时间：2023-04-24 17:12:22
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关键词：培养模式；知识结构；课程体系
作者简介：王军（1979-），男，满族，辽宁本溪人，江西理工大学机电工程学院，讲师；何鹏举（1961-），男，甘肃庆阳人，江西理工大学机电工程学院，教授。（江西?赣州?341000）
基金项目：本文系江西省高等学校教学改革研究课题“测控技术与仪器专业本科教育与研究生教育一体化培养模式研究”（JXJG-09-6-16）的研究成果。
中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）28-0021-02
近十余年来，我国的本科生毕业人数从1999年的44万人扩大到2011年的660万人，研究生的招生规模也从1999年的7.1万人扩大到2011年的52.4万人，当一个国家的本科高等教育达到大众化甚至普及化的时候，必然会追求更高层次（研究生教育）的大众化。在高等教育日益普及的今天，面对高校通识教育与专业教育、教学质量与招生规模、专业理论与实践能力的矛盾，如何优化人才培养体系、提高教学质量是每一个教育工作者所面临的问题。
本科生教育是大学中的基础教育，强调的是学习但不能没有研究性和实践性的训练；研究生教育是我国教育体系中的最高层次教育，强调的是研究和创造性，但是也不能忽视基础教育，尤其是自然科学的系统知识体系以及人文社科和思想品德教育。大学中的基础教育与高层次教育是一个有机体，应把学生的基础知识、专业知识以及实践能力的培养过程按照一个有机的整体进行设计和考虑，打通本科生高年级与研究生教育之间的隔离。[1]
一、测控专业本硕一体化培养模式的可行性分析
“本硕一体化”培养模式是本科生教育与研究生教育相结合的尝试，是现行的推荐免试硕士研究生制度的补充与延伸。推荐免试指由本科阶段直接保送进入硕士生阶段学习的一种培养方式，相应的还有硕博连读培养方式，就是硕士生直接保送到博士生阶段学习，目前国内也有部分大学（如清华大学）采取部分优秀的本科生直接保送到博士的培养方式。我校在2009年正式开展推荐免试研究生的培养工作，现已实行研究生推免制度三年了，“本硕一体化”培养模式正是为了适应我校的推荐免试硕士研究生制度所进行的有效补充，不但可以缓解招生数量与培养质量的矛盾，而且有助于吸引本校优秀本科生源进入研究生阶段学习，优化本科教育与研究生教育的协调发展。
“本硕一体化”培养模式沿用了博士生培养方式中硕博连读和提前攻博的概念。硕博连读和提前攻博的培养方式是国家确定的博士生入学方式之一，缩短了研究生培养周期，对激励硕士研究生攻读博士学位产生了积极的影响。[2]硕博连读模式在美、英等发达国家有较长时间的应用和实践历史，培养了大批优秀人才，得到了世界各国较为普遍的认同和借鉴。在当前高校扩招、就业压力增大的形势下，“本硕一体化”培养模式对于促进本科生努力学习、毕业后选择继续学习或者参加工作都有着积极的影响，是高等教育多元化的一种尝试。
我校本科生教育实行3～6年的弹性学分制度，允许学生在修满规定的毕业标准学分的基础之上，根据自身的情况调整学习进度，增加了人才培养的灵活性。“本硕一体化”培养模式主张以人为本，有利于发挥学生的主观能动性，促进学生的个性化发展，充分体现了我校弹性学分制度的优越性，“本硕一体化”培养模式对于促进素质教育、提高人才培养质量有着积极的影响。
二、本硕一体化课程体系改革与优化
测控专业是光、机、电、计算机多专业交融的技术学科，针对测控专业多学科、多专业交叉融合的显著特点，以“测试计量技术及仪器”、“精密机械及仪器”、“机械电子工程”等硕士点的人才培养为导向，以矿山、冶金、仪器仪表等行业需求为目标完善本专业的电类和机械类课程。对本科生和研究生的知识结构、能力结构进行了层次设计和分类设计，修订本科生和研究生培养方案，统筹安排本科课程与硕士研究生课程，调整课程设置，整合课程内容，使课程体系相互衔接，以就业和读研两个方向灵活设置选修课程，加强专业素质和能力培养，满足就业和读研的需求。
在本科三年级结束后，根据导师组的考核意见以及学生个人的选择、能力和兴趣进行分流。一部分学生选择就业，进行本科毕业设计和毕业论文写作；另一部分达到保送研究生资格的学生则在导师的指导下进入研究生阶段的学习，该部分学生不再完成本科毕业论文，经过研究生阶段培养，最后完成硕士毕业论文即可。
1.课程体系
测控专业毕业规定总学分为186学分，包括5大模块，如表1所示。
公共必修课包括高等数学、大学英语、大学物理、思政、体育、线性代数、概率统计、复变函数与积分变化等课程，按学科大类分类设置，由学校教务处统一安排；专业必修课包括C语言程序设计、机械制图、电路、模拟电子技术、数字电子技术、工程力学、机械设计基础、自动控制原理、传感器技术、信号与系统等课程；专业选修课包括Matlab语言、测控电路、电气控制与可编程控制器、单片机原理、嵌入式系统、机电传动控制、互换性与技术测量、计算机网络、仪器总线、光电检测技术、无损检测技术、智能仪表设计技术、工程光学等课程；实践教学环节则涵盖大一到大四每个学期，包括军训、金工实习、课程设计、生产实习、毕业实习等；校级公选课是为了拓宽学生的知识面，提高学生的综合素质而安排的人文社科、经管艺术、自然科学等课程。在课程的设置上，注重知识的基础性、系统性与先进性，提高课程的综合化程度，体现“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的专业培养目标。
关键词：矿冶特色;技术应用型人才;培养模式
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）19-0173-02
一、前言
矿山冶金机械包括采掘机械、选矿机械、起重运输机械、筛分机等冶炼机械设备，具体有凿岩机、推土机、装载机、挖掘机、破碎机、工程起重机、冶炼设备、通风排水等辅助设备，广泛用于矿产品的开采与加工、公民建设、国防建设、救援等多领域，通常也称为工程机械。我国的工程机械行业彻底打破大型和超大型工程机械产品依赖进口的局面，成为中国装备制造业中核心能力最强的代表，产品研发不断向高端、大型化、智能化方向挺进。生产的工程机械占据亚洲的半壁江山[1]。对于行业而言，整机与配件技术一直处于畸形发展的状态，在国际工程机械的舞台上，拥有世界响当当的工程机械整机企业，而零配件乃至核心技术在国外也很少能够找到值得骄傲的看点[2]。当前，我国矿山冶金机械行业存在的问题包括下列层面。
1.矿山机械行业企业综合实力不强，大多数企业在科研、新产品开发、技术改造和企业管理等方面的精力和资金投入不足，人才匮乏。
2.国内矿山冶金机械产品品种，尤其是国家建设急需的关键设备不能满足要求，产品技术含量低，产品附加值不高，质量不稳定，全员劳动生产率低。
3.传统矿山冶金机械质量差，效率低，耗能高，污染大。研制和改进矿山冶金机械设备急需矿山冶金机械专业人才。
