強(qiáng)化實(shí)踐能力的爆破工程課程建設(shè)與實(shí)踐

肖定軍 蒲傳金

摘? 要 爆破工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容又具有一定的危險(xiǎn)性。通過近幾年的課程過程考核與優(yōu)化，弱化理論考核，加強(qiáng)課程實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)考核，提出課程體系改革，單獨(dú)設(shè)立爆破課程設(shè)計(jì)與爆破工程綜合實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，建立一定數(shù)量的典型爆破工程實(shí)物與數(shù)值模型，充分利用高精貴重設(shè)備設(shè)計(jì)開放大量實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)科研能力，對(duì)學(xué)生的爆破工程實(shí)踐能力培養(yǎng)取得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 爆破工程;全過程考核;實(shí)物與數(shù)值模型;實(shí)踐能力;開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;實(shí)驗(yàn);高精設(shè)備

中圖分類號(hào)：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2021）24-0128-03

0? 引言

爆破工程主要開設(shè)在采礦工程、巖土工程、交通工程等相關(guān)本?？茖I(yè)中，是我國(guó)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(yán)格，很多必須開展的課程實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐都無法開展，學(xué)生很難理解復(fù)雜抽象的爆破理論，難以掌握爆破理論知識(shí)以及實(shí)踐技能。為了控制爆破實(shí)驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)，有的單位甚至刪減爆破工程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)或者簡(jiǎn)化爆破工程實(shí)驗(yàn)。因此，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，保證爆破工程實(shí)驗(yàn)以及實(shí)踐的課時(shí)，提高實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量，對(duì)達(dá)到爆破工程課程目標(biāo)尤為重要[6-8]。

雖然有大量學(xué)者對(duì)爆破工程教學(xué)改革進(jìn)行了有益探索，也取得一些成績(jī)[9-12]，但針對(duì)爆破工程實(shí)踐能力要求高與爆破實(shí)驗(yàn)和實(shí)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(duì)這一矛盾，立足于學(xué)校特點(diǎn)，采取多種手段強(qiáng)化學(xué)生爆破工程實(shí)踐能力，為讓工程爆破技術(shù)能更好地為社會(huì)服務(wù)，讓學(xué)生能夠更輕松地掌握爆破技術(shù)，提出相應(yīng)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(shí)踐

1.1? 強(qiáng)化全過程考核，增加實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)比重

教學(xué)大綱為每門課程明確了課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)目的、教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容以及理論與實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)分配情況，是每一門課程的指揮棒?；诔晒麑?dǎo)向教育的教育理念，對(duì)爆破工程課程的教學(xué)大綱進(jìn)行梳理修正，明確該課程對(duì)本科畢業(yè)生畢業(yè)要求的支撐與貢獻(xiàn)，確定實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配，增加課程過程的考核比例，減少理論教學(xué)，比例如圖1所示。實(shí)驗(yàn)課程根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)分為五類實(shí)驗(yàn)單元，每一大類單元又由若干小實(shí)驗(yàn)構(gòu)成，如表1所示。

1.2? 增加選修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培訓(xùn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣

每屆學(xué)生能力參差不齊，有的學(xué)生動(dòng)手與自學(xué)能力強(qiáng)，很快能夠掌握課程所要求的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在滿足課程基本要求的前提下，為學(xué)生提供一定數(shù)量的選做實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如表2所示，以此來豐富課程實(shí)驗(yàn)體系，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣以及科學(xué)的思維方式。

2? 課程體系改革強(qiáng)化實(shí)踐內(nèi)容

2.1  單獨(dú)設(shè)立爆破課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)

為了貫徹企業(yè)需求導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生面對(duì)實(shí)際爆破工程進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，西南科技大學(xué)采礦工程2019新培養(yǎng)方案將爆破工程課程中的爆破設(shè)計(jì)考核內(nèi)容單獨(dú)設(shè)置為爆破工程課程設(shè)計(jì)，使得學(xué)生更加全面掌握爆破設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，強(qiáng)化其獨(dú)立完成爆破設(shè)計(jì)任務(wù)的能力。

2.2? 獨(dú)立爆破工程實(shí)驗(yàn)

課程實(shí)驗(yàn)時(shí)間有限，不利于爆破實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)地展開。而且實(shí)驗(yàn)課程往往在學(xué)生心目中僅僅是教師演示，自己扮演觀眾的角色。增加實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)數(shù)，改爆破工程八學(xué)時(shí)的課程實(shí)驗(yàn)為24學(xué)時(shí)的爆破工程綜合實(shí)驗(yàn)課程，利用增加課時(shí)量來系統(tǒng)強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手能力。

