導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇工業(yè)設計畢業(yè)論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

應用型本科院校工業(yè)設計專業(yè)樹立以能力為本位，專業(yè)技能為核心的人才培養(yǎng)目標，要求學生能夠在社會文化環(huán)境、市場環(huán)境中掌握產品設計、制造、開發(fā)及市場推廣的一般知識和組織管理原則，具有解決專業(yè)問題的綜合能力。該專業(yè)學生先后經過專業(yè)理論的學習，基礎繪畫的強化，三大構成的提升，設計軟件的訓練，設計思維的引導，產品形態(tài)的設計，產品模型的制作等一整套從理論到實踐的訓練，培養(yǎng)具有較強的草圖表現、計算機輔助設計、模型制作、產品制造與生產等專業(yè)核心技能，最終能在企事業(yè)單位從事產品設計相關工作。掌握專業(yè)核心技能，是應用型本科院校工業(yè)設計專業(yè)人才培養(yǎng)的核心內容，也是學生就業(yè)之根本。

（二）強調學以致用的能力

應用型本科教育主要培養(yǎng)應用型專門人才,重在培養(yǎng)學生應用知識的能力而非發(fā)現新知的能力，這是其區(qū)別于學術型院校、研究型院校的關鍵之處。工業(yè)設計是工業(yè)化時代的創(chuàng)新設計，對創(chuàng)新性和應用性要求較高。在應用型人才培養(yǎng)模式下，該專業(yè)側重培養(yǎng)學生運用專業(yè)知識、技能、方法解決實際問題的能力。因此，學以致用的能力是應用型本科院校工業(yè)設計專業(yè)人才培養(yǎng)的核心能力。

（三）傳承地方文化、服務面向地方

工業(yè)設計是技術、藝術與文化轉化為生產力的核心環(huán)節(jié)，是現代服務業(yè)的重要組成部分。應用型本科教育主要培養(yǎng)應用所學知識為社會謀取直接利益的人才，這表明應用型本科院校工業(yè)設計專業(yè)不僅承擔著培養(yǎng)社會、國家、業(yè)界所需的人才，給國家社會帶來直接利益，還承擔著培養(yǎng)適應地方發(fā)展所需的人才，給地方發(fā)展帶來直接利益，集傳承者、創(chuàng)新者、服務者于一體。如何生于斯？長于斯？服務于斯？立足地方（行業(yè)）、融入地方（行業(yè)）、服務地方（行業(yè)）、共享地方（行業(yè)），成為推動地方（行業(yè)）經濟社會發(fā)展的不可缺少的重要組成部分，是應用型本科院校的使命與責任。

二、應用型本科院校對工業(yè)設計專業(yè)畢業(yè)設計的要求

工業(yè)設計專業(yè)畢業(yè)設計不同于其他學科專業(yè)的畢業(yè)論文，也不同于設計類學科中視覺傳達、動畫等專業(yè)的畢業(yè)設計。它要求學生針對某一項目，綜合運用專業(yè)理論知識和專業(yè)技能，尋求最佳設計方案以解決實際問題，最終以產品模型和展板等綜合形式作為成果展示。根據應用型本科院校工業(yè)設計專業(yè)的人才培養(yǎng)模式，分析應用型本科院校對工業(yè)設計專業(yè)畢業(yè)設計的要求。

（一）突出專業(yè)特性

工業(yè)設計專業(yè)畢業(yè)設計是一項以產品為載體，以社會創(chuàng)新為導向的設計研究與實踐。其畢業(yè)設計突出體現專業(yè)特性，是要區(qū)別于藝術類其他專業(yè)。工業(yè)設計專業(yè)畢業(yè)設計突出專業(yè)特性應解決好三個問題：其一，在知識層面體現“是什么產品”；其二，在技能層面明確“用什么技術實現產品結構和功能”；其三，在實踐層面反映“產品模型與設計理念之間融合的程度如何”。這三個問題與該專業(yè)需具備的知識和技能緊密相連，解決了是什么、用什么、怎么樣三個問題，專業(yè)特性才會更清晰、更突顯，才能避免與平面、影視等專業(yè)的畢業(yè)設計作品混亂或雷同。

（二）重視實踐應用性

高校向社會輸送的工業(yè)設計人才只有符合市場的需要才能夠獲得認可,才能被社會所吸納。畢業(yè)設計作為本科教育階

段歷時最長、層次最高、綜合性最強的實踐性教學，更應是理論與實踐的結合體。選題、方案構思、方案篩選、計算機建模、模型制作、產品展示是工業(yè)設計專業(yè)畢業(yè)設計的六個主要環(huán)節(jié)，這六個環(huán)節(jié)涵蓋了該專業(yè)絕大部分理論與實踐知識，且每一環(huán)節(jié)對應一項專業(yè)能力。選題測試學生對專業(yè)知識宏觀把握的能力；方案構思測試學生知識創(chuàng)新的能力；方案篩選測試學生運用專業(yè)方法解決問題的能力；計算機建模測試學生專業(yè)技能應用的能力；模型制作測試學生實踐動手的能力；產品展示測試學生系統(tǒng)把握專業(yè)知識的能力。目前，該專業(yè)很多學生在畢業(yè)設計創(chuàng)作過程中只參與前四個環(huán)節(jié)，模型制作則找企業(yè)或工廠代工完成，產品展示則認為無關緊要而被忽略。應用型本科院校側重培養(yǎng)學生應用知識解決實際問題的能力，模型制作和產品展示是最能檢驗學生實踐應用能力的兩個環(huán)節(jié)，因此，學生需參與到畢業(yè)設計的各個環(huán)節(jié)，特別是實踐應用環(huán)節(jié)，以提高學以致用的能力。

（三）展示地方特色

應用型本科院校立足地方，服務地方，其畢業(yè)設計也應圍繞地方特色展開，作為文化創(chuàng)意產業(yè)緊密聯系的工業(yè)設計專業(yè)更應如此。其畢業(yè)設計選題要切合當地實際情況，與地方企業(yè)、文化產業(yè)聯系緊密，以服務地方發(fā)展為目的。如地處閩西北的三明學院，其紅色文化、客家文化、朱子文化、理學文化是該校工業(yè)設計專業(yè)畢業(yè)設計選題較好的切入點，既能傳承弘揚地域特色文化，又能產生較好的社會效益。

三、提高應用型本科院校工業(yè)設計專業(yè)畢業(yè)設計質量的對策

（一）科學選題

好的選題就是成功的一半，畢業(yè)設計選題直接關系到后續(xù)畢業(yè)設計進展。工業(yè)設計專業(yè)畢業(yè)設計選題可從三方面考慮：首先，選題與教師的科研課題結合。從學生角度看，可以避免選題的盲目性和隨意性，確保畢業(yè)設計后續(xù)工作進展自如；從導師角度看，可以確保課題的可行性，還能豐富科研成果。其次，選題著眼于地方企業(yè)與產業(yè)。工業(yè)設計專業(yè)畢業(yè)設計選題立足地方產業(yè)發(fā)展，圍繞地方特色展開創(chuàng)作，實現學生應用能力與企業(yè)實際需求之間的零距離對接，可以提高畢業(yè)設計質量。再次，選題圍繞社會發(fā)展與需求。此類選題能幫助學生了解社會動態(tài)。如畢業(yè)設計選題以我國社會發(fā)展的三農問題作為切入點，借助新技術、新材料對農村交通運輸工具、生活用品等進行改良與創(chuàng)新，試圖解決農村問題、農民問題、農業(yè)問題。又如選題以社會弱勢群體中的盲人作為切入點，基于無障礙設計理念，通過盲人水杯設計、盲人娛樂產品設計、盲人銀行卡設計、盲人出行公交信息系統(tǒng)服務設計等一系列設計方案，為解決盲人生活中出行不便拓展新思路，提供新對策。

（二）組建指導教師團隊

工業(yè)設計專業(yè)畢業(yè)設計涉及的知識較為廣泛，根據教師自身專長，組建指導教師團隊，采取分工與合作的方式，能有效整合資源，更好地指導學生完成畢業(yè)設計，提高畢業(yè)設計質量。組建指導教師團隊需注意：第一，指導教師團隊中教師數量不宜過多，2~3個最佳。第二，指導教師團隊中教師的知識結構應有所差異，如理論教師與實踐教師、科研型教師與教學型教師、青年教師與老輩教師、校內教師與校外教師、學校教師與企業(yè)工程師等多種類型的組合，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，給學生提供針對性較強的建議。第三，團隊中個人分工需明確。任務分工可依據教師專長和畢業(yè)設計管理中計劃、組織、監(jiān)督、控制等四個環(huán)節(jié)，共同督促、推進、落實。

篇2

超寬帶無線電是對基于正弦載波的常規(guī)無線電的一次突破。幾十年來，無線通信都是以正弦載波為信息載體，而超寬帶無線通信則以納秒級的窄脈沖作為信息載體。其信號產生、調制解調、信號隱蔽性、系統(tǒng)處理增益等方面，具有獨特的優(yōu)勢，尤其是能夠在密集的多徑環(huán)境下實現高速傳輸。由于脈沖持續(xù)時間很短，多徑分量在時域上不易重疊，多徑分辨能力高，通過先進的多徑分離技術或瑞克接收機，可以充分利用多徑分量。

目前，典型的超寬帶無線通信調制方式以TH-PPM、TH-PAM為主，本論文中，介紹超寬帶無線通信中的調制技術，主要討論TH-PPM、TH-PAM的基本原理，并且對比調制技術的優(yōu)缺點，性能的好壞，并進行動態(tài)的仿真，從仿真圖中較清楚的研究調制方式，從而得出正確的結論，細致的研究超寬帶無線通信中的調制技術。

關鍵字：超寬帶 調制方式 PPM調制 PAM調制 OFDM調制

2 概述

2.1 總述

近幾年來,超寬帶短距離無線通信引起了全球通信技術領域極大的重視。超寬帶通信技術以其傳輸速率高、抗多徑干擾能力強等優(yōu)點成為短距離無線通信極具競爭力和發(fā)展前景的技術之一。FCC(美國通信委員會) 對超寬帶系統(tǒng)的最新定義是:相對帶寬(在- 10dB 點處) (fH - fL)/fc > 20 %(fH ,fL ,fc分別為帶寬的高端頻率、低端頻率和中心頻率) 或者總帶寬BW> 500MHz。[1]它與現有的無線電系統(tǒng)比較,在花費更小的制造成本的條件下,能夠做到更高的數據傳輸速率(100～500MbPs) 、更強的抗干擾能力(處理增益50dB 以上) ,同時具有極好的抗多徑性能和十分精確的定位能力(精度在cm 以內) 。

2.2 UWB基本原理

發(fā)射超寬帶(UWB) 信號最常用和最傳統(tǒng)的方法是發(fā)射一種時域上很短(占空比低達0. 5 %) 的沖激脈沖。這種傳輸技術稱為“沖擊無線電( IR) ”.UWB - IR 又被稱為基帶無載波無線電,因為它不像傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中使用正弦波把信號調制到更高的載頻上,而是用基帶信號直接驅動天線輸出的[6];由信息數據對脈沖進行調制,同時,為了形成所產生信號的頻譜而用偽隨即序列對數據符號進行編碼。因此沖擊脈沖和調制技術就是超寬帶的兩大關鍵所在。

2.2.1 脈沖信號

從本質上講,產生脈沖寬度為納秒級的信號源是UWB 技術的前提條件。目前產生脈沖信號源的方法有兩類: ①光電方法,基本原理是利用光導開關導通瞬間的陡峭上升沿獲得脈沖信號。由于作為激發(fā)源的激光脈沖信號可以有很陡的前沿,所以得到的脈沖寬度可達到皮秒(10 - 12 ) 量級。另外,由于光導開關是采用集成方法制成的,可以獲得很好的一致性,因此是最有發(fā)展前景的一種方法。②電子方法,利用微波雙極性晶體管雪崩特性,在雪崩導通瞬間,電流呈“雪崩”式迅速增長,從而獲得具有陡峭前沿的波形,成形后得到極短脈沖。在電路設計中,采用多個晶體管串行級聯,使用并行同步觸發(fā)的方式,加快了雪崩過程,從而達到進一步降低脈沖寬度的目的[7]。

沖激脈沖通常采用單周期高斯脈沖,典型的單周期高斯脈沖的時域和頻域數學模型分別表示為:

(2-1)

(2-2)

單周期脈沖的寬度在納秒級(0. 1～1. 5ns) ,重復周期為25～1000ns ,具有很寬的頻譜,如圖2-1 所示。實際通信中使用的是一長串的脈沖,由于時域中信號的周期性造成了頻譜的離散化,周期性的單脈沖序列頻譜中出現了強烈的能量尖峰。這些尖峰將會對信號構成干擾,通過數據信息和偽隨機碼來進行編碼P調制,改變脈沖與脈沖間的時間間隔,可以降低頻譜的尖峰幅度[2]。

圖2-1 　單周期脈沖的時間域和頻率域的表示

2.2.2 UWB的調制技術

超寬帶系統(tǒng)中信息數據對脈沖的調制方法可以有多種。脈沖位置調制( PPM) 和脈沖幅度調制(PAM) 是UWB 最常用的兩種調制方式。通常UWB信號模型為:

(2-3)

其中,w ( t) 表示發(fā)送的單周期脈沖, dj , tj 分別表示單脈沖的幅度和時延。

a PAM- UWB

PAM是一種通過改變那些基于需傳輸數據的傳輸脈沖幅度的調制技術。在PAM調制系統(tǒng)中,一系列的脈沖幅度被用來代表需要傳輸的數據。任何形狀的脈沖都是通過其幅度調制使傳輸數據在{ - 1 , + 1}之間變化(對于雙極性信號) 或在M 個值之間變化(對于M 元PAM) 。增加傳輸脈沖所占的帶寬或減少脈沖重復頻率,都可以增加一個固定平均功率譜密度的UWB 系統(tǒng)所能達到的吞吐量和傳輸距離,可以看出這一效果與增加傳輸功率的峰值的效果是相似的。[8]

采用脈沖幅度調制(PAM)的超寬帶信號波形如下:[4]

(2-4)

其中, dj 是信息序列, Tf 是脈沖重復周期。根據dj 的不同取值, 可將PAM調制方式分為以下三種:

（1） OOK(發(fā)送數據為1 ,UWB 信號的幅度為1 ;發(fā)送數據為0 ,UWB 信號的幅度為0) ;

（2）PPAM(發(fā)送數據為1 ,UWB 信號的幅度為β1 ;發(fā)送數據為0 ,UWB 信號的幅度為β2) ;

