陳世萬　左雙英　魯鯤鵬

摘 ?要 巖土工程本科專業(yè)爆破工程教學過程中存在四個方面的問題：巖土工程專業(yè)學生對爆破工程課程重視不足;爆破試驗器材受嚴格管制，教學實驗難以開展;爆破理論復雜抽象，不利于學習形成技能;教學內容對巖土工程針對性不強。針對這些問題，提出“問題導向、興趣牽引、考核驅動、過程控制”的綜合改革方案。

關鍵詞 爆破工程;巖土工程;教學改革;案例庫;影像庫;實驗室

中圖分類號：G642.0 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）06-0096-03

Teaching Reform in Blasting Engineering for Geotechnical Engi-

neering//CHEN Shiwan， ZUO Shuangying， LU Kunpeng

Abstract Four challenges in Blasting Engineering teaching for civil

engineering graduates are analyzed in this study， which are insuffi-cient attention for students， lacking of blasting experiment device as

explosives are controlled seriously， and theories regarding blasting are profound， and most textbooks are not focusing on civil enginee-ring. Comprehensive teaching reform programmes are proposed to resolve these problems as problems guidance， interest cultivation， assessment drive and education process control.

Key words blasting engineering; geotechnical engineering; teaching reform; case base; image library; lab

1 引言

爆破工程是土木工程、地質資源與地質工程、礦業(yè)工程等工學類學科的重要課程。雖然近年來盾構機和隧道掘進機（TBM）裝備和技術的發(fā)展較快，但工程爆破仍然是礦業(yè)開發(fā)、水利工程、特種拆除、高鐵建設等領域不可或缺的重要技術。扎實的爆破工程理論素養(yǎng)和技術是巖土工程本科生知識體系的必要組成部分。相對于其他本科課程，爆破工程具有基礎理論深奧、教學過程抽象、實驗實踐難以開展等特點。

蒲傳金等[1]分別分析了采礦工程、交通工程和安全工程專業(yè)學生應主要掌握的爆破工程理論和技術，有針對性地建立了相關本科專業(yè)爆破工程課程教學內容體系。

王曉雷等[2]分析了爆破工程在教學內容、教學方法和教學手段三方面的問題，并論述了采礦工程專業(yè)教學改革的措施。

王新生[3]提出從精選典型案例、討論分析教學、應用數值模擬軟件、再現實驗過程等六個方面進行爆破工程教學改革。

肖定軍等[4]應用高速攝影對爆破工程多個試驗進行觀測和記錄，改善了學生對炸藥爆轟理論、爆破破巖機理等抽象理論的教學效果，提升學生的學習興趣。

總的來說，近年來爆破工程本科教學的難點已得到國內各高校相關專業(yè)教師的重視，并通過教學改革措施取得較好的效果。但由于爆破工程鮮明的試驗危險性和理論抽象性，制約了進一步改善教學效果。本文將針對巖土工程本科爆破工程教學過程中的問題和難點，探討爆破工程教學改革措施。

2 巖土工程專業(yè)爆破工程教學目標

工程爆破是當前巖土工程中應用最為廣泛的施工手段，是城市地下空間開發(fā)、邊坡與基坑工程、地基與基礎等工程不可或缺的重要手段。工程爆破的理論和方法是巖土工程專業(yè)本科生知識體系的重要組成部分。針對巖土工程本科學生的教學主要目標為：掌握爆破工程設計和施工的基本理論和知識;熟悉爆破器材、方法以及巖石爆破破碎機

理;掌握光面爆破、微差爆破理論與方法;掌握地下和露天工程爆破施工工藝，并能進行具體爆破工程設計;熟悉爆破危害效應的監(jiān)測和控制，了解拆除控制爆破的基本原理和設計方法;具備獨立設計爆破工程的基本技能，為從事專業(yè)工程技術和科學研究工作打下必要的基礎。

3爆破工程教學中的問題

在對巖土工程本科生的爆破工程教學過程中主要存在下面一些問題。

巖土工程專業(yè)學生對爆破工程課程重視不足 ?與采礦工程專業(yè)學生相比，巖土工程專業(yè)對爆破工程課程重視不足;同時，相對于基礎工程、邊坡工程和地下工程等課程，同作為巖土工程類學生專業(yè)選修課的爆破工程也未得到對應其重要性的重視。原因在于：

一是基礎工程、邊坡工程和地下工程課程直接面對具體工程對象，學生更能直觀感受其重要性，而爆破工程作為建造這些工程的主要施工手段，并未落腳于具體工程;

二是教研室重視不足，各專業(yè)教師在其他工程類課程教學中對爆破工程作為主要施工手段的重要性強調不夠，學科間銜接不足;

三是教學課時偏少，未專門安排課程設計學時和學分。

爆破試驗器材受嚴格管制，無教學實驗演示設備 ?由于爆破試驗具有一定危險性，同時爆破器材管控嚴格，國內較多開設爆破工程課程的學校沒有爆破工程實驗室。而爆破工程中許多內容較為抽象，需要借助試驗來闡明，如爆炸內外部作用裂紋形成過程及機制試驗、高速攝像機測定爆速試驗、雷管電阻測試、導爆管導爆索傳爆試驗、殉爆試驗等，這些試驗的開展十分有利于學生對爆破破巖理論和機理的掌握，加深對爆破器材和爆破技術的認識。而對于沒有爆破實驗室的學校來說，相關部分的教學內容只能通過課堂講授，難以激發(fā)學生的學習興趣，學生在上完爆破工程課程后還從未見過雷管等爆破器材，不能形成直觀的認識和工程實踐能力。

