王新生

摘要：為了提高《爆破工程》課程教學(xué)質(zhì)量，增強學(xué)生對專業(yè)課學(xué)習(xí)的興趣，達到專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求，本文對該課程的教學(xué)進行了改革與實踐，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段與方式等方面入手進行了探索與研究，并取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：爆破工程；課程教學(xué)；改革與實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）24-0131-02

一、前言

《爆破工程》課程是本科采礦工程專業(yè)的必修課，是《井巷工程》、《隧道工程》、《地下工程》、《爆破安全技術(shù)》等課程的基礎(chǔ)課，爆破技術(shù)是采礦工程、土木工程、水利工程、交通土建工程中不可缺少的工藝和技術(shù)，又是能夠獨成體系的工程技術(shù)。目前我校采礦工程、安全工程、城市與地下空間工程專業(yè)以及土木工程專業(yè)的各個方向都開設(shè)有《爆破工程》課程，多年來形成了自己的教學(xué)特色，建立了一個承前啟后、能文能武的師資梯隊，培養(yǎng)了一代又一代從事爆破事業(yè)或相關(guān)行業(yè)的優(yōu)秀人才，完成了多項教學(xué)、科研和工程項目成果?！侗乒こ獭氛n程隨著社會的需要而發(fā)展，隨著科技的進步而不斷完善。

盡管有文獻對《爆破工程》課程的教學(xué)改革進行了一些探索和實踐[1-3]，但在新形勢下，為突出我校各專業(yè)教學(xué)特色和保證該課程持續(xù)、健康發(fā)展，對本課程制定其發(fā)展規(guī)劃，拓展其改革思路勢在必行。

二、教學(xué)目的及要求

學(xué)生通過對本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)能掌握炸藥爆炸的基本理論和巖石破碎基本原理，了解爆破工程的發(fā)展概況及應(yīng)用前景，掌握爆破工程設(shè)計和施工的基本知識和方法，具備獨立從事爆破方案設(shè)計的基本技能，熟悉炸藥與爆破安全等方面的法律、法規(guī)和國家標(biāo)準，掌握爆破安全技術(shù)與安全管理知識，具有爆破施工組織與管理的能力。根據(jù)我校本科生《爆破工程》課程大綱要求，共安排課堂教學(xué)36學(xué)時，實驗教學(xué)4學(xué)時。

三、課程教學(xué)面臨的問題

作為一門理論性和實踐性都很強的應(yīng)用技術(shù)課程，《爆破工程》課程教學(xué)改革的目的是提高教學(xué)質(zhì)量，增加學(xué)生對本門課程及相關(guān)專業(yè)的興趣，培養(yǎng)出適應(yīng)社會發(fā)展要求的專門技術(shù)人才，但就目前的教學(xué)而言，仍然面臨不少問題與矛盾。

1.教學(xué)內(nèi)容多與教學(xué)課時少的矛盾?！侗乒こ獭氛n程是一個完整的體系。首先必須要求學(xué)生掌握炸藥及其爆炸的基本知識，會正確選擇起爆器材和合理選用起爆方法，才能保證使用時的安全；其次應(yīng)了解巖石的基本性質(zhì)及掌握炸藥在巖石中爆破破碎的基本原理，以便取得良好爆破效果；第三，由于爆破環(huán)境與條件的千差萬別，學(xué)生應(yīng)該能夠熟練掌握和靈活運用各種爆破技術(shù)，并確保安全施工。要在有限的學(xué)時內(nèi)，教授學(xué)生以上這些內(nèi)容，不是件容易的事情。同時，對于一門實踐性很強的課程，4個學(xué)時的實驗教學(xué)更是少之又少。

2.提高學(xué)生對專業(yè)課的興趣和專業(yè)本身特點的矛盾。不論是采礦工程、安全工程、城市與地下空間工程專業(yè)，還是土木工程專業(yè)的一些方向，畢業(yè)后的工作環(huán)境、條件及收入等與學(xué)生本人的期望總有一定差距，造成一些學(xué)生專業(yè)思想嚴重，進而導(dǎo)致學(xué)生對所開設(shè)的課程學(xué)習(xí)興趣不高，精力投入不夠。

