“爆破工程”課程教學設計與能力培養(yǎng)

張云鵬

(河北聯(lián)合大學礦業(yè)工程學院，河北唐山063009)

“爆破工程”課程教學設計與能力培養(yǎng)

張云鵬

(河北聯(lián)合大學礦業(yè)工程學院，河北唐山063009)

爆破工程，教學目標，教學設計，教學方法

提出了爆破工程課程設計的原則，圍繞著采礦工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，明確了“爆破工程”課程具體的教學目標。對教學內容體系和教學方法提出了具體的建議。

一、教學設計的原則

知識是載體，能力的培養(yǎng)是目的，這是現(xiàn)代教育的基本理念。爆破工程課程教學設計的原則就是以學習和掌握爆破工程基本知識為載體，以培養(yǎng)工程實踐能力和綜合素質為目的?！氨乒こ獭闭n程是采礦工程專業(yè)的一門主要專業(yè)課程，是采礦工程專業(yè)培養(yǎng)方案中的重要組成部分。因此“爆破工程”課程應體現(xiàn)以下特點:

(1)突出人才培養(yǎng)目標。以專業(yè)人才培養(yǎng)目標為核心，圍繞著工程實踐能力、有效思維能力、創(chuàng)新能力等的培養(yǎng)，兼顧綜合素質和能力的提高，設計課程的教學目標，構建內容體系，設計教學方法和手段。

(2)突出工程實踐能力的培養(yǎng)。在學習爆炸和爆破的基本知識的基礎上，重點對礦山爆破技術進行闡述，同時增加爆破設計和爆破施工的內容和工程實例，增加爆破工程設計的訓練，提高學生的工程設計能力。

(3)突出安全知識。以《爆破安全規(guī)程》、《民用爆炸物品安全管理條例》為依據(jù)，學習爆破安全技術及安全管理方面的知識，增強安全意識，培養(yǎng)安全管理能力。

(4)注重引入先進的爆破工程技術及現(xiàn)行的國家技術標準和規(guī)范，內容具有先進性和實用性，符合國家標準和規(guī)范的要求。

(5)在教學方法上，注意教學模式的多樣化，增加課堂討論、課程論文和課程設計內容。

二、教學目標

人才培養(yǎng)目標是教育教學活動的最終目的，是規(guī)范的教育教學標準，是一切教學活動的核心。教學目標是人才培養(yǎng)目標的具體體現(xiàn)，在進行教學設計時，應首先對課程的教學目標進行設計。

采礦工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標就是培養(yǎng)采礦工程師。美國職業(yè)工程師(P．E．)協(xié)會主席對工程師提出的要求是:“工程師要有數(shù)學、基礎科學和工程科學方面的堅實基礎，必須具備與工程原理相關的在經(jīng)濟、社會、法律、美學、環(huán)境和倫理等非技術領域的知識。工程師應該是一個能夠根據(jù)社會需求提出概念，進行設計，從事開發(fā)，形成新技術，并且能制定標準的人。工程師還應該做到能規(guī)劃，有預見，能將問題系統(tǒng)化，并對關系到衛(wèi)生健康、生命安全、人民幸福、財產(chǎn)損失等方面系統(tǒng)的和部分的問題有判別能力”。因此采礦工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標是:掌握固體礦床開采的基本理論和方法，具備礦區(qū)開發(fā)規(guī)劃能力、礦山設計能力、礦山安全技術及工程設計能力、生產(chǎn)技術管理能力和科學研究能力等采礦工程師的基本素質和能力。據(jù)此，“爆破工程”課程的教學目標定位為:

(1)掌握炸藥、爆炸及爆破工程的基本理論和基本方法，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力;

(2)掌握礦山(巖土)爆破技術，培養(yǎng)爆破工程的設計能力、爆破施工管理和組織能力;

(3)掌握爆破安全技術及安全管理知識，熟悉炸藥及爆破安全等方面的法律、法規(guī)和國家標準，培養(yǎng)安全管理能力;

(4)了解爆破工程前沿研究課題和先進的爆破技術，了解科學研究的思想和方法，熟悉文獻檢索方法和電子文獻資源，培養(yǎng)文獻寫作能力和初步的爆破工程科學研究能力。

