“紫金模式”下鑿巖爆破課程教學探索與實踐

樓曉明 岳丹

[摘 要]“紫金模式”下鑿巖爆破課程教學的目的是培養(yǎng)理論、實踐和設(shè)計能力強，并能適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高級爆破工程師型技術(shù)人才。針對鑿巖爆破課程教學環(huán)節(jié)的特點及目前普遍存在的問題，從提升學生收集信息能力和創(chuàng)新能力、改善鑿巖爆破課堂教學的生動和可操作性、建設(shè)爆破實驗室和實踐教學基地、提高學生鑿巖爆破技術(shù)方案的設(shè)計能力四方面，提出“紫金模式”下鑿巖爆破課程教學的思路及實踐，并分析了面臨的問題和下一步教學工作的重點。

[關(guān)鍵詞]紫金模式；鑿巖爆破；課程教學；探索與實踐

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）06-0063-03

0、引言

鑿巖爆破課程是采礦工程專業(yè)課設(shè)置中一門重要的專業(yè)必修課，它具有技術(shù)基礎(chǔ)課的特點，是采礦工程專業(yè)的主要支撐課之一。學生通過對各章節(jié)的學習，在掌握各類爆破基本理論、爆破器材基本知識、炸藥爆炸性能、工業(yè)炸藥基本知識、各類起爆器材和起爆方法、工程地質(zhì)基本知識、巖石爆破基本理論等的基礎(chǔ)上，還要能進行井巷掘進爆破、露天臺階爆破等爆破方案的設(shè)計，能根據(jù)巖石性質(zhì)、周邊環(huán)境、爆破條件等對起爆方法與網(wǎng)絡(luò)、爆破安全、爆破效果等進行合理分析，并預(yù)測爆后效果，理解和判斷各種不同爆破方案帶來的效果、存在的問題等。同時，學生應(yīng)對爆破安全規(guī)程中的相關(guān)規(guī)程比較熟悉。只有達到這樣的目標，學生才能在畢業(yè)進入礦山或爆破公司后迅速轉(zhuǎn)型成為爆破技術(shù)骨干。

顯然，要掌握以上知識，必須對爆破器材的性能、鑿巖爆破的理論、設(shè)計及現(xiàn)場實踐等有較好的理解。針對這一目標，本文從課程教學改革的角度出發(fā)，對鑿巖爆破教學環(huán)節(jié)存在的問題及目前正在試行的“紫金模式”下鑿巖爆破課程教學改革思路和實踐情況進行了分析和總結(jié)。

一、鑿巖爆破課程教學環(huán)節(jié)的特點

從教學的角度來說，鑿巖爆破課程是一門理論、設(shè)計與實踐相結(jié)合的基礎(chǔ)課程。根據(jù)教學大綱的要求，本科學生在理論方面，應(yīng)掌握爆破器材的性能及各種起爆方法、地質(zhì)特性對爆破的影響、爆破破巖機理等知識點；設(shè)計方面，應(yīng)能根據(jù)理論知識，按規(guī)范較完整和系統(tǒng)地設(shè)計出露天臺階淺、中深孔爆破和井巷（隧道）掘進爆破等技術(shù)方案，并能較好地控制爆破安全和預(yù)測其爆破效果；實踐方面，應(yīng)能熟練地使用爆破器材，并對整個爆破施工流程進行規(guī)范化施工。然而，由于爆破工程行業(yè)的特殊性和危險性，大學校區(qū)的學生不可能接觸到真實的爆破器材。學生即使根據(jù)要求進行了完整的爆破技術(shù)方案設(shè)計，也會因為難以有爆破施工現(xiàn)場開展實踐。這就使學生的爆破設(shè)計方案不能與現(xiàn)場地質(zhì)條件等結(jié)合，學生不能根據(jù)具體情況修正爆破設(shè)計參數(shù)，無法了解鉆孔和檢查、裝藥、堵塞、網(wǎng)絡(luò)連接、警戒和起爆等過程中出現(xiàn)的問題，也無法對爆破效果的好壞、對周邊環(huán)境的影響、爆破有害效應(yīng)防護等進行分析，從而得出合理的結(jié)論。因此，學生在課堂中學到的理論知識、爆破技術(shù)設(shè)計方案等難以與現(xiàn)場結(jié)合，只能停留在理論上，對學生在現(xiàn)場施工流程的實踐操作等能力的培養(yǎng)將出現(xiàn)空白。