二、人才培养现状分析
我国高等学校采用学年制和学分制两种教学管理制度。学分制要求按照培养目标和教学计划中各门课程及教学环节的学时量，确定每门课程的学分，设置必修课和选修课，规定各类课程的比例，以及准予学生毕业的最低总学分。以学分代替学年，以弹性的教学计划和学制代替刚性的教学计划和学制，有较大的时间弹性和选课弹性。以选课代替排课，允许学生根据自己的能力与兴趣安排个人的修学计划。由于资源短缺和人才培养的特殊规律要求，不可能存在完全学年制或完全学分制，在资源配置上，学分制与学年制两种配置方式可能并存。从学年制到学分制的变化也不只是简单的取代方式，而是在两种资源配置方式之间寻找某个最佳的结合点，从而获取最大的质量效益。目前我国多数高校在规定的四至六年的学籍时间内，允许学生有一定的选学课程自由，只要学完教学计划规定的必修课，完成必要的实践性教学活动，并选学选修修满教学计划规定的毕业总学分，且思想品德经鉴定符合要求即可毕业。学生可以根据兴趣、爱好选择课程，自主制定学习计划，能够真正地实现“选我所爱，爱我所选”，有利于因材施教，有效地开发潜能。目前本科毕业总学分为160～190，除思想政治课、基础课、专业基础课、实践课必须开出外，一些专业课只能作为选修课开出。但有些学生对选修课并不重视，导致教学效果不佳。
三、培养模式的思考和研究
1.我国高校很多专业设置雷同，采用统编教材，学计划。结合办学特点和机械工程及自动化专业的优势，建立分方向的培养模式，让学生自愿选择。
2.矿山机械专业和冶金机械专业是原江西冶金学院的传统专业，拥有强大的师资和设备资源。加强教学改革，以科研促教学，努力提升办学层次，突出办学特色，培养更专业、更实用的专业人才是高校的办学目标。（1）在人才培养上，遵循高等教育教学规律，重视实践能力与创业能力的培养，实现理论知识、实践技能、个人能力的协调发展，培养能从事机械设计与制造、机电液一体化设计、矿冶设备维护与管理、科技开发与应用研究、运用管理且具有三实品质与创新精神的高级工程技术人才。（2）培养具备机械设计制造基础知识与应用能力，融合电子技术、信息技术、计算机技术、现代管理等方面知识的高级技术人才，综合运用于矿山、冶金、工程机械检测、使用、管理和机械化施工行业。（3）紧扣产业需求，建设多维度的教学平台，最大可能地扩大受益面，使专业内的每一位学生都能受惠，培养矿冶特色机械专业人才。（4）以学生素质教育和专业技能培养为目标，引导教师转变教育思想观念，积极进行教学方法的研究与改革。加强课程/教学实习、社会实践、毕业论文/实践等环节，培养高素质应用型的机械专业人才。在课程内容设计中，进一步加大发展中遇到的问题、人才市场需求的变化、专业岗位的调研和用人单位的反馈来调整方案，使课程内容能够较好地反映新知识、新技术、新技能，使培养出的人才能够满足社会发展的需要。
3.专业特色。矿山冶金机械专业的方向是以机械为主，以电为辅，机电结合，以为冶金生产一线培养高素质技能型专门人才为主要目标。学校和企业进行人才培养战略合作计划，整合双方优势资源，建设工程师培训基地和学院校外实训基地，共同培养符合企业需求、市场升级的优秀工程机械行业人才。这不仅可以解决学校专业教育中教学与实践脱节的问题，更通过学校与企业的合作，强化教学师资力量，增强高校的号召力和影响力，同时也为企业进一步开发拓展市场打下坚实的人才基础。通过事业发展培养人才，通过人才培育创造事业发展的机会，为培养国际化人才而努力。
四、方案实施
1.经过市场分析、调查和研究，以2011级、2012级、2013级学生为研究对象，增设机械工程专业矿冶机械方向，根据课程体系分专业方向教学。矿冶机械专业方向是以机械为主，以电为辅，机电结合，以冶金生产一线的高素质技能型专门人才培养为目标，培养可以在冶金设备等机械设备检测调试、安装维护、故障诊断、运行管理、技术革新和设计等方面工作的高级工程技术人才。
2.合理修订人才培养方案，形成教学计划，设置专业课程体系，设立主干学科和主干课程，增加矿山机械、冶金机械、冶炼机械、工程机械等课程和教学实践环节，如图1。
五、搭建校企合作平台
培养高素质的技术应用型人才，首先要将这种培养方向定位于面向工程实际。机械行业技术应用型人才是指进行过工程师、技师初步训练的高等工程技术人才，面向生产一线从事设计、制造、施工、维修、测试等工艺和管理工作。校企合作的推进有利于强化实践性的教学环节，培养学生的综合职业能力与岗位竞争能力，推动重点专业建设及创新人才培养模式构建，有助于培养一批理论联系实际的专业骨干。校企合作要重点做好以下几个方面的工作。
1.以“校企合作、资源共享、优势互补、共同发展”为合作理念，以培养工程应用型技术人才为导向构建实践教学平台，全面提升学生的创新应用能力，增强他们的就业竞争力。
2.进一步深化校企合作，通过制定教学计划和形成人才培养方案来落实企业的经营理念和要求，在订单培养、科技研发、互享资源等方面开展更深层次与更广泛的合作。
3.建立健全校企合作机制，真正推进校企合作关系的科学化、规范化和合理化。
4.加强教师队伍的培养和锻炼，让教师了解学科发展前沿，增强教学的针对性。
学院与福建、广东、浙江、江苏、安徽等省的矿山冶金企业进行长期合作，采用学生主动报名、学校和企业筛选的形式，让大四学生在企业相关岗位实习3～6个月，与一线师傅亲密接触，由师傅手把手地教学生实践知识，强化他们的动手能力，当学生和企业双方都满意时可直接签订就业协议。通过企业工程师授课、安排课程实习和毕业实习等多种有效措施，充分利用学校与企业等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势，把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机地结合于学生的培养过程中，缩小学校和社会对人才培养与需求之间的差距，使人才培养方案、教学内容和实践环节更加贴近社会发展的需求，促进学生实践能力和整体素质的提高，增强他们进入社会的竞争力，达到培养高级应用型人才的目的。
多维实践平台的建设和运作，可以增加学生与企业的沟通了解，拓宽学生的就业渠道，提高就业率，帮助企业培养人才和稳定人才队伍。企业对学院的办学理念及力行推进校企合作表示赞赏。
六、总结
构建矿冶特色机械专业的人才培养模式，有助于提升机械专业学生的实践能力和综合竞争力，有助于全面提升学校的教学质量，提高学生的就业率。
参考文献：
技能大赛佼佼者的典型材料
