“爆破工程”课程教学设计与能力培养

张云鹏

(河北联合大学矿业工程学院，河北唐山063009)

“爆破工程”课程教学设计与能力培养

张云鹏

(河北联合大学矿业工程学院，河北唐山063009)

爆破工程，教学目标，教学设计，教学方法

提出了爆破工程课程设计的原则，围绕着采矿工程专业的人才培养目标，明确了“爆破工程”课程具体的教学目标。对教学内容体系和教学方法提出了具体的建议。

一、教学设计的原则

知识是载体，能力的培养是目的，这是现代教育的基本理念。爆破工程课程教学设计的原则就是以学习和掌握爆破工程基本知识为载体，以培养工程实践能力和综合素质为目的。“爆破工程”课程是采矿工程专业的一门主要专业课程，是采矿工程专业培养方案中的重要组成部分。因此“爆破工程”课程应体现以下特点:

(1)突出人才培养目标。以专业人才培养目标为核心，围绕着工程实践能力、有效思维能力、创新能力等的培养，兼顾综合素质和能力的提高，设计课程的教学目标，构建内容体系，设计教学方法和手段。

(2)突出工程实践能力的培养。在学习爆炸和爆破的基本知识的基础上，重点对矿山爆破技术进行阐述，同时增加爆破设计和爆破施工的内容和工程实例，增加爆破工程设计的训练，提高学生的工程设计能力。

(3)突出安全知识。以《爆破安全规程》、《民用爆炸物品安全管理条例》为依据，学习爆破安全技术及安全管理方面的知识，增强安全意识，培养安全管理能力。

(4)注重引入先进的爆破工程技术及现行的国家技术标准和规范，内容具有先进性和实用性，符合国家标准和规范的要求。

(5)在教学方法上，注意教学模式的多样化，增加课堂讨论、课程论文和课程设计内容。

二、教学目标

人才培养目标是教育教学活动的最终目的，是规范的教育教学标准，是一切教学活动的核心。教学目标是人才培养目标的具体体现，在进行教学设计时，应首先对课程的教学目标进行设计。

采矿工程专业的人才培养目标就是培养采矿工程师。美国职业工程师(P．E．)协会主席对工程师提出的要求是:“工程师要有数学、基础科学和工程科学方面的坚实基础，必须具备与工程原理相关的在经济、社会、法律、美学、环境和伦理等非技术领域的知识。工程师应该是一个能够根据社会需求提出概念，进行设计，从事开发，形成新技术，并且能制定标准的人。工程师还应该做到能规划，有预见，能将问题系统化，并对关系到卫生健康、生命安全、人民幸福、财产损失等方面系统的和部分的问题有判别能力”。因此采矿工程专业的人才培养目标是:掌握固体矿床开采的基本理论和方法，具备矿区开发规划能力、矿山设计能力、矿山安全技术及工程设计能力、生产技术管理能力和科学研究能力等采矿工程师的基本素质和能力。据此，“爆破工程”课程的教学目标定位为:

(1)掌握炸药、爆炸及爆破工程的基本理论和基本方法，培养发现问题、分析问题和解决问题的能力;

(2)掌握矿山(岩土)爆破技术，培养爆破工程的设计能力、爆破施工管理和组织能力;

(3)掌握爆破安全技术及安全管理知识，熟悉炸药及爆破安全等方面的法律、法规和国家标准，培养安全管理能力;

(4)了解爆破工程前沿研究课题和先进的爆破技术，了解科学研究的思想和方法，熟悉文献检索方法和电子文献资源，培养文献写作能力和初步的爆破工程科学研究能力。

三、教学内容设计

爆破工程课程的主要内容包括炸药及爆炸的基本知识和基本理论，起爆方法与起爆器材，岩石及岩石爆破的基本理论，岩土爆破技术，爆破设计与施工组织，爆破安全技术与安全管理。在内容安排上，压缩炸药性能实验、不常用的工业炸药、火雷管与导火索起爆法、岩石的物理性质等内容，增加爆破工程实例、爆破工程设计与施工、爆破安全技术与管理等内容。

