《爆破工程》课程教学改革与实践

王新生

摘要：为了提高《爆破工程》课程教学质量，增强学生对专业课学习的兴趣，达到专业培养目标要求，本文对该课程的教学进行了改革与实践，从教学内容、教学手段与方式等方面入手进行了探索与研究，并取得了良好效果。

关键词：爆破工程；课程教学；改革与实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）24-0131-02

一、前言

《爆破工程》课程是本科采矿工程专业的必修课，是《井巷工程》、《隧道工程》、《地下工程》、《爆破安全技术》等课程的基础课，爆破技术是采矿工程、土木工程、水利工程、交通土建工程中不可缺少的工艺和技术，又是能够独成体系的工程技术。目前我校采矿工程、安全工程、城市与地下空间工程专业以及土木工程专业的各个方向都开设有《爆破工程》课程，多年来形成了自己的教学特色，建立了一个承前启后、能文能武的师资梯队，培养了一代又一代从事爆破事业或相关行业的优秀人才，完成了多项教学、科研和工程项目成果。《爆破工程》课程随着社会的需要而发展，随着科技的进步而不断完善。

尽管有文献对《爆破工程》课程的教学改革进行了一些探索和实践[1-3]，但在新形势下，为突出我校各专业教学特色和保证该课程持续、健康发展，对本课程制定其发展规划，拓展其改革思路势在必行。

二、教学目的及要求

学生通过对本课程的学习，应能掌握炸药爆炸的基本理论和岩石破碎基本原理，了解爆破工程的发展概况及应用前景，掌握爆破工程设计和施工的基本知识和方法，具备独立从事爆破方案设计的基本技能，熟悉炸药与爆破安全等方面的法律、法规和国家标准，掌握爆破安全技术与安全管理知识，具有爆破施工组织与管理的能力。根据我校本科生《爆破工程》课程大纲要求，共安排课堂教学36学时，实验教学4学时。

三、课程教学面临的问题

作为一门理论性和实践性都很强的应用技术课程，《爆破工程》课程教学改革的目的是提高教学质量，增加学生对本门课程及相关专业的兴趣，培养出适应社会发展要求的专门技术人才，但就目前的教学而言，仍然面临不少问题与矛盾。

1.教学内容多与教学课时少的矛盾。《爆破工程》课程是一个完整的体系。首先必须要求学生掌握炸药及其爆炸的基本知识，会正确选择起爆器材和合理选用起爆方法，才能保证使用时的安全；其次应了解岩石的基本性质及掌握炸药在岩石中爆破破碎的基本原理，以便取得良好爆破效果；第三，由于爆破环境与条件的千差万别，学生应该能够熟练掌握和灵活运用各种爆破技术，并确保安全施工。要在有限的学时内，教授学生以上这些内容，不是件容易的事情。同时，对于一门实践性很强的课程，4个学时的实验教学更是少之又少。

2.提高学生对专业课的兴趣和专业本身特点的矛盾。不论是采矿工程、安全工程、城市与地下空间工程专业，还是土木工程专业的一些方向，毕业后的工作环境、条件及收入等与学生本人的期望总有一定差距，造成一些学生专业思想严重，进而导致学生对所开设的课程学习兴趣不高，精力投入不够。

3.提高教学质量与教学手段缺乏的矛盾。师资、教材、教学手段与教学方法等都对提高教学质量起着重要作用。师资水平的提高、高质量教材的编写不是一蹴而就的事情，需要长期的积淀和总结；经费紧张导致教学设备扩充困难，教具、实验条件和设备等都难以满足提高教学质量的要求。

以上都是进行《爆破工程》课程教学改革所必须要考虑解决的问题。

四、教学内容的改革

教材是开展教学工作的基础，教材质量的高低对教学效果影响很大。目前我校所选用的《爆破工程》教材是由戴俊主编、机械工业出版社出版的普通高等教育“十一五”国家级规划教材和21世纪高等教育土木工程系列规划教材[4]，虽然能满足基本教学大纲的要求，但难以同时满足各专业方向的需求和突出我校《爆破工程》教学的特色。

为此，除了选用教材之外，还指定一些优秀参考书[5]供学生课下学习，同时团队成员对多年来的教学和科研工作也进行了总结和整理[6，7]，在教学过程中，可以结合各专业方向特点分别呈现给学生，同时计划编写出符合我校教学特色的教材。此外，爆破工程是一门不断发展的学科，教学内容也应随其发展及行业标准修订而进行相应调整。如伴随钻孔设备、机具的改进和钻孔效率的提高，并出于安全考虑，一些爆破工艺逐渐被取消或禁用。新修订的《爆破安全规程》（GB6722-2014）规定：药壶爆破已禁止使用，露天裸露爆破也面临禁止使用，硐室爆破限制使用，等等；火雷管、导火索已禁止使用，铵梯炸药已停止生产。与此同时，一系列的新工艺、新技术应运而生，例如，逐孔起爆技术、精确延时起爆技术、高台阶抛掷爆破技术、现场混装技术和预装药技术等获得推广应用。