您的学历不高，但追求知识的热情高涨，您的工龄不长，但您却是供电工作的行家里手，某省青年技能大赛您名列前茅。作为“某省技术能手”和“某省青年岗位能手”，您以自己的经历告诉大家，练就绝活，服务矿山，矿山会为您提供一个天高海阔的舞台，任您翱翔。某矿集团供电处青年职工某某某在供电岗位上短短三年的时间里，通过勤奋好学，迅速从新工人成长为一名独当一面的行家里手。他在20__年某矿集团地面电工技术大比武中，取得了第一名的好成绩，被某矿集团授予“某矿集团技术能手”的光荣称号；今年二季度，他又被某矿集团评为“学习之星”，五月份被徐矿集团评为“十大杰出青年”；特别是在今年上半年的某省技术大赛上，某某某战胜众多好手，获得维修电工专业比赛第五名，被团省委、某省劳动和社会保障厅授予“某省技术能手”、“某省青年岗位能手”光荣称号，为徐矿集团赢得了荣誉。从热爱到痴迷。20__年，某某某被分配到某矿集团机械厂数控车间，从此，某某某对电器设备的热爱几乎到了痴迷的程度。在工作中，他除了直接参与了对支架厂装配车间CO2焊床的送丝机构的电气部分的改造，使其由支流调速改为交流变频调速系统，还参与改造支架厂加一车间的加工中心由原来的继电器控制改为PCC控制，以及参与改造德国产8031、8032、8033三台数控车床等工程。20__年某某某调入供电处，先后在检修班、线路班、实验室等部门实习，这使他逐渐对变电所的工作原理以及如何检修有了初步的了解，对电力线路的组成和作用也有了较全面地掌握。三年来，他废寝忘食，刻苦钻研，不仅对所从事的工作有了更深的了解，在学业上也有很大的进步。今年7月，他在中国矿大成教学院以优异的成绩完成了为期四年的机电专业学习。
发奋工作，有所作为。20__年6月，某某某放弃了由某矿集团组织的“十大杰出青年”外出海南双飞旅游，主动参与了某变电所综合自动化安装工作。在没有厂家人员参与的情况下圆满完成了6KV综自装置的调试和后台制作等工作。在此次调试过程中，最让某某某头痛的就是后台机与各个保护单元之间的通讯问题：后台机共有40多台，组装到20多台时保护装置之间尚能正常通讯，如果再增加，通讯就时通时断，也就是说还有20多台装置不能和后台机通讯，试过所有的方法都不行，与厂家联系，厂家也无法解释。此时某某某在矿大的学业也已经接近尾声，正在撰写毕业论文，在翻阅课本时，《plc控制原理》、《单片机原理》、《工业用计算机应用》上有关通讯方面的内容让某某某眼前一亮。于是，某某某抱着试试看的态度在各网路中间加了一个100欧姆的电阻，将通讯速率改为100KB/S后，遂使通讯正常。
过关斩将，勇夺佳绩。今年4月17日至19日，经某矿集团团委推荐，某某某与其他12名选手代表徐州市，参加在某市由团省委、省劳动和社会保障厅联合主办的全省青年技能大赛。此次参赛选手有的已经具备技师职称，有的是各市大赛中的技能比武冠军、还有的是某技师学院的青年教师。他们不论是对维修电工的理论知识还是实际操作技能，都较其它选手有着明显的优势，加之其占尽天时地利人和，要从这些选手之中脱颖而出，其难度可想而知。比赛中，某某某抱定坚定的信心，全身心地投入。在先后进行的电工理论基础知识、电子项目制作科目和PLC控制三项考试中，他凭借过硬的技术和出色的发挥，一路过关斩将，获得了第五名的好成绩。比赛结束后，某某某被团省委和某省劳动和社会保障厅授予“某省青年技术能手”和“某省青年岗位能手”称号，并直接晋升为技师。
【关键词】工学结合 人才培养目标 课程改革 教学管理 校内实训基地
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）01-0005-01
在《国家中长期教育改革和发展规划纲要》即“教育十二五规划” 中，提出高职教育要把提高质量作为重点。以服务为宗旨，以就业为导向，推进教育教学改革。实行工学结合、校企合作、顶岗实习的人才培养模式。积极推进学历证书和职业资格证书“双证书”制度，推进职业学校专业课程内容和职业标准相衔接。加强“双师型”教师队伍和实训基地建设，提升职业教育基础能力。
为贯彻规划纲要的指导思想，黑龙江煤炭职业技术学院遵循“学生第一、实践第一、就业第一”的办学理念，坚持“以就业为导向、以服务为宗旨”的办学方针，通过市场、企业调研及毕业生质量的追中反馈，针对2011级矿山机电、矿物加工、电厂运行、煤矿开采、矿山地质、矿井通风、矿山测量、矿山安全共八个专业试行工学结合的人才培养模式，并与龙煤集团双鸭山分公司下属的七星矿、东保卫矿、东荣三矿、东荣二矿、新安矿、集贤矿、中央选煤厂七个单位及矸石电厂共八个单位签署了校企合作协议，完成了2012-2013学年度的上述八个专业的工学结合人才培养模式下的教学任务。
对于首批进行工学结合培养的学生，在教学效果上与传统的人才培养模式相比，主要有以下几个方面的提高：第一，由于学生的学习生活场所都在企业，因此对毕业后就业环境有一定了解，为就业做好了心理准备。第二，为学生聘请了企业的专业技术人员担任教师，针对企业具体岗位所需的知识、技能进行讲解，真正实现授课内容与职业标准对接。第三，采用每门课程集中教学，按照企业生产流程安排教学内容进度，实现了教学过程和生产过程的对接。第四，在学生实训环节，为学生聘请了专业技术人员进行现场指导，提高了学生的实践操作能力。由于每个工学结合点在学生管理、师资队伍、教学环境上的差异，所以教学效果参差不齐，整体效果提高，但和预期效果有一定的差距。
工学结合人才培养模式符合现代企业对人才的需求，符合当代职业教育的发展规律，是我院今后教学改革的方向，将会长期坚持下去。作为工学结合人才培养模式首次试行的全程参与人员，通过一个学年度的机制运行管理，个人认为可以通过以下几个方面提升教学效果：
第一，校企共建校内实训基地
工学结合人才培养模式，注重的是培养学生实践动手能力，加强教学内容与岗位工作内容的联系，满足企业对人才的需求。但这并不要求教学场所一定在企业，在生产现场，因为企业的首要任务是生产，当教学过程和生产相冲突时，教学必然被忽视，而且在生产现场进行讲解，由于噪音及安全方面考虑，教学效果并没有达到预期，这在我们过去机制试行的一个学年里，已经发现这个问题。因此，我们可以和企业共同建设小型的模拟生产车间，这样就可以实现实践教学和理论教学的紧密结合，培养学生的实践动手能力，使教学过程可以顺利进行，避免了因企业生产带来的打乱教学安排的情况出现。
第二，企业培训校内专职教师
工学结合的人才培养模式，对教师素质要求较高，必须具备企业工作经验，熟悉企业生产流程，即要具备双师素质。由于我们校内的专职教师大多是从校门出来直接从事教师岗位，缺乏企业经验，因此在过去的一个学年里，我们主要聘请企业技术人员担任教师，这样不但增加了教学成本，而且由于企业技术人员缺乏教学经验，在教学效果上会有所影响。从长远发展的角度来看，我们应该重点培养校内专业教师，针对不同职称级别的教师，每隔两年分别进行一次培训，助理讲师培训一年，讲师培训半年，副高级职称培训三个月，高级职称培训一个月，通过分批去不同企业进行挂职锻炼，掌握最新的企业生产工艺，把握行业最新发展方向，提升师资队伍水平，实现教学内与时俱进，培养出符合企业需求的人才。
第三，建设健全外聘教师的管理制度
由于某些专业校内专职教师紧张，加之欠缺企业经验，因此，必然要从企业聘请一些优秀的技术人员进行授课，为保证良好的教学效果，充分发挥出企业技术人员的优势，学院应加强建设对外聘教师的培训、管理制度的建设，从而提高外聘教师的教学水平，养成爱岗敬业、热爱学生，严谨务实的工作态度。
第四，“三管”齐下抓好教学管理工作