二、鑿巖爆破課程教學環(huán)節(jié)存在的問題

盡管學校對課程教學很重視，然而受鑿巖爆破課程教學環(huán)節(jié)特點的影響，加上許多高校的年輕教師未受過爆破知識系統(tǒng)、扎實的工程訓練，他們雖有理論知識和較強的科研工作能力，但對爆破公司或礦山等爆破施工現(xiàn)場的規(guī)范化操作流程、爆破技術(shù)方案的設(shè)計及根據(jù)現(xiàn)場情況進行的修正等知之甚少，難以在爆破技術(shù)方案的設(shè)計、現(xiàn)場施工等方面以真題真做的形式對學生進行有效指導(dǎo)，這導(dǎo)致鑿巖爆破課程教學環(huán)節(jié)的質(zhì)量難以得到有效保證。這樣培養(yǎng)出的學生在進入礦山或爆破公司后，不僅難以在爆破行業(yè)發(fā)揮技術(shù)骨干的作用，甚至由于沒有較好地掌握相關(guān)知識，不僅做不了實際情況下的爆破方案技術(shù)設(shè)計，不能預(yù)測爆破后的效果好壞及對周邊環(huán)境等的影響程度，甚至會出現(xiàn)現(xiàn)場施工違規(guī)操作的現(xiàn)象，有的還可能出現(xiàn)安全事故。

三、“紫金模式”下鑿巖爆破課程教學思路與實踐

福州大學紫金礦業(yè)學院是由企業(yè)“支持辦學建設(shè)、參與辦學過程、檢驗辦學成效”的新型學院。學院采用一校兩地新型“紫金模式”，即三年在校基礎(chǔ)課程與專業(yè)基礎(chǔ)課程學習加一年在基地及企業(yè)學習與實習，企業(yè)參與學生培養(yǎng)的方法[1]。為了提高鑿巖爆破課程教學質(zhì)量，培養(yǎng)具有理論、設(shè)計和實踐能力強的爆破工程技術(shù)人才，福州大學紫金礦業(yè)學院采礦工程本科專業(yè)在全新的“紫金模式”下就鑿巖爆破課程教學進行了探索性的改革和實踐。

（一）提升學生收集信息的能力和創(chuàng)新能力

由于本科生情報意識較差，他們在收集情報、獲取和分析利用、引證參考文獻等方面的能力有待提高，這些都削弱了他們的創(chuàng)新能力[2]。因此，在課程教學初期，應(yīng)加強對本科生信息素質(zhì)和檢索的教育，并與圖書館相關(guān)教師建立本科生的信息素質(zhì)教育咨詢服務(wù)。同時，布置作業(yè)，要求學生到期末之前，提交一篇內(nèi)容為學生對爆破工程技術(shù)或爆破器材的認識、爆破在工程領(lǐng)域的應(yīng)用、爆破技術(shù)的現(xiàn)狀、未來爆破的發(fā)展趨勢以及教材中關(guān)于爆破知識點其他內(nèi)容的論文式報告，充分挖掘?qū)W生的自學潛力，并讓學生通過使用清華同方、萬方等數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)資源鍛煉自身查閱資料和撰寫報告的能力。另外，為加深學生對爆破知識的理解，學生在上課過程中可以提出問題，教師安排特定課時以師生共同研討的方式解決問題，并通過規(guī)定論文式報告必須達到的要求、安排作業(yè)質(zhì)量較好的學生發(fā)表小論文得到創(chuàng)新學分、提高優(yōu)秀作業(yè)平時成績等方式來保證作業(yè)質(zhì)量。

