强化实践能力的爆破工程课程建设与实践

肖定军 蒲传金

摘  要 爆破工程是一门实践性很强的课程，其实践与实验内容又具有一定的危险性。通过近几年的课程过程考核与优化，弱化理论考核，加强课程实践与实验考核，提出课程体系改革，单独设立爆破课程设计与爆破工程综合实验环节，建立一定数量的典型爆破工程实物与数值模型，充分利用高精贵重设备设计开放大量实验项目，培养学生基础科研能力，对学生的爆破工程实践能力培养取得良好的教学效果。

关键词 爆破工程;全过程考核;实物与数值模型;实践能力;开放实验项目;实验;高精设备

中图分类号：G642.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）24-0128-03

0  引言

爆破工程主要开设在采矿工程、岩土工程、交通工程等相关本专科专业中，是我国能源开采与岩土工程开展的重要手段之一[1-5]。然而由于爆破器材的管控严格，很多必须开展的课程实验与实践都无法开展，学生很难理解复杂抽象的爆破理论，难以掌握爆破理论知识以及实践技能。为了控制爆破实验的风险，有的单位甚至删减爆破工程实验学时或者简化爆破工程实验。因此，强化实践教学，保证爆破工程实验以及实践的课时，提高实验与实践教学的质量，对达到爆破工程课程目标尤为重要[6-8]。

虽然有大量学者对爆破工程教学改革进行了有益探索，也取得一些成绩[9-12]，但针对爆破工程实践能力要求高与爆破实验和实践很难开展这一矛盾，少有有效合理的方法与课程改革。本文主要针对这一矛盾，立足于学校特点，采取多种手段强化学生爆破工程实践能力，为让工程爆破技术能更好地为社会服务，让学生能够更轻松地掌握爆破技术，提出相应措施，供广大从事爆破工程教育工作者讨论。

1  修订课程大纲，增加课程实践

1.1  强化全过程考核，增加实践与实验比重

教学大纲为每门课程明确了课程教学目标、教学目的、教学要求、教学内容以及理论与实验的学时分配情况，是每一门课程的指挥棒。基于成果导向教育的教育理念，对爆破工程课程的教学大纲进行梳理修正，明确该课程对本科毕业生毕业要求的支撑与贡献，确定实验教学的具体内容与学时分配，增加课程过程的考核比例，减少理论教学，比例如图1所示。实验课程根据课程教学目标分为五类实验单元，每一大类单元又由若干小实验构成，如表1所示。

1.2  增加选修实验项目，培训学生实验兴趣

每届学生能力参差不齐，有的学生动手与自学能力强，很快能够掌握课程所要求的实验内容。在满足课程基本要求的前提下，为学生提供一定数量的选做实验内容，如表2所示，以此来丰富课程实验體系，培养学生的实验兴趣以及科学的思维方式。

2  课程体系改革强化实践内容

2.1  单独设立爆破课程设计实践环节

为了贯彻企业需求导向，培养学生面对实际爆破工程进行独立设计的能力，西南科技大学采矿工程2019新培养方案将爆破工程课程中的爆破设计考核内容单独设置为爆破工程课程设计，使得学生更加全面掌握爆破设计的要点，强化其独立完成爆破设计任务的能力。

2.2  独立爆破工程实验

课程实验时间有限，不利于爆破实践教学系统地展开。而且实验课程往往在学生心目中仅仅是教师演示，自己扮演观众的角色。增加实验课程的学时数，改爆破工程八学时的课程实验为24学时的爆破工程综合实验课程，利用增加课时量来系统强化学生的动手能力。

3  改革传统实验方法，建立实物与数值模型

3.1  建立典型的爆破工程实物模型

爆破网络设计是爆破工程实践教学的重要内容之一，且往往不易检查，抽象难懂。通过建立典型的爆破工程实物模型，如图2所示，以亮灯的顺序来模拟训练学生实践爆破网络设计，既能直观地判断学生是否正确对爆破网络进行设计，又能培养学生学习的兴趣。