（3）BPSK(發(fā)送數據為1 ,UWB 信號的幅度為1 ;發(fā)送數據為0 ,UWB 信號的幅度為- 1) 。

對于這三種方式,在超寬帶的PAM調制方式中多采用BPSK方式。

b PPM- UWB

脈沖位置調制(PPM) 又稱時間調制(TM) ,是用每個脈沖出現的位置落后或超前某一標準或特定時刻來表示某個特定信息的[3]。二進制PPM 是超寬帶無線通信系統(tǒng)經常使用的一種調制方法,相對其它調制方法來說也是較早使用的一種方法。采用PPM的一個重要原因是它能夠使用零相差的相關接收機來接收檢測信號,而這種接收機有著非常好的性能。采用脈沖位置調制( PPM) 的超寬帶信號波形如下:

(2-5)

其中, dj 取0 或1 ,δ為調制因子, 與脈沖寬度Tm (1/Tf ) 是一個數量級。當發(fā)送數據為1 時脈沖就會相應滯后一個時延δ。

圖2-2 給出了上述四種調制方法的信號波形圖,對這四種調制方式給出了一個比較直觀的描述。

除了這些對脈沖的調制方法外,用偽隨機碼或偽隨機噪聲(PN) 對數據符號進行編碼以得到所產生信號的頻譜時,根據編碼的不同即擴頻和多址技術不同,超寬帶系統(tǒng)又被分為跳時的超寬帶系統(tǒng)(TH - UWB) 、直擴的超寬帶系統(tǒng)(DS - UWB) 、跳頻的超寬帶系統(tǒng)(FH - UWB) 和基帶多載波超寬帶系統(tǒng)(MC - UWB) 等[9]。

圖2-2 　不同調制方式的信號波形[4]

2.3 UWB 技術特點

由于UWB 與傳統(tǒng)通信系統(tǒng)相比,工作原理迥異,因此UWB 具有如下傳統(tǒng)通信系統(tǒng)無法比擬的技術特點[4]:

(1)系統(tǒng)容量大。香農公式給出C = Blog2 (1 +S/N) 可以看出,帶寬增加使信道容量的升高遠遠大于信號功率上升所帶來的效應,這一點也正是提出超寬帶技術的理論機理。超寬帶無線電系統(tǒng)用戶數量大大高于3G系統(tǒng)。

(2)高速的數據傳輸。UWB 系統(tǒng)使用上GHz 的超寬頻帶,根據香農信道容量公式,即使把發(fā)送信號功率密度控制得很低,也可以實現高的信息速率。一般情況下,其最大數據傳輸速度可以達到幾百Mbps～1Gbps。

(3)多徑分辨能力強。UWB 由于其極高的工作頻率和極低的占空比而具有很高的分辨率,窄脈沖的多徑信號在時間上不易重疊,很容易分離出多徑分量,所以能充分利用發(fā)射信號的能量。實驗表明,對常規(guī)無線電信號多徑衰落深達10～30dB 的多徑環(huán)境,UWB 信號的衰落最多不到5dB。

(4)隱蔽性好。因為UWB 的頻譜非常寬,能量密度非常低,因此信息傳輸安全性高。另一方面,由于能量密度低,UWB 設備對于其他設備的干擾就非常低。

(5)定位精確。沖激脈沖具有很高的定位精度,采用超寬帶無線電通信,可在室內和地下進行精確定位,而GPS 定位系統(tǒng)只能工作在GPS 定位衛(wèi)星的可視范圍之內。與GPS 提供絕對地理位置不同,超短脈沖定位器可以給出相對位置, 其定位精度可達厘米級。

(6)抗干擾能力強。UWB 擴頻處理增益主要取決于脈沖的占空比和發(fā)送每個比特所用的脈沖數。UWB 的占空比一般為0. 01～0. 001 ,具有比其它擴頻系統(tǒng)高得多的處理增益,抗干擾能力強。一般來說,UWB 抗干擾處理增益在50dB 以上。

(7)低成本和低功耗。UWB 無線通信系統(tǒng)接收機沒有本振、功放、鎖相環(huán)( PLL) 、壓控振蕩器(VCO) 、混頻器等, 因而結構簡單,設備成本將很低。由于UWB 信號無需載波,而是使用間歇的脈沖來發(fā)送數據,脈沖持續(xù)時間很短,一般在0. 20ns～1. 5ns之間,有很低的占空因數,所以它只需要很低的電源功率。一般UWB 系統(tǒng)只需要50～70mW 的電源,是藍牙技術的十分之一[10]。盡管如此,UWB 在技術上面臨一定的挑戰(zhàn), 還有諸多技術的問題有待研究解決,比如需要更好地理解UWB 傳播信道的特點,建立信道模型,解決多徑傳播;需要進一步研究高速脈沖信號的生成、處理等技術;研究新的調制技術,進一步降低收發(fā)結構的復雜度等。

2.4 UWB發(fā)射機和接收機組成框圖

2.4.1 UWB發(fā)射機組成框圖

UWB發(fā)射機直接發(fā)送納秒級脈沖來傳輸數據而不需使用載波電路。所以，UWB發(fā)射機比現有的無線發(fā)射設備要簡單得多。TH-UWB發(fā)射機組成框圖如圖2-3所示[5]。

圖2-3 UWB發(fā)射機組成框圖

調制后的數據與偽碼產生器生成的偽碼一起送入可編程延遲電路，可編程延遲電路產生的時延控制脈沖信號發(fā)生器的發(fā)送時刻，脈沖信號發(fā)生器輸出的UWB信號由天線輻射出去。脈沖信號產生電路的一個關鍵部分是天線，它的作用相當于一個濾波器。

2.4.2 UWB接收機組成框圖

TH-UWB接收機采用相關接收方式，接收機框圖如圖4所示。圖4中虛線內的部分是相關器。它由乘法器、積分器和取樣/保持電路三部分組成[5]。

接收機與發(fā)射機類似，兩者的區(qū)別在于接收機的基帶信號處理器從取樣/保持電路中解調數據，基帶信號處理器的輸出控制可編程時延電路，為可編程時延電路提供定時跟蹤信號，保證相關器正確解調出數據。

圖2-4 UWB接收機組成框圖

2.5 UWB 技術的應用前景

UWB 系統(tǒng)在很低的功率譜密度的情況下,UWB具有巨大的數據傳輸速率優(yōu)勢,最大可以提供高達1000Mbps 以上的傳輸速率,使UWB 同其它短距離無線通信系統(tǒng)的技術優(yōu)勢非常明顯,如表1 所示?，F有的各種無線解決方案(例如802. 11 ,Bluetooth等) 的速率均低于100Mbit/s ,UWB 則在10m 左右的范圍之內打破了這一限制,UWB 的應用將使人們可以擺脫更多線纜的牽絆,通信因而變得更為方便[6]。

2.6 結束語

無線通信已經迅速滲入我們的生活當中,對容量不斷增長的要求需要一種不對現有的通信系統(tǒng)造成影響的新的無線通信方案,超寬帶脈沖無線電系統(tǒng)正好滿足了這一要求。UWB 技術對于無線短距離的高速數據通信是非常有競爭力的,隨著研究的深入,憑借多方面的優(yōu)勢,它將在很多領域占有一席之地。特別是短距離傳輸的后3G領域,UWB 將有廣闊的發(fā)展空間[8]。

表1 　幾種短距離無線通信比較

IEEE802. 11a

Bluetooth

UWB

工作頻率

2. 4GHz

2. 402～2. 48GHz

3. 1～10. 6GHz

傳輸速率

54Mbps

小于1Mbps

大于480Mbps

通信距離

10m～100m

10m

小于10m

發(fā)射功率

1 瓦以上

1 毫瓦～100毫瓦

1 毫瓦以下

容量空間

80kbps/m2

30kbps/m2

1000kbps/m2

應用范圍

無線局域網

家庭和辦公室互連

近距離多媒體

終端類型

筆記本、臺式電腦、掌上電腦、因特網網關

筆記本、移動電話、掌上電腦、移動設備

無線電視、DVD , 高速因特網網關

3 MATLAB 軟件工具介紹

3.1 MATLAB語言的概述

MATLAB是一種科學計算軟件，適用于工程應用各領域的分析設計與復雜計算，它使用方便，輸入簡捷，運算高效且內容豐富，很容易由用戶自行擴展。因此，它已成為大學教學和科學研究中最常用且必不可少的工具。

MATLAB是“矩陣實驗室”（MATrix LABoratoy）的縮寫，它是一種以矩陣運算為基礎的交互式程序語言，著重針對科學計算、工程計算和繪圖的需求。與其他計算機語言相比，其特點是簡潔和智能化，適應科技專業(yè)人員的思維方式和書寫習慣，使得編程和調試效率大大提高。它用解釋方式工作，鍵入程序立即得出結果，人機交互性能好，為科技人員所樂于接受。特別是它可適應多種平臺，并且隨計算機硬、軟件的更新而用時升級。因而，MATLAB語言是數值計算用得最頻繁的電子信息類學科工具。它大大提高了課程教學、解題作業(yè)、分析研究的效率。

3.2 MATLAB的歷史

在1980年前后，美國的Cleve Moler博士在New Mexico大學講授線性代數課程時，發(fā)現應用其他高級語言編程極為不便，便構思并開發(fā)了MATLAB（MATrix LABoratory，矩陣實驗室），它是集命令翻譯、科學計算于一身的一套交互式軟件系統(tǒng)，經過在該大學進行了幾次的試用之后，于1984年推出了該軟件的正式版本。它是以著名的線性代數軟件包LINPACK和特征計算軟件包EISPACK中的子程序為基礎發(fā)展而成的一種開放型程序設計語言，其基本的數據單元是一個維數不加限制的矩陣，這就允許用戶可以根據數值計算問題的復雜程序，對問題進行分段甚至逐句編程處理，顯然這與C、FORTRAN等傳統(tǒng)高級語言完全不同。在MATLAB下，矩陣的運算變得異常的容易，后來的版本中又增添了豐富多彩的圖形圖像處理及多媒體功能，使得MATLAB的應用范圍越來越廣泛，Moler博士等一批數學家與軟件專家組建了名為MathWorks的軟件開發(fā)公司，專門擴展并改進MATLAB。

為了準確地把一個控制系統(tǒng)的復雜模型輸入給計算機，然后對之進行進一步的分析與仿真，1990年MathWorks軟件公司為MATLAB提供了新的控制系統(tǒng)模型圖形輸入與仿真工具，并定名為SIMULAB，該工具很快在控制界得致函廣泛的使用。但因其名字與著名的軟件SIMULA類似，所以在1992年正式改名為SIMULINK。此軟件有兩個明顯的功能：仿真與連接，亦即可以利用鼠標在模型窗口上畫出所需的控制系統(tǒng)模型，然后利用該軟件提供的功能來對系統(tǒng)直接進行仿真。很明顯，這種做法使得一個很復雜系統(tǒng)的輸入變得相當容易。SIMULINK的出現，更使得MATLAB的控制系統(tǒng)的仿真與其在CAD中的應用打開了嶄新的局面。

3.3 MATLAB語言的特點

MATLAB語言有以下特點。

(1) 起點高

每個變量代表一個矩陣，以矩陣運算見長。當前的科學計算中，幾乎無處不用矩陣運算，這使它的優(yōu)勢得到了充分的體現。

(2) 人機界面適合科技人員

MATLAB的語言規(guī)則與筆算式相似。MATLAB的程序與科技人員的書寫習慣相近，因此，易寫易讀，易于在科技人員之間交流。矩陣的行列數無需定義。MATLAB不必有階數定義，輸入數據的行列數就決定了它的階數。鍵入算式立即得到結果，無需編譯。MATLAB是以解釋方式工作的，即它對每條語句解釋后立即執(zhí)行，若有錯誤也立即做出反應，便于編程者立即改正。這些都大大減輕了編程和調試的工作量。

(3) 強大而簡易的做圖功能

能根據輸入數據自動確定坐標繪圖，能規(guī)定多種坐標系，（極坐標系、對數坐標系等），能繪制三維坐標中的曲線和曲面，可設置不同顏色、線型、視角等。如果數據齊全，通常只需一條命令即可出圖。

(4) 智能化程度高

繪圖時自動選擇坐標，大大方便了用戶；做數值積分時自動按精度選擇步長；自動檢測和顯示程序錯誤的能力強，易于調試。

(5) 功能豐富，可擴展性強

MATLAB軟件包括基本部分和專業(yè)擴展兩大部分。

基本部分包括矩陣的運算和各種變換、代數和超越方程的求解、數據處理和傅立葉變換及數值積分等等。可以充分滿足大學理工科學生的計算需要。

擴展部分稱為工具箱。它實際上是用MATLAB的基本語句編成的各種子程序集，用于解決某一方面的專門問題，或實現某一類的新算法?，F在已經有控制系統(tǒng)、信號處理、圖像處理、系統(tǒng)辨識、模糊集合、神經元網絡及小波分析等工具箱，并且向公式推導、系統(tǒng)仿真和實時運行等領域發(fā)展。

MATLAB的核心內容在于它的基本部分，所有的工具箱子程序都是用它的基本語句編寫的。

3.4 MATLAB仿真

通過利用所學的理論知識，建立一個完整、準確的需求說明，清楚、準確地提出仿真試驗所要解決的問題。

對所提出的仿真系統(tǒng)給出詳細定義，明確系統(tǒng)中的模塊、系統(tǒng)構成、模塊之間的相互關系，系統(tǒng)的輸入輸出、邊界條件以及系統(tǒng)的約束條件，并明確仿真所要達到的目標。

根據仿真系統(tǒng)分析的結果，確定系統(tǒng)中的參數、變量及其互之間的關系，并以數學形式將這些關系描述出來，從而構成仿真系統(tǒng)的數學模型。數學建模是系統(tǒng)仿真中最關鍵的一步，所建立的數學模型必須盡可能準確地反映所關心的真實系統(tǒng)的特性，而又不能過于復雜，以免降低模型的效率，增加不必要的計算過程，即建模需要根據求解問題的要求，在模型的近似程度與復雜程度之間折中。電子與通信系統(tǒng)的數學模型通常以方框圖形式或數學方程形式來表達。

根據建立的數學模型所需要的數據元素，收集與模型系統(tǒng)有關的數據。根據數學模型建立系統(tǒng)的計算機仿真模型，收集數據，確定其中各子模塊的結構，輸入輸出接口，輸入輸出的數據表達形式，數據的存儲方式等。然后編制相應的程序流程，用MATLAB語言實現。

