“爆破安全”课程融合实验教学体系构建与实践

摘要

为有效破解“爆破安全”课程真实实验难以开设的难题，基于虚拟仿真技术及其相关专利技术，展开融合实验教学体系构建与实践研究。以爆破安全工程中的“巷道掘进爆破安全设计与实现”环节为例，开发了巷道掘进爆破安全虚拟仿真实验教学平台，可以实现爆破方案设计、爆破施工以及爆破危害监测的全工艺流程；配套开发了巷道掘进爆破炮烟中毒应急救援虚拟仿真平台，可以实现炮烟中毒事故动画演示，并可在虚拟环境中交互式完成工人自救互救、救援人员救援两项实际操作；研发了岩巷掘进爆破仿真模型及教学用模拟电雷管，可完成炮孔布置、雷管检测、起爆网路连接与网路导通性检测四项实践操作。基于此，进行了融合实验教学内容设计，研究探索型的线上实验具有启发式、探究式、多途径与多方案的特点；综合设计型的线下实验具有互动式、团队式与设计性的特点。教学实践表明：线上虚拟仿真实验不仅极大丰富了实验教学形式、增强了实验课程的趣味性，同时突破了时间、地域对于实验课程的限制，学生随时随地皆可通过网络完成实验任务；而线下实体仿真实验，不仅培养了学生团队合作精神，而且加深了学生对课堂所学理论知识的理解与应用，其动手操作能力得以同步提高。融合实验教学体系构建了虚实结合、相互补充的混合式教学模式，为破解爆破类实验课程难以开设的难题提供了思路与参考。

关键词

爆破安全 / 课程实验 / 融合教学体系 / 虚拟仿真 / 线上下混合式

基金资助

国家自然科学基金资助项目(51974108、51404093); 河南省高校基本科研业务费专项资金资助项目(NSFRF210315); 河南省虚拟仿真实验教学项目(2019047); 河南省高等教育教学改革研究与实践项目(学位与研究生教育)(2021SJGLX024Y); 工程类硕士专业学位研究生教育在线课程、在线讲座和教辅资源建设项目(2019021、2019024); 教育部产学合作协同育人项目(201902044044、201901292013); 河南理工大学研究生教育教学改革基金项目(2021YJ14);河南理工大学研究生课程案例库建设项目(2020YAL02);河南理工大学教育教学改革研究与实践项目(2019JG071、2021JG045);河南理工大学安全科学与工程学院研究生教育教学改革研究项目(2021YAL01)