系統(tǒng)作詳細(xì)講授，掌握三種起爆方法的設(shè)計(jì)計(jì)算和網(wǎng)路聯(lián)接。

巖石和巖石爆破的基本理論部分重點(diǎn)講授巖石的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖石的碎脹性、巖石的強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)對(duì)爆破作用的影響，巖石爆破作用機(jī)理，爆破漏斗，裝藥量計(jì)算原理，巖石爆破作用原理等，掌握裝藥量計(jì)算方法及爆破作用原理在爆破工程中的實(shí)際應(yīng)用。

礦山爆破技術(shù)部分講授露天深孔爆破，井巷(隧道)掘進(jìn)爆破，地下采場(chǎng)淺孔和深孔爆破，光面爆破與預(yù)裂爆破及硐室爆破技術(shù)。掌握炮孔(藥室)布置、爆破參數(shù)確定和裝藥量計(jì)算方法。

爆破設(shè)計(jì)與爆破施工組織講授爆破設(shè)計(jì)和爆破施工組織的內(nèi)容和方法，掌握爆破設(shè)計(jì)的基本方法和設(shè)計(jì)思想，掌握爆破組織施工的基本能力。

爆破安全技術(shù)和安全管理介紹爆破地震、空氣沖擊波和個(gè)別飛散物等爆破有害效應(yīng)安全距離的計(jì)算及預(yù)防控制措施，介紹爆破人員管理、爆破工程項(xiàng)目管理、爆破器材管理和爆破施工管理等爆破安全管理的基本知識(shí)，增強(qiáng)安全意識(shí)。

(二)難點(diǎn)內(nèi)容

課程的難點(diǎn)在于爆破的基本理論及其在工程中的應(yīng)用。如巖石爆破機(jī)理，爆破漏斗理論，裝藥量計(jì)算原理，巖石爆破作用原理等，在淺孔爆破、深孔爆破及硐室爆破中如何用爆破理論解決工程實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)和計(jì)算。

(三)與其他課程的銜接

注重利用已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)，強(qiáng)化基礎(chǔ)課程在本課程中的具體應(yīng)用，如炸藥與炸藥爆炸的基本理論部分應(yīng)注意應(yīng)用化學(xué)與熱力學(xué)方面的知識(shí);在巖石爆破理論方面應(yīng)熟悉地質(zhì)學(xué)與工程力學(xué)方面的知識(shí);在井巷掘爆破部分應(yīng)注意與井巷工程課程的結(jié)合，將井巷工程施工與爆破方法結(jié)合起來(lái)講授。對(duì)于未學(xué)過(guò)的課程作一初步介紹，為本課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，如在講授地下淺孔爆破、地下深孔爆破及露天深孔爆破等內(nèi)容前應(yīng)首先介紹采礦方法與工藝的基本知識(shí)，對(duì)露天開(kāi)采和地下開(kāi)采有基本的了解。

四、教學(xué)方法設(shè)計(jì)

本課程安排課堂理論教學(xué)、實(shí)習(xí)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)三種教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué)，在不同的教學(xué)環(huán)節(jié)中注重采用多種教學(xué)模式和方法。

(1)理論與實(shí)踐相結(jié)合。在課堂教學(xué)中，注重理論與工程實(shí)際的結(jié)合，而不是單純地就理論而講理論，重點(diǎn)講授理論對(duì)工程實(shí)踐的指導(dǎo)意義，以培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。如爆轟波穩(wěn)定傳播與臨界直徑對(duì)炮孔直徑與炸藥選用的意義;炸藥的起爆與感度對(duì)安全可靠地使用炸藥的意義;鉛壔擴(kuò)孔值和炸藥的猛度與巖石爆破機(jī)理的關(guān)系;巖石爆破的內(nèi)部作用(壓縮區(qū)、裂隙區(qū)和振動(dòng)區(qū))對(duì)光面爆破和預(yù)裂爆破的指導(dǎo)意義;應(yīng)用應(yīng)力波的傳播與反射理論解釋自由面的作用，對(duì)節(jié)理裂隙對(duì)爆破破碎和爆破塊度的影響分析等。

(2)課堂提問(wèn)與課堂討論相結(jié)合。每一部分內(nèi)容都設(shè)計(jì)多問(wèn)題，由老師結(jié)合講課內(nèi)容直接提出，組織學(xué)生討論，尋找答案，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性的興趣，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

(3)啟發(fā)式教學(xué)與課堂討論相結(jié)合。啟發(fā)式教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在一些關(guān)鍵內(nèi)容上，設(shè)計(jì)學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，由學(xué)生提出，再圍繞著提出的問(wèn)題，組織學(xué)生討論，解決問(wèn)題。如裝藥量計(jì)算原理中單位炸藥消耗量如何確定;導(dǎo)爆管起爆系統(tǒng)采用孔外延期實(shí)現(xiàn)延期爆破時(shí)，先起爆的炮孔爆破后對(duì)網(wǎng)路會(huì)構(gòu)成破壞，怎樣才能避免這種現(xiàn)象發(fā)生;巷道掘進(jìn)爆破時(shí)，如何提高爆破效率等，在講授時(shí)不是由老師直接提出，而是啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題，然后再通過(guò)討論，引導(dǎo)學(xué)生尋找答案，最后由老師總結(jié)給出建議性答案。