仿真模型驗證的目的是確定計算機仿真模型是否準確表達了數學模型。仿真模型驗證通常的方法是將數學模型的解析結果（或理論結果）與仿真所得到的數值結果相比較來完成的；或通過已知的系統(tǒng)輸入輸出結果，對比在相同條件下的系統(tǒng)仿真結果來驗證仿真模型的正確性。

根據仿真試驗設計的方案，讓計算機執(zhí)行計算，并在執(zhí)行計算的過程中了解仿真模型對于各種不同輸入信號以及不同參數和仿真機制下的輸出，得出試驗數據，從而預測系統(tǒng)在實際環(huán)境中的運行情況。

對仿真模型的運行階段所產生的數據進行分析，其目的是從運行階段所產生的數據中找出系統(tǒng)運行規(guī)律，對仿真系統(tǒng)的性能做出評價，為系統(tǒng)方案的最終決策提供輔助支持。對仿真結果進行分析，對仿真數據的可靠性、一致性、置信度等做出判定，最終將仿真結果以曲線、圖表和文字等形式形成論文。

4 超寬帶無線的調制技術

發(fā)射超寬帶（UWB）信號最常用和最傳統(tǒng)的方法是發(fā)射時域上很短的脈沖。這種傳輸技術稱為“沖激無線電”（Impulse Radio,簡寫為IR）。信息數據符號對脈沖進行調制，其調制方式可以有多種。脈沖位置調制（PPM）和脈沖幅度調制（PAM）是最常用的兩種調制方式。除了要對脈沖進行調制外，為了形成所產生的信號的頻譜，還要用偽隨機碼或偽隨機噪聲（PN）對數據符號進行編碼。一般是，編碼后的數據符號引起脈沖在時間軸上的偏移，這就是所謂的跳時超寬帶（TH-UWB，Time-Hopping UWB）。直接序列擴譜（DS-SS）就是編碼后的數據符號對基本脈沖的幅度進行調制，這在沖激無線電（IR）中被稱為直接序列超寬帶（DS-UWB，Direct-Sequence UWB），這種調制方式似乎非常有吸引力[1]。

對于超寬帶信號，也可以通過很高的數據速率來產生而根本不需要具備脈沖的特性。只要UWB定義所要求的相對帶寬或最小帶寬在整個傳輸過程中得到滿足，那么，靠發(fā)射高速率數據而不是窄脈沖所產生的具有UWB射頻帶寬的系統(tǒng)，就不應該被排除在UWB系統(tǒng)之外。諸如正交頻分復用（OFDM），在數據速率適當的情況下也可產生UWB信號。因此，OFDM也是一種超寬帶的調制方式。

本文主要討論TH-UWB、DS-UWB和OFDM調制方式。

4.1 PPM-TH-UWB 調制方式

4.1.1 跳時超寬帶信號的產生

在結合了二進制PPM的TH-UWB(二進制PPM-TH-UWB或者PPM-TH-UWB)中,UWB信號的產生可以系統(tǒng)地描述如下(參見圖4-1描繪的發(fā)射鏈路) [1]。

SHAPE \* MERGEFORMAT

圖4-1 PPM-TH-UWB信號的發(fā)射方案

給定待發(fā)射的二進制序列b=(…,b0,b1,…,bk,bk+1,…)，其速率Rb=1/Tb (b/s)，圖4-1中的第一個模塊使每個比特重復Ns次，產生一個二進制序列：

(…,b0,b0,…,b0,b1,b1,…,b1,…,bk,bk,…,bk,bk+1,bk+1,…,bk+1,…)=

(...,a0,a1,…aj,aj+1,…)=a

新的比特速率Rcb=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。這個模塊引入了冗余，其實是一種被稱為重復碼的(Ns,1)分組編碼器。一般術語上稱為信道編碼。

第二個模塊是傳輸編碼器，就是應用整數值碼序列c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)和二進制序列a=(…,a0,a1,…,aj,aj+1,…),產生一個新序列d，序列d的一般元素表達式如下：

dj=cjTc+aj （4-1）

式中,Tc和 是常量，對所有的cj滿足條件cjTc+ <Ts，通常 <Tc。

這里的d是一個實數值序列，而a是二進制序列，c是整數值序列.現在我們遵循最常用的方法，假定c是企業(yè)界隨機碼序列，它的元素cj是整數，且滿足

0 cj Nh-1。 碼序列c可能為周期序列，其周期表示為Np。兩種特殊情況值得討論。第一種,碼是非周期的，即 ；第二種是Np=Ns，這是最常用的一種，這時的編碼周期與二進制碼重復的次數相等。我們必須牢記：傳輸編碼扮演了碼分多址編碼和發(fā)射信號的頻譜形成雙重角色[1]。

實數值序列d輸入到第三個模塊，即PPM調制模塊，產生了一個速率為Rp=Ns/Tb=1/Ts(脈沖/s)的單位脈沖(Dirac pulses ) 序列。這些脈沖在時間軸上的位置為 ，因此脈沖位置在jTs基礎上偏移了dj，脈沖的發(fā)生時間也可表示為( )。注意是碼序列對c信號引入了TH位移，也正因為此，c被稱為TH碼。還要注意一點就是由PPM調制引起的位移 ，通常比TH碼引起的位移cjTc小得多，即： ，cj=0除外。Tc稱為碼片時間(chip time)。

最后一個模塊是脈沖形成濾波器，其沖激響應為。必須保證脈沖形成濾波器輸出的脈沖序列不能有任何的重疊。

以上所有系統(tǒng)級聯以后的輸出信號 可表示如下：

(4-2)

比特間隔或比特持續(xù)時間，也即用于傳輸一個比特的時間Tb，可表示為：Tb=NsTs。在式(4-2)中，cjTc定義了脈沖的隨機性或者說是相對于Ts整數倍時刻的抖動。如果用隨機TH抖動 來表示由TH編碼cjTc引起的時間上的位移，并假定 在0和 之間分布，則可得到：

(4-3)

正如前面提到的， 通常遠大于 。這兩個量的整體效果是產生一個分布在0和 之間的時間隨機位移量，用 表示這個時間隨機位移，可得發(fā)射信號的如下表達式：

(4-4)

更一般性地概括式(4-2)所表示的信號，其思想是：對于信息比特“0”和“1”，可以發(fā)射兩個不同的脈沖波形 和 來分別表示。上面分析的PPM調制的例子，引入了 這個時間位移量，它的值根據它所代表的比特而有所不同，其實是上述思想的特殊例子，其中的 是 位移以后的波形。一種更一般的表達式：

(4-5)

當將 設置為- 時，式(4-5)也表示了PAM和TH-UWB的結合，即PAM-TH-UWB模型[1]。

4.1.2 PPM-TH-UWB的發(fā)射鏈路 系統(tǒng)模型如圖4-2所示

SHAPE \* MERGEFORMAT

圖4-2 PPM-TH-UWB 發(fā)射器的系統(tǒng)模型

圖4-2中的第一個模塊表示二進制源。這個模塊的輸出是發(fā)射到物理信道的二進制流。第二個模塊表示重復碼編碼器。二進制流的每一個比特都被重復次。第三個模塊仿真TH編碼和二進PPM。這里考慮偽隨機TH碼。最后一個模塊是脈沖形成。這個模塊的沖激響應表示要發(fā)射的UWB信號的基本脈沖波形[1]。

4.1.3 PPM-TH-UWB 仿真結果及其分析

圖（4-3）顯示了參數設置如下時所產生的UWB信號

以dBm為單位的平均發(fā)射功率Pow， 信號的抽樣頻率fc， 由二進制源產生的比特數numbits， 平均脈沖重復時間Ts（單位為秒），每個比特映射的脈沖數Ns， 碼片時間Tc（秒）， 跳時碼的碼元最大值Nh和周期Np，沖激響應持續(xù)時間Tm, 脈沖波形形成因子tau（秒）， PPM時移dPPM（秒）。

Stx: Pow=-30, fc=50e9, numbits =2, Ts=3e-9, Ns=5,

Tc=1e-9, Nh=3, Np=5, Tm=0.5e-9, tau=0.25e-9,

dPPM=0.5e-9

由圖4-3中可以看到輸出序列的前五個脈沖在其對應時隙的中間位置，而后五個脈沖則在其對應時隙的起始位置。

圖4-3 PPM-TH-UWB 發(fā)射機產生的信號

圖4-4 PPM-TH-UWB的幅度譜

由圖4-4可以看出，TH編碼和PPM調制都對幅度譜的高斯形狀產生扭曲。PPM-TH-UWB信號的幅度譜將完全包含在無TH編碼和無PPM調制的幅度譜包絡中，這是因為以同樣的形狀和同樣的平均功率傳輸等間隔脈沖的結果。

4.2 PAM-DS-UWB調制方式

4.2.1 直接序列超寬帶信號的產生

直接序列擴譜（DS-SS）是一種著名的數字調制方式。這里，我們先回顧DS-SS的基本原理，并把主要精力放在它在UWB的延伸方面。

具有UWB特性的信號可以通過下面的過程產生：首先，用偽隨機碼或二進制PN碼序列對要發(fā)射的二進制進行編碼；其次，對一串窄脈沖進行幅度調制。這一過程可以看做是目前使用DS-SS系統(tǒng)的一種極端方式，此時脈沖在時域上是具有典型時間的奈奎斯特型脈沖或方波。讓脈沖寬度遠遠小于切普間隔，很容易得到DS-SS-UWB的解析表達式。在傳統(tǒng)的DS-SS系統(tǒng)中，RF發(fā)射信號是對載波進行幅度調制后得到的，通常使用二進制相移鍵控BPSK方式。而在DS-UWB中，如果沒有專門的要求，這一過程可省略。[1]

更詳細地，上述信號可以通過如下過程產生（見圖所示發(fā)射鏈路）。

SHAPE \* MERGEFORMAT 圖4-5 PAM-DS-UWB 信號的發(fā)射方案

假定待發(fā)射的二進制序列b=(…,b0,b1,…,bk,bk+1,…)，其速率為Rb=1/Tb (b/s)，圖4-5中的第一個系統(tǒng)將每個比特重復Ns次，得到序列：(…,b0,b0,…,b0,b1,b1,…,b1,…,bk,bk,…,bk,bk+1,bk+1,…,bk+1,…)=a*，其速率為Rcb=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。與TH方式相似，系統(tǒng)引入的冗余相當于一個參數為(Ns,1)的重復碼編碼器。

第二個系統(tǒng)將a*序列轉換成只含有正值和負值元素的序列a=(…,a0,…,a1,…,aj,aj+1,…)，轉換公式為：( ).

發(fā)射編碼器將一個由 1組成、周期為Np的二進制碼序列c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)應用到序列a=(…,a0,…,a1,…,aj,aj+1,…)，產生一個新序列d=a·c，其組成元素dj=ajcj。通常假定Np等于Ns，更具一般性的假定是Np等于Ns的整數倍。注意，序列d的元素值為 1，這一點與序列a相同，其速率為Rc=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。

序列d進入第三個系統(tǒng)——PAM調制器，產生一個速率為Rp=Ns/Tb=1/Ts （脈沖/s）的單位脈沖（Dirac脈沖 ）序列，其位置在jTs處[6]。

調制器輸出的信號進入沖洲響應為p(t)的脈沖形成濾波器。在傳統(tǒng)的DS-SS系統(tǒng)中，沖激響應p(t)是持續(xù)時間為Ts的矩形脈沖。而在DS-UWB系統(tǒng)中，與TH方式相似，p(t)是持續(xù)時間遠小于Ts的脈沖。

以上系統(tǒng)級聯后的輸出信號可以表示為

(4-6)

注意，與TH方式相似，比特間隔或比特持續(xù)時間，即傳輸一個比特所用的時間是Tb=NsTs。

輸出的波形顯然是一個PAM波形。很容易知道，由于沒有時移而且脈沖以規(guī)則的時間間隔出現，計算式(4-6)所示信號的PSD要比計算式(4-2)所示信號的PSD更容易。

上述方式的一種變形是使用PPM調制器代替PAM調制器，得到的信號可表示為：

(4-7)

注意到在式(4-7)中，由于碼的偽隨機特性，編碼會起到白化頻譜的作用。

4.2.2 PAM-DS-UWB 發(fā)射鏈路 其系統(tǒng)模型如圖4-6所示.

SHAPE \* MERGEFORMAT

圖4-6 PAM-DS-UWB 發(fā)射機系統(tǒng)模型

圖4-6中的前兩個模塊分別表示二進制源和重復碼編碼器。第三個模塊是在重復碼編碼器的輸出端實現DS編碼和二進制PAM調制。我們考慮偽隨機DS碼，分配給一般用戶的是長度為NP的二進制碼序列。最后一個模塊是脈沖形成器[1]。

4.2.3 PAM-DS-UWB 仿真結果及其分析

圖4- 7 由PAM-DS-UWB發(fā)射機產生的信號

圖（4-7）顯示了參數設置如下時所產生的UWB信號

以dBm為單位的平均發(fā)射功率Pow， 信號的抽樣頻率fc， 由二進制源產生的比特數numbits， 平均脈沖重復時間Ts（單位為秒），每個比特映射的脈沖數Ns， 碼片時間Tc（秒）， 跳時碼的碼元最大值Nh和周期Np，沖激響應持續(xù)時間Tm, 脈沖波形形成因子tau（秒）， PPM時移dPPM（秒）。

Stx: Pow=-30, fc=50e9, numbits =2, Ts=2e-9,

Ns=10, Np=10, Tm=0.5e-9,

tau=0.25e-9,

這個信號由兩組脈沖序列組成，每組包含10個脈沖，每組映射信息源的一個比特。從圖4-7中可以看出每二組的10個脈沖與第一組的10個脈沖在極性上是相反的。

圖4-8 PAM-DS-UWB的幅度譜

由圖4-8可以看出，幅度譜的包絡具有基本脈沖的傅氏變換的形狀，即高斯形狀。且Np（信號每比特發(fā)射脈沖數）值越大，圖形分布越寬，即幅度峰值越小。

4.3 OFDM調制技術

4．3．1 概述

多頻帶（MB）方式與本章前兩節(jié)分析研究的IR原理不同。根據2002年，FCC公布的UWB定義，帶寬超過500MHz的信號都是UWB信號。因此，按照FCC規(guī)定的頻帶范圍3.1~10.6GHz，將此7.5 GHz的帶寬分割成最小帶寬為500MHz的若干個頻帶。為了盡量減小同窄帶通信系統(tǒng)的相互干擾，UWB采用較小的功率，于是UWB信號對于窄帶通信系統(tǒng)來說相當于熱噪聲，并不被窄帶通信系統(tǒng)的接收機檢測到，也可以避免特定頻帶上的非人為干擾[1]。

