韓瑞連 劉國(guó)慶 王國(guó)棟 張華翔

摘 ?要 從加強(qiáng)軍隊(duì)院校學(xué)員綜合技能培養(yǎng)，落實(shí)新型作戰(zhàn)人才建設(shè)實(shí)施方案的要求出發(fā)，結(jié)合軍隊(duì)院校改革指導(dǎo)思想，大力推進(jìn)彈藥技術(shù)人才建設(shè)。闡述開(kāi)設(shè)爆炸物理學(xué)課程的意義、課程建設(shè)的性質(zhì)和目的，初步探討課程的內(nèi)容和教學(xué)的方式方法，提出應(yīng)注重教師水平和教學(xué)專修室建設(shè)。

關(guān)鍵詞 彈藥技術(shù);爆炸物理學(xué);軍隊(duì)建設(shè);課程建設(shè)

中圖分類號(hào)：G642.3 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）13-0080-03

1 前言

彈藥是指裝有火藥、炸藥或裝填物，可發(fā)射、投擲或布放至預(yù)定地點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)毀傷目標(biāo)或完成其他戰(zhàn)斗任務(wù)的軍事裝備[1]。其性能的高低、質(zhì)量的優(yōu)劣、保障運(yùn)用的強(qiáng)弱，直接關(guān)系著作戰(zhàn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和任務(wù)的完成。順應(yīng)中國(guó)特色軍事變革，培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭(zhēng)需要的彈藥技術(shù)人才，對(duì)軍隊(duì)建設(shè)具有重要的意義。

2 課程建設(shè)的意義

新型彈藥技術(shù)人才建設(shè)對(duì)學(xué)員提出更高的要求，要求系統(tǒng)掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論、裝備基本原理、典型裝備構(gòu)造和保障理論，掌握典型裝備運(yùn)用基本知識(shí)、基本技能，具有從事裝備技術(shù)保障、保障指揮、武器系統(tǒng)運(yùn)用工作的初步能力，了解國(guó)內(nèi)外相關(guān)裝備發(fā)展概況和部隊(duì)裝備管理理論、方法，了解相關(guān)部隊(duì)的主要任務(wù)和主要裝備的作戰(zhàn)性能[2]。

爆炸物理學(xué)課程建設(shè)，適應(yīng)彈藥裝備課程需要，對(duì)彈藥學(xué)員理解彈藥爆炸過(guò)程以及各種介質(zhì)中爆炸作用過(guò)程涉及的基本問(wèn)題具有促進(jìn)作用。此外，課程編排的輕氣炮沖擊實(shí)驗(yàn)、霍普金森桿力學(xué)性能加載實(shí)驗(yàn)、爆炸過(guò)程的數(shù)值模擬等，對(duì)學(xué)員加深彈藥爆炸威力的認(rèn)識(shí)有著直觀沖擊的效果，達(dá)到理論教學(xué)和實(shí)踐操作相結(jié)合的效果。

3 課程建設(shè)

課程的性質(zhì)和目的 ?爆炸物理學(xué)是以彈藥爆炸為研究對(duì)象，涉及物理、化學(xué)、力學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，綜合應(yīng)用理論、實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的研究途徑，全面系統(tǒng)地闡述爆炸的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律以及爆炸的力學(xué)效應(yīng)的利用和防護(hù)的學(xué)科[3-5]。本課程的目的在于讓學(xué)員通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，了解炸藥爆炸的基本概念和基本現(xiàn)象，掌握連續(xù)介質(zhì)力學(xué)基礎(chǔ)及氣體動(dòng)力學(xué)理論，理解炸藥的起爆機(jī)理，熟悉爆轟產(chǎn)物的一維飛散與推進(jìn)作用，掌握爆轟對(duì)固體的應(yīng)力波及爆炸沖擊波作用，學(xué)會(huì)爆炸作用數(shù)值模擬計(jì)算方法，為從事彈藥安全工程和彈藥作戰(zhàn)運(yùn)用相關(guān)課程的后續(xù)學(xué)習(xí)奠定必要的理論基礎(chǔ)。