三、教學內容設計

爆破工程課程的主要內容包括炸藥及爆炸的基本知識和基本理論，起爆方法與起爆器材，巖石及巖石爆破的基本理論，巖土爆破技術，爆破設計與施工組織，爆破安全技術與安全管理。在內容安排上，壓縮炸藥性能實驗、不常用的工業(yè)炸藥、火雷管與導火索起爆法、巖石的物理性質等內容，增加爆破工程實例、爆破工程設計與施工、爆破安全技術與管理等內容。

(一)重點內容

在介紹炸藥、爆炸及爆破工程的基本概念的基礎上，講授炸藥爆炸的基本理論。其中重點講授在爆破工程中有重要意義的炸藥的起爆機理、炸藥的感度、爆轟波理論、炸藥的熱化學以及炸藥的爆炸作用等內容。要求掌握炸藥的爆熱、爆速、爆容、殉爆距離、爆發(fā)點、做功能力和猛度等基本概念以及在爆破工程中的實際意義。

在工業(yè)炸藥方面，重點講授銨油炸藥、乳化炸藥等礦山常用炸藥的性能、主要成分和生產(chǎn)工藝。對于其他不常用的工業(yè)炸藥作一般地介紹。

在起爆器材與起爆方法方面，在介紹火雷管、電雷管與導爆管雷管及導爆索和導爆管的結構和性質的基礎上，重點對電雷管起爆法、導爆管起爆法和導爆索起爆法等三種起爆系統(tǒng)作詳細講授，掌握三種起爆方法的設計計算和網(wǎng)路聯(lián)接。

巖石和巖石爆破的基本理論部分重點講授巖石的地質結構、巖石的碎脹性、巖石的強度等力學性質對爆破作用的影響，巖石爆破作用機理，爆破漏斗，裝藥量計算原理，巖石爆破作用原理等，掌握裝藥量計算方法及爆破作用原理在爆破工程中的實際應用。

礦山爆破技術部分講授露天深孔爆破，井巷(隧道)掘進爆破，地下采場淺孔和深孔爆破，光面爆破與預裂爆破及硐室爆破技術。掌握炮孔(藥室)布置、爆破參數(shù)確定和裝藥量計算方法。

爆破設計與爆破施工組織講授爆破設計和爆破施工組織的內容和方法，掌握爆破設計的基本方法和設計思想，掌握爆破組織施工的基本能力。

爆破安全技術和安全管理介紹爆破地震、空氣沖擊波和個別飛散物等爆破有害效應安全距離的計算及預防控制措施，介紹爆破人員管理、爆破工程項目管理、爆破器材管理和爆破施工管理等爆破安全管理的基本知識，增強安全意識。

(二)難點內容

課程的難點在于爆破的基本理論及其在工程中的應用。如巖石爆破機理，爆破漏斗理論，裝藥量計算原理，巖石爆破作用原理等，在淺孔爆破、深孔爆破及硐室爆破中如何用爆破理論解決工程實際問題，進行爆破設計和計算。

(三)與其他課程的銜接

注重利用已經(jīng)學過的知識，強化基礎課程在本課程中的具體應用，如炸藥與炸藥爆炸的基本理論部分應注意應用化學與熱力學方面的知識;在巖石爆破理論方面應熟悉地質學與工程力學方面的知識;在井巷掘爆破部分應注意與井巷工程課程的結合，將井巷工程施工與爆破方法結合起來講授。對于未學過的課程作一初步介紹，為本課程的學習打下基礎，如在講授地下淺孔爆破、地下深孔爆破及露天深孔爆破等內容前應首先介紹采礦方法與工藝的基本知識，對露天開采和地下開采有基本的了解。

四、教學方法設計

本課程安排課堂理論教學、實習教學和課程設計三種教學方式進行教學，在不同的教學環(huán)節(jié)中注重采用多種教學模式和方法。

(1)理論與實踐相結合。在課堂教學中，注重理論與工程實際的結合，而不是單純地就理論而講理論，重點講授理論對工程實踐的指導意義，以培養(yǎng)學生的工程實踐能力。如爆轟波穩(wěn)定傳播與臨界直徑對炮孔直徑與炸藥選用的意義;炸藥的起爆與感度對安全可靠地使用炸藥的意義;鉛壔擴孔值和炸藥的猛度與巖石爆破機理的關系;巖石爆破的內部作用(壓縮區(qū)、裂隙區(qū)和振動區(qū))對光面爆破和預裂爆破的指導意義;應用應力波的傳播與反射理論解釋自由面的作用，對節(jié)理裂隙對爆破破碎和爆破塊度的影響分析等。