在每個子頻帶內可以使用不同的數據調制類型，并不一定要用IR方式，正確的頻譜帶寬可以通過合適的比特速率實現。應用最廣泛的是眾所周知的正交頻分復用（OFDM）。

4．3．2 多頻段OFDM-UWB信號產生

一個已調的OFDM信號由調制在不同載波頻率 上的同個并行發(fā)射的信號組成。這些載波等間隔地位于頻域上，其間隔為 。OFDM調制器輸入的二進制序列每K比特編為一組，以產生具有N個符號的數據塊{ }，這里假定 是L個可能的取值中的一個，K=N1bL。最后，每個符號調制一個不同的載波。為了并行傳輸數據塊的N個符號，不同的調制載波信號在頻率上必須正交[8]。

所有調制器使用相同的矩形波，其持續(xù)時間為T：

（4-8）

如果符號 在星座圖中的點用 表示，OFDM信號中有N個符號的數據塊的表達式如下[1]：

（4-9）

而相應的復包絡是

（4-10）

其中 ，S（t）是周期為T0的周期函數。

式（4-9）中OFDM信號的數字變換相當于傳輸式（4-10）中復數包絡的抽樣值，也就是說傳輸序列可表示如下：

（4-11）

tc是抽樣周期。

仿真OFDM調制信號，考慮的是OFDM各個載波使用QPSK調制的情況。仿真整個發(fā)射鏈路，產生式（4-9）的信號。

4．3．3 OFDM仿真結果及其分析 要發(fā)射的總比特數numbits； 調制信號的中心頻率fp； 抽樣頻率fc； 每個符號在其相應載波上的傳輸時間T0； 循環(huán)前綴的持續(xù)時間TP；保護間隔時間TG， 矩形脈沖響應的幅度為A， OFDM系統(tǒng)的子載波數N。

(1) numbits=8； fp=1e9; fc=50e9; T0=242.4e-9;

TP=60.6e-9; TG=70.1e-9; A=1; N=4;

圖4-9 OFDM-UWB信號

圖4-10 OFDM-UWB幅度譜

圖4-10中的幅度譜由子載波的幅度譜疊加而成。

(2)numbits=8； fp=1e9; fc=50e9; T0=242.4e-9;

TP=0; TG=50e-9; A=1; N=2;

圖4-11 OFDM-UWB信號圖

圖4-11 OFDM-UWB信號幅度譜

對比以上兩圖，可以看出，在同樣的時間里為了傳輸更多的符號，是以增加帶寬為代價的，也就是增加子載波的數量。

4.4 總結

通過一系列的仿真,我們可以得出以下結論:PAM、PPM兩種調制方法主要是為了進行信息數據符號對脈沖的調制，而信號中的偽隨機TH碼和DS碼主要是為了產生信號的頻譜，使信號的功率譜密度在采用偽隨機碼調制后變得更加平滑，不能干擾到其它已經存在的窄帶系統(tǒng)[9]。

OFDM具有良好的抗多徑干擾性能，通過頻率的合理選擇，能夠同現存的窄帶系統(tǒng)和開放頻段的通信系統(tǒng)具有很好的共存性，同傳統(tǒng)的超寬帶系統(tǒng)相比有很大的優(yōu)勢[11]。

5 性能分析及應用前景

5.1 脈位調制(PPM)和脈幅調制(PAM)

脈位調制(PPM)是一種利用脈沖位置承載數據信息的調制方式。按照采用的離散數據符號的狀態(tài)數可以分為二進制PPM(2PPM)和多進制(MPPM)。在這種調制方式中，一個脈沖重復周期內脈沖可能出現的位置有2個或M個，脈沖位置與符號狀態(tài)一一對應。根據相鄰脈位之間距離與脈沖寬度之間關系，又可分為部分重疊的PPM和正交PPM（OPPM）。在部分重疊的PPM中，為保證系統(tǒng)傳輸可靠性，通常選擇相鄰脈位互為脈沖自相關函數的負峰值點，從而使相鄰符號的歐氏距離最大化。在OPPM中，通常以脈沖寬度為間隔確定脈沖位置。接收機利用相關器在相應位置進行相干檢測。鑒于UWB系統(tǒng)的復雜度和功率限制，實際應用中，常用的調制方式為2PPM或2OPPM[3]。

PPM的優(yōu)點在于：它僅需要根據數據符號控制脈沖位置，不需要進行脈沖幅度和極性的控制，便于以較低的復雜度實現調制與解調。因此，PPM是UWB系統(tǒng)廣泛采用的調制方式。但是，由于PPM信號為單極性，其輻射譜中往往存在幅度較高的離散譜線。對此超寬帶信號的幅度譜仿真也證明了這一點。如果不對這些譜線進行抑制，將很難滿足FCC對輻射譜的要求[10]。

脈幅調制（PAM）是數據通信系統(tǒng)最為常用的調制方式之一。在UWB系統(tǒng)中，考慮到實現復雜度和功率有效性，不宜采用多進制PAM（MPAM）。UWB系統(tǒng)常用的PAM有兩種方式：開關鍵控（OOK）和二進制相移鍵控（BPSK）。前者可以采用非相干檢測降低接收機復雜度，而后者采用相干檢測可以更好地保證傳輸可靠性[3]。

當發(fā)射能量相同時，使用二進制PAM調制的信號可以比使用二進制PPM調制的信號獲得更好的性能。

5.2 OFDM調制

OFDM有很多優(yōu)點：能夠提供較大的系統(tǒng)容量，具有較強的抗多徑干擾、抗頻率選擇性衰落和頻率擴散能力，適應多徑和移動信道傳播條件，能夠適應不同設計需求，靈活分配數據容量和功率，可提供靈活的高速和變速綜合數據傳輸可以實現較高的安全傳輸性能，允許數據在復數的高速的射頻上被編碼。由于OFDM技術的良好性能使得它在無線通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應用[12]。

OFDM技術是將頻道資源分成若干個子信道，每個子信帶再采用一定的調制技術，提高頻率利用率。OFDM可與PPM、PAM等結合使用，將會有性能更好的調制技術出現。

5.3 UWB的應用前景

超寬帶技術在通信、雷達和無線定位等領域都將有廣闊的應用前景。近年來，人們對超寬帶技術深入的研究使超寬帶技術在系統(tǒng)理論、功率放大器、脈沖的產生與接收、同步、集成電路等方面取得了重大進步，尤其是在超寬帶無線產生領域的技術進步，使超寬帶通信成為無線網絡的重要組成部分成為可能。

相對于傳統(tǒng)的窄帶無線通信系統(tǒng)，超寬帶無線產生系統(tǒng)具有諸多優(yōu)點和潛力，使超寬帶無線產生成為中短距無線網絡的理想接入技術。根據產生速率不同，擠兌超寬帶無線傳輸系統(tǒng)也具有不同的特點和應用領域。

利用超寬帶技術可以提供高數據率傳輸的能力與定位功能，可以設計依賴定位信息優(yōu)化網絡資源管理的WPAN或WLAN，并應用于多媒體傳輸、計算機通信和家庭娛樂等領域。

利用脈沖超寬帶信號對障礙物的良好穿透特性與精確測距功能，可以設計既具有通信功能也具有定位功能的超寬帶脈沖無線通信與定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括傳輸距離遠（通信速率低）、頒布式移動定位、便攜、超低成本、超低功耗、定位可靠性和精度高等特點。因而可以廣泛用于傳感器網絡、消防、公共安全、庫存盤點、人員監(jiān)護與救生等重要領域。利用超寬帶脈沖信號低截獲概率、保密性高和體積小的優(yōu)點，該系統(tǒng)還可以應用與偵察、情報收集、傷員救護、武器制導等軍事領域[8]。

超寬帶信號具有很低的輻射功率，而這樣的輻射功率分布在某些方面GHz的頻率范圍內，功率譜密度極低，類似白噪聲頻譜，具有低干擾、低截獲概率特性；同時由于使用窄脈沖為信號載體并采用跳時擴頻，接收端必須已知發(fā)射端擴頻碼的條件下才能解調出發(fā)射數據來，加上它對多徑干擾具有很好的魯棒特性，非常適合在軍事保密通信的應用。非常低的輻射功率可以避免過量的電磁波對人體的傷害[7]。

結論

超寬帶無線通信技術是目前發(fā)展的熱門技術。它以其自身的優(yōu)點，被研究人員廣泛關注。超寬帶無線電技術大體包括基帶脈沖傳輸方式和帶通載波調制傳輸的方式兩大類。脈沖傳輸的特點是把信息調制在離散脈沖信號上發(fā)射，而帶通載波調制傳輸的特點則是把信息調制在正弦載波上發(fā)射。本論文是以采用基帶脈沖傳輸技術的經典超寬帶無線電通信系統(tǒng)為基礎進行研究的。

為了更好地了解超寬帶通信系統(tǒng)，本文先概括地介紹了超寬帶無線通信的基礎知識。接著將仿真的基本工具MATLAB的使用說明簡單介紹。然后，重點介紹超寬帶通信的調制方式，主要包括對TH-PPM、DS-PAM和OFDM調制方式的介紹，并通過仿真圖像加以對比，說明調制方式的優(yōu)缺點。

常采用不同的調制方案，對系統(tǒng)傳輸速率、搞多徑干擾能力有很大影響。對它們進行分析比較，對系統(tǒng)調制信號的設計具有一定的參考意義。通常，在一個通信系統(tǒng)中，應用何種調制方式不僅要看調制方式本身性能，還要根據系統(tǒng)總的設計加以考慮。

參考文獻

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[2]葛利嘉，曾凡鑫，劉郁林，岳光榮，超寬帶無線通信，國防工業(yè)出版社，2005，76~107

[3]常遠，UWB無線通信系統(tǒng)信號產生和調制技術的研究，哈爾濱工程大學優(yōu)秀碩士論文，2006

[4]朱慧，蘇銳，超寬帶技術概述，信息技術，2006

[5]武海斌，超寬帶無線通信技術的研究，無線電工程，2003

[6]徐征，UWB超寬帶無線通信技術，中國電力教育2006年研究綜述與論壇專刊，2006

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[8]張在琛，畢光國，超寬帶無線通信技術及其應用，技術視點，2004

[9]牛?模?禾危??澩?尷咄ㄐ畔低車牡髦品絞窖芯浚?繾又柿浚?004

[10]邵懷宗，李玉柏，彭啟琮，馬永，時間脈沖位置調制的超寬帶無線通信，系統(tǒng)工程與電子技術，2003

篇3

負責人

1．專業(yè)（或專業(yè)課群）確定題目及指導教師，并填寫題目報表經主管院長認可

每學年第一學期12—14周

院教學秘書、教學院長

2．確定題目、學生報名、各學院匯總報表。各項準備工作就緒

每學年第一學期15—16周

院教學秘書、專業(yè)（或專業(yè)課群）負責人

3．各學院做好指導教師及有關人員的思想動員工作，并公布畢業(yè)設計（論文）工作要求及評分標準等有關規(guī)定

每學年第一學期末

教學院長

4．各學院做好學生的思想動員工作，下達任務書，向學生公布畢業(yè)設計（論文）要求及評分標準等有關管理規(guī)定。畢業(yè)設計（論文）環(huán)節(jié)開始運行

每學年第一學期末或第二學期第一周

教學院長

5．學生每人作開題報告或開題綜述（文字的或宣講。含文獻綜述、方案論證、進程計劃等）各學院檢查開題情況、教務處隨機抽查

第二學期第1—4周

專業(yè)（或專業(yè)課群）負責人、院教學秘書、教學院長

6．期中檢查，各學院教學院長領導，各專業(yè)（或專業(yè)課群）組織檢查，學生每人口頭匯報、解答問題。各學院對達不到教學要求的學生應給予警告；對優(yōu)秀學生予以注意培養(yǎng)。各學院檢查日程報教務處備案

第8—10周

專業(yè)（或專業(yè)課群）負責人、院教學秘書、教學院長，教務處隨機抽查

7．畢業(yè)設計（論文）評閱

第16周

畢業(yè)環(huán)節(jié)指導小組

8．答辨：學生將畢業(yè)設計說明書或論文，按要求裝訂成冊，由所在畢業(yè)環(huán)節(jié)指導小組答辨。必須有院級抽查答辨，并檢查評分標準執(zhí)行情況，不符合標準的，由教學院長、組織調整平衡，教務處抽查

畢業(yè)教學環(huán)節(jié)的最后一周內

專業(yè)（或專業(yè)課群）負責人、院教學秘書、教學院長

9．畢業(yè)設計說明書或論文由專業(yè)（或專業(yè)課群）負責人依據《規(guī)定》歸檔，并推薦評選優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）及參加學校的優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）答辯。

畢業(yè)教學環(huán)節(jié)的最后一周內

專業(yè)（或專業(yè)課群）負責人、院教學秘書

10．校優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）答辯：各學院各專業(yè)推薦2—3名獲優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）學生，參加學校組織的優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）答辯。

畢業(yè)教學環(huán)節(jié)的最后一周內

教務處

11．各學院總結畢業(yè)設計（論文）工作，并寫出一份書面報告（含主要工作經驗；畢業(yè)設計（論文）完成情況；成果、成績評定；優(yōu)秀的和最差的學生典型情況；指導教師工作突出的和差的情況，存在的問題和建議等）交教務處

第19周以前

教學院長

篇4

1．1．1管理文件齊全，但執(zhí)行過程存在問題。我校重視畢業(yè)設計有關教學文件的制定和管理，對畢業(yè)設計制定了較全面的管理辦法，從組織領導，指導教師，選題原則，過程管理及檢查指導，答辯，成績評定等方面都有相關的管理辦法。并在《榆林學院本科畢業(yè)設計(論文)工作指導手冊》中提供了設計說明書的寫作規(guī)范及具體格式要求，但在執(zhí)行過程中出現了一些問題。比如學校負責檢查畢業(yè)設計的教師不全是專業(yè)教師，他們往往不能發(fā)現專業(yè)上的問題，而主要檢查設計說明書的格式問題，這使得指導教師們把大量的時間花費在了格式審查上，對設計內容的指導時間相對減少。