課程設(shè)計(jì)的思路理念 ?本課程以綜合素質(zhì)和創(chuàng)新技能的培養(yǎng)為根本，堅(jiān)持教員導(dǎo)學(xué)與學(xué)員自學(xué)相結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)員嚴(yán)肅、認(rèn)真的工作態(tài)度與耐心、細(xì)致的工作作風(fēng)，注重爆炸理論教育的基礎(chǔ)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，體現(xiàn)爆炸理論的科學(xué)性和系統(tǒng)性。課程編排以掌握爆炸作用機(jī)理為核心，注重兼顧軍事應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ);對(duì)于課程的重難點(diǎn)，在講授知識(shí)的同時(shí)應(yīng)注意前伸和后延，培養(yǎng)啟發(fā)學(xué)員發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、研究問(wèn)題以及運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。教學(xué)過(guò)程中充分運(yùn)用信息化教學(xué)資源和手段，優(yōu)化課堂設(shè)計(jì)，營(yíng)造課內(nèi)外學(xué)習(xí)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的深層次互動(dòng)。

課程內(nèi)容設(shè)計(jì) ?本課程以炸藥爆炸發(fā)生、發(fā)展規(guī)律及作用機(jī)理為主線，內(nèi)容采用模塊化設(shè)計(jì)[6]，分為緒論、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)基礎(chǔ)、氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、炸藥的爆轟過(guò)程、爆轟產(chǎn)物一維飛散與推進(jìn)作用、爆炸對(duì)固體的應(yīng)力波作用、爆炸沖擊波作用和爆炸作用數(shù)值模擬計(jì)算等八大模塊，注意研究各部分內(nèi)容之間的聯(lián)系，將教學(xué)內(nèi)容連接成一個(gè)有機(jī)的整體。既論述爆炸的基本概念和基本現(xiàn)象，又深入分析炸藥爆炸發(fā)展規(guī)律及機(jī)械效應(yīng)機(jī)理，同時(shí)兼顧實(shí)踐模擬計(jì)算及與軍事作戰(zhàn)運(yùn)用的結(jié)合拓展[7]。

第1章：緒論。本章主要涉及炸藥的概念及類別，爆炸的定義、特點(diǎn)及分類，旨在使學(xué)員掌握爆炸現(xiàn)象及性質(zhì)，理解炸藥爆炸的基本特點(diǎn)，了解爆炸科學(xué)的發(fā)展歷程，對(duì)炸藥爆炸現(xiàn)象進(jìn)行初步認(rèn)識(shí)。

第2章：連續(xù)介質(zhì)力學(xué)基礎(chǔ)。爆炸物理學(xué)雖然繞不開(kāi)對(duì)間斷面的研究，但仍然以介質(zhì)的連續(xù)性假設(shè)為前提，學(xué)習(xí)爆炸物理學(xué)自然需要一定的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)基礎(chǔ)。本章簡(jiǎn)要介紹流體力學(xué)基礎(chǔ)、應(yīng)力分析基本概念、流體動(dòng)力學(xué)基本方程等基礎(chǔ)知識(shí)，其他相關(guān)知識(shí)將在后續(xù)適當(dāng)章節(jié)擇需介紹，意在為本課程學(xué)習(xí)提供必要的數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。

第3章：氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)表明，爆轟波的傳播以及爆炸對(duì)外界的作用，必然涉及爆轟產(chǎn)物、空氣等氣體的高速膨脹和流動(dòng)，要涉及相關(guān)波的知識(shí)。因此，研究爆炸的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律及其力學(xué)效應(yīng)，有必要先學(xué)習(xí)一些關(guān)于氣體的流動(dòng)、擾動(dòng)波的傳播以及沖擊波的經(jīng)典理論等氣體動(dòng)力學(xué)方面的基礎(chǔ)知識(shí)。本章主要包括氣體的物理性質(zhì)、狀態(tài)參量的定義、熱力學(xué)基礎(chǔ)及波的基本概念、氣體的平面一維流動(dòng)和平面正沖擊波等內(nèi)容。

第4章：炸藥的爆炸過(guò)程。本章主要涉及炸藥的起爆機(jī)理、氣體爆轟參數(shù)的近似計(jì)算和穩(wěn)定爆轟條件及爆轟波參數(shù)計(jì)算，意在使學(xué)員了解炸藥起爆過(guò)程，掌握氣體炸藥爆轟現(xiàn)象和云霧爆轟現(xiàn)象，掌握爆轟濃度極限確定方法，熟悉氣體爆轟參數(shù)的計(jì)算，掌握凝聚炸藥爆轟傳播過(guò)程的直徑效應(yīng)，理解爆轟波的波形及其控制。

