“紫金模式”下凿岩爆破课程教学探索与实践

楼晓明 岳丹

[摘 要]“紫金模式”下凿岩爆破课程教学的目的是培养理论、实践和设计能力强，并能适应经济社会发展需要的高级爆破工程师型技术人才。针对凿岩爆破课程教学环节的特点及目前普遍存在的问题，从提升学生收集信息能力和创新能力、改善凿岩爆破课堂教学的生动和可操作性、建设爆破实验室和实践教学基地、提高学生凿岩爆破技术方案的设计能力四方面，提出“紫金模式”下凿岩爆破课程教学的思路及实践，并分析了面临的问题和下一步教学工作的重点。

[关键词]紫金模式；凿岩爆破；课程教学；探索与实践

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2018）06-0063-03

0、引言

凿岩爆破课程是采矿工程专业课设置中一门重要的专业必修课，它具有技术基础课的特点，是采矿工程专业的主要支撑课之一。学生通过对各章节的学习，在掌握各类爆破基本理论、爆破器材基本知识、炸药爆炸性能、工业炸药基本知识、各类起爆器材和起爆方法、工程地质基本知识、岩石爆破基本理论等的基础上，还要能进行井巷掘进爆破、露天台阶爆破等爆破方案的设计，能根据岩石性质、周边环境、爆破条件等对起爆方法与网络、爆破安全、爆破效果等进行合理分析，并预测爆后效果，理解和判断各种不同爆破方案带来的效果、存在的问题等。同时，学生应对爆破安全规程中的相关规程比较熟悉。只有达到这样的目标，学生才能在毕业进入矿山或爆破公司后迅速转型成为爆破技术骨干。

显然，要掌握以上知识，必须对爆破器材的性能、凿岩爆破的理论、设计及现场实践等有较好的理解。针对这一目标，本文从课程教学改革的角度出发，对凿岩爆破教学环节存在的问题及目前正在试行的“紫金模式”下凿岩爆破课程教学改革思路和实践情况进行了分析和总结。

一、凿岩爆破课程教学环节的特点

从教学的角度来说，凿岩爆破课程是一门理论、设计与实践相结合的基础课程。根据教学大纲的要求，本科学生在理论方面，应掌握爆破器材的性能及各种起爆方法、地质特性对爆破的影响、爆破破岩机理等知识点；设计方面，应能根据理论知识，按规范较完整和系统地设计出露天台阶浅、中深孔爆破和井巷（隧道）掘进爆破等技术方案，并能较好地控制爆破安全和预测其爆破效果；实践方面，应能熟练地使用爆破器材，并对整个爆破施工流程进行规范化施工。然而，由于爆破工程行业的特殊性和危险性，大学校区的学生不可能接触到真实的爆破器材。学生即使根据要求进行了完整的爆破技术方案设计，也会因为难以有爆破施工現场开展实践。这就使学生的爆破设计方案不能与现场地质条件等结合，学生不能根据具体情况修正爆破设计参数，无法了解钻孔和检查、装药、堵塞、网络连接、警戒和起爆等过程中出现的问题，也无法对爆破效果的好坏、对周边环境的影响、爆破有害效应防护等进行分析，从而得出合理的结论。因此，学生在课堂中学到的理论知识、爆破技术设计方案等难以与现场结合，只能停留在理论上，对学生在现场施工流程的实践操作等能力的培养将出现空白。

二、凿岩爆破课程教学环节存在的问题

尽管学校对课程教学很重视，然而受凿岩爆破课程教学环节特点的影响，加上许多高校的年轻教师未受过爆破知识系统、扎实的工程训练，他们虽有理论知识和较强的科研工作能力，但对爆破公司或矿山等爆破施工现场的规范化操作流程、爆破技术方案的设计及根据现场情况进行的修正等知之甚少，难以在爆破技术方案的设计、现场施工等方面以真题真做的形式对学生进行有效指导，这导致凿岩爆破课程教学环节的质量难以得到有效保证。这样培养出的学生在进入矿山或爆破公司后，不仅难以在爆破行业发挥技术骨干的作用，甚至由于没有较好地掌握相关知识，不仅做不了实际情况下的爆破方案技术设计，不能预测爆破后的效果好坏及对周边环境等的影响程度，甚至会出现现场施工违规操作的现象，有的还可能出现安全事故。

三、“紫金模式”下凿岩爆破课程教学思路与实践

福州大学紫金矿业学院是由企业“支持办学建设、参与办学过程、检验办学成效”的新型学院。学院采用一校两地新型“紫金模式”，即三年在校基础课程与专业基础课程学习加一年在基地及企业学习与实习，企业参与学生培养的方法[1]。为了提高凿岩爆破课程教学质量，培养具有理论、设计和实践能力强的爆破工程技术人才，福州大学紫金矿业学院采矿工程本科专业在全新的“紫金模式”下就凿岩爆破课程教学进行了探索性的改革和实践。