五、教学手段与方式的改革

1.强调爆破工程应用的广泛性，培养学生的学习兴趣。爆破作为工程施工的一种重要手段，被广泛应用于国民经济建设的各个领域。从各种矿石、建筑材料的开采以及煤炭、石油、天然气等能源的开采，交通工程、水电工程建设及地下空间开发与利用，地基处理和水下炸礁，到高大建（构）筑物拆除和大规模移山填海，爆破工程正以其不可替代的优势发挥着越来越重要的作用。此外，在医疗、爆炸成型与切割、爆炸合成新材料以及森林灭火等方面也得到了应用。通过教学，使学生能深入了解爆破工程应用领域和发展前景，激发学生的学习兴趣。

2.淡化理论公式推导，重点讲解基本原理及经验公式的实际应用。由于炸药爆炸是一个包含有高温、高压、高速度的复杂过程，目前尚有许多问题仍停留在假说和经验公式计算阶段，如岩石爆破破碎原理的三种基本假说、萨道夫斯基经验公式等，再加上爆破介质的不均匀性和环境的千差万别，使得很多问题不像数学那么严密，所以在教学中应少讲理论公式推导，重点讲解基本原理、结论及经验公式的合理应用，让学生真正能够做到学以致用。

3.精选典型案例，讨论分析教学。通过选择典型案例作为教学资料，不仅可以启迪学生的思维，培养他们理解和分析问题的能力，同时由于教学中的案例来源于实践，具有很强的针对性和典型性，对学生也有很强的说服力。多年来，课题组教师主持、参与完成了许多项爆破工程项目及课题研究，有很多成功的经验值得总结，同时也通过多种途径搜集整理了国内外一些有关爆破方面的典型案例，建立了自己的“典型案例库”。典型案例教学做到了理论与实践的结合，激发了学生的学习兴趣，教学效果明显。

4.借助计算机技术，开展多媒体辅助教学。多媒体技术可以对文本、图形图像、动画、声音、视频等多种媒体素材进行综合处理，利用它的这一特点及其强大的交互性功能，制作的计算机辅助教学课件，能充分创造出一个图文并茂、有声有色的教学环境。本课程虽已从传统的黑板+挂图的教学进升为多媒体教学阶段，但目前的多媒体内容尚需进一步完善。拟将爆轰理论、岩石破碎原理、爆破网路与参数设计等章节内容增改为三维动画课件，将地下工程掘进爆破技术、露天爆破技术和拆除爆破技术等章节内容增改为工程实例讲解和爆破视频播放。应用多媒体技术来教学是一项长期的工作，多媒体技术也在不断的创新。只有通过不懈的努力，在制作多媒体的技术上不断地学习和完善，才能使多媒体技术真正给课堂教学带来质的飞跃。

5.应用数值模拟软件，再现实验过程。随着计算机技术的迅速发展，数值模拟在爆破理论和技术研究领域的应用取得了令人瞩目的成绩[8]，同时也给爆破工程辅助实验教学指明了新的发展方向。传统的爆破实验具有一定的危险性，一些实验现象难以捕捉和记录，影响了实验教学效果。利用数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA或AUTODYN进行计算机辅助实验教学，能够再现实验过程和现象，获取实物实验难以记录的信息，确保实验安全，激发了学生的学习兴趣，有利于增强爆破效果。

6.加强现场实地教学，增强动手能力。爆破工程是一门实践性很强的课程，无论对于技术、质量还是安全，都有很高的要求。为了增强学生对课堂教学内容的理解和掌握，实验课和现场实地教学都是必不可少的教学环节。俗话说：百闻不如一见。因此在条件许可的情况下，应尽可能的带领学生到工程爆破现场进行参观学习，开展实地教学。指导学生参加一些实际爆破工程项目的设计，在教师和现场工程技术人员的指导下，让学生亲身参与现场爆破工程的施工、质量控制与安全防护工作。

六、结论

《爆破工程》课程教学的实践表明，结合各专业需求与技术发展方向改革教学内容，结合课程特点与现代技术手段改革教学手段与方式，均能取得良好的教学效果。课程教学的改革是一个不断探索和实践的过程，需要我们长期不懈的坚持和努力，只要我们朝着一切为了学生发展的目标努力，定会把《爆破工程》建成受学生欢迎的课程。

参考文献：

[1]张云鹏.“爆破工程”课程教学设计与能力培养[J].河北联合大学学报（社会科学报），2012，（4）：97-99.

[2]付菊根.《爆破工程》课程教学改革探索[J].煤矿爆破，2000，（4）：25-27.

[3]何姣云，余周武.高职院校《爆破工程》课程教学改革研究[J].管理观察，2010，（6）：107-108.

[4]戴俊.爆破工程[M].北京：机械工业出版社，2007.

[5]王玉杰.爆破工程[M].北京：武汉理工大学出版社，2007.

[6]杨小林.岩石爆破损伤机理及对围岩损伤作用[M].北京：科学出版社，2015.

[7]高全臣，等.煤矿爆破实用手册[M].北京：煤炭工业出版社，2008.

[8]杨军，金乾坤，黄风雷.岩石爆破理论模型及数值模拟[M].北京：科学出版社，1999.