在过去的一个学年里，由于各专业师资力量不均，虽然学院尽最大力量进行了人员的调配，实行了三级管理，但各工学结合地点的管理还是有所区别，有的结合点一个管理人员要负责七八十人的管理，相比只负责三十人的结合点来讲，工作量超出很多，教学管理效果上出现了明显不同。因此，要想提高教学效果，健全的管理模式是必不可少的。我们可以在原有的“学院、系部、专业教研室”三级管理的基础上，在增加三个方面的建设，即以每个班级为单位，分别配备三个导师，分别是学校实习指导老师（也是学生工学结合期间负责主要技术理论和毕业论文指导教师），企业综合技能指导教师（负责学生在工作岗位上的综合技能指导，主要是从企业聘请专业工程师），就业与素质教育指导教师（学生班主任，深入学生实习企业，利用学生每周班会时间，围绕学生职业生涯教育定期开展学生思想教育和就业指导工作）。专业负责人组织三个导师，每两周召开一次教学研讨会，及时分析总结学生工学结合过程中存在的一些问题。
第五，积极进行课程改革
在传统的学科式教学模式下，教学内容均以教材为准，理论教学内容过多，且与工作岗位内容脱节，培养出的人才质量，不符合现代企业的需求。因此，要想实现工学结合人才培养模式的预期效果，必须要进行课程改革。通过企业调研、校企共同开发适合工学结合的课程，并重新根据企业生产过程，岗位工作内容，编写适合工学结合人才培养模式的教材，改变传统的根据教材决定授课内容，变成岗位任务决定授课内容，授课内容决定教材内容，使教材内容不再滞后于企业生产过程。
工学结合人才培养模式的运行标志着我们在职业教育教学改革创新、促进人才培养质量提高等方面工作又迈出了坚实的一步，我们将在摸索中前进，在前进中发展，在发展中壮大！
关键词：煤炭行业；紧缺人才；校企合作；“订单式”人才培养
中图分类号：G72 文献标识码：A
一、项目背景
能源是国民经济可持续发展的重要物质基础，中国作为一个能源生产和消费大国，随着经济的快速增长，能源安全已经成为维护经济安全、政治安全乃至国家安全，实现经济可持续发展、建成小康社会的必然要求。
煤炭是我国重要的基础能源和工业原料，在国民经济中具有重要的战略地位。我国能源的国情是富煤贫油少气，煤炭储量占能源资源储量的90%以上，因此在未来相当长的时间内，煤炭仍将是我国的主要能源。但我国煤炭工业与世界主要采煤国家相比，还存在着产业群分散，采掘机械化程度低，用人多，效率低，安全状况不好，污染严重等问题。导致了我国煤炭工业人力资源整体质量偏低，专业技术人才缺口较大，特别是煤炭主体专业人才极为匮乏。
目前96%的煤炭企业缺机电专业人才，88%的煤炭企业缺采矿专业人才，地质测量、通风与安全、煤化工等专业人才也是异常紧缺，已成为制约煤炭工业可持续发展的“瓶颈”，和导致煤炭工业科技水平低、增长方式粗放、安全事故多发、资源浪费严重、环境治理滞后的重要因素，严重影响了煤炭工业的持续健康发展，对国民经济特别是能源安全构成了极大威胁。
正是在这样的背景下，中国矿业大学成人教育一直坚持立足行业，办有自己特色的继续教育，通过高校和煤炭行业、煤炭企业的全面合作，采用“订单式”人才培养模式，为煤炭行业主体专业紧缺人才培养尽职尽力。在煤炭这一艰苦行业，继续教育使命光荣，责任重大。
二、合作单位及项目规模
学校成人教育充分发挥煤炭行业龙头高校的优势，与煤炭行业、企业广泛合作，每年不间断地为煤炭企业培养专业技术人才。目前已与国资委直接管理的特大型企业神华集团、中国中煤能源集团公司、华电集团等；省国资委管理的亿吨级煤炭企业山西焦煤集团、冀中能源集团、淮北矿业集团、徐州矿务集团等；地方煤炭企业和民营煤炭企业，甚至还有司法系统劳改企业等50多家企业建立了“校企合作”关系，采用“订单式”人才培养的模式，为企业培养煤炭主体专业紧缺人才。
自2004年以来，与学校签订“校企合作”协议的煤炭企业逐年增加，这些煤炭企业根据自身的人才需求情况，于每年春季或秋季将通过层层选拔的学生分层次、分专业送到学校进行脱产培训，平均每年送培人数约1000人。到目前为止，累计为煤炭企业脱产培养煤炭主体专业紧缺人才达万人，成为煤炭行业重要的“订单式”人才培养基地，为煤炭行业紧缺人才的培养做出了重要贡献。
三、项目运营模式
（一）行业推广
煤炭行业“订单式”人才培养于2004年在中国中煤能源集团公司、淮北矿业集团和山东里能集团三个煤炭企业试点，开办了专科层次的《测绘工程技术》、《煤矿开采技术》、《矿井建设》、《机电一体化技术》四个专业，共计接收企业委培学员250人。
通过学校和煤炭企业的广泛合作及煤炭企业之间的相互交流，煤炭主体专业紧缺人才“订单式”人才培养模式很快被煤炭企业认可，成为煤炭企业为本企业培养紧缺人才的主渠道。中国中煤能源集团公司、汾西矿业集团、冀中能源邢台矿务局、冀中能源峰峰矿务局、山西霍州煤电公司等企业几乎每年不间断地将企业优秀青年及专业技术人员送往矿大培养。
目前，“订单式”人才培养已经从开始的专科层次，拓展到专科、高中起点本科及专科起点本科层次，专业从原来的4个拓展到现在的15个，平均每年新接收“订单式”人才培养学生约1000人，在校规模达3000余人。
（二）生源结构
煤炭行业“订单式”人才培养的学员是通过“校企合作”的选拔方式严格筛选的，生源来自三个方面：一是煤炭企业面向社会招工招生的生源，二是煤炭企业生产一线的优秀青年职工，三是煤炭企业未就业的职工子女以及非煤专业大学生（如医学、会计、计算机等专业毕业生在煤炭企业无法就业，送入学校转专业学习，学完再就业）。
（三）经费来源
在职人员带薪学习，煤炭企业负担学费，学成后调整到煤炭企业相应的技术岗位上工作；职工子女、社会青年和煤炭企业签订用人协议，学费先由个人支付，学成后服务于煤炭企业者报销学费并安排工作。
（四）开设的专业
煤矿开采技术、矿山机电（机电一体化技术）、测绘工程技术、矿井建设、矿井通风与安全、地质测量、矿物加工工程、热能动力与装置、选煤技术、采矿工程、机械电子工程、机械工程及自动化、地质工程、选矿工程、水文与水资源工程等本、专科专业。
（五）教学模式
所有煤炭行业“订单式”培养的学员，采用的是“理论+实践”的分段教学模式，一般专科为“2+0.5”、本科为“3+0.5”、专升本为“2+0.5”，“+”号前面表示学员在高校学习理论课程的时间，“+”号后面是学员回送培单位现场实习、论文设计的时间。理论教学时间根据不同企业、不同专业略有调整，回到企业实践的时间均为半年，如冀中能源邢台矿务局专科层次的教学模式执行的是“2.5+0.5”，本科层次的教学模式是“3.5+0.5”；汾西矿业集团专升本层次的教学模式是“1.5+0.5”。
“订单式”人才培养模式在三个方面体现人才培养的“工学结合”：一是课程设置及教学内容的“工学结合”。“订单式”人才培养的专业设置、课程设置、课程内容等由高校与企业共同研究确定，以企业对人才的需求设专业，根据岗位定课程。相同专业不同企业的专业模块，其课程设置和教学内容各有不同，这充分体现了课程设置、教学内容“工学结合”的要求。