1．1．2防抄襲軟件的引入，并不適用于給排水專業(yè)畢業(yè)設計。學校為了杜絕畢業(yè)設計(論文)的抄襲現象，特引入了防抄襲軟件。但對于給排水工程專業(yè)專業(yè)的畢業(yè)設計，主要成果是圖紙，防抄襲軟件不能檢測，所以只能檢測設計說明書。而設計說明書中的計算方法、設計步驟大都來源于課本和規(guī)范，重合度很高。為了順利通過學校的重合率檢測，在畢業(yè)設計后期，學生們不是忙于修改圖紙，而是把大量的精力放在了降低設計說明書的重合率上，有的甚至隨意修改設計說明書，這已違背了引入防抄襲軟件的初衷。

1．2指導教師存在的問題

1．2．1部分指導教師缺乏實踐經驗。我校給排水專業(yè)以青年教師為主，大部分教師畢業(yè)后直接任教，雖然理論知識豐富，但缺乏實踐經驗，甚至沒有進行過真正的工程設計。對現行規(guī)范研究不夠深入，近幾年規(guī)范變動較大，哪里作了哪些修改，并沒有作調查研究。這使得在畢業(yè)設計指導過程中出現了很多問題。

1．2．2部分指導教師投入精力不足。由于學校的教學工作任務比較繁重，大部分專業(yè)教師在指導畢業(yè)設計的同時，還承擔其它教學任務，無法在畢業(yè)設計中時刻監(jiān)督學生，只能做不定期的檢查與指導，一些問題可能得不到及時解決。并且每位指導教師指導學生的數量較多，對學生畢業(yè)設計的指導很難做到全面兼顧，難以確保整個專業(yè)畢業(yè)設計的質量。

1．2．3成績評定過于寬松。由于畢業(yè)設計是學生畢業(yè)前的最后一個環(huán)節(jié)，是學生在大學階段學習、實踐成果的全面總結。所以無論讀研，還是工作，都對學生的畢業(yè)設計成績有較高的要求。指導教師對畢業(yè)設計的成績評定標準也因此而相對放寬，近幾屆畢業(yè)生中也從未出現因畢業(yè)設計成績不及格而不能按時畢業(yè)的情況，以至于使學生對畢業(yè)設計的重視程度相對降低。

1．3學生自身存在的問題

1．3．1時間投入不足。畢業(yè)設計安排在大四最后一個學期進行，而這個時期恰好是學生找工作的重要時期，學生的擇業(yè)與畢業(yè)設計在時間上發(fā)生沖突，導致部分學生忙于應聘不按時回校，不能把足夠的時間和精力放在畢業(yè)設計上，這已嚴重影響了畢業(yè)設計的質量。

1．3．2重視程度不夠。學生們知道，一般情況下畢業(yè)設計成績都在及格以上，所以部分同學只是簡單套用課本和規(guī)范中的計算步驟，以完成設計為目的。并不深究設計方案是否合理可行，設計成果是否能夠應用，使得畢業(yè)設計與工程實踐嚴重脫離。

1．3．3前期基礎不夠扎實。部分學生前期專業(yè)課程學習不夠認真，基礎理論知識薄弱;課程設計敷衍了事，以完成為目的，并不深究設計內容;畢業(yè)實習只是簡單“走過場”，并未意識到畢業(yè)實習與畢業(yè)設計息息相關，這些都使后繼的畢業(yè)設計不能順利進行。

2提高給排水工程專業(yè)畢業(yè)設計質量的改革措施

2．1注重過程管理，提高教師和學生的積極性

在畢業(yè)設計過程中，應繼續(xù)加強指導教師對學生的指導與督促，并適當輔以學校的檢查，高效地完成畢業(yè)設計任務。防抄襲軟件的引入，不適用于給排水等以圖紙為主要設計成果的專業(yè)。給排水專業(yè)的圖紙是否為學生獨立完成，只能靠專業(yè)教師評定。而其設計說明書中引用課本和規(guī)范部分不能隨意更改，學校在進行重復率檢測時可適當放寬要求。

2．2堅持“請進來、走出去”，保障畢業(yè)設計的質量

在畢業(yè)設計過程中，積極邀請設計院的工程師來我校開辦講座，并對學生的畢業(yè)設計進行指導，以進一步提高學生的實踐能力和設計水平。同時，鼓勵青年教師利用課余時間走進企業(yè)，學習工程實踐經驗，提高自身實踐能力，從而提高畢業(yè)設計的指導水平。

2．3提前安排畢業(yè)設計，加強學生的重視程度

為了在大四最后一個學期順利完成畢業(yè)設計，我們在第七學期提前就把畢業(yè)設計的任務下達，讓學生可以提前到實際工程中去考察，讓學生有充足的時間準備畢業(yè)設計。指導教師嚴格把握畢業(yè)設計的進度，一旦進度滯后，通知該生的畢業(yè)設計成績相應降低一個等級，從而提高學生畢業(yè)設計的緊迫感。消滅學生畢業(yè)設計100%及格率的思想，加強學生對畢業(yè)設計的重視程度，以保證畢業(yè)設計的質量和效果。

2．4精心準備畢業(yè)實習，使畢業(yè)設計事半功倍

畢業(yè)實習與畢業(yè)設計息息相關，畢業(yè)實習質量的好壞，將直接影響到后繼的畢業(yè)設計質量。我們應對畢業(yè)實習做好充分的準備，讓學生在畢業(yè)實習中充分了解自己的設計內容，使畢業(yè)實習與畢業(yè)設計緊密聯系起來，充分發(fā)揮畢業(yè)實習的作用。

2．5建立校企合作機制，實施開放型畢業(yè)設計

鼓勵學生到設計部門或相關企業(yè)做畢業(yè)設計。讓學生走出校門，進入生產第一線，真正實現畢業(yè)設計與工程實踐的有機結合，做到真題真做，從而提高學生的實踐能力，為學生今后走向工作崗位奠定基礎。并且一些單位可能就是學生將來的就業(yè)單位，這種方式不僅在一定程度上解決了擇業(yè)與畢業(yè)設計時間上的沖突問題，還提高了專業(yè)就業(yè)率。

篇5

本科采礦工程專業(yè)經歷四年的學習，從高數、大學英語、工程制圖等基礎課到井巷工程、采礦學、礦山壓力與巖層控制等專業(yè)課程，并且安排了礦山機械、工程經濟學、礦山電子等拓展課程[1]，學習內容之廣，但學習的深度較淺。采礦工程畢業(yè)設計是教學計劃中教學的最后一個環(huán)節(jié)[2-3]，其目的就是讓畢業(yè)生綜合的、系統(tǒng)的運用四年所學知識，畢業(yè)設計還要求學生實地考察學習，理論聯系實際，科學的培養(yǎng)自身技能，為將來從事煤炭行業(yè)打下堅實基礎。近年來發(fā)現，采礦本科畢業(yè)設計的內容水平明顯下降，究其原因是學生或者指導教師的責任[4-5]。學生畢業(yè)設計不合格說明培養(yǎng)的質量不能滿足企業(yè)要求，盲目不求質量輸送畢業(yè)生，可能由于知識缺漏造成的人員傷亡，對國家和社會造成很大的損失，也會對本校的聲譽以及個人的前途發(fā)展有很大的影響[6]。因此，剖析目前采礦工程畢業(yè)設計存在的問題和提出解決新思路是本文的目的所在。

一、存在的問題

(一)單位實習情況差在單位實習情況的好壞是決定是否能做好畢業(yè)實習的重要影響因素之一。每個煤炭學校的采礦專業(yè)學生都安排至少四周的單位實習時間，如果充分利用好這四周在單位現場實習，對礦井的各個環(huán)節(jié)有個初步認識并對重要部分重點了解，可以說畢業(yè)設計以及答辯就不是問題。但了解學生實際到單位實習情況不容樂觀，據統(tǒng)計只有三成的學生實際到單位進行了現場實習，并且學生到單位后沒有下井實習，只是做了收集礦上基礎資料的工作，收集之后便離開單位，浪費了大量的寶貴時間，造成對煤礦情況不了解、巷道設計不清楚、實際的采煤生產一無所知，造成畢業(yè)設計和答辯的被動。

(二)畢業(yè)設計的選題及內容單一縱覽近年來的采礦畢業(yè)設計題目，設計的礦井集中在河南、山西，相當一部分礦井被學生重復拿來設計，如焦作、平頂山和晉城的礦井，重復次多過多，甚至一個學期有兩到三個學生做同一個礦的初步設計，設計的內容只是部分不同，缺乏創(chuàng)新。

(三)工程繪圖全部依賴電腦，缺乏手繪能力2000年以前，電腦未能全面普及，采礦畢業(yè)設計普遍要求手繪圖紙，手繪的內容有《井田開拓方式平面圖》、《井田開拓方式剖面圖》、《采區(qū)平面圖》、《采區(qū)剖面圖》與《井底車場》，抄襲較少，但電腦普及之后，出現了電腦繪圖軟件，如AtoCAD，為了減少學生工作量，學生可以利用CAD繪圖，逐漸學生缺乏手繪圖紙的能力，對圖紙的熟悉度大不如以前，出現了諸多問題，如線性不對，圖中比例不對、標注不規(guī)范等問題，并且學生可以輕易的復制，抄襲的嚴重。

(四)畢業(yè)答辯情況不容樂觀部分畢業(yè)生在答辯時盡管設計說明書內容和排版較好，但答辯時對自己設計的論文的內容模糊，答辯時語言不流暢，思路不清晰，對設計的內容只知其一不知其二，很難用可衡量的標準去給學生定量給分，只能靠答辯老師定性給分，由于收到諸多因素影響，不能準確的去判斷情況。

二、解決問題新思路

(一)改變畢業(yè)設計實習方式，建立三點一線的聯絡通道針對部分學生不去單位實習情況，建立“畢業(yè)生—指導教師—實習單位”聯系通道，即實習學生、實習單位聯系人與指導老師建立聯系通道，及時溝通了解學生在實習單位的實習情況，指導老師及時進行實習指導和實習內容安排，目的讓學生在最短的時候內，高效的將所需了解的內容盡快掌握，也約束了學生的行為，杜絕學生不去單位實習情況。

(二)利用3D模擬現場等手段建立新的實習場景由于煤礦行業(yè)性質決定，現場實習存在很大的安全風險，再加上煤礦行業(yè)不景氣，各煤礦經營情況不好，學生尋找實習單位比較困難，下井進行一線實習更是難上加難，所以尋求新的實習模式刻不容緩，可以實驗室為實踐教學基礎平臺，可利用3D模擬現場場景，可為學生提供新的設計思路，打破常規(guī)只在現場實習才能了解情況。

(三)加強畢業(yè)設計中間環(huán)節(jié)的管制，建立周匯報答辯制度。畢業(yè)設計期間完全由學生自主安排時間，部分同學懶惰性太強，設計進程一拖再拖，到最后階段隨意糊弄過關，為了杜絕此現象，加強畢業(yè)設計中間環(huán)節(jié)的管制，建立周匯報答辯制度，即學生一周一次給指導老師匯報設計進程。

(四)建立完善的畢業(yè)答辯管理制度。可實施“三項答辯法”，即在原來采礦工程畢業(yè)設計答辯采用單一設計內容及圖紙答辯的基礎上，增加了基礎知識答辯和采礦CAD設計能力考核兩個答辯環(huán)節(jié)，并通過采用一定的指標權重進行綜合得出畢業(yè)設計成績。例如答辯成績和指導老師的成績比重分別為70%和30%；答辯成績和指導老師的成績相差20分時，以低分為最終成績；答辯成績和指導老師成績一個不及格時，則答辯最終成績不及格。

三、結語

采礦工程畢業(yè)設計環(huán)節(jié)的好壞是決定采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)能否成功的關鍵一步，畢業(yè)學生正處于青春期，叛逆和懶惰時常伴隨著他們，但如果畢業(yè)實習環(huán)節(jié)嚴謹、科學、合理，及時打消學生其他想法，將精力全身心投入到畢業(yè)設計中，從中學到各項能力，使同學們能達到具備扎實牢固的基礎知識和專業(yè)知識，具有較高的適應采礦工作能力，對新技術和新知識有所了解的復合型人才。

作者:李紅斌 單位:河南理工大學

參考文獻：

[1]董長吉,等.采礦工程專業(yè)畢業(yè)設計改革的研究與應用[J].黑龍江教育,2013(2):50-51.

[2]李懷珍,武俐.采礦工程畢業(yè)設計存在的問題分析與教改探討[J].淮南職業(yè)技術學院學報.2011.38(11):85-87.