3? 改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法，建立實(shí)物與數(shù)值模型

3.1? 建立典型的爆破工程實(shí)物模型

爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是爆破工程實(shí)踐教學(xué)的重要內(nèi)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(shí)物模型，如圖2所示，以亮燈的順序來模擬訓(xùn)練學(xué)生實(shí)踐爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，既能直觀地判斷學(xué)生是否正確對(duì)爆破網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì)，又能培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置與連接主要是靠雷管的延期時(shí)間來達(dá)到預(yù)期的爆破效果，隨著雷管技術(shù)的發(fā)展，電子雷管全面取代導(dǎo)爆管雷管、電雷管已經(jīng)是大勢(shì)所趨，電子雷管是靠高精度電子延期控制電路實(shí)現(xiàn)精確的延期時(shí)間。與本爆破工程實(shí)物模型配套的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置軟件如圖3所示，實(shí)現(xiàn)單發(fā)雷管的延期時(shí)間設(shè)置，這與電子雷管的延期時(shí)間設(shè)定有異曲同工的效果。

3.2? 利用課外實(shí)踐爆破工程數(shù)值模型庫(kù)

大部分爆破工程實(shí)驗(yàn)具有一定的危險(xiǎn)性，因此基本都是采用教師演示、學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果的形式開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)的互動(dòng)性差，學(xué)生僅僅觀察實(shí)驗(yàn)的結(jié)果而不能對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行分析觀察，不利于理解基本的原理。通過有限元數(shù)值計(jì)算平臺(tái)，利用高年級(jí)學(xué)生的課外實(shí)踐項(xiàng)目，逐步建立起數(shù)值模型庫(kù)，以便學(xué)生實(shí)驗(yàn)前反復(fù)學(xué)習(xí)查看，理解其基本實(shí)驗(yàn)原理。部分?jǐn)?shù)值模型如圖4、圖5所示。

4? 利用科研設(shè)備及開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提升實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵

4.1? 開放高精貴重設(shè)備鼓勵(lì)本科學(xué)生使用

無論科研還是教學(xué)，都需要相應(yīng)的設(shè)備支持。為了強(qiáng)化實(shí)踐能力培養(yǎng)，將部分高精貴重設(shè)備投入本科教學(xué)中。這些高精設(shè)備的投入使用不但可以提高此類設(shè)備的利用率，而且對(duì)復(fù)雜抽象的理論也能較好地理解掌握。據(jù)統(tǒng)計(jì)，西南科技大學(xué)采礦工程10萬元以上的高精設(shè)備對(duì)爆破工程方向的實(shí)踐項(xiàng)目開發(fā)率已經(jīng)達(dá)到100%。

4.2? 加大開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)科研能力

通過本科與研究生相結(jié)合培養(yǎng)的模式逐步加大開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。研究生的培養(yǎng)過程中通常都要進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)與測(cè)試，因此在培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)研究生同時(shí)，開放部分研究生的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與部分優(yōu)秀本科生共享，以培養(yǎng)本科學(xué)生的科研興趣以及基礎(chǔ)科研能力。改變實(shí)驗(yàn)課程主要由實(shí)驗(yàn)教師講授、學(xué)生被動(dòng)觀察的模式，由學(xué)生主動(dòng)自主設(shè)計(jì)思考過渡。目前爆破方向的開放實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐項(xiàng)目共計(jì)10余項(xiàng)。

5? 結(jié)語

本文根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況提出一系列強(qiáng)化爆破工程實(shí)踐教學(xué)的具體措施，取得良好的效果，并得到以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，供類似高校課程改革參考與討論。

5.1? 加強(qiáng)過程考核

在全過程考核過程中增加實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，并適當(dāng)增加學(xué)修課程，培養(yǎng)部分優(yōu)秀本科生的科研興趣。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年進(jìn)行爆破相關(guān)學(xué)生科技活動(dòng)項(xiàng)目占采礦工程本科生科技活動(dòng)的近50%，每年報(bào)考并錄取爆破方向的研究生占采礦工程錄取研究生總?cè)藬?shù)的60%。

5.2? 強(qiáng)化實(shí)踐課程體系，建立模型庫(kù)

立足于爆破工程課程設(shè)計(jì)、爆破工程綜合實(shí)驗(yàn)，建立爆破工程實(shí)踐課程體系;并逐步建立爆破工程數(shù)值與實(shí)物模型庫(kù)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)抽象理論的理解。

5.3? 積極開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

充分利用科研設(shè)備特別是高精設(shè)備，為本科生提供大量的開放實(shí)驗(yàn)，在吸引他們的同時(shí)培養(yǎng)基礎(chǔ)科研能力，為學(xué)生畢業(yè)后從事爆破方向相關(guān)工作與學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。■

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