二是实习、实训的“工学结合”。“订单式”培养的学员学习过程中的实践环节是在企业进行的，在企业的工程师现场指导下，通过“顶岗实习”结合企业实际生产岗位消化吸收专业知识，从而实现实习、实训的“工学结合”。
三是毕业设计的“工学结合”。“订单式”培养的学员以所在企业的生产实际和工程技术要求为背景拟定论文选题，在高校教师和企业工程技术人员共同指导下完成毕业论文，论文完成的过程就是解决企业实际技术问题的过程，是“工学结合”的过程。
（六）知识结构体系
“平台+模块”的知识结构体系，体现了“订单式”人才培养的特点，“平台”体现了专业的知识结构层次，包括：公共基础课程平台，专业基础课程平台，专业必修课程平台，专业选修课程平台，实践环节平台；“模块”就是每一个“平台”具体课程的延伸，每一个课程模块都对应相应的学分，每一个“平台”都规定最低学分要求。不同企业相同专业的知识结构体系是有区别的，“平台”的搭建是一样的，但“平台”下面的课程“模块”可以根据企业的不同要求进行适当调整，这就形成了适合企业个性要求的课程“订单”。
（七）师资构成
“订单式”人才培养采用的是“双师”型教师队伍，理论教学中的公共基础课、专业基础课引进兄弟院校和科研单位的优秀教师、研究人员执教，实现高校与高校、高校与社会教育资源的整合，同时把校外的学术动态、技术发展思路以及管理理念带到学校。
专业主干课程的教学任务由学校相关专业学院的教师承担，专业负责人严把主讲教师上岗关，聘请中级及以上职称的教师授课，不断提高教学水平。
实践环节由学校专业教师布置任务，企业的专家及工程师现场指导，学校教师定期检查学员实践环节的进展情况，把企业专家、工程师吸纳到兼职教师队伍中来，实现理论与实践的紧密结合。
（八）教学管理
采用学校与企业人力资源部门联合管理的模式，在校学习理论课程阶段，主要由高校进行管理，企业定期派专人检查指导工作，有的企业还派出专人跟班管理，与学员同吃同住，随时了解学员的学习、生活情况；实习、论文设计阶段由学校成立实践环节指导小组，学校专业教师任组长，指导教师由学校和企业共同组成。学员以所在企业的工程技术为背景拟定论文选题，企业工程师在现场指导学员进行相关数据的采集、材料的遴选、现场实际操作等，学校指导教师不定期地到现场检查学员实践环节的进展情况，论文完成的过程就是解决企业实际技术问题的过程。
（九）质量保障
对企业送培的学员采取的是成人脱产班的管理办法，专门的教学管理机构保障教学的正常运行；专门的学生工作部门保障学员的思想工作及开展丰富的课余文化生活；专职班主任进行日常管理，确保学员在校期间的安全稳定。教学监控采取随堂听课、期中教学检查、督导指定听课、任课教师例会、学习委员例会等多种形式、多种渠道反馈信息，确保教育教学质量。进入实践环节后，主要由送培单位进行管理，送培单位根据学校对学员实践环节的学习要求，组织所属相关单位有关人员分组管理。自始至终保持送培单位与学校的沟通联系。
四、项目创新点
一是生源组织的创新，实现了招生、招工相结合。
二是根据企业的需求制定培养方案，从确定教学模式并到学校脱产培训，与传统的函授、夜大学教育相比加快了人才培养的进程，真正实现学校培养与企业需求的“零距离”。
三是创新了企业人力资源部门、企业用人单位及高校共同参与的管理模式。
四是创新了“平台+模块”式“订单式”人才培养知识结构体系，实现了煤炭行业学历及非学历继续教育的学分积累、学分互认及学分转换。
五是“订单式”人才培养真正做到培养目标、培养计划、管理过程的“校企合作”及课程设置、实习实训、毕业设计的“工学结合”。
六是实现“理论与实践”、“课程与岗位”、“毕业与就业”的无缝对接。
五、项目评价
2006年，《教育部简报》第177期报道了中国矿业大学从五个方面为煤炭行业培养紧缺人才的情况，其中就有学校成人教育《校企合作“订单式”培养煤炭企业应用型人才》的报道。
2006年，《中国煤炭报》刊登了中国中煤能源集团公司与中国矿业大学开展校企合作“订单式”人才培养的报道：“通过校企合作‘订单式’脱产批量培养企业生产第一线的技术人员，是解决中国中煤能源集团公司当前技术人才短缺所采取的重大举措，是中国中煤能源集团实施发展规划，实现跨越式发展的内在需求，是解决企业生产一线人才匮乏的有效手段和途径”。
2006年，在教育部召开的成人高校招生统考20周年纪念大会上，中国矿业大学作为全国普通高校的惟一代表，作了题为《立足行业、面向地方，办有特色的成人教育》的专题发言。
2010年9月，在教育部学生司召开的《2010年全国成人高等教育招生考试工作会议》上，中国矿业大学又一次作为全国高校的唯一代表作了大会典型发言。
2012年，在教育部举办的“高校继续教育改革发展研讨会暨高校继续教育服务学习型城市、学习型企业发展论坛”会议上，作为50所“高等学校继续教育示范基地建设”项目选出的4所发言高校之一，作了“行业继续教育体制、机制及人才培养模式的探索与实践”的汇报发言，其中就包含“订单式”人才培养模式的探索及实践。
关键词：采矿工程；人才培养；卓越工程师；教学体系
作者简介：郭惟嘉（1957-），男，山东济南人，山东科技大学资源与环境工程学院院长，教授；刘音（1973-），女，陕西杨凌人，山东科技大学资源与环境工程学院博士研究生。（山东 青岛 266590）
中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）36-0045-01
山东科技大学采矿专业已有60余年的办学历史，通过近年来对采矿工程专业人才需求的调研和煤矿企业对毕业生质量的反馈，近年来山东科技大学（以下简称“我校”）采矿工程专业毕业生在实践能力和创新能力方面有明显弱化的现象，由此反映出目前传统的教学环节已不能满足卓越采矿工程师人才培养的需要。结合教育部实施“卓越工程师计划”，探索如何通过改革采矿工程专业教学体系，提高学生教学效果，培养出具有创新精神和实践能力相结合的卓越工程师，是采矿卓越工程师人才培养教学体系研究重点。
一、采矿工程专业教学体系目前存在的主要问题
采矿工程专业教学体系目前存在的主要问题包括：人才培养模式单一，适应性不足；培养目标不清楚，学术化倾向严重；课程体系与产业结构调整不适应；工程性缺失和实践环节薄弱；教师队伍缺乏工程经历；产学研合作教育不到位。
二、卓越采矿工程师教学体系的要求与设计
我校卓越采矿工程师的培养计划依据“卓越工程师教育培养计划”，旨在培养工程实践能力强、具备创新精神、适应经济社会发展需要的高素质煤矿行业工程技术人才。针对目前采矿工程专业教学体系存在的问题，卓越采矿工程师培养体系重点放在三个方面：一是要求煤矿行业企业深度参与培养过程；二是学校按照煤矿行业标准培养工程人才；三是强化采矿工程专业学生的创新能力和工程实践能力。由此看出，采矿卓越工程师培养教学体系的关键不仅在于校内实践，更在于在煤矿企业综合实践的实施效果。
为满足以上要求，我校采矿工程专业将卓越工程师人才培养方案与以前的“3+1”定单式人才培养方案相结合，实施校企对接，实行“3+1”培养模式，让企业纳入整个人才培养过程。学生三年在校重点学习数理基础、人文管理和专业知识，第四年到签约单位进行工程实践、毕业实习与毕业设计。这一培养模式既为煤矿企业培养了急需的人才，又可有效解决就业问题，突出了对学生的工程实践和创新能力培养。