[3]查文華．采礦工程專業(yè)畢業(yè)設計教學環(huán)節(jié)現狀及對策分析[J]．科教文匯．2009(7)：102-103．

篇6

1引言

本科畢業(yè)設計是我國高校教育教學計劃的重要組成部分，是培養(yǎng)學生綜合素質與實踐能力的最終環(huán)節(jié)。畢業(yè)設計的質量是評定學生獲取畢業(yè)資格、授予學士學位的重要依據，同時也是體現本科院校教育教學水平的一個標志，更是提升學生學術論文撰寫水平、培育學生邏輯思維品質和創(chuàng)新思維能力的過程。這個環(huán)節(jié)的操作和運行方式也不同于高等學校開展的其他教學活動，它需要學生在指導老師的幫助和引導下，通過查閱相關的文獻資料，結合自己大學四年所學專業(yè)知識，有針對性地完成一個比較具體的課題。特別是應用型本科院校工科專業(yè)的學生，他們畢業(yè)之后大部分將直接參加工作，而畢業(yè)設計是踏入社會前的最后一次系統(tǒng)訓練，同時也是最后一次大幅度提升綜合能力的機會。因此，如何提高本科畢業(yè)設計的質量值得高等院校不斷探索與研究。

2工科專業(yè)學生的特點

學生是實施和完成畢業(yè)設計的主體，想要提高畢業(yè)設計的質量，首先必須了解完成畢業(yè)設計的學生的特點，這樣才能進行因材施教。對于工科專業(yè)的學生，他們動手能力普遍較強，對技術的應用也較為熟練，而相比之下理論知識的掌握較為薄弱。如果高校給出的畢業(yè)設計課題偏向于比較抽象的理論知識，對工科學生將不會產生足夠強的吸引力，當然也不能充分激發(fā)學生的鉆研熱情。工科學生普遍對枯燥的理論研究工作興趣不高，加上他們的語言表達能力相對較弱，導致論文撰寫的水平也不盡如人意，從而使畢業(yè)設計的質量大大降低。因此，針對工科學生的這些特點，學校所給出畢業(yè)設計課題應該，一方面盡量減少對新的理論知識學習的要求，另一方面提高對學生技術應用的要求，從而實現有創(chuàng)新性和應用價值的畢業(yè)設計。比如這類學生通常對改變人們生活方式的新科技較為關注，學校就可以引導他們在這些領域發(fā)現有價值的研究項目和課題。

3目前工科專業(yè)畢業(yè)設計中普遍存在的問題

3.1畢業(yè)設計課題陳舊、空泛、無新意

畢業(yè)設計通常由導師指定研究題目，這些課題往往是過時的、重復的、甚至是之前畢業(yè)的學生已經完成過的設計題目與方案，所以缺乏新意。另外，論文導師通常是學校教師，缺少在企業(yè)的實踐經歷，所以他們出的課題常常偏離實際應用，相對較為空泛。這就容易與工科學生的興趣點相脫節(jié)，通常表現為學生對這類題目缺乏研究熱情，不會主動去調研相關資料進行探索，而是像完成家庭作業(yè)一樣，等待老師一項一項地布置任務，非常被動地去完成最終的設計。有些學生甚至會直接在網上抄襲別人的設計思路與研究方法，進行簡單地修改作為自己的畢業(yè)設計。因此要解決這類問題，首先得從根源上來改革畢業(yè)設計的模式，即畢業(yè)設計課題要能充分吸引工科學生的興趣，調動他們研究的積極性，使他們愿意在畢業(yè)設計中投入精力，發(fā)揮真正的才華。

3.2完成畢業(yè)設計的時間過于緊湊

學校留給學生完成畢業(yè)設計的時間比較短，通常集中在大四的最后一個學期，并且與學生的實習活動時間相重合，使得很多學生在實習與畢業(yè)設計之間疲于奔命，這樣既不能花心思把畢業(yè)設計做好，同時也影響了學生在企業(yè)實習的效率。解決這一矛盾還需要高校在教學模式上做出調整，合理地分配好各個教學環(huán)節(jié)的時間，使學生的大學四年的時間能夠有更有效地得到利用。

3.3學生自身對畢業(yè)設計的重視程度不夠

大部分學生把畢業(yè)設計看成是跨出學校大門的最后一門考試，只要成績合格就可以拿到學分，然后從大學順利拿到學位畢業(yè)。于是他們對待畢業(yè)設計的態(tài)度常常比較敷衍，重視度不高，與對待一道練習題無異，他們會盡情地通過網絡尋找答案，只要最終可以通過答辯，他們愿意付出最少的努力來完成畢業(yè)設計的工作。而相反，學生們更愿意把大量的精力和時間投入考研與找工作的活動中去，他們覺得這些活動才是和自己的未來息息相關，影響自己前途的重要事情。所以要改變這種狀況，首先要改變學生對畢業(yè)設計的認識，讓他們察覺到畢業(yè)設計這個環(huán)節(jié)的重要性。從這一點來考慮的話，學校就得讓畢業(yè)設計與學生未來的人生規(guī)劃相聯系，讓畢業(yè)設計成為他們將來工作或者創(chuàng)業(yè)的出發(fā)點。

4改進工科專業(yè)畢業(yè)設計教學模式的具體步驟

通過前面的分析和討論，可以看出，要從根本上提高工科專業(yè)學生畢業(yè)設計的質量，必需改進現有的畢業(yè)設計教學模式。針對上述現象，我們提出了以下幾點建議。

4.1根據學生興趣擬定畢業(yè)設計題目

通過引導學生自主選擇畢業(yè)設計的題目，讓學生把自己的興趣愛好融入進畢業(yè)設計中去。指導教師應該鼓勵并幫助學生一同完成畢業(yè)設計的創(chuàng)新工作。另外，針對工科專業(yè)學生的動手能力強這一特點，學?？梢员M量多給學生提供一些基礎的通用化工具或者儀器，任由他們發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，來完成一件具有一定功能的作品。而且學?？梢愿淖儺厴I(yè)設計最終的評價標準，通過對某些標新立異的作品進行褒獎和鼓勵來大大激發(fā)學生研究熱情。目前階段，我們學校嘗試引導學生通過參加設計比賽激發(fā)學生學習的興趣，并且取得了不錯的成績。自2012年開始連續(xù)3年，我校電子信息類學生在全國智能車大賽、江蘇省電子設計競賽、全國信息技術應用水平大賽、中國機器人大賽等比賽中獲得了多項喜人成績。這些學生的競賽作品都有資格作為畢業(yè)設計的題目并最終幫助學生取得畢業(yè)資格。這種形式客觀上也減少了畢業(yè)生最終完成畢業(yè)設計的壓力。

4.2在校企合作過程當中實施畢業(yè)設計

學校通過與企業(yè)合作來改變畢業(yè)設計模式。首先，部分畢業(yè)設計的課題可以來源于企業(yè)，這些課題的實踐性以及操作性會很強，符合工科學生的口味，另外這對企業(yè)來說，也是有利可圖的，學生優(yōu)秀的畢業(yè)設計成果完全可以融入到他們的產品研發(fā)當中。其次，可以邀請企業(yè)當中的優(yōu)秀工程師來指導工科學生畢業(yè)設計。工程師不僅有豐富的實踐經驗，所指導的課題更貼近實際應用，而且企業(yè)當中的工程師也是工科學生未來的職場榜樣，對學生的說服力更強。第三，與學校合作的企業(yè)可以給學生提供做畢業(yè)設計的場地條件以及某些學校不具備的實驗設備，為學生畢業(yè)設計的順利完成提供硬件保證。在這一方面，我們可以學習和借鑒德國應用科技大學的運作方式（本文作者之一張林曾到該校進行了為期一年的訪學），該校以實踐為導向，特別強調學生在企業(yè)實踐能力的培養(yǎng)，因此被稱為“現代工業(yè)社會的高等學府”。他們學生的畢業(yè)設計主要以校企合作的方式為主，學校負責理論教學，企業(yè)負責實踐教學并為畢業(yè)生提供穩(wěn)定的畢業(yè)設計場所。一旦申請畢業(yè)設計題目的學生被企業(yè)選中，企業(yè)就會派一名工程師指導學生的畢業(yè)設計工作，包括給出具體的課題名稱、任務要求等。學生在企業(yè)做畢業(yè)設計一段時間后，要回到學校找一位導師給他審查課題。畢業(yè)論文答辯在學校進行，答辯委員會由學校教師及畢業(yè)設計單位的工程師組成。據統(tǒng)計資料表明，德國應用科技大學校企合作指導畢業(yè)設計模式非常有利于就業(yè)。許多學生通過在企業(yè)做畢業(yè)設計后，擁有了豐富的企業(yè)實踐經驗，從而能夠很順利地尋找到就業(yè)機會。

4.3合理做好畢業(yè)設計的時間安排

高等院校應該錯開畢業(yè)實習與畢業(yè)設計的時間，讓學生有比較充裕的時間對畢業(yè)設計進行準備和思考。這就要求學校方面對本科學生的四年學習生涯進行整體的重新規(guī)劃。學生在高校中的學習周期是按學期計算的，不同學期的學習活動是松緊不一的?？梢园褜嵙暤臅r間拆分到各個學期中去，使學生在四年的本科生活中真正做到學習與實踐相結合，真正做到知行合一，使得學生對學習與工作有正確的認識，形成終身學習的意識。目前國內高校大部分都沒有解決這一制度性的難題，我們可以借鑒歐洲國家的高等教育制度。同樣以德國的高校為例，為了方便大學生實習，學校實行有彈性的教學管理，特別是在課程和學制方面。如建立在全學分制基礎上的彈性學制，靈活的課程設置，理論部分的分批教學等人性化管理，大大激發(fā)了學生實習的熱情。學生學習時間一般分配為在校學習2天，在企業(yè)內實習3天。寒、暑假期間，學生可以每周五天都呆在企業(yè)接受實訓。由于在企業(yè)實踐的時間遠遠多于課堂學習時間，使得課堂教學的針對性和目的性都很強，恰到好處的理論與實踐課程的交叉進行使得理論知識在實踐中不斷強化，培養(yǎng)出的學生都有很好地運用知識的能力，這也正是德國強大制造業(yè)的基礎。

4.4畢業(yè)設計以引導學生進行自主創(chuàng)業(yè)作為新的指導方向

總理近來不斷提到“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”，并將此寫入了政府工作報告。作為創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)的生力軍，大學生應該自覺地形成創(chuàng)新，特別是創(chuàng)業(yè)意識。大學生思想比較開放，思維也比較靈活，與其進入傳統(tǒng)行業(yè)為企業(yè)打工，倒不如自立門戶開辟新行業(yè)自主創(chuàng)業(yè)。工科學生對技術的應用比較擅長，學?？梢砸龑W生利用自己掌握的技術，做出在某一方面改善人們生活品質、提高人們生活便利的畢業(yè)設計，鼓勵學生將自己的設計申請專利或者進行出售，利用經濟效益作為刺激學生完成原創(chuàng)畢業(yè)設計的動力。也可以在全校范圍內搭建畢業(yè)設計平臺，利用不同工科專業(yè)學生的專長，組建創(chuàng)業(yè)團隊，學校應給予相應的支持與服務。對于取得了一定創(chuàng)新成果的團隊，可以以團隊為單位進行團隊畢業(yè)設計的完成與答辯，這樣節(jié)省了個人完成畢業(yè)設計的時間，從而更好地開展創(chuàng)業(yè)活動。大學對學生的教育要樹立起學生的創(chuàng)業(yè)意識，從個人層面上可以促進個人上進，從國家層面講才能保證中國經濟發(fā)展調速不減勢、量增質更優(yōu)，實現中國經濟提質增效升級“雙引擎”。當然自主創(chuàng)業(yè)絕非易事，學校還需要開設相關的課程對準備創(chuàng)業(yè)的畢業(yè)生進行培訓與指導，讓他們正確認識到創(chuàng)業(yè)將會遇到的困難，使他們做好充分的心理準備。

5結束語

由于以往教育模式的缺陷，本科院校工科專業(yè)學生的畢業(yè)設計常常存在很多問題。我們通過探討工科專業(yè)學生在學習以及實踐過程中出現比較普遍問題的原因，試圖尋找到提高畢業(yè)設計水平的有效途徑。我們發(fā)現，畢業(yè)生普通存在的問題主要是由于學校的教學進程不合理，畢業(yè)設計題目選題缺乏新意等原因造成的，在客觀方面無法給予學生完成優(yōu)質畢業(yè)設計的條件，同時也使學生在主觀方面缺乏創(chuàng)新的動力。我們提出了一些改進方案，包括教學周期的合理安排、鼓勵學生自主選題，進行校企合作等，其中我們認為最值得提倡的就是引導學生把畢業(yè)設計與自主創(chuàng)業(yè)相聯系，把畢業(yè)設計當成未來創(chuàng)業(yè)的第一站，從而激發(fā)學生完成創(chuàng)新性畢業(yè)設計的動力。

作者:戚鳳華 張林 單位:南京曉莊學院電子工程學院

參考文獻：

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[2]李智超.新建工科專業(yè)畢業(yè)設計課題類型工程化的實現途徑研究[J].中國電力教育,2013,(10).

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2畢業(yè)設計周期與選題存在的主要問題

近年來，隨著高校招生規(guī)模的不斷擴大，應屆畢業(yè)生人數逐年上升，就業(yè)形勢日趨嚴峻。這種大背景使得社會對于畢業(yè)生的要求也愈加嚴格［7］。為保證學生的未來發(fā)展，畢業(yè)設計成為影響應屆畢業(yè)生就業(yè)的關鍵環(huán)節(jié)。借助畢業(yè)設計，可以進一步加強本科生對自己所學專業(yè)的認識，了解自己專業(yè)的對口企業(yè)。此外，通過畢業(yè)設計的系統(tǒng)訓練，還可以有針對性地根據對口崗位的需求來提高個人能力，以增加就業(yè)成功率。顯然，如何發(fā)揮好畢業(yè)設計環(huán)節(jié)的積極效應，與本科生的就業(yè)率和對口就業(yè)率密切相關。綜合上述對北京林業(yè)大學近3年林產化工專業(yè)本科生就業(yè)率和對口就業(yè)率兩項數據的解析，在全面分析畢業(yè)設計各環(huán)節(jié)后，筆者發(fā)現畢業(yè)設計周期與選題兩個環(huán)節(jié)至關重要，畢業(yè)設計存在問題如下。

2.1畢業(yè)設計周期過短

按照北京林業(yè)大學教務處關于本科生畢業(yè)設計工作的規(guī)定，本科生畢業(yè)設計選題工作于第7學期末完成并落實到學生，各學院可根據專業(yè)特點制定具體的時間安排。當學生開始選題時，畢業(yè)設計環(huán)節(jié)正式啟動。通常情況下，本科生畢業(yè)設計周期為1個學期。由于本科生在第4學年時，往往忙于兩件事情，一是完成畢業(yè)設計，二是確定未來方向［8］。面對現今社會就業(yè)壓力大、就業(yè)難等問題，大部分準備直接就業(yè)的學生都在大四伊始，即開始著手投遞簡歷、參加面試，將主要精力投放在求職上，而忽視畢業(yè)設計這個關鍵環(huán)節(jié)對自己擇業(yè)的重要性。據筆者了解，在選擇直接就業(yè)的學生中有少部分更是在其他學生都早已開始畢業(yè)設計的工作后，才在指導老師的催促下開始畢業(yè)設計的實驗或設計工作。而選擇讀研的學生，大多會認真對待畢業(yè)設計，希望能夠通過畢業(yè)設計的訓練，進一步加深對專業(yè)知識的理解，培養(yǎng)自己分析問題、解決問題的能力，并提高實際操作技能。然而，無論對于哪種類型的畢業(yè)生，1個學期的畢業(yè)設計周期明顯過短。

2.2畢業(yè)設計選題范圍窄

按照北京林業(yè)大學教務處關于本科生畢業(yè)設計選題的規(guī)定，選題由指導教師提出，并填寫任務書，經教研室(系)討論，教學院長審批后向學生公布，可選題目的數量應適當多于學生人數，選題分配實行學生和指導老師雙向選擇的方法。這樣的規(guī)定致使現有畢業(yè)設計選題幾乎全部是以指導老師設計命題為主。通常情況下，指導老師會根據自己的研究方向或正在研究的課題需要，提供幾個可以研究的課題供學生選擇。致使目前的本科生畢業(yè)設計選題具有一定的局限性。