（一）提升学生收集信息的能力和创新能力

由于本科生情报意识较差，他们在收集情报、获取和分析利用、引证参考文献等方面的能力有待提高，这些都削弱了他们的创新能力[2]。因此，在课程教学初期，应加强对本科生信息素质和检索的教育，并与图书馆相关教师建立本科生的信息素质教育咨询服务。同时，布置作业，要求学生到期末之前，提交一篇内容为学生对爆破工程技术或爆破器材的认识、爆破在工程领域的应用、爆破技术的现状、未来爆破的发展趋势以及教材中关于爆破知识点其他内容的论文式报告，充分挖掘学生的自学潜力，并让学生通过使用清华同方、万方等数据库网络资源锻炼自身查阅资料和撰写报告的能力。另外，为加深学生对爆破知识的理解，学生在上课过程中可以提出问题，教师安排特定课时以师生共同研讨的方式解决问题，并通过规定论文式报告必须达到的要求、安排作业质量较好的学生发表小论文得到创新学分、提高优秀作业平时成绩等方式来保证作业质量。

（二）改善凿岩爆破课堂教学的生动性和可操作性

要使凿岩爆破课堂教学生动、学生专心听讲，教师应有较好的专业理论水平和现场实践经验，能带动学生，形成交互式教学。教师应有充足的现场实践案例，根据爆破行业的特殊性，针对每一个实践操作细节不到位，都能说明可能存在的危险或出现的问题及已有的血的经验教训。对理论性知识点，能深入浅出地解释并有针对性地解决在此基础上存在的实际问题。对设计知识点，能根据岩石地质条件、炮孔直径和炸药等因素，合理并熟练地做出规范能施工的爆破技术设计，等等。

如理论联系实际解释类知识点：炸药的分解，在课堂内，要说明炸药分解的原因及带来的后果。学生理解清楚后，可以以炸药库的存放及防高温、炸药变质失效产生的问题等作为作业，让学生通过网络及相关爆破类图书查找库内存放炸药的规定和通风防高温的措施、炸药变质可能产生的多种不同后果等。

如实践操作类知识点：为解决导爆管雷管如何捆绑被引爆的导爆管并用起爆器起爆的问题，在课堂教学前应准备好与现场实际使用相同但没有炸药的导爆管雷管和导爆管教具，以及现场使用的导爆管连接器（如三通、四通）、胶布、母线和起爆器等。在课堂教学时，应对起爆器材质量的要求、检查和使用的方法等说明清楚，并对每一个实际操作步骤，说明按爆破规程操作的方法及违规可能产生的问题及带来的后果。最后，布置作业，让学生自己设计网络，并通过到爆破实验室实验的方式完成导爆管雷管网络连接及起爆实验。

如露天台阶爆破设计知识点：为解决孔排距等参数问题，应从理论和经验两方面对各不同炮孔直径的爆破参数进行全面讲授；在此基础上，布置作业，让学生以实际例子（如紫金山露天矿台阶爆破参数设计）对孔排距、深度、炸药单耗与药量等参数进行设计，并对理论设计、经验取值和紫金山露天矿台阶实际爆破参数进行对比，修改参数。

显然，要达到以上要求，教师在理论、设计和现场实践操作方面应具有“双能双师”的能力。紫金矿业学院在招聘采矿工程系教师时注重其企业工作经验，在组成爆破教学团队后，通过报考中高级爆破工程技术人员安全许可证、到紫金矿业集团紫金山露天矿和地下矿进行实践训练或挂职、科研及经常参加爆破公司及省爆破协会相关技术人员的交流等方式来提高他们的相应能力。

（三）建设实验室和实践教学基地

要提高凿岩爆破教学质量，实验室和实践教学基地建设必不可少。目前，凿岩爆破需要做的实验包括导爆管爆破网路模拟实验、电雷管爆破网路模拟实验、炸药猛度测定、殉爆距离测定、雷管穿孔实验等。随着爆破行业的发展及要求的提高，爆破振动检测越来越被行业所重视。因此，现场爆破振动检测实验也随之变得重要。

由于爆破行业的危险性，目前校区内本科生凿岩爆破实验室基本上以导爆管爆破网路模拟实验和电雷管爆破网路模拟实验为主，而在有条件的教学单位，则可以采用到现场实验的方式解决炸药猛度、殉爆距离、雷管穿孔、爆破振动测试等实验。因此，在校区内建设露天台阶爆破网络连接实验模型和井巷（隧道）爆破网络连接实验模型对提高学生实验教学很有必要。在有条件的教学单位，则应充分利用现场可实验场所或建设实践教学基地，并在教学培养方案中灵活安排教学时间，保证学生的实验教学质量。“紫金模式”凿岩爆破课程实验教学，分凿岩爆破课程内实验和凿岩爆破独立课程实验，校区内建设导爆管雷管或电雷管的网络连接并起爆的露天台阶和井巷（隧道）爆破实体模型（具体如图1和图2所示）；上杭教学基地（国家实践教学中心）建设炸药猛度、雷管穿孔等实验室，并利用生产实习期间进行爆破振动测试，向爆破技术人员学习现场操作流程和管理方法，回上杭教学基地撰写实验报告。