三、卓越工程师教学体系改革研究
构建突出特色、强实践、重创新的人才培养体系。采矿工程专业依托专业丰富优质的教学科研资源，并将工程实践能力与创新能力培养贯穿整个四年的教学过程中，构建了横向上相互关联、纵向上相互贯通的人才培养体系。该人才培养体系主要包括系统的教学体系和强有力的保障体系，其中教学体系是核心，主要包含理论教学体系、实践教学体系以及创新能力培养体系（见图1）。
理论体系改革中根据培养目标的要求，注意整体优化，突出特色，主要从三个方面做起：
第一，确定能充分体现采矿工程专业的主干课程。主要有以下7门课程组成：“岩石力学”、“煤矿开采学”、“井巷工程”、“矿井设计”、“矿井通风与安全”、“矿山压力与岩层控制”、“矿井特殊开采”。通过主干课程体系和课程内容的改革使采矿专业课程体系趋于合理，教学内容和教材选用也将进一步优化。
第二，精炼教学内容，实现七个“结合”：着眼于专业的拓展，实现煤矿开采与非煤固体矿床开采相结合、地下开采与露天开采相结合；满足采矿技术发展的需要，实现采矿与机电相结合、采矿与信息技术结合；体现多学科的相互渗透，实现采矿与岩土工程相结合；满足企业发展需要，实现采矿与计算机应用相结合、采矿与环境工程相结合。
第三，加强精品课程和特色教材建设。我校采矿工程专业在矿山压力与控制、矿井特殊开采等方向具有优势和特色，科研成果突出。将优秀科研成果引入教学全过程，教学成果突出，建设了“开采损害与环境保护”、“矿井通风与安全”国家精品课程2门、“矿山压力与控制”校精品课程1门；出版特色教材5本，其中《矿山压力与控制》获省优秀教材一等奖，《开采损害与环境保护》、《矿井通风与安全》获省优秀教材二等奖，实现了科研与教学有机融合。
实践教学体系改革。根据“卓越计划”培养目标，进一步加强实验室和实习基地建设。利用国家级重点实验室和省级实验示范中心平台，扩大实验室开放力度，提高实验室综合利用率；与煤矿企业加强合作，建立稳定的校内外实习基地，为学生的实习、设计、科研实践等创造良好的实践环境；引进煤矿企业的资源和设备，模拟现场工程环境，建立实习模拟矿井，既可节约实习经费也可让学生对矿井有全面的了解。
创建完善的创新能力培养体系。人才培养方案强调课程教学、工程实践与创新能力培养的有机融合，使创新能力培养贯穿整个教学环节，通过多环节训练使学生逐步树立工程意识，学会工程思维方法，不断提高综合素质。通过主干课程教学方式方法的改革、学生参与教师科研项目、开放国家重点实验室、鼓励学生参加各级各类科技竞赛等，学生的创新能力得到极大提高。
加强“双师型”师资队伍建设。首先完善校内专任教师到矿山企业、科研部门学习交流及矿山企业、科研部门高技能人才到校兼职授课的制度和机制。山东科技大学已与山东能源集团签订了全面合作培养采矿专业人才的协议，为教师的现场实践提供了可靠的基地；本专业每年将安排1～2名青年教师到煤矿企业工程岗位工作，或通过实际工程项目设计、科学研究等积累工程实践经验。其次，从煤矿企业、科研部门聘请工程实践经验丰富的工程技术人员担任兼职教师，承担部分专业课程的教学任务，或担任本科生的现场指导老师，承担指导毕业设计等任务。
改革传统的课堂和实践教学方法、考核方式，以适应采矿卓越工程师培养的需要。由于卓越工程师型的学生依据其培养方案有半年的毕业实习是在煤矿现场进行，学生的毕业实习成绩也将由现场实习指导教师和学校指导教师共同评定。学生的毕业论文由学校和煤矿企业的技术人员共同审核。审核合格可参加答辩；审核不合格须重做，来年进行答辩。毕业答辩委员会则由学校专业教师和签约单位的技术人员共同组成，共同参加学生的毕业答辩。认识实习、生产实习和课程设计的考核也可改变传统单一的笔试考核方式，通过笔试、现场答辩以及设计作业等方式综合考核学生的知识应用能力和创造性思维能力。
关键词：液压；凿岩机；设计研究；建议
中图分类号：TD421.2 文献标识码：C
Abstract： The paper analyzes various design and research literature on hydraulic rock drills in China， enumerates major arguments in some related papers， points out the imperative problems， and puts forward academic and policy-related advice on the R&D of the hydraulic rock drills industry in China.
Keywords： hydraulic； rock drill； design & research； opinion
1 我国液压凿岩机设计研究历史回顾
我国液压凿岩机的研制起步非常早，距今已近50年。我国液压凿岩机技术研究也很早，二十世纪七十年代，我国长沙矿冶研究院等就翻译了大量国外液压凿岩机专利和论文，七十年代后期，我国作者撰写了大量液压凿岩机的技术论文，直到现在，关于液压凿岩机的论文与专利仍然不断出现在各类期刊与网络上。
我国液压凿岩机设计研究方面的论文，有博士论文，硕士论文，学士论文，有期刊论文，也有网络论文，在整个液压凿岩机技术论文中，占据了很大一部分。
估计有20个高等学校（其中包括3所师范大学）和近10个研究院所的作者发表过液压凿岩机技术论文，其中大部分是关于液压凿岩机设计研究方面的论文。专利文献更是与液压凿岩机结构设计有关。可见，液压凿岩机设计研究在我国并非冷门。
我国液压凿岩机的技术论文与设计研究论文大量产出。与此形成鲜明对比，我国液压凿岩机产品发展很缓慢，独立开发的产品，很少能在市场站住脚。
2 我国液压凿岩机文献的分类
2.1 研究型论文
2.1.1 设计计算型论文
此类论文数量多。
设计计算型论文包括了仿真计算，优化设计，活塞间隙优化设计，蓄能器设计优化，换向阀设计优化，活塞缓冲设计，钎尾缓冲设计，冲击频率调节方法等等。
博士、硕士、学士的论文几乎全部属于此类。高校与研究院所作者的论文大都属于此类。此类论文数量多。
2.1.2 实验研究型论文
实验研究型论文包括实验方法介绍，实验设备和仪器介绍，实验项目介绍，测试结果与测试曲线分析，误差分析等等。
此类论文中介绍实验原理与实验方法的较多。专门介绍液压凿岩机测试结果与曲线，并且进行分析的论文较少，大多散见于设计计算论文中，作为计算正确性的证明。
高校与研究院所作者有些论文属于此类，此类论文数量不多。
2.1.3 材料热处理研究型论文
材料热处理研究型论文包括活塞、钎尾的选材与热处理，铜套的选材等等。关于活塞、钎尾的选材与热处理的论文较多，关于其他零件的论文数量少。
2.1.4 加工工艺型论文
加工工艺型论文包括凿岩机主要零件的机加工的设备，工装夹具，量具与测量方法，工序与工艺步骤，怎样保证尺寸精度与位置精度，等等，大概是技术保密的原因，此类论文数量极少。