第5章：爆轟產(chǎn)物的流動(dòng)及其與物體的相互作用。炸藥爆轟形成高能量密度氣體爆轟產(chǎn)物，而爆轟產(chǎn)物的劇烈膨脹流動(dòng)，必然促使與其接觸的介質(zhì)或目標(biāo)發(fā)生加速運(yùn)動(dòng)或變形，從而造成包括但不止于力學(xué)效應(yīng)在內(nèi)的損傷與破壞。也就是說(shuō)，爆炸破壞作用根本上來(lái)源于炸藥能量的釋放，最初的環(huán)節(jié)是爆轟產(chǎn)物的膨脹流動(dòng)。因此，有必要在前述氣體一維等熵流動(dòng)的相關(guān)知識(shí)和爆轟產(chǎn)物初始參數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)上，研究爆轟產(chǎn)物一維飛散流動(dòng)中狀態(tài)參數(shù)的時(shí)空分布規(guī)律，及其對(duì)鋼壁物體的沖擊相互作用。本章主要涉及爆轟產(chǎn)物一維分散流動(dòng)的描述、爆轟產(chǎn)物對(duì)鋼壁的作用沖量、爆炸對(duì)剛性物體的一維拋射計(jì)算及彈丸破片初速計(jì)算。

第6章：爆轟對(duì)固體的應(yīng)力波作用。前述研究炸藥爆轟的發(fā)生與發(fā)展及其對(duì)介質(zhì)的作用，爆轟產(chǎn)物屬于流體，被作用介質(zhì)或者假定為剛性體，或者假定為不可壓縮流體，僅在破片初速計(jì)算中簡(jiǎn)單涉及固體材料的變形問(wèn)題。實(shí)際情況中，炸藥爆轟對(duì)固體的作用，包括高速運(yùn)動(dòng)物體（如破甲彈金屬射流）對(duì)固體的撞擊作用，都有可能在固體材料中產(chǎn)生所謂的應(yīng)力波并引起介質(zhì)狀態(tài)的復(fù)雜變化，進(jìn)而導(dǎo)致破壞。固體材料受爆轟作用所引起的狀態(tài)變化與流體介質(zhì)既有聯(lián)系又有區(qū)別，有必要專門(mén)予以研究。為此，本章簡(jiǎn)要介紹固體應(yīng)力波基礎(chǔ)知識(shí)，著重介紹爆炸對(duì)固體接觸面的破壞作用和層裂效應(yīng)。

第7章：爆炸沖擊波作用。本章以炸藥爆轟形成的沖擊波作用為研究對(duì)象，簡(jiǎn)要介紹介質(zhì)中爆炸的基本現(xiàn)象以及沖擊波的形成、傳播與作用等。內(nèi)容要求包括了解空氣沖擊波的形成與傳播，理解空氣沖擊波初始參數(shù)內(nèi)涵，掌握空氣沖擊波的爆炸相似律與參數(shù)計(jì)算，掌握空氣沖擊波的作用以及水土介質(zhì)中的爆炸作用。

第8章：爆炸過(guò)程數(shù)值模擬。借助數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)值模擬，能夠直觀體現(xiàn)彈藥的爆炸毀傷性能[8]。本章從數(shù)值模擬方法的概述入手，重點(diǎn)講解數(shù)值模擬方法在爆炸物理學(xué)中的應(yīng)用，內(nèi)容編排包括數(shù)值模擬算法和爆炸仿真軟件的應(yīng)用，意在使學(xué)員理解爆炸數(shù)值模擬的算法，掌握典型爆炸仿真軟件的應(yīng)用，能夠?qū)?shù)值模擬軟件結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和修正。

課程教學(xué)的方式方法 ?立足軍隊(duì)建設(shè)與訓(xùn)練改革實(shí)際，緊扣彈藥作戰(zhàn)效能評(píng)估能力建設(shè)和彈藥作戰(zhàn)運(yùn)用問(wèn)題研究，統(tǒng)籌考慮知識(shí)結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容更新設(shè)計(jì)、教學(xué)方法設(shè)計(jì)、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)和教學(xué)結(jié)果評(píng)價(jià)諸方面的協(xié)調(diào)，建立包括和諧教學(xué)模式和有效教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)的現(xiàn)代化教學(xué)體系;充分利用多媒體、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、虛擬實(shí)驗(yàn)等現(xiàn)代信息技術(shù)和現(xiàn)代教育技術(shù)，豐富教學(xué)方法和教學(xué)手段[9]。