（四）提高學生凿岩爆破技术方案的设计能力

作为未来的爆破工程技术人员，本科生应能根据所学爆破知识，较合理地设计出台阶浅或中深孔爆破、井巷（隧道）掘进爆破等岩土类爆破技术方案，并能提出合理有效的安全技术控制措施，较好地预测其爆破效果。为达到以上目标，在授课过程中，应提高学生凿岩爆破技术方案的设计能力和分析能力。

“紫金模式”凿岩爆破课程教学重视学生爆破技术方案的设计和分析能力，在爆破设计模块教学方面，提高设计和分析题考试的分数比例。首先，在较完善地教授相应知识的基础上，对浅孔、中深孔台阶爆破技术设计方案和井巷（隧道）掘进爆破技术设计方案进行较为完整和系统地讲解，并对多个现场工程实际案例进行分析，提出存在的问题及解决的方法。然后，以爆破工程技术人员中高级岩土类设计考试题、紫金山露天矿台阶爆破技术设计和紫金山地下矿井巷（同时扩展到隧道）掘进爆破技术设计题等作为考试设计题库，保证学生有一定的设计题量，确保他们的爆破技术方案设计能力。最后，考虑到理论设计与现场实际施工参数的结合问题，学生在凿岩爆破独立课程实验期间，先对紫金山露天矿台阶爆破技术方案或井巷掘进爆破技术方案进行设计，其中包括爆破振动测试方案，然后利用生产实习期间充分结合现场，对比发现问题，利用振动测试数据和现场实际施工参数修正理论设计技术方案，撰写好实验报告并进行答辩。

四、“紫金模式”下凿岩爆破教学环节面临的不足及措施

“紫金模式”下凿岩爆破课程教学环节经过几年的摸索和实践，取得了一定的成效，但仍存在一些不足，需要进一步深入研究解决。

（一）凿岩爆破实验环节比较薄弱

鉴于爆破器材的危险性，凿岩爆破实验环节除能替代的教具、模型等学生能亲自动手外，独立设置的爆破实验课部分实验只能以实验教师演示为主，无法让学生动手实践。在凿岩爆破独立课实验期间，尽管能利用生产实习到爆破施工现场装药警戒范围之外进行观看和听讲，但无法解决亲自动手体会规范化操作及根据现场实际情况修正爆破设计参数等问题。对于实践动手能力要求较高的凿岩爆破课程，下一步的工作重点之一是，采取如数字化平台等其他有效方法，弥补实验平台、教具、实验模型等的真实性，让学生能在亲临现场的模拟环境下，动手安全地完成设置的实验，提高学生现场施工动手和爆破设计等能力。

（二）网络资源太少且没发挥应有的功能

对于凿岩爆破课程而言，网络资源主要包括多媒体课件、实验教学录像、授课录像、爆破工程案例视频、作业和考试题库、模拟试卷等。这些网络资源对本科学生预习、自学、知识的扩展，对教师教学计划和教学内容的安排、自身教学能力的提高等都有着重要作用。下一步教学工作的重点是优化爆破工程课件，修订教材或在教案中植入适当的爆破安全规程知识点和生产实习点（紫金山露天矿和地下矿）爆破知识点，制作授课录像和实验教学录像，广泛收集并精选典型案例和视频材料，建立“典型案例库”等，利用网络平台，在网上建立起较完善的教学平台，让学生能充分利用网络资源与教师在网上进行互动、交流。

凿岩爆破课程教学环节虽然存在一些问题，但其教学效果是显而易见的。近几年的凿岩爆破课程教学实践表明，在学校和紫金矿业集团的共同支持下，我们根据爆破公司和矿山企业对爆破人才的需求，结合“凿岩爆破”课程教学环节的特点，利用现代技术手段对课程教学进行了不断地探索和实践[3]。我们有信心克服 “紫金模式”凿岩爆破课程教学环节中存在的问题，并积极进行教学改革探索，培养出企业真正需要的高级爆破工程师型应用人才。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 楼晓明，刘羽，黄培明，王少怀，余飞. “紫金模式”下采矿专业卓越工程师教育的教学思路与实践[J]. 中国地质教育，2011（2）：1-4.

[2] 马费成，丁韧，李卓卓. 案例研究：武汉地区高校学生信息素养现状分析[J].图书情报知识，2009（1）：24-29.

[3] 王新生. 《爆破工程》课程教学改革与实践[J].教育教学论坛，2016（24）：131-132.

[责任编辑：陈 明]