2.2 综述型论文
2.2.1 产品品种型号综述型论文
产品品种型号综述型论文包括当时国内外液压凿岩机产品的厂家，系列，型号，主要性能参数等等。
此类论文数量较多，但大多是介绍阿特拉斯、山特维克公司的液压凿岩机产品，介绍国内产品的较少。
2.2.2 产品历史发展综述型论文
产品历史发展综述型论文包括介绍国内外液压凿岩机历史发展，产品型号推出的年代，市场情况等等， 此类论文数量不多，但大多是介绍蒙特贝塔、阿特拉斯、山特维克公司的液压凿岩机产品历史，介绍国内产品历史的较少。
2.2.3 产品技术综述型论文
产品技术综述型论文包括液压凿岩机结构类型，技术进展，等等。此类论文数量少而且内容重复较多。
2.2.4 产品市场调研分析指导型论文
产品市场调研分析指导型论文包括当时国内使用的液压凿岩机产品的主要型号，市场保有量，年销售量与销售额，备件销售量与销售额，市场的细分，将来市场的趋势预测，市场对液压凿岩机的性能与技术要求。
此类论文很重要，对于国家的产业政策和企业的产品规划指导意义很大。
此类论文数量极少，几乎没有，倒是在网络上各种市场调查公司的广告不少，只提供提纲，具体内容要付费才能提供。
由于我国缺乏市场液压凿岩机产品销售数据统计，要写出高可信度的此类论文，必然要花费巨大的人力财力，只靠个人或一个单位的力量难以完成，最好有行业组织与行政力量的参与。
2.3 使用维修型论文
2.3.1 产品使用方法型论文
产品操作方法型论文包括凿岩机冲击压力，旋转压力，推进压力的优化匹配，钻头直径与旋转速度的匹配，操作方法等等。
此类论文数量不多，有北京科技大学高澜庆教授等的论文“液压凿岩机主要工作参数对凿岩速度影响的试验研究”，有广东省水利水电第二工程局梁明华论文“液压凿岩机旋转速度与凿孔直径的关系” [1]，是凿岩机使用实践总结，指导意义更大。
2.3.1 产品维修与故障分析型论文
产品维修与故障分析型论文多数为水电工程局、铁路隧道工程局的技术人员所写。此类论文来源于生产实践，言之有物，参考价值很大，数量不多，列举如下：
煤科总院北京建井所黄园月、李耀武、郭孝先“液压凿岩机的故障分析与防治”；
广东省水利水电第二工程局何雄彬“HDl35A和COPl238ME型液压凿岩机工作原理及常见故障处理” [2]；
广东水电二局股份有限公司李同明“阿特拉斯ROCD7钻机使用中易出现的问题与改进” [3]；
李强“Atlas 1838型凿岩机六种常见故障的排除”[4]；
张兆钦“COP1238凿岩机技术特点及使用维护” [5]；
田华军“HL500型液压凿岩机的日常维护保养” [6]。
2.4 产品介绍型论文
2.4.1 产品性能介绍型论文
产品性能介绍型论文多为介绍阿特拉斯、山特维克公司产品的论文，也有少量介绍国内海卓公司产品，乐清采矿机械厂的液压凿岩机产品的论文。
2.4.2 市场应用报道型论文
国外作者关于液压凿岩机市场应用报道型论文很多，国内此类论文数量很少，有少量关于YYT26支腿式液压凿岩机工程案例，使用成本效益分析的报道。
2.5 专利文献
最近的十几年关于凿岩机械的专利有六十多件，大都是液压凿岩机械的结构设计方面的专利。尚未见到有重大影响，或产生效益的专利。
3 我国液压凿岩机技术研究的不足
3.1 凿岩机文献的五多五少现象
通过对我国液压凿岩机文献的分析，我们发现有五多五少现象。
（1） 设计论文多，实验与工艺论文少；
（2） 研究论文多，使用维修论文少；
（3） 性能介绍型论文多，市场应用报道型论文少；
（4） 历史发展综述论文多，市场调研分析指导型论文少；
（5） 专利多，影响小。
3.2 缺少学术交流讨论
我国大概有20多年没有开过全国性液压凿岩机技术方面的交流会或研讨会。
我们众多的论文作者，都是在自说自话，没有交流，没有讨论，更没有争论。论文提出的论点，基本没有人跟进，进行理论与实践两个方面的证明或证伪，或补充，只是不加评价的引用。
我怀疑，很少有人认真阅读这众多的论文，如果不是博士生，硕士生，大学生因为做毕业论文的需要，阅读的人就更少了。我国关于液压凿岩机论文的影响力实在有限。
3.3 设计理论研究与产品生产脱节
我国大概可称得上液压凿岩机设计研究论文数量大国，但是我国自行开发的液压凿岩机产品多数从市场上消失，现在还能在市场上站住脚，有一定销售量的产品，多数为1980年代技术引进的产品。这种情况至少说明我们的设计研究和产品生产是脱节的，或者说明我们的设计理论还不成熟，还要不断改进。
4 我国液压凿岩机设计理论的主要论点
4.1 关于凿岩机冲击机构设计理论
4.1.1 三段法理论
认为活塞往复运动一个周期是由活塞回程加速、回程减速、冲程加速三个阶段组成的。4.1.2 设计变量理论
将一个无量纲数称为设计变量，这个无量纲数可以是：
（1） 冲程时间与活塞运动周期之比；
（2） 活塞回程加速度与冲程加速度之比；
（3） 活塞行程与可能最大行程之比；
（4） 活塞后腔受压面积与前腔受压面积之比，很明显，第四个无量纲数最直观，最易检验。
4.1.3 优化设计理论
根据以下5个设计目标，求得一个最佳设计变量。
（1） 蓄能器容积变化的最大值最小；
（2） 蓄能器隔膜震动次数最小；
（3） 能量利用效率最高；
（4） 冲程时，最大瞬时流量最小；
（5） 回程时，最大瞬时流量最小。
4.2 关于换向阀设计理论
4.2.1 换向阀中位正开口理论
换向阀在中位时，换向阀的高压窗口与低压窗口都有微小开启，叫正开口。认为正开口有益于冲击机构性能改善。主张应该采用正开口。
4.2.2 换向阀最优行程理论
换向阀行程的选取受到阀口通流面积，换向时间与阀耗油量三重制约，存在一个优化点。
4.3 关于蓄能器设计理论
4.3.1 高压蓄能器与活塞运动的最佳耦合理论
蓄能器的蓄油与排油量不仅与蓄能器的容积有关，而且与系统的工作频率有关，如果蓄能器固有频率选择不合适，即使加大蓄能器容积，也不能增大蓄能器的蓄油与排油量。
在蓄能器结构参数固定，凿岩机进油压力确定的情况下，可以改变蓄能器充气压力来改变谐振频率，使得系统处于最佳工作状态。
这个理论是极有理论研究价值与学术价值的，是一个动态的理论，是北京科技大学首先进行研究的，可惜无人跟进，这方面的论文太少。
4.3.2 蓄能器一次振动理论
在活塞运动一个周期内，蓄能器隔膜只有一次振动。这个理论已经包含在第4.1.2小节的优化设计理论中了，这是一个静态的理论。
4.4 关于信号孔位置
4.4.1 活塞回程换向信号孔位置的计算
这个理论是由北京科技大学与中南大学提出的，这是极其重要的计算，缺了这个计算公式，无法进行凿岩机的图纸设计。
4.4.2 活塞冲程换向信号孔位置的确定
这个理论是由北京科技大学与中南大学提出的，这也是极其重要的计算。既不能换向太早，使得撞击钎尾时，活塞已经被减速，也不能换向太晚，造成活塞二次打击钎尾。
4.5 钎尾反弹缓冲动力计算
研究这个理论的有浙江大学张新等人，广东工业大学机电工程学院刘智等人，中南大学机电工程学院赵宏强等人，杨国平等人，难能可贵的是，张新做了实验研究，有实验曲线图。
