強化實踐能力的爆破工程課程建設與實踐

肖定軍 蒲傳金

摘? 要 爆破工程是一門實踐性很強的課程，其實踐與實驗內容又具有一定的危險性。通過近幾年的課程過程考核與優化，弱化理論考核，加強課程實踐與實驗考核，提出課程體系改革，單獨設立爆破課程設計與爆破工程綜合實驗環節，建立一定數量的典型爆破工程實物與數值模型，充分利用高精貴重設備設計開放大量實驗項目，培養學生基礎科研能力，對學生的爆破工程實踐能力培養取得良好的教學效果。

關鍵詞 爆破工程;全過程考核;實物與數值模型;實踐能力;開放實驗項目;實驗;高精設備

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）24-0128-03

0? 引言

爆破工程主要開設在采礦工程、巖土工程、交通工程等相關本專科專業中，是我國能源開采與巖土工程開展的重要手段之一[1-5]。然而由于爆破器材的管控嚴格，很多必須開展的課程實驗與實踐都無法開展，學生很難理解復雜抽象的爆破理論，難以掌握爆破理論知識以及實踐技能。為了控制爆破實驗的風險，有的單位甚至刪減爆破工程實驗學時或者簡化爆破工程實驗。因此，強化實踐教學，保證爆破工程實驗以及實踐的課時，提高實驗與實踐教學的質量，對達到爆破工程課程目標尤為重要[6-8]。

雖然有大量學者對爆破工程教學改革進行了有益探索，也取得一些成績[9-12]，但針對爆破工程實踐能力要求高與爆破實驗和實踐很難開展這一矛盾，少有有效合理的方法與課程改革。本文主要針對這一矛盾，立足于學校特點，采取多種手段強化學生爆破工程實踐能力，為讓工程爆破技術能更好地為社會服務，讓學生能夠更輕松地掌握爆破技術，提出相應措施，供廣大從事爆破工程教育工作者討論。

1? 修訂課程大綱，增加課程實踐

1.1? 強化全過程考核，增加實踐與實驗比重

教學大綱為每門課程明確了課程教學目標、教學目的、教學要求、教學內容以及理論與實驗的學時分配情況，是每一門課程的指揮棒?；诔晒麑蚪逃慕逃砟?，對爆破工程課程的教學大綱進行梳理修正，明確該課程對本科畢業生畢業要求的支撐與貢獻，確定實驗教學的具體內容與學時分配，增加課程過程的考核比例，減少理論教學，比例如圖1所示。實驗課程根據課程教學目標分為五類實驗單元，每一大類單元又由若干小實驗構成，如表1所示。

1.2? 增加選修實驗項目，培訓學生實驗興趣

每屆學生能力參差不齊，有的學生動手與自學能力強，很快能夠掌握課程所要求的實驗內容。在滿足課程基本要求的前提下，為學生提供一定數量的選做實驗內容，如表2所示，以此來豐富課程實驗體系，培養學生的實驗興趣以及科學的思維方式。

2? 課程體系改革強化實踐內容

2.1  單獨設立爆破課程設計實踐環節

為了貫徹企業需求導向，培養學生面對實際爆破工程進行獨立設計的能力，西南科技大學采礦工程2019新培養方案將爆破工程課程中的爆破設計考核內容單獨設置為爆破工程課程設計，使得學生更加全面掌握爆破設計的要點，強化其獨立完成爆破設計任務的能力。

2.2? 獨立爆破工程實驗

課程實驗時間有限，不利于爆破實踐教學系統地展開。而且實驗課程往往在學生心目中僅僅是教師演示，自己扮演觀眾的角色。增加實驗課程的學時數，改爆破工程八學時的課程實驗為24學時的爆破工程綜合實驗課程，利用增加課時量來系統強化學生的動手能力。

3? 改革傳統實驗方法，建立實物與數值模型

3.1? 建立典型的爆破工程實物模型

爆破網絡設計是爆破工程實踐教學的重要內容之一，且往往不易檢查，抽象難懂。通過建立典型的爆破工程實物模型，如圖2所示，以亮燈的順序來模擬訓練學生實踐爆破網絡設計，既能直觀地判斷學生是否正確對爆破網絡進行設計，又能培養學生學習的興趣。

網絡的設置與連接主要是靠雷管的延期時間來達到預期的爆破效果，隨著雷管技術的發展，電子雷管全面取代導爆管雷管、電雷管已經是大勢所趨，電子雷管是靠高精度電子延期控制電路實現精確的延期時間。與本爆破工程實物模型配套的網絡設置軟件如圖3所示，實現單發雷管的延期時間設置，這與電子雷管的延期時間設定有異曲同工的效果。

3.2? 利用課外實踐爆破工程數值模型庫

大部分爆破工程實驗具有一定的危險性，因此基本都是采用教師演示、學生觀察實驗結果的形式開展相關實驗內容，實驗的互動性差，學生僅僅觀察實驗的結果而不能對實驗過程進行分析觀察，不利于理解基本的原理。通過有限元數值計算平臺，利用高年級學生的課外實踐項目，逐步建立起數值模型庫，以便學生實驗前反復學習查看，理解其基本實驗原理。部分數值模型如圖4、圖5所示。

4? 利用科研設備及開放實驗項目提升實驗內涵

4.1? 開放高精貴重設備鼓勵本科學生使用

無論科研還是教學，都需要相應的設備支持。為了強化實踐能力培養，將部分高精貴重設備投入本科教學中。這些高精設備的投入使用不但可以提高此類設備的利用率，而且對復雜抽象的理論也能較好地理解掌握。據統計，西南科技大學采礦工程10萬元以上的高精設備對爆破工程方向的實踐項目開發率已經達到100%。

4.2? 加大開放實驗項目，培養學生基礎科研能力

通過本科與研究生相結合培養的模式逐步加大開放實驗項目。研究生的培養過程中通常都要進行相關的實驗與測試，因此在培養相關專業研究生同時，開放部分研究生的實驗項目與部分優秀本科生共享，以培養本科學生的科研興趣以及基礎科研能力。改變實驗課程主要由實驗教師講授、學生被動觀察的模式，由學生主動自主設計思考過渡。目前爆破方向的開放實驗與實踐項目共計10余項。

5? 結語

本文根據學校實際情況提出一系列強化爆破工程實踐教學的具體措施，取得良好的效果，并得到以下幾點經驗，供類似高校課程改革參考與討論。

5.1? 加強過程考核

在全過程考核過程中增加實踐與實驗環節，并適當增加學修課程，培養部分優秀本科生的科研興趣。據統計，每年進行爆破相關學生科技活動項目占采礦工程本科生科技活動的近50%，每年報考并錄取爆破方向的研究生占采礦工程錄取研究生總人數的60%。

5.2? 強化實踐課程體系，建立模型庫

立足于爆破工程課程設計、爆破工程綜合實驗，建立爆破工程實踐課程體系;并逐步建立爆破工程數值與實物模型庫，增強學生對抽象理論的理解。

5.3? 積極開放實驗項目

充分利用科研設備特別是高精設備，為本科生提供大量的開放實驗，在吸引他們的同時培養基礎科研能力，為學生畢業后從事爆破方向相關工作與學習打下基礎。■

參考文獻

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[9]肖定軍，蒲傳金.加強實踐教學的“爆破工程”全過程課程考核改革探討[J].中國電力教育，2013（32）：172-173，175.

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[11]張袁娟，張惠聚.《爆破工程》教學方法改革初探[J].西部探礦工程，2013，25（6）：166-167.