（二）改善鑿巖爆破課堂教學的生動性和可操作性

要使鑿巖爆破課堂教學生動、學生專心聽講，教師應(yīng)有較好的專業(yè)理論水平和現(xiàn)場實踐經(jīng)驗，能帶動學生，形成交互式教學。教師應(yīng)有充足的現(xiàn)場實踐案例，根據(jù)爆破行業(yè)的特殊性，針對每一個實踐操作細節(jié)不到位，都能說明可能存在的危險或出現(xiàn)的問題及已有的血的經(jīng)驗教訓。對理論性知識點，能深入淺出地解釋并有針對性地解決在此基礎(chǔ)上存在的實際問題。對設(shè)計知識點，能根據(jù)巖石地質(zhì)條件、炮孔直徑和炸藥等因素，合理并熟練地做出規(guī)范能施工的爆破技術(shù)設(shè)計，等等。

如理論聯(lián)系實際解釋類知識點：炸藥的分解，在課堂內(nèi)，要說明炸藥分解的原因及帶來的后果。學生理解清楚后，可以以炸藥庫的存放及防高溫、炸藥變質(zhì)失效產(chǎn)生的問題等作為作業(yè)，讓學生通過網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)爆破類圖書查找?guī)靸?nèi)存放炸藥的規(guī)定和通風防高溫的措施、炸藥變質(zhì)可能產(chǎn)生的多種不同后果等。

如實踐操作類知識點：為解決導(dǎo)爆管雷管如何捆綁被引爆的導(dǎo)爆管并用起爆器起爆的問題，在課堂教學前應(yīng)準備好與現(xiàn)場實際使用相同但沒有炸藥的導(dǎo)爆管雷管和導(dǎo)爆管教具，以及現(xiàn)場使用的導(dǎo)爆管連接器（如三通、四通）、膠布、母線和起爆器等。在課堂教學時，應(yīng)對起爆器材質(zhì)量的要求、檢查和使用的方法等說明清楚，并對每一個實際操作步驟，說明按爆破規(guī)程操作的方法及違規(guī)可能產(chǎn)生的問題及帶來的后果。最后，布置作業(yè)，讓學生自己設(shè)計網(wǎng)絡(luò)，并通過到爆破實驗室實驗的方式完成導(dǎo)爆管雷管網(wǎng)絡(luò)連接及起爆實驗。

如露天臺階爆破設(shè)計知識點：為解決孔排距等參數(shù)問題，應(yīng)從理論和經(jīng)驗兩方面對各不同炮孔直徑的爆破參數(shù)進行全面講授；在此基礎(chǔ)上，布置作業(yè)，讓學生以實際例子（如紫金山露天礦臺階爆破參數(shù)設(shè)計）對孔排距、深度、炸藥單耗與藥量等參數(shù)進行設(shè)計，并對理論設(shè)計、經(jīng)驗取值和紫金山露天礦臺階實際爆破參數(shù)進行對比，修改參數(shù)。

顯然，要達到以上要求，教師在理論、設(shè)計和現(xiàn)場實踐操作方面應(yīng)具有“雙能雙師”的能力。紫金礦業(yè)學院在招聘采礦工程系教師時注重其企業(yè)工作經(jīng)驗，在組成爆破教學團隊后，通過報考中高級爆破工程技術(shù)人員安全許可證、到紫金礦業(yè)集團紫金山露天礦和地下礦進行實踐訓練或掛職、科研及經(jīng)常參加爆破公司及省爆破協(xié)會相關(guān)技術(shù)人員的交流等方式來提高他們的相應(yīng)能力。

（三）建設(shè)實驗室和實踐教學基地

要提高鑿巖爆破教學質(zhì)量，實驗室和實踐教學基地建設(shè)必不可少。目前，鑿巖爆破需要做的實驗包括導(dǎo)爆管爆破網(wǎng)路模擬實驗、電雷管爆破網(wǎng)路模擬實驗、炸藥猛度測定、殉爆距離測定、雷管穿孔實驗等。隨著爆破行業(yè)的發(fā)展及要求的提高，爆破振動檢測越來越被行業(yè)所重視。因此，現(xiàn)場爆破振動檢測實驗也隨之變得重要。