3.提高教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)手段缺乏的矛盾。師資、教材、教學(xué)手段與教學(xué)方法等都對提高教學(xué)質(zhì)量起著重要作用。師資水平的提高、高質(zhì)量教材的編寫不是一蹴而就的事情，需要長期的積淀和總結(jié)；經(jīng)費緊張導(dǎo)致教學(xué)設(shè)備擴充困難，教具、實驗條件和設(shè)備等都難以滿足提高教學(xué)質(zhì)量的要求。

以上都是進行《爆破工程》課程教學(xué)改革所必須要考慮解決的問題。

四、教學(xué)內(nèi)容的改革

教材是開展教學(xué)工作的基礎(chǔ)，教材質(zhì)量的高低對教學(xué)效果影響很大。目前我校所選用的《爆破工程》教材是由戴俊主編、機械工業(yè)出版社出版的普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材和21世紀高等教育土木工程系列規(guī)劃教材[4]，雖然能滿足基本教學(xué)大綱的要求，但難以同時滿足各專業(yè)方向的需求和突出我校《爆破工程》教學(xué)的特色。

為此，除了選用教材之外，還指定一些優(yōu)秀參考書[5]供學(xué)生課下學(xué)習(xí)，同時團隊成員對多年來的教學(xué)和科研工作也進行了總結(jié)和整理[6，7]，在教學(xué)過程中，可以結(jié)合各專業(yè)方向特點分別呈現(xiàn)給學(xué)生，同時計劃編寫出符合我校教學(xué)特色的教材。此外，爆破工程是一門不斷發(fā)展的學(xué)科，教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)隨其發(fā)展及行業(yè)標(biāo)準修訂而進行相應(yīng)調(diào)整。如伴隨鉆孔設(shè)備、機具的改進和鉆孔效率的提高，并出于安全考慮，一些爆破工藝逐漸被取消或禁用。新修訂的《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2014）規(guī)定：藥壺爆破已禁止使用，露天裸露爆破也面臨禁止使用，硐室爆破限制使用，等等；火雷管、導(dǎo)火索已禁止使用，銨梯炸藥已停止生產(chǎn)。與此同時，一系列的新工藝、新技術(shù)應(yīng)運而生，例如，逐孔起爆技術(shù)、精確延時起爆技術(shù)、高臺階拋擲爆破技術(shù)、現(xiàn)場混裝技術(shù)和預(yù)裝藥技術(shù)等獲得推廣應(yīng)用。

五、教學(xué)手段與方式的改革

1.強調(diào)爆破工程應(yīng)用的廣泛性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。爆破作為工程施工的一種重要手段，被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟建設(shè)的各個領(lǐng)域。從各種礦石、建筑材料的開采以及煤炭、石油、天然氣等能源的開采，交通工程、水電工程建設(shè)及地下空間開發(fā)與利用，地基處理和水下炸礁，到高大建（構(gòu)）筑物拆除和大規(guī)模移山填海，爆破工程正以其不可替代的優(yōu)勢發(fā)揮著越來越重要的作用。此外，在醫(yī)療、爆炸成型與切割、爆炸合成新材料以及森林滅火等方面也得到了應(yīng)用。通過教學(xué)，使學(xué)生能深入了解爆破工程應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.淡化理論公式推導(dǎo)，重點講解基本原理及經(jīng)驗公式的實際應(yīng)用。由于炸藥爆炸是一個包含有高溫、高壓、高速度的復(fù)雜過程，目前尚有許多問題仍停留在假說和經(jīng)驗公式計算階段，如巖石爆破破碎原理的三種基本假說、薩道夫斯基經(jīng)驗公式等，再加上爆破介質(zhì)的不均勻性和環(huán)境的千差萬別，使得很多問題不像數(shù)學(xué)那么嚴密，所以在教學(xué)中應(yīng)少講理論公式推導(dǎo)，重點講解基本原理、結(jié)論及經(jīng)驗公式的合理應(yīng)用，讓學(xué)生真正能夠做到學(xué)以致用。

3.精選典型案例，討論分析教學(xué)。通過選擇典型案例作為教學(xué)資料，不僅可以啟迪學(xué)生的思維，培養(yǎng)他們理解和分析問題的能力，同時由于教學(xué)中的案例來源于實踐，具有很強的針對性和典型性，對學(xué)生也有很強的說服力。多年來，課題組教師主持、參與完成了許多項爆破工程項目及課題研究，有很多成功的經(jīng)驗值得總結(jié)，同時也通過多種途徑搜集整理了國內(nèi)外一些有關(guān)爆破方面的典型案例，建立了自己的“典型案例庫”。典型案例教學(xué)做到了理論與實踐的結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果明顯。