4.6 其他理论
（1）活塞密封间隙与长度优化理论；
（2） 活塞空打缓冲结构计算；
（3） 冲击频率无级调节自动换挡理论。
以上3种理论均有，就不一一论述了。
5 我国液压凿岩机设计研究亟待解决的问题
5.1 换向阀的结构尺寸问题
（1） 换向阀中位负开口的优缺点分析；
（2） 最优负开口量的计算与实验验证；
（3） 换向阀最优行程理论与实验验证。
5.2 活塞与缸体结构尺寸问题
（1） 活塞前后腔面积的确定及优化；
（2） 活塞回程换向信号孔位置的确定；
（3） 最优冲程换向信号孔位置计算与实验验证。
5.3 蓄能器与活塞运动的最佳耦合理论
研究蓄能器隔膜的动态频率响应，蓄能器最佳充气压力的计算。
5.4 钎尾反弹缓冲系统动力计算与实验验证
不但研究缓冲机构本身，进行静力学计算，更要研究钎尾反弹缓冲系统的动态响应，将缓冲机构，钎具与缓冲液压油路作为一个系统，研究缓冲活塞的频率响应，缓冲液压系统是否能有效吸收钎尾反弹的能量，又是否能迅速将钎头重新抵紧岩石。
5.5 凿岩机反打系统动力计算
既要研究反打机构本身，进行静力学计算。更要将反打机构与反打液压油路作为一个系统，研究反打活塞的位移，运动速度与冲击能量。
5.6 零件的气蚀与腐蚀问题
（1）活塞前后腔气蚀问题的计算与解决方法；
（2）凿岩机壳体联接平面点蚀的原因与预防。
6 我国液压凿岩机设计研究的学术建议
6.1 反求法
对国外高端液压凿岩机结构尺寸的分析，用反求法研究凿岩机冲击机构的设计计算公式与方法。反求法基本属于归纳法，反求法需要统计多台高端液压凿岩机的结构尺寸，统计数据越多，代数计算公式越接近实际，设计指导作用越大。这方面的工作似乎还没有人去做。
6.2 验证法
将我们国内的设计理论，如用最佳设计变量理论，换向阀最优行程理论，蓄能器设计理论，分析国外高端液压凿岩机的结构尺寸、充气压力等参数，检验是否符合我们的理论。如果大致符合，则验证了我们理论的正确性，如果相差很大，则要寻找原因。
6.3 代数计算公式研究
6.3.1 液压凿岩机设计研究方法的分类
理论分析与公式计算，实验研究，计算机数值仿真是凿岩机设计研究的三驾马车。
三段法，最佳设计变量等属于理论分析计算。
理论分析与公式计算是凿岩机设计研究的基础，是实验研究与数值计算的的基础与指导。
6.3.2 液压凿岩机代数设计计算公式的建立
公式计算必须将凿岩机的物理（实际）模型简化为力学模型，再进一步简化为数学模型，再简化为代数公式。简化必须是合理的，不能与力学模型有大的矛盾和冲突。
在不断的简化中，必然有失真，这时就要用经验系数去校正。这方面我们还有许多工作要做，对每一结构类型的凿岩机，都可以研究出一套基本通用的计算公式。
6.3.3 液压凿岩机代数设计计算公式的输入输出
代数公式计算输入的是冲击能，冲击频率，冲击末速度，进油压力， 输出的是活塞质量，活塞前后受压面积，活塞行程，信号孔位置，阀的结构尺寸，阀行程，开口量，凿岩机进油流量等等。
6.4 强化实验研究
6.4.1 液压凿岩机实验的分类
在理论分析指导下的实验研究是必不可少的，我们的力学模型，数学模型是否正确，简化是否合理，都需要实验验证。数值仿真计算就更需要实验验证了。
这里所说的实验主要是凿岩机内部机理实验，也可是型式实验，而不是出厂实验。
6.4.2 液压凿岩机实验的规范
实验的各种条件，包括样机，液压系统，测量方法，仪器仪表，都应该是明确的，实验的结果应该是真实的，可重复的，重复实验的误差应该进行分析。实验的时间、地点与参加人应该注明。
6.5 数值计算研究
6.5.1 数值计算的定义
数值计算就是虚拟样机技术，因此数学模型要尽可能逼近力学模型与物理模型，数值计算需要输入的数据很多，需要详细的凿岩机图纸数据，否则不能称之为虚拟样机。
数值计算又叫动态仿真，我国在数值计算方面的论文太多了。有基于AMESim的仿真，基于Simulink的动态仿真，基于MATLAB的计算机仿真，准匀加速度法仿真计算，键合图方法仿真，等等。
6.5.2 液压凿岩机数值计算输入输出的基本要求
冲击机构数值计算中，进油流量必须是输入值，而压力是输出值。
数值计算输出结果不能仅仅是冲击能，冲击频率等，必须能输出活塞运动速度、位移，换向阀的速度、位移，活塞前后腔压力的曲线。并且能够描述出液压油的空化与气蚀现象。
数值计算的结果曲线应该用实验曲线验证，未经实验验证的仿真计算是不可信的。
数值计算的结果应该是真实的，不能弄虚作假，其他人也可以重复运行程序。
6.5.3 液压凿岩机数值计算程序的基本要求
数值计算的程序应该模块化，数值计算需要花费大量的精力与时间，不是一个人短时间能够完成的，因此数值计算的程序应该模块化，可以由一组人员分工，进行编写。
数值计算程序应该界面友好，参数的改变，应在界面中进行，而不应在程序中进行。
数值计算的模型与程序应该是持续改进的，和所有的计算机软件一样，应该有版本号。液压凿岩机数值计算程序应该通用工具化，不要搞成专用工具。不能只有作者自己用，换一个人就不能用。
6.5.3 液压凿岩机数值计算程序的难点
虚拟样机技术是一项浩繁的工程，但是并不是遥不可及。内燃机的燃烧过程，牵涉到化学，燃烧学，热学，力学，都可以做到数值仿真，并且在发动机设计中起到重要作用。冲击机构的数值仿真也一定能做到，但是这要求有一个精干的团队和一个好的实验条件。
数值计算程序都是针对某一个特定的图纸的，因此通用性较差。不要指望适合于单腔回油的凿岩机，也能适合非单腔回油的凿岩机。也不要指望适合于芯阀结构的凿岩机，也能适合套阀结构的凿岩机。这也是数值计算应用的一个难点。我们至少应该做到，对某一相同结构类型的液压凿岩机，具有通用性。
7 我国液压凿岩机设计研究的政策建议
7.1 以企业为主体，产学研结合
过去几十年，我国液压凿岩机设计研究是以高校和研究所为主体的，和企业产品开发联系较少。事实证明，我国液压凿岩机设计研究进步不大，只有以有实力的大企业为主体，厂学研结合，学校与研究所自己不搞产品生产，只为社会和企业提供知识与技术，各自发挥自己的优势，才是我国液压凿岩机技术与产品的发展道路。
7.2 以行业协会为主体，组织技术交流
与凿岩机的生产、使用有关的行业有凿岩机械气动工具、煤炭、矿山、铁路、水电、冶金等等，在1980年代，矿山机械行业组织过液压凿岩机技术交流会， 1990年代初期， 煤炭建井行业组织过液压凿岩机技术交流会。
8 结语
（1）对我国液压凿岩机研究文献进行了分类，5大类，13个小类；
（2）分析了我国液压凿岩机技术研究的不足，3个方面的不足；
（3）列举了我国液压凿岩机设计理论的主要观点，6大类，13个观点；
（4）列举了我国液压凿岩机设计中亟待解决的5大类共11个问题；
（5）提出了我国液压凿岩机设计研究的5条学术建议；
（6）提出了我国液压凿岩机设计研究的2条政策建议。
参考文献：
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