3畢業(yè)設計周期與選題模式創(chuàng)新

針對上述本科生畢業(yè)設計周期與選題兩個環(huán)節(jié)中存在的主要問題，筆者及所在專業(yè)的畢業(yè)設計指導老師做了如下探索。

3.1畢業(yè)設計周期應因人而異

通常，本科生在大三階段就已經決定畢業(yè)后是選擇直接就業(yè)還是繼續(xù)讀研深造。根據學生本人的意愿，可提前將學生分為就業(yè)型畢業(yè)生與繼續(xù)學習型畢業(yè)生。針對不同類型的畢業(yè)生，可適當調整畢業(yè)設計周期。(1)就業(yè)型畢業(yè)生從上述對北京林業(yè)大學林產化工專業(yè)本科生畢業(yè)現狀分析可以發(fā)現，多數本科生對專業(yè)對口的工作期望值很高，但因為對對口企業(yè)認識不足或個人能力與對口崗位需求不符等原因致使無法找到理想的工作。林產化工專業(yè)的本科生，就業(yè)途徑主要為進入專業(yè)相關的企事業(yè)單位，部分單位在學生第4學年時，就準許學生進入企業(yè)進行實習。對于這部分就業(yè)型學生，可適當提前畢業(yè)設計的啟動時間、縮短其畢業(yè)設計周期，利用其實習期，讓學生有更多的機會深入了解對口企業(yè)以及相關崗位的工作要求，有針對性地進行深層次學習和訓練，以提高應聘成功率。此外，通過調整畢業(yè)設計周期，還可以有效避免學生因無法平衡實習與畢業(yè)設計而帶來的就業(yè)困難或畢業(yè)設計質量不高等問題，以保障應屆畢業(yè)生學習、實習兩不誤，平穩(wěn)度過學生、社會人的身份轉換期。(2)繼續(xù)學習型畢業(yè)生隨著可再生生物質資源研發(fā)的持續(xù)升溫，林產化工專業(yè)本科生考研的方向和高校的選擇范圍也在不斷拓寬。以北京林業(yè)大學為例，林產化工專業(yè)研究生階段可供選擇的研究方向較多，如林木生物質資源與化學品、生物質煉制與生物材料、林產精細化工等，為協(xié)助繼續(xù)學習型畢業(yè)生盡早明確其考研研究方向，對于有繼續(xù)深造意愿的本科畢業(yè)生，可準許其提前進入科研團隊，延長畢業(yè)設計周期，這樣不僅有利于學生更好地完成畢業(yè)設計，也使學生對研究課題和項目有更深層次的理解，也有利于選擇考研導師及專業(yè)。此外，近年來北京林業(yè)大學林產化工專業(yè)老師積極鼓勵本科生提前進入實驗室學習。在本科生學習專業(yè)課程的同時，可根據其自身興趣愛好，選擇合適的研究課題對其進行專業(yè)技能的培訓，其中最主要的途徑是鼓勵本科生以團隊形式積極申報國家級、北京市級及校級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目。從表3中可以看到，隨著年級的增長北京林業(yè)大學林產化工專業(yè)本科生提前進入實驗室學習的比例不斷提高。在進入第4學年后，將近一半的學生都已進入實驗室開展相關課題的研究。對于這部分學生，無論是畢業(yè)后直接就業(yè)還是繼續(xù)讀研深造，都可以將研究的課題進一步凝練后列為其畢業(yè)設計的題目。這部分學生的畢業(yè)設計周期實際要比學校安排的長很多。綜上所述，筆者認為針對不同的學生類型，畢業(yè)設計周期應體現靈活性，因人而異。

3.2畢業(yè)設計選題應因材施教

畢業(yè)設計選題的總體目標是使學生能夠綜合運用所學知識和技能，盡可能結合生產、科研、教學與實驗室任務，完成具有一定理論與實際意義的選題。此外，選題應具有一定的深度與廣度，使學生經過努力能在規(guī)定的時間內按時完成;同時選題要有明確的針對性，避免過空過大，使學生在完成畢業(yè)設計過程中得到理論與實踐的訓練。針對不同類型的畢業(yè)生，可以適當增加畢業(yè)設計選題模式。(1)就業(yè)型畢業(yè)生林產化工專業(yè)作為理論與實踐緊密結合的學科，其本科生的畢業(yè)設計選題除傳統(tǒng)的教師先命題，師生再相互選擇外，還可與就業(yè)型畢業(yè)生的實習有機結合起來［9］。通過學生、指導老師、實習單位的3方溝通，確定具有一定實際指導意義的畢業(yè)設計選題，增加新的畢業(yè)設計選題模式。如已在本專業(yè)相關企業(yè)開始實習或成功應聘的學生，可對企業(yè)遇到的實際問題進行梳理，在與指導老師和企業(yè)溝通后，選擇合適的某一實際問題作為自己的畢業(yè)設計選題，可培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。(2)繼續(xù)學習型畢業(yè)生為更好地提高其考研成功率，針對繼續(xù)讀研深造的學生，可以讓其提前進入實驗室，參與到具體的科研項目中［10］。指導老師可以從課題組的科研項目中選取幾個獨立的課題，供學生選擇并開展相關研究工作，以培養(yǎng)應屆畢業(yè)生動手能力和科研能力。以植物資源化學研究領域為例，指導老師可以讓學生由淺入深，逐步了解木材細胞壁3大素的特性后，結合學生自身興趣和課題研究內容進行選題確認。作為指導老師，針對繼續(xù)學習型畢業(yè)生完全可以讓其參與畢業(yè)設計的選題。選題可通過召開師生研討會的形式，由學生參與討論并提出相關研究內容，指導老師負責具體把關，進一步凝練科學問題，共同確定畢業(yè)設計選題。此外，如表4所示，北京林業(yè)大學林產化工專業(yè)考研學生中每年都有少部分(28.6%～43.8%)選擇外校讀研，因此這部分學生的畢業(yè)設計選題還可以結合其未來研究生導師的研究方向來確定。這樣不僅可以充分調動該部分學生的畢業(yè)設計熱情，還可以使其提前了解自己未來的研究方向，有助于提高考研面試成績。在畢業(yè)設計選題過程中，指導老師還需把握好選題的難易。針對就業(yè)型畢業(yè)生，應以培養(yǎng)其整體綜合能力為主;而對于繼續(xù)學習型畢業(yè)生可以適當為其增加畢業(yè)設計選題難度，以激發(fā)學生的科研能力。因此，筆者認為針對不同類型的學生，畢業(yè)設計選題應體現針對性，因材施教。

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二、規(guī)范開題答辯

2013屆石油工程專業(yè)共有414位學生獲準進入了畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，按重慶科技學院實踐教學規(guī)范及石油工程系石油工程專業(yè)2013屆畢業(yè)設計工作計劃，開題答辯放在第六周。在第四周，在廣泛征求指導老師和畢業(yè)設計學生意見的基礎上，石油工程系制定了開題答辯方案，并傳達到所有畢業(yè)設計指導教師和畢業(yè)設計學生，同時做好開題答辯準備。由于是首次搞開題答辯，因此隨機抽取了畢業(yè)生總數的20%分油藏、鉆井和采油三個組進行答辯。答辯分兩個階段：匯報和提問。在匯報階段，畢業(yè)生從目的意義、國內外發(fā)展現狀、主要內容、工作條件和工作計劃等方面闡述自己的課題；在提問階段，答辯老師著重從題目的適用性、國內外現狀的闡述、內容的廣度和深度、工作思路等方面就課題與答辯學生進行交流，針對性地提出建設性的修改建議和意見?？偣灿?2位畢業(yè)生參加了開題答辯，建議修改題目的有15名，建議修改研究內容的有20名。同時，未參加答辯的學生也按時完成了開題報告，做好了開題答辯的準備。通過開題答辯，使學生能及時與指導老師協(xié)商，完善題目和內容，理清工作思路，保證了后續(xù)設計工作的順利進行。

三、中期檢查

2013屆畢業(yè)設計在中期檢查時，發(fā)現了進度滯后、題目寬、內容多、難度大以及實驗條件不滿足等問題，分別采取強化指導、調整題目和內容、補貼實驗課題經費的方法來解決，保證了畢業(yè)設計的按時完成。

四、嚴格評閱

2013屆畢業(yè)設計論文評閱采取“雙盲評閱、異人評審”模式。在開展評閱前，石油工程系制定了2013屆石油工程專業(yè)畢業(yè)設計答辯方案，詳細規(guī)定了畢業(yè)論文的評閱標準、時間節(jié)點等，并傳達到所有的畢業(yè)設計指導老師和畢業(yè)設計學生。評閱的具體做法為：答辯前一周，學生提交隱去指導老師和畢業(yè)設計學生信息的論文，然后指導教師在畢業(yè)設計系統(tǒng)中評審“雙隱”的畢業(yè)論文，只有指導老師評閱成績大于等于60分的論文才能進入下一個環(huán)節(jié)———交叉評閱。在交叉評閱前，系上根據每個課題的具體學科方向，在系統(tǒng)中預先指定研究方向與課題相同或相近的老師作為論文評閱老師，只要需要評閱的論文通過指導老師評閱，交叉評閱老師就會在畢業(yè)設計系統(tǒng)看到相關論文。交叉評閱根據學校實踐教學規(guī)范的具體要求，從完成的工作與任務書的符合度、工作量、內容深度和廣度以及格式的規(guī)范性等方面對看到“雙隱”論文進行評閱，給出恰當的評語和成績，只有評閱成績?yōu)?0分及以上的論文才能進入答辯前的預審階段。這種評閱方式，避免了評閱時指導老師的干擾，保證了評閱結果的客觀公正。交叉評閱結束后，2013屆畢業(yè)設計學生有34位同學的論文未通過交叉評閱，不能進入答辯環(huán)節(jié)。

五、改革答辯

答辯是畢業(yè)設計質量控制的最后一個環(huán)節(jié)，也是最重要的環(huán)節(jié)。往屆答辯時，自己指導的學生在老師所在的答辯組答辯，答辯多媒體和畢業(yè)論文上都有指導老師姓名，存在一定干擾因素。因此，2013屆答辯總的原則為“匿名答辯、異組答辯”，匿名答辯要求學生答辯時所用的材料（畢業(yè)論文和匯報多媒體）必須隱去指導老師姓名；異組答辯是指學生只能在非指導老師所在的答辯組答辯。答辯分組時，采用按方向分組原則，不管指導老師的學科方向，只認畢業(yè)設計課題本身的學科方向，按課題學科方向分組，同時盡量避免分到指導老師所在的答辯組。在答辯前，系上組織人員進行二次形式復查，對照學校關于工科畢業(yè)論文的格式要求，對提交的“雙隱”論文進行格式審查，格式規(guī)范的論文則直接進入答辯分組環(huán)節(jié)，格式嚴重不規(guī)范或未進行“雙隱”的論文直接判定為不合格，進入補答辯。答辯時，答辯學生用多媒體從緒論、主要工作、結論等幾方面闡述論文的主要內容，限時8分鐘；然后答辯組就論文本身以及相關專業(yè)知識提5~8個問題，答辯學生即時回答，答辯組根據回答情況并結合論文本身給出答辯成績。在答辯過程中，答辯小組秘書對論文進行一致性檢查，檢查完成的內容與任務書內容的一致性，發(fā)現內容不符則立即停止答辯并視為不通過。同時，如果發(fā)現答辯材料未進行了匿名處理，則直接進入二次答辯。2013屆石油工程畢業(yè)設計答辯前，有10位同學未通過石油工程系組織的形式審查，共有370位學生進入了答辯環(huán)節(jié)。經過兩批次共計4天時間的答辯，油藏有4人、采油5人、鉆井14人共有23位學生未通過首次畢業(yè)設計答辯，其中包括3位未對答辯材料進行匿名處理的畢業(yè)生。隨后組織了兩次補答辯，最終有8位同學未通過畢業(yè)設計答辯，未按時取得畢業(yè)資格。

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2采礦工程本科畢業(yè)設計存在的問題

當前，采礦工程專業(yè)本科畢業(yè)設計一般要求具有一定的典型性、專業(yè)性、合理性和規(guī)范性。同時，設計說明書還應達到一定的書寫要求，需要達到通俗易懂程度，還應具有一定的解決問題的深度和技術難度。當然，我校對畢業(yè)設計要求更高一些，就是需要具有專題研究，該部分要求和畢業(yè)設計說明書具有一定的相關性，并具有一定的學術性和創(chuàng)新性等，如果用這樣的標準來衡量當前的采礦工程本科畢業(yè)設計一般部分（含設計、圖紙和說明書）及專題部分，部分學生的設計質量大部分都偏低，甚至有的學生都不能滿足最低要求。綜上所述，采礦工程專業(yè)本科畢業(yè)設計存在如下問題：

2.1畢業(yè)設計選題簡單及內容相近在進行畢業(yè)設計選題過程，一般采礦工程專業(yè)院校都按照既有模式進行，設計選題題目根據畢業(yè)實習礦山為背景，設計題目沒有針對性或比較膚淺，有的甚至不科學，重復以前的題目，缺乏對應的研究。這不僅限制了學生主觀能動性的拓展，而且阻礙了學生對生產問題、技術創(chuàng)新和解決實際問題的技能培養(yǎng)。

2.2書寫功底差畢業(yè)設計過程中比較嚴重的問題是設計說明書的寫作能力差，在整個設計過程中，特別是摘要和設計說明書中闡述的設計過程不夠嚴謹，表述不清，很多學生無從下手，不知道如何能把問題解釋清楚，把說明書寫成記賬式說明或敷衍了事的概述。另外，畢業(yè)設計說明書的排版格式不規(guī)范、結構不合理、條理不清晰、計算錯誤，甚至有的學生把導師名字都寫錯，可見學生對本科畢業(yè)設計的重視程度和寫作功底比較差，需要加強這方面的鍛煉。

2.3工程制圖漏洞百出畢業(yè)設計工程制圖要求采礦工程本科畢業(yè)生具有較強的繪圖能力、空間想象能力和圖文表達能力，學生在制圖過程中不斷提高繪圖能力。通過畢業(yè)設計，采礦工程本科生能夠較為熟練地掌握計算機繪圖、手工繪圖能力和追求完美的視觀感受。但在實際畢業(yè)設計過程中，甚至最后提交的畢業(yè)設計說明書和設計圖紙，還發(fā)現很多問題，比如說明書和設計圖紙不符合、CAD制圖的比例不對應、工業(yè)廣場留設不合理、代表符號混亂不合要求、礦塊布置不合理、通風線路標示錯誤、平面圖和剖面圖不對應等。這嚴重影響整個制圖效果，并直接降低了畢業(yè)設計的質量。