爆破理論復雜抽象，多重視闡述原理和經驗，不利于學習形成技能 ?爆破工程中有一些對于本科生較難的理論知識，如沖擊波的傳播理論（反射/折射）及其破巖機理;同時也有較多的根據經驗總結的公式，如巖石的可爆性分級和爆破漏斗理論等。一方面沖擊動力學方面的理論推導難度較大，且難以實際應用;另一方面通過大量經驗總結出的經驗公式對于缺乏實際工程經驗的學生吸引力不強，學生常認為相關經驗理論先進性不強。

教材針對巖土工程專業(yè)針對性不強 ?當前的爆破工程教材和教學大綱多是根據采礦工程專業(yè)需求制定的，對巖土工程針對性不強。如地下工程爆破主要是小斷面巷道掘進爆破和爆破落礦，露天工程爆破主要內容是露天深孔臺階爆破。而巖土工程中涉及的地下工程多為大斷面工程，如高速公路隧道、地鐵隧道、地下商業(yè)體等，通常會應用分步爆破開挖的工藝，對爆破精細開挖和危害控制提出更高的要求;巖土工程涉及的露天工程，如邊坡開挖通常開挖方量小于露天采礦工程，但通常地形地質條件更復雜，對邊坡?lián)p傷控制的要求更高。因此，若按常規(guī)的教學內容而不結合巖土工程實際設計針對性強的教學內容，將不利于激發(fā)學生的興趣，難以形成學以致用的能力。

4 教學改革措施

針對以上巖土工程專業(yè)爆破工程課程存在的問題，制定“問題導向、興趣牽引、考核驅動、過程控制”的綜合教學改革方案，如圖1所示。

問題導向：依托課程改革課題，形成基本試驗影像庫針對爆破試驗器材受管制，缺少教學實驗設備的問題，申報專門教改課題，建設基本試驗影像庫。由于客觀條件的限制，難以建設滿足爆破工程的實驗室，但如前所述，爆破工程所需開展的試驗并不太多，主要為熟悉爆破器材及其性能、爆破破巖過程和機理、爆破漏斗試驗等。因此，可依托課程改革課題，采用攝像機、高速相機等記錄設備全方位記錄各個爆破試驗的聲音、影像，形成全面的爆破試驗影像庫。同時，借助計算機模擬和可視化技術，模擬和再現爆破過程，有助于學生掌握爆破理論和相關技術。

興趣牽引：依托課程組，加強案例教學，提升學生重視度和興趣 ?針對巖土工程學生對爆破工程重視和興趣不足的問題，一方面依托本教研室建立的課程組型教學團隊[5]，將爆破工程列為邊坡工程、地下工程和巖土工程施工的先導基礎課程，形成課程組，為學生厘清知識結構體系脈絡;另一方面建立覆蓋面廣、內容豐富的巖土工程爆破設計施工案例庫，涵蓋地下工程、邊坡工程、基礎工程等多種工程現場爆破設計和施工的案例庫。案例庫包含爆破設計和爆破全過程的多種地質資料，注重視頻和圖片的直觀展示。依托全面豐富的案例庫，將爆破工程的基本理論和主要技術融入案例中去講解，提升學生的重視度和興趣，改善教學效果。

考核驅動，過程控制：注重過程控制，精心布置課程設計，注重形成技能 ?要調動學生的學習積極性，過程考核十分必要。爆破工程是一門實踐性很強的學科，爆破網絡、地下和露天爆破工程等多項主要內容都要求學生形成實踐能力。在這些內容的教學過程中，注重考核驅動和過程控制。根據巖土工程中邊坡工程、地下工程和地基工程的特點，注重形成實踐技能，有針對性地設計開放性的課程設計作業(yè)，鼓勵學生分小組完成;同時優(yōu)化考核機制，將課程成績適當向平時課程設計和課堂測驗傾斜，控制教學過程，確保教學效果。

此外，通過嘗試開發(fā)爆破工程教學展示設備，利用計算機開發(fā)相關軟件輔助教學，探索創(chuàng)新課堂教學方法，依托教師資源開展現場參觀教學等手段，有助于豐富課堂，提升學生的興趣。

5 結語

針對巖土工程專業(yè)爆破工程課程教學存在的問題，提出“問題導向、興趣牽引、考核驅動、過程控制”的綜合教學改革方案，主要通過三個方面改進教學效果：依托課程組，加強案例教學，提升學生重視度和興趣;依托課程改革課題，形成基本試驗影像庫，解決無試驗設備的問題;注重過程控制、精心布置課程設計，注重形成技能。當然，取得良好教學效果的保障是在爆破工程課程教學目標導向下，精心設計每一節(jié)課，不斷優(yōu)化教學方法，提高教學效率。

參考文獻

[1]蒲傳金，肖定軍.爆破系列課程教學內容體系的優(yōu)化改革[J].中國教育技術裝備，2011（30）：56-57.

[2]王曉雷，陳超.采礦專業(yè)《爆破工程》教學改革[J].河北聯(lián)合大學學報：社會科學版，2012，12（4）：89-90，93.

[3]王新生.《爆破工程》課程教學改革與實踐[J].教育教學論壇，2016（24）：131-132.

[4]肖定軍，蒲傳金，張磊.高速攝影技術在《爆破工程》實驗中的應用[J].實驗科學與技術，2012，10（6）：6-8.

[5]吳道勇，左雙英，史文兵.課程組型教學團隊建設的探索與實踐：以貴州大學勘查技術與工程專業(yè)為例[J].中國地質教育，2019，28（1）：20-23.