摘要：已上线运行的巷道掘进爆破安全虚拟仿真实验教学平台,实现了巷道掘进爆破方案设计、爆破施工、爆破危害监测与分析三个方面的实验教学内容;但尚未涉及井巷掘进爆破事故的应急救援。以井巷掘进爆破过程中的典型事故—炮烟中毒为例,借助虚拟仿真、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术,采用3D Max软件建模及Unity 3D软件开发等手段,构建了巷道掘进爆破炮烟中毒应急救援虚拟仿真系统,实现了掘进爆破炮烟中毒事故演示、工人自救互救及救援人员救援两大环节实操。该系统是巷道掘进爆破安全虚拟仿真实验教学平台的拓展与延伸,既可用于安全工程、土木工程专业本科生及研究生实验教学,也可用于矿山开采、工程爆破等领域相关专业技术人员的培训教学。

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。