网络的设置与连接主要是靠雷管的延期时间来达到预期的爆破效果，随着雷管技术的发展，电子雷管全面取代导爆管雷管、电雷管已经是大势所趋，电子雷管是靠高精度电子延期控制电路实现精确的延期时间。与本爆破工程实物模型配套的网络设置软件如图3所示，实现单发雷管的延期时间设置，这与电子雷管的延期时间设定有异曲同工的效果。

3.2  利用课外实践爆破工程数值模型库

大部分爆破工程实验具有一定的危险性，因此基本都是采用教师演示、学生观察实验结果的形式开展相关实验内容，实验的互动性差，学生仅仅观察实验的结果而不能对实验过程进行分析观察，不利于理解基本的原理。通过有限元数值计算平台，利用高年级学生的课外实践项目，逐步建立起数值模型库，以便学生实验前反复学习查看，理解其基本实验原理。部分数值模型如图4、图5所示。

4  利用科研设备及开放实验项目提升实验内涵

4.1  开放高精贵重设备鼓励本科学生使用

无论科研还是教学，都需要相应的设备支持。为了强化实践能力培养，将部分高精贵重设备投入本科教学中。这些高精设备的投入使用不但可以提高此类设备的利用率，而且对复杂抽象的理论也能较好地理解掌握。据统计，西南科技大学采矿工程10万元以上的高精设备对爆破工程方向的实践项目开发率已经达到100%。

4.2  加大开放实验项目，培养学生基础科研能力

通过本科与研究生相结合培养的模式逐步加大开放实验项目。研究生的培养过程中通常都要进行相关的实验与测试，因此在培养相关专业研究生同时，开放部分研究生的实验项目与部分优秀本科生共享，以培养本科学生的科研兴趣以及基础科研能力。改变实验课程主要由实验教师讲授、学生被动观察的模式，由学生主动自主设计思考过渡。目前爆破方向的开放实验与实践项目共计10余项。

5  结语

本文根据学校实际情况提出一系列强化爆破工程实践教学的具体措施，取得良好的效果，并得到以下几点经验，供类似高校课程改革参考与讨论。

5.1  加强过程考核

在全过程考核过程中增加实践与实验环节，并适当增加学修课程，培养部分优秀本科生的科研兴趣。据统计，每年进行爆破相关学生科技活动项目占采矿工程本科生科技活动的近50%，每年报考并录取爆破方向的研究生占采矿工程录取研究生总人数的60%。

5.2  强化实践课程体系，建立模型库

立足于爆破工程课程设计、爆破工程综合实验，建立爆破工程实践课程体系;并逐步建立爆破工程数值与实物模型库，增强学生对抽象理论的理解。

5.3  积极开放实验项目

充分利用科研设备特别是高精设备，为本科生提供大量的开放实验，在吸引他们的同时培养基础科研能力，为学生毕业后从事爆破方向相关工作与学习打下基础。■

参考文献

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[2]韩龙俊.软岩建基面开挖的光面爆破技术应用研究[D].成都：西南交通大学岩土工程，2012.

[3]高文乐，黄博，毕卫国，等.井下矸石仓全深度一次爆破成井技术[J].爆破，2011，28（1）：40-44.

[4]代晓东.井巷预裂光面爆破一端封闭聚能切缝管的设计与研究[D].山东：山东科技大学，2011.

[5]李根.煤矿井巷掘进中深孔爆破智能库设计[D].安徽：安徽理工大学，2011.

[6]叶海旺，雷涛，李梅，等.爆破工程虚拟仿真实验系统及教学实践研究[J].爆破，2020，37（3）：153-158.

[7]谭雪刚.爆破工程管理系统的设计与应用[D].南昌：江西财经大学，2015.

[8]徐振洋，于妍宁.爆破工程教学体系建设[J].中国冶金教育，2017（5）：49-50，53.

[9]肖定軍，蒲传金.加强实践教学的“爆破工程”全过程课程考核改革探讨[J].中国电力教育，2013（32）：172-173，175.

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[11]张袁娟，张惠聚.《爆破工程》教学方法改革初探[J].西部探矿工程，2013，25（6）：166-167.