(4)注重課程作業(yè)的真實(shí)性和實(shí)用性。在礦山爆破技術(shù)方面，選擇井巷掘進(jìn)爆破、地下采場(chǎng)深孔爆破和露天深孔爆破等方面的實(shí)際工程項(xiàng)目作為課外作業(yè)基礎(chǔ)資料，了解爆破設(shè)計(jì)的基本思路、方法和設(shè)計(jì)的過(guò)程，然后完成一個(gè)真實(shí)的爆破工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，鍛煉工程設(shè)計(jì)與計(jì)算能力，科技文獻(xiàn)的寫(xiě)作能力，并對(duì)礦山的基本概況、井巷工程與采礦方法等內(nèi)容有初步的了解，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

(5)實(shí)物、圖片、視頻短片等多種輔助教學(xué)手段相結(jié)合。在教學(xué)過(guò)程中實(shí)時(shí)地引入如雷管、炸藥等實(shí)物模型，爆破工程圖片，以及爆破視頻短片等，使學(xué)生對(duì)爆破器材及爆破過(guò)程有個(gè)直觀的感受，提高感性認(rèn)識(shí)。

(6)自學(xué)與課程論文寫(xiě)作相結(jié)合。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容與國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，安排課程論文寫(xiě)作，通過(guò)查閱相關(guān)的課外參考資料和文獻(xiàn)資料，使學(xué)生了解國(guó)內(nèi)外最新爆破技術(shù)的發(fā)展情況。課程論文可以是一人一題或一組一題，要求學(xué)生學(xué)會(huì)利用學(xué)校圖書(shū)館的電子文獻(xiàn)資源，掌握文獻(xiàn)檢索方法。查閱的文獻(xiàn)應(yīng)有一定的數(shù)量，按科技文獻(xiàn)寫(xiě)作格式撰寫(xiě)課程論文。從而鍛煉學(xué)生的文獻(xiàn)檢索能力、學(xué)習(xí)能力和文獻(xiàn)寫(xiě)作能力，同時(shí)熟悉科學(xué)研究的基本思路和方法。

(7)課程設(shè)計(jì)做到真題真做。安排一周的集中教學(xué)環(huán)節(jié)完成一個(gè)爆破工程項(xiàng)目的課程設(shè)計(jì)，熟悉爆破工程設(shè)計(jì)的基本思想和方法、掌握設(shè)計(jì)內(nèi)容、爆破參數(shù)的選取和藥量計(jì)算原理，爆破安全距離的計(jì)算方法，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，提出爆破安全技術(shù)措施。課程設(shè)計(jì)題目均來(lái)自于工程實(shí)際，做到一人一題，按科技論文格式撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，并通過(guò)設(shè)計(jì)答辯。以設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和圖紙成績(jī)、答辯成績(jī)和設(shè)計(jì)過(guò)程考核成績(jī)?nèi)呔C合成績(jī)作為最終考核成績(jī)。

(8)爆破工程實(shí)習(xí)與采礦生產(chǎn)實(shí)習(xí)相結(jié)合。在采礦生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程中，安排1～2天的爆破工程實(shí)習(xí)，了解爆破設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，爆破施工過(guò)程和方法，熟悉爆破器材及爆破工程的施工管理和安全管理方法。

(9)考核方式。采用平時(shí)考核與期末考試相結(jié)合課程考核方式。平時(shí)考核重點(diǎn)考核學(xué)生課堂的聽(tīng)課效果、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力及完成作業(yè)情況，以課堂提問(wèn)考核、課外作業(yè)考核及課程論文考核為主，占考核總成績(jī)的30%。期末考試重點(diǎn)考核學(xué)生掌握爆破的基本理論和基本技能以及在工程上的實(shí)際應(yīng)用，占總成績(jī)的70%。課程設(shè)計(jì)主要采用說(shuō)明書(shū)與答辯相結(jié)合的方式進(jìn)行考核。

五、結(jié) 語(yǔ)

教學(xué)設(shè)計(jì)是教學(xué)過(guò)程中的一項(xiàng)長(zhǎng)期的活動(dòng)，根據(jù)采礦工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)結(jié)合爆破工程課程的特點(diǎn)及多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)爆破工程課程進(jìn)行了設(shè)計(jì)并實(shí)施，使得爆破工程課程的教學(xué)目標(biāo)更加明確，教學(xué)過(guò)程更加清晰、規(guī)范，教學(xué)效果得到有效地保證，尤其是學(xué)生在工程實(shí)踐能力方面得到了很好地鍛煉，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及就業(yè)后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

Teaching Design for the Blasting Engineering Couse

ZHANG Yun-peng
(College of Mining Engineering，Hebei United University，Tangshan Hebei 063009，China)

blasting engineering;teaching objectives;teaching design;teaching methods

The principles of teaching design was presented．Teaching objectives of blasting engineering couse was identified based on the training objectives for mining engineering．Specific recommendations for teaching content system and teaching methods was put forward．

G642．4

A

2095-2708(2012)04-0097-03

2012-05-03