(一)重点内容

在介绍炸药、爆炸及爆破工程的基本概念的基础上，讲授炸药爆炸的基本理论。其中重点讲授在爆破工程中有重要意义的炸药的起爆机理、炸药的感度、爆轰波理论、炸药的热化学以及炸药的爆炸作用等内容。要求掌握炸药的爆热、爆速、爆容、殉爆距离、爆发点、做功能力和猛度等基本概念以及在爆破工程中的实际意义。

在工业炸药方面，重点讲授铵油炸药、乳化炸药等矿山常用炸药的性能、主要成分和生产工艺。对于其他不常用的工业炸药作一般地介绍。

在起爆器材与起爆方法方面，在介绍火雷管、电雷管与导爆管雷管及导爆索和导爆管的结构和性质的基础上，重点对电雷管起爆法、导爆管起爆法和导爆索起爆法等三种起爆系统作详细讲授，掌握三种起爆方法的设计计算和网路联接。

岩石和岩石爆破的基本理论部分重点讲授岩石的地质结构、岩石的碎胀性、岩石的强度等力学性质对爆破作用的影响，岩石爆破作用机理，爆破漏斗，装药量计算原理，岩石爆破作用原理等，掌握装药量计算方法及爆破作用原理在爆破工程中的实际应用。

矿山爆破技术部分讲授露天深孔爆破，井巷(隧道)掘进爆破，地下采场浅孔和深孔爆破，光面爆破与预裂爆破及硐室爆破技术。掌握炮孔(药室)布置、爆破参数确定和装药量计算方法。

爆破设计与爆破施工组织讲授爆破设计和爆破施工组织的内容和方法，掌握爆破设计的基本方法和设计思想，掌握爆破组织施工的基本能力。

爆破安全技术和安全管理介绍爆破地震、空气冲击波和个别飞散物等爆破有害效应安全距离的计算及预防控制措施，介绍爆破人员管理、爆破工程项目管理、爆破器材管理和爆破施工管理等爆破安全管理的基本知识，增强安全意识。

(二)难点内容

课程的难点在于爆破的基本理论及其在工程中的应用。如岩石爆破机理，爆破漏斗理论，装药量计算原理，岩石爆破作用原理等，在浅孔爆破、深孔爆破及硐室爆破中如何用爆破理论解决工程实际问题，进行爆破设计和计算。

(三)与其他课程的衔接

注重利用已经学过的知识，强化基础课程在本课程中的具体应用，如炸药与炸药爆炸的基本理论部分应注意应用化学与热力学方面的知识;在岩石爆破理论方面应熟悉地质学与工程力学方面的知识;在井巷掘爆破部分应注意与井巷工程课程的结合，将井巷工程施工与爆破方法结合起来讲授。对于未学过的课程作一初步介绍，为本课程的学习打下基础，如在讲授地下浅孔爆破、地下深孔爆破及露天深孔爆破等内容前应首先介绍采矿方法与工艺的基本知识，对露天开采和地下开采有基本的了解。

四、教学方法设计

本课程安排课堂理论教学、实习教学和课程设计三种教学方式进行教学，在不同的教学环节中注重采用多种教学模式和方法。

(1)理论与实践相结合。在课堂教学中，注重理论与工程实际的结合，而不是单纯地就理论而讲理论，重点讲授理论对工程实践的指导意义，以培养学生的工程实践能力。如爆轰波稳定传播与临界直径对炮孔直径与炸药选用的意义;炸药的起爆与感度对安全可靠地使用炸药的意义;铅壔扩孔值和炸药的猛度与岩石爆破机理的关系;岩石爆破的内部作用(压缩区、裂隙区和振动区)对光面爆破和预裂爆破的指导意义;应用应力波的传播与反射理论解释自由面的作用，对节理裂隙对爆破破碎和爆破块度的影响分析等。