4.借助計算機技術(shù)，開展多媒體輔助教學(xué)。多媒體技術(shù)可以對文本、圖形圖像、動畫、聲音、視頻等多種媒體素材進行綜合處理，利用它的這一特點及其強大的交互性功能，制作的計算機輔助教學(xué)課件，能充分創(chuàng)造出一個圖文并茂、有聲有色的教學(xué)環(huán)境。本課程雖已從傳統(tǒng)的黑板+掛圖的教學(xué)進升為多媒體教學(xué)階段，但目前的多媒體內(nèi)容尚需進一步完善。擬將爆轟理論、巖石破碎原理、爆破網(wǎng)路與參數(shù)設(shè)計等章節(jié)內(nèi)容增改為三維動畫課件，將地下工程掘進爆破技術(shù)、露天爆破技術(shù)和拆除爆破技術(shù)等章節(jié)內(nèi)容增改為工程實例講解和爆破視頻播放。應(yīng)用多媒體技術(shù)來教學(xué)是一項長期的工作，多媒體技術(shù)也在不斷的創(chuàng)新。只有通過不懈的努力，在制作多媒體的技術(shù)上不斷地學(xué)習(xí)和完善，才能使多媒體技術(shù)真正給課堂教學(xué)帶來質(zhì)的飛躍。

5.應(yīng)用數(shù)值模擬軟件，再現(xiàn)實驗過程。隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)值模擬在爆破理論和技術(shù)研究領(lǐng)域的應(yīng)用取得了令人矚目的成績[8]，同時也給爆破工程輔助實驗教學(xué)指明了新的發(fā)展方向。傳統(tǒng)的爆破實驗具有一定的危險性，一些實驗現(xiàn)象難以捕捉和記錄，影響了實驗教學(xué)效果。利用數(shù)值模擬軟件ANSYS/LS-DYNA或AUTODYN進行計算機輔助實驗教學(xué)，能夠再現(xiàn)實驗過程和現(xiàn)象，獲取實物實驗難以記錄的信息，確保實驗安全，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于增強爆破效果。

6.加強現(xiàn)場實地教學(xué)，增強動手能力。爆破工程是一門實踐性很強的課程，無論對于技術(shù)、質(zhì)量還是安全，都有很高的要求。為了增強學(xué)生對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握，實驗課和現(xiàn)場實地教學(xué)都是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。俗話說：百聞不如一見。因此在條件許可的情況下，應(yīng)盡可能的帶領(lǐng)學(xué)生到工程爆破現(xiàn)場進行參觀學(xué)習(xí)，開展實地教學(xué)。指導(dǎo)學(xué)生參加一些實際爆破工程項目的設(shè)計，在教師和現(xiàn)場工程技術(shù)人員的指導(dǎo)下，讓學(xué)生親身參與現(xiàn)場爆破工程的施工、質(zhì)量控制與安全防護工作。

六、結(jié)論

《爆破工程》課程教學(xué)的實踐表明，結(jié)合各專業(yè)需求與技術(shù)發(fā)展方向改革教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合課程特點與現(xiàn)代技術(shù)手段改革教學(xué)手段與方式，均能取得良好的教學(xué)效果。課程教學(xué)的改革是一個不斷探索和實踐的過程，需要我們長期不懈的堅持和努力，只要我們朝著一切為了學(xué)生發(fā)展的目標(biāo)努力，定會把《爆破工程》建成受學(xué)生歡迎的課程。

參考文獻：

[1]張云鵬.“爆破工程”課程教學(xué)設(shè)計與能力培養(yǎng)[J].河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)報），2012，（4）：97-99.

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[5]王玉杰.爆破工程[M].北京：武漢理工大學(xué)出版社，2007.

[6]楊小林.巖石爆破損傷機理及對圍巖損傷作用[M].北京：科學(xué)出版社，2015.

[7]高全臣，等.煤礦爆破實用手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2008.

[8]楊軍，金乾坤，黃風(fēng)雷.巖石爆破理論模型及數(shù)值模擬[M].北京：科學(xué)出版社，1999.