由于爆破行業(yè)的危險性，目前校區(qū)內(nèi)本科生鑿巖爆破實驗室基本上以導(dǎo)爆管爆破網(wǎng)路模擬實驗和電雷管爆破網(wǎng)路模擬實驗為主，而在有條件的教學單位，則可以采用到現(xiàn)場實驗的方式解決炸藥猛度、殉爆距離、雷管穿孔、爆破振動測試等實驗。因此，在校區(qū)內(nèi)建設(shè)露天臺階爆破網(wǎng)絡(luò)連接實驗?zāi)Ｐ秃途铮ㄋ淼溃┍凭W(wǎng)絡(luò)連接實驗?zāi)Ｐ蛯μ岣邔W生實驗教學很有必要。在有條件的教學單位，則應(yīng)充分利用現(xiàn)場可實驗場所或建設(shè)實踐教學基地，并在教學培養(yǎng)方案中靈活安排教學時間，保證學生的實驗教學質(zhì)量。“紫金模式”鑿巖爆破課程實驗教學，分鑿巖爆破課程內(nèi)實驗和鑿巖爆破獨立課程實驗，校區(qū)內(nèi)建設(shè)導(dǎo)爆管雷管或電雷管的網(wǎng)絡(luò)連接并起爆的露天臺階和井巷（隧道）爆破實體模型（具體如圖1和圖2所示）；上杭教學基地（國家實踐教學中心）建設(shè)炸藥猛度、雷管穿孔等實驗室，并利用生產(chǎn)實習期間進行爆破振動測試，向爆破技術(shù)人員學習現(xiàn)場操作流程和管理方法，回上杭教學基地撰寫實驗報告。

（四）提高學生鑿巖爆破技術(shù)方案的設(shè)計能力

作為未來的爆破工程技術(shù)人員，本科生應(yīng)能根據(jù)所學爆破知識，較合理地設(shè)計出臺階淺或中深孔爆破、井巷（隧道）掘進爆破等巖土類爆破技術(shù)方案，并能提出合理有效的安全技術(shù)控制措施，較好地預(yù)測其爆破效果。為達到以上目標，在授課過程中，應(yīng)提高學生鑿巖爆破技術(shù)方案的設(shè)計能力和分析能力。

“紫金模式”鑿巖爆破課程教學重視學生爆破技術(shù)方案的設(shè)計和分析能力，在爆破設(shè)計模塊教學方面，提高設(shè)計和分析題考試的分數(shù)比例。首先，在較完善地教授相應(yīng)知識的基礎(chǔ)上，對淺孔、中深孔臺階爆破技術(shù)設(shè)計方案和井巷（隧道）掘進爆破技術(shù)設(shè)計方案進行較為完整和系統(tǒng)地講解，并對多個現(xiàn)場工程實際案例進行分析，提出存在的問題及解決的方法。然后，以爆破工程技術(shù)人員中高級巖土類設(shè)計考試題、紫金山露天礦臺階爆破技術(shù)設(shè)計和紫金山地下礦井巷（同時擴展到隧道）掘進爆破技術(shù)設(shè)計題等作為考試設(shè)計題庫，保證學生有一定的設(shè)計題量，確保他們的爆破技術(shù)方案設(shè)計能力。最后，考慮到理論設(shè)計與現(xiàn)場實際施工參數(shù)的結(jié)合問題，學生在鑿巖爆破獨立課程實驗期間，先對紫金山露天礦臺階爆破技術(shù)方案或井巷掘進爆破技術(shù)方案進行設(shè)計，其中包括爆破振動測試方案，然后利用生產(chǎn)實習期間充分結(jié)合現(xiàn)場，對比發(fā)現(xiàn)問題，利用振動測試數(shù)據(jù)和現(xiàn)場實際施工參數(shù)修正理論設(shè)計技術(shù)方案，撰寫好實驗報告并進行答辯。