(2)课堂提问与课堂讨论相结合。每一部分内容都设计多问题，由老师结合讲课内容直接提出，组织学生讨论，寻找答案，从而调动学生自主学习的积极性的兴趣，培养分析问题和解决问题的能力。

(3)启发式教学与课堂讨论相结合。启发式教学的目的是培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。在一些关键内容上，设计学生能够发现的问题，由学生提出，再围绕着提出的问题，组织学生讨论，解决问题。如装药量计算原理中单位炸药消耗量如何确定;导爆管起爆系统采用孔外延期实现延期爆破时，先起爆的炮孔爆破后对网路会构成破坏，怎样才能避免这种现象发生;巷道掘进爆破时，如何提高爆破效率等，在讲授时不是由老师直接提出，而是启发学生发现问题和提出问题，然后再通过讨论，引导学生寻找答案，最后由老师总结给出建议性答案。

(4)注重课程作业的真实性和实用性。在矿山爆破技术方面，选择井巷掘进爆破、地下采场深孔爆破和露天深孔爆破等方面的实际工程项目作为课外作业基础资料，了解爆破设计的基本思路、方法和设计的过程，然后完成一个真实的爆破工程项目的设计，锻炼工程设计与计算能力，科技文献的写作能力，并对矿山的基本概况、井巷工程与采矿方法等内容有初步的了解，为后续课程的学习打下基础。

(5)实物、图片、视频短片等多种辅助教学手段相结合。在教学过程中实时地引入如雷管、炸药等实物模型，爆破工程图片，以及爆破视频短片等，使学生对爆破器材及爆破过程有个直观的感受，提高感性认识。

(6)自学与课程论文写作相结合。结合教学内容与国内外研究现状，安排课程论文写作，通过查阅相关的课外参考资料和文献资料，使学生了解国内外最新爆破技术的发展情况。课程论文可以是一人一题或一组一题，要求学生学会利用学校图书馆的电子文献资源，掌握文献检索方法。查阅的文献应有一定的数量，按科技文献写作格式撰写课程论文。从而锻炼学生的文献检索能力、学习能力和文献写作能力，同时熟悉科学研究的基本思路和方法。

(7)课程设计做到真题真做。安排一周的集中教学环节完成一个爆破工程项目的课程设计，熟悉爆破工程设计的基本思想和方法、掌握设计内容、爆破参数的选取和药量计算原理，爆破安全距离的计算方法，根据现场实际情况，提出爆破安全技术措施。课程设计题目均来自于工程实际，做到一人一题，按科技论文格式撰写课程设计说明书，并通过设计答辩。以设计说明书和图纸成绩、答辩成绩和设计过程考核成绩三者综合成绩作为最终考核成绩。

(8)爆破工程实习与采矿生产实习相结合。在采矿生产实习过程中，安排1～2天的爆破工程实习，了解爆破设计的主要内容，爆破施工过程和方法，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。采用平时考核与期末考试相结合课程考核方式。平时考核重点考核学生课堂的听课效果、发现问题和解决问题的能力及完成作业情况，以课堂提问考核、课外作业考核及课程论文考核为主，占考核总成绩的30%。期末考试重点考核学生掌握爆破的基本理论和基本技能以及在工程上的实际应用，占总成绩的70%。课程设计主要采用说明书与答辩相结合的方式进行考核。

五、结 语

教学设计是教学过程中的一项长期的活动，根据采矿工程专业的培养目标结合爆破工程课程的特点及多年的教学经验，对爆破工程课程进行了设计并实施，使得爆破工程课程的教学目标更加明确，教学过程更加清晰、规范，教学效果得到有效地保证，尤其是学生在工程实践能力方面得到了很好地锻炼，为后续专业课程的学习以及就业后的工作打下了坚实的基础。

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