(2)課堂提問與課堂討論相結合。每一部分內容都設計多問題，由老師結合講課內容直接提出，組織學生討論，尋找答案，從而調動學生自主學習的積極性的興趣，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。

(3)啟發(fā)式教學與課堂討論相結合。啟發(fā)式教學的目的是培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。在一些關鍵內容上，設計學生能夠發(fā)現(xiàn)的問題，由學生提出，再圍繞著提出的問題，組織學生討論，解決問題。如裝藥量計算原理中單位炸藥消耗量如何確定;導爆管起爆系統(tǒng)采用孔外延期實現(xiàn)延期爆破時，先起爆的炮孔爆破后對網(wǎng)路會構成破壞，怎樣才能避免這種現(xiàn)象發(fā)生;巷道掘進爆破時，如何提高爆破效率等，在講授時不是由老師直接提出，而是啟發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，然后再通過討論，引導學生尋找答案，最后由老師總結給出建議性答案。

(4)注重課程作業(yè)的真實性和實用性。在礦山爆破技術方面，選擇井巷掘進爆破、地下采場深孔爆破和露天深孔爆破等方面的實際工程項目作為課外作業(yè)基礎資料，了解爆破設計的基本思路、方法和設計的過程，然后完成一個真實的爆破工程項目的設計，鍛煉工程設計與計算能力，科技文獻的寫作能力，并對礦山的基本概況、井巷工程與采礦方法等內容有初步的了解，為后續(xù)課程的學習打下基礎。

(5)實物、圖片、視頻短片等多種輔助教學手段相結合。在教學過程中實時地引入如雷管、炸藥等實物模型，爆破工程圖片，以及爆破視頻短片等，使學生對爆破器材及爆破過程有個直觀的感受，提高感性認識。

(6)自學與課程論文寫作相結合。結合教學內容與國內外研究現(xiàn)狀，安排課程論文寫作，通過查閱相關的課外參考資料和文獻資料，使學生了解國內外最新爆破技術的發(fā)展情況。課程論文可以是一人一題或一組一題，要求學生學會利用學校圖書館的電子文獻資源，掌握文獻檢索方法。查閱的文獻應有一定的數(shù)量，按科技文獻寫作格式撰寫課程論文。從而鍛煉學生的文獻檢索能力、學習能力和文獻寫作能力，同時熟悉科學研究的基本思路和方法。

(7)課程設計做到真題真做。安排一周的集中教學環(huán)節(jié)完成一個爆破工程項目的課程設計，熟悉爆破工程設計的基本思想和方法、掌握設計內容、爆破參數(shù)的選取和藥量計算原理，爆破安全距離的計算方法，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，提出爆破安全技術措施。課程設計題目均來自于工程實際，做到一人一題，按科技論文格式撰寫課程設計說明書，并通過設計答辯。以設計說明書和圖紙成績、答辯成績和設計過程考核成績三者綜合成績作為最終考核成績。

(8)爆破工程實習與采礦生產(chǎn)實習相結合。在采礦生產(chǎn)實習過程中，安排1～2天的爆破工程實習，了解爆破設計的主要內容，爆破施工過程和方法，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。采用平時考核與期末考試相結合課程考核方式。平時考核重點考核學生課堂的聽課效果、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力及完成作業(yè)情況，以課堂提問考核、課外作業(yè)考核及課程論文考核為主，占考核總成績的30%。期末考試重點考核學生掌握爆破的基本理論和基本技能以及在工程上的實際應用，占總成績的70%。課程設計主要采用說明書與答辯相結合的方式進行考核。

五、結 語

教學設計是教學過程中的一項長期的活動，根據(jù)采礦工程專業(yè)的培養(yǎng)目標結合爆破工程課程的特點及多年的教學經(jīng)驗，對爆破工程課程進行了設計并實施，使得爆破工程課程的教學目標更加明確，教學過程更加清晰、規(guī)范，教學效果得到有效地保證，尤其是學生在工程實踐能力方面得到了很好地鍛煉，為后續(xù)專業(yè)課程的學習以及就業(yè)后的工作打下了堅實的基礎。

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