課程教學(xué)采用啟發(fā)式、導(dǎo)學(xué)式、研究式等多種行之有效的教學(xué)方法，啟發(fā)誘導(dǎo)學(xué)員思考，強(qiáng)化斂散思維訓(xùn)練。運(yùn)用彈藥輔助模型、教學(xué)掛圖、電子媒體、網(wǎng)絡(luò)資源等不同手段，揚(yáng)長(zhǎng)避短、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法和手段多樣化，達(dá)到強(qiáng)化基礎(chǔ)、密切聯(lián)系實(shí)際、注重思維能力培養(yǎng)的教學(xué)效果。實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)員理解抽象深?yuàn)W的爆轟波理論具有重要的作用，可以化抽象為具體，便于學(xué)員理解。課程考核方式采用過(guò)程評(píng)價(jià)和結(jié)果評(píng)價(jià)相結(jié)合，重點(diǎn)考核學(xué)員對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。

課程考核評(píng)價(jià) ?從基本理論與實(shí)踐操作兩方面來(lái)綜合評(píng)價(jià)學(xué)員的學(xué)習(xí)效果。實(shí)踐過(guò)程中記錄各實(shí)踐科目的組織過(guò)程、操作規(guī)范性、實(shí)踐報(bào)告內(nèi)容的正確性與完整性，根據(jù)對(duì)記錄的量化分析給分。終結(jié)性考試采取閉卷考試形式，考試內(nèi)容主要為理論綜合應(yīng)用簡(jiǎn)答題和計(jì)算題，主要考核學(xué)員對(duì)炸藥爆炸的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律與作用機(jī)理的理解和相關(guān)計(jì)算推導(dǎo)解決爆炸相關(guān)問(wèn)題的能力。最終成績(jī)采取考試成績(jī)占70%、隨堂作業(yè)和實(shí)踐操作占30%的量化分布方式。

4 教學(xué)心得和展望

彈藥技術(shù)專業(yè)特點(diǎn)要求對(duì)課程的講解內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)不同。本專業(yè)是一個(gè)交叉的學(xué)科，涉及的知識(shí)面和相關(guān)的課程比較多。因此，對(duì)授課教員要求擴(kuò)大知識(shí)面，同時(shí)加深理論知識(shí)的體系鞏固，以及相關(guān)彈藥效能的更新發(fā)展。課程建設(shè)中，多與地方和軍內(nèi)其他院校行業(yè)專家學(xué)者溝通學(xué)習(xí)，著力拓寬相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的深度和廣度，強(qiáng)化對(duì)授課教員專業(yè)實(shí)訓(xùn)時(shí)對(duì)設(shè)備的操控能力，便于今后對(duì)學(xué)員進(jìn)行實(shí)踐課程的講解與指導(dǎo)。

彈藥是武器系統(tǒng)火力終端，是達(dá)成目標(biāo)毀傷、有效殲敵的終極手段?？梢哉f(shuō)，在構(gòu)成部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的全部要素中，彈藥是決定最終作戰(zhàn)效力的最重要的物資保證。爆炸物理學(xué)課程作為彈藥技術(shù)專業(yè)的一門(mén)專業(yè)必修課程，希望學(xué)員通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，加深對(duì)爆炸及其作用的理論認(rèn)識(shí)，夯實(shí)對(duì)爆炸過(guò)程中沖擊毀傷的物理原理及計(jì)算能力的掌握，進(jìn)而為后續(xù)彈藥相關(guān)課程的學(xué)習(xí)奠定必要的理論基礎(chǔ)。著力按照加強(qiáng)學(xué)員技術(shù)能力、保障指揮和武器系統(tǒng)運(yùn)用培養(yǎng)的思路，完成大學(xué)本科教育和軍官基礎(chǔ)教育訓(xùn)練，培養(yǎng)德、智、軍、體全面發(fā)展，適應(yīng)建設(shè)信息化軍隊(duì)、打贏信息化戰(zhàn)爭(zhēng)需要，從事裝備技術(shù)保障、指揮管理等工作，具備“指揮員+工程師”復(fù)合素質(zhì)的新型裝備保障指揮軍官。

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