四、“紫金模式”下鑿巖爆破教學環(huán)節(jié)面臨的不足及措施

“紫金模式”下鑿巖爆破課程教學環(huán)節(jié)經(jīng)過幾年的摸索和實踐，取得了一定的成效，但仍存在一些不足，需要進一步深入研究解決。

（一）鑿巖爆破實驗環(huán)節(jié)比較薄弱

鑒于爆破器材的危險性，鑿巖爆破實驗環(huán)節(jié)除能替代的教具、模型等學生能親自動手外，獨立設(shè)置的爆破實驗課部分實驗只能以實驗教師演示為主，無法讓學生動手實踐。在鑿巖爆破獨立課實驗期間，盡管能利用生產(chǎn)實習到爆破施工現(xiàn)場裝藥警戒范圍之外進行觀看和聽講，但無法解決親自動手體會規(guī)范化操作及根據(jù)現(xiàn)場實際情況修正爆破設(shè)計參數(shù)等問題。對于實踐動手能力要求較高的鑿巖爆破課程，下一步的工作重點之一是，采取如數(shù)字化平臺等其他有效方法，彌補實驗平臺、教具、實驗?zāi)Ｐ偷鹊恼鎸嵭裕寣W生能在親臨現(xiàn)場的模擬環(huán)境下，動手安全地完成設(shè)置的實驗，提高學生現(xiàn)場施工動手和爆破設(shè)計等能力。

（二）網(wǎng)絡(luò)資源太少且沒發(fā)揮應(yīng)有的功能

對于鑿巖爆破課程而言，網(wǎng)絡(luò)資源主要包括多媒體課件、實驗教學錄像、授課錄像、爆破工程案例視頻、作業(yè)和考試題庫、模擬試卷等。這些網(wǎng)絡(luò)資源對本科學生預(yù)習、自學、知識的擴展，對教師教學計劃和教學內(nèi)容的安排、自身教學能力的提高等都有著重要作用。下一步教學工作的重點是優(yōu)化爆破工程課件，修訂教材或在教案中植入適當?shù)谋瓢踩?guī)程知識點和生產(chǎn)實習點（紫金山露天礦和地下礦）爆破知識點，制作授課錄像和實驗教學錄像，廣泛收集并精選典型案例和視頻材料，建立“典型案例庫”等，利用網(wǎng)絡(luò)平臺，在網(wǎng)上建立起較完善的教學平臺，讓學生能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源與教師在網(wǎng)上進行互動、交流。

鑿巖爆破課程教學環(huán)節(jié)雖然存在一些問題，但其教學效果是顯而易見的。近幾年的鑿巖爆破課程教學實踐表明，在學校和紫金礦業(yè)集團的共同支持下，我們根據(jù)爆破公司和礦山企業(yè)對爆破人才的需求，結(jié)合“鑿巖爆破”課程教學環(huán)節(jié)的特點，利用現(xiàn)代技術(shù)手段對課程教學進行了不斷地探索和實踐[3]。我們有信心克服 “紫金模式”鑿巖爆破課程教學環(huán)節(jié)中存在的問題，并積極進行教學改革探索，培養(yǎng)出企業(yè)真正需要的高級爆破工程師型應(yīng)用人才。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 樓曉明，劉羽，黃培明，王少懷，余飛. “紫金模式”下采礦專業(yè)卓越工程師教育的教學思路與實踐[J]. 中國地質(zhì)教育，2011（2）：1-4.

[2] 馬費成，丁韌，李卓卓. 案例研究：武漢地區(qū)高校學生信息素養(yǎng)現(xiàn)狀分析[J].圖書情報知識，2009（1）：24-29.

[3] 王新生. 《爆破工程》課程教學改革與實踐[J].教育教學論壇，2016（24）：131-132.

[責任編輯：陳 明]