2.4低級錯誤多采礦工程本科畢業(yè)設計的一個重要不足在于設計中所犯低級錯誤、原則性錯誤較多。比如：具有高瓦斯礦井，很多同學沒有在設計及說明書中闡述如何抽放瓦斯，更不用說如何實現煤與瓦斯共采等深奧問題；在地面上有構建筑物需要保護區(qū)域沒有留設保安礦柱；通風系統(tǒng)混亂，污風相互混合，形成不通暢系統(tǒng)等。這些問題都屬于采礦工程本科生最容易犯的低級錯誤，違反了相關安全規(guī)程和設計規(guī)程，采礦工程專業(yè)本科生經常犯這些低級錯誤，說明學生沒有很好地掌握基本理論知識和專業(yè)知識，最重要的是將來走向工作崗位如果一直馬虎下去將會造成嚴重的后果。

2.5設計內容高度相似由于擴招等各方面的原因，現在每個畢業(yè)設計指導老師都帶3-8個畢業(yè)生，項目多的老師相對簡單，但對于項目少的老師只能給學生為數不多的設計任務，也就說，指導老師給的任務就比較相近。有的同學的畢業(yè)設計大部分內容照抄其他同學的，或者從前幾屆畢業(yè)的學生那抄襲和照搬。雖然設計題目不盡相同，但設計內容和說明書高度相似，導致說明書前后表述矛盾、不一致，相似錯誤頻發(fā)等等問題。

3問題產生的因素

導致采礦工程本科畢業(yè)設計質量低下的原因較多，有學生自身的原因也有指導教師的原因，甚至有外部環(huán)境的影響?？偨Y起來有以下幾點：

3.1前期準備不充分因為采礦工程專業(yè)是一門專業(yè)性很強、實踐性強的學科，畢業(yè)設計前應做好充分準備，包括理論知識和專業(yè)知識的復習，經過了認識實習、生產實習和畢業(yè)實習的不斷進步，應該可以作出質量較高的畢業(yè)設計和說明書，畢業(yè)設計前期準備不夠充分主要表現在：

（1）礦山接受學生實習的積極性不高，指導教師聯系實習地點困難，一般靠老師的學生在礦山當了領導以后才能給安排。所以，礦山對學生實習的重視程度不夠；

（2）實習經費不足，學校提供的實習經費一壓再壓，已經完全不能適合經濟快速發(fā)展的步伐，實習費用已經遠遠不能滿足實習需要；

（3）實習內容不夠全面，由于實習經費不足，致使指導教師無奈把實習時間從3周壓縮成2周，甚至1周，促使實踐性很強的實習不能完全聯系實際；

（4）實習過程過于簡單，由于實習時間的壓縮，導致實習過程相對簡單，不跟班實習，不能切實體會理論聯系實際的效果；

（5）有些同學對畢業(yè)實習和畢業(yè)設計積極性不高，采礦工程專業(yè)屬于高危行業(yè)，學生對從事的專業(yè)具有一定的厭煩和恐懼感，特別是部分學生畢業(yè)后不打算到礦山工作，致使畢業(yè)設計和實習成為這些學生的艱巨的任務和負擔，使學生在思想和行動上對畢業(yè)設計和實習重視的態(tài)度不夠；

（6）指導教師人員匱乏，難以勝任繁重的實習指導任務，缺少用制度管理學生的經驗，對學生產生的眾多問題及指導教師提出了要求和修改意見后學生無動于衷的問題束手無策；

（7）考核制度不夠健全、實施不夠嚴厲，成績評定過于簡化，造成學生的重視程度不夠，有失公平。

3.2指導教師自身因素由于采礦工程專業(yè)就業(yè)壓力小，相對10年前，招收采礦工程專業(yè)的學生大幅度提高，導致每個教師需要指導的學生數逐漸增多，因此，產生了如下問題：

（1）指導教師的投入得不到保障。從時間和精力上講，大多數高校教師承擔著大量教學和科研任務，另外還需完成大量的考核指標，比如：每年要完成多少高水平的論文、獲得的科研獎勵、專利、著作、指導研究生數量、上講臺課時數、在研科研項目數、是否有縱向課題（國家自然科學基金）、評職稱、無休止的會議等等，在高校激烈競爭的今天，指導教師的自由度相對較小。很多指導老師無法保證有足夠的時間來指導學生更好地完成設計，只能把握方向；

（2）指導教師相對缺乏采礦設計方面的知識。一部分高校教師本身缺乏科研與工程實踐經歷，尤其是作為畢業(yè)設計指導為主體的年輕教師，個別教師沒有很豐富的采礦工程方面的經驗來有效地指導畢業(yè)設計。同時，也存在個別教師工作責任心不強的現象，沒有很好地起到監(jiān)管作用，放松了對學生畢業(yè)設計的要求。導致畢業(yè)生認為畢業(yè)設計就是走過場，不可能在最后還不讓過。

3.3外部環(huán)境因素目前，隨著國民經濟的高速發(fā)展，采礦工程專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)相對容易，每個學生均有4-5個單位可以選擇，但有一部分學生把主要心思放在考研、出國、考公務員上，從主觀上對畢業(yè)設計沒有足夠的重視，加上畢業(yè)設計期間是求職擇業(yè)的最佳時機，學生的大部分時間均不在畢業(yè)設計上。當然，也有為數不多的畢業(yè)后去礦山的學生可以完全發(fā)揮自己主觀能動性，拓展自己的思路，把精力放在畢業(yè)設計上。

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這次畢業(yè)設計工作，給予我們不少啟發(fā)，下面就今后畢業(yè)設計工作談一些想法。

一、選擇結合實際任務的不同類型畢業(yè)設計課題，進一步提高學生的獨立工作能力

建筑結構工程專業(yè)的培養(yǎng)目標是學生畢業(yè)后既能從事建筑結構的設計和研究，又能從事建筑工程的施工和管理，但他們在學校里要著重進行的是作為結構工程師的基本訓練。為了達到這個目標，必須在整個教學中加強基本理論，重視基本技能訓綜，切實安排好實踐環(huán)節(jié)，以及認真做好最后一個學期的畢業(yè)設計工作。

在各種教學安排中，傳授知識和培養(yǎng)能力是學校教學的兩個方面，而能力和創(chuàng)新精神卻是提髙教學質量的重要標志。能力和創(chuàng)新精神的丨川練應當貫穿在各個教學環(huán)節(jié)之中，使學生由低到高地受到連續(xù)的訓練和薰陶。但是畢業(yè)設計卻是貫徹理論聯系實際原則和綜合訓練獨立工作能力的最后的也是最重要環(huán)節(jié)。它對保證學生質量起著其它教學環(huán)節(jié)所不能代替的作用，因而必需予以髙度的重視和精心安排。

從歷史沿革看，我系本專業(yè)畢業(yè)設計曾有幾種做法：解放初期沒有畢業(yè)設計，學生祗是在臨畢業(yè)前閱讀幾篇文獻，寫份讀書報告；學蘇后開始設置畢業(yè)設計，做的是假擬題目，分建筑.結構、施工三個階段進行“總裝配”；58年后實行“真刀真槍”的畢業(yè)沒計，學生在一個小組里結合實際設計任務經歷結構設計的全過程；61年后“真刀真槍'’和“真題假做”的結構設計題目件舉，同時引入少呈科研題目，使學生學會科研方法。

我們認為把畢業(yè)設計作為“總裝配”也好，作為“經歷結構設計全過程”也好，作為“學會科研方法”也好，它們都有正確的一面，但也有困難的一面，而且不能概括畢業(yè)設計的基本要求。例如進行“建筑、結構、施工”的三階段總裝配，好處是學生能將已學知識聯系起來解決工程問題。但畢業(yè)設計時間短，學生要忙于完成三階段任務，精力分散，不易做到深入鉆研，不能更好地培養(yǎng)獨立工作能力和創(chuàng)新精神。又如“經歷結構設計全過程”的做法，好處是真刀真槍，能調動學生積極性，是一次實戰(zhàn)淚習。但生產和教學矛盾突出，例如設計資料常變動，各設計工種間技術矛盾很多，施工單位會提出種種實際問題要求推翻已做好的設計，因此學生會做大量重復性工作，有的不屬于基本教學要求。

我們認為畢業(yè)設計的基本要求，槪括起來應做到“兩彳、進一步”一就是進一步理論聯系實際，進一步訓練能力；抓住“三個性”——就是要求學生做畢業(yè)設計時具有綜合性、獨立性和創(chuàng)造性。這里所謂“進一步”，就是把畢業(yè)設計和其它教學環(huán)節(jié)聯系起來考慮，有些訓練可以在其它教學環(huán)節(jié)中基本完成，而在畢業(yè)設計中強調的則是進一步的提高。所謂“三個性”，就是在綜合進行“總裝配”的基礎上，強調培養(yǎng)獨立工作能力和創(chuàng)新精神。

為了達到這個目標，可供選擇的畢業(yè)設計課題是廣泛的。它可以是設計題目，可以是研究設計任務，也可以是本專業(yè)在結構、力學、材料、施工方面的科研專題。這里有一個核心問題，就是畢業(yè)設計題目要結合實際任務，它應該或者是一項實際生產任務或者是一個有現實意義的課題。學生不僅在畢業(yè)設計中能經歷一次設計的或小型科研的全過程，而且有為推動四化建設盡自己力量的責任感。有了這一點，學生就會有極大的主動性和極積性去研究解決各種工程實際問題，做一些有創(chuàng)新意義的工作。也就能使學生在畢業(yè)設計中更有目的地鉆研和運用理論，鍛煉基本技能，自覺提高獨立工作能力，自始至終地用高標準要求自己，最后達到培養(yǎng)目標要求。

二、抓好畢業(yè)設計前各個教學環(huán)節(jié)（尤其是實踐環(huán)節(jié)），是提高畢此設計水平的重要條件

建筑結構工程專業(yè)是設計類型的專業(yè)，培養(yǎng)目標測重于結構設計和設計問題的研究。上述畢業(yè)設計安排能不能完成培養(yǎng)目標賦予的任務？會不會削弱結構設計方面的訓練？這是必須認真考慮的問題。

我們認為，一個結構工程師，除了有寬厚的理論基礎外，必須有嚴S的學風，有熟練的運算、繪圖和應用規(guī)范手冊的技能，有一定的處理構造和施工問題的能力。這三方面是進行結構設計的基本要求。但要成為有作為的工程師，這些要求是不夠的。他還要有豐富的想象力，能做出好的設計方案，會處理新的工程問題L.這祥才能使生產不斷發(fā)展。所有這些學風、技能和能力訓練，顯然不能只在一個畢業(yè)設計環(huán)節(jié)中加以完成，而是大學五年培養(yǎng)的結果。大學平時教學環(huán)節(jié)和畢業(yè)計，@；一t有整體。所以，適當地對平時教學和畢業(yè)設計進行分工，將一些更基本的丨川練放莊F時教學中，尤其在乍時實踐環(huán)節(jié)中加以完成，而畢業(yè)設計丨則重對培養(yǎng)綜合性的理論聯系實際的能力，獨立工作能力和創(chuàng)新精神，則是可取的。

例如，學生測量實習時，我們可以要求他們在2~3周內完成一個廣區(qū)（或地區(qū)）的實際測圖任務，學生測繪的地形地物圖作為該廠的竣工圖或在該地區(qū)進行基建的依據。

學生肩負了生產任務，就能認真地對待每一個讀數，處理每一個數據，繪制每一根線條。這樣就能在不長時間內鍛煉嚴謹的學風，為今后培養(yǎng)更好的學風打下基礎。

又如我們有意地在一些課程設計和大作業(yè)中安排工程技能的訓練。譬如在“單層廠房結構設計”中，我們可以要求學生對一個典型廠房進行構件選型、主體結構和構件計算、處理各種構造問題、畫出結構布置圖、節(jié)點大樣圖、構件模板配筋圖、材料表等。

他們的計算和圖紙大體應達到生產用結構計算書和結構施工圖的水平。這樣就使學生在課程設計階段基本完成過去畢業(yè)設計中對結構施工圖訓練的要求，在畢業(yè)設計中就有更多時間去考慮新方案和新專題。在“髙層建筑結構”作業(yè)中，我們還可以要求學生進行一個較復雜的結構構件計算，了解一般結構工程的計算方法、步驟以及怎樣進行數值校核的方法。那么學生在畢業(yè)設計中就能擺脫一些數值運算釧練要求，用計算機進行工程計算：騰出精力去研究更為復雜的問題。

施工實習時，我們選擇寶鋼工地作為實習現場。那里有宏偉的建設場面，有先進的施工機械，有眾多的技術課題，有經驗豐富的技術人員指導。我們要求學生在完成實習任務的同時，為工地解決一、兩個實際工程問題，寫出專題報告，由工地技術人員負責審閱鑒定。例如有的學生為了統(tǒng)一異型鋼模板類型，改進了某項設計，可節(jié)約數十噸鋼材；有些學生對上海地區(qū)降水工程的歷史和現狀進行了調査分析，或者對寶鋼工程中的基坑邊坡穩(wěn)定問題進行分析討論。他們都寫出有價值的專題報告，受到好評。在77和78級兩屆實習中，學生幾乎一致認為：“施工實習使我們開闊了眼界，學習了施工知識，受到了一次從未有過的獨立工作鍛煉，在能力培養(yǎng)上有一個飛躍”。

我們體會學生經過測量實習、課程設計、施工實習等實踐環(huán)節(jié)訓練后，在學風、技能和能力上，每次都能邁上一個臺階。如果思想抓緊，措施得力，一步一個腳印地前進，他們的進步將是不小的。這些訓練都能為畢業(yè)設計打下基礎，有些工程技術訓練大體得到解決，有些能力培養(yǎng)有了良好開端。在這個前提下，無疑地應該而且可以對畢業(yè)設計提出更髙的要求。

三、不同類型畢北設計題目的做法和要求

根據上面的畢業(yè)設計要求和我們的具體條件，我們認為畢業(yè)設計凈時間以16~17周為宜，畢業(yè)設計選題以三類為宜，即“設計類”、“設計研究類”和“其它形式研究類”。由于本專業(yè)培養(yǎng)目標和學生畢業(yè)后崗位都側重于結構設計和研究工作，所以前兩類題目應該多一些；又由于教學計劃中對結構課程設計已有一定訓練，所以單純設計的題目也不宜太多，以免過多重復。至于三類題目的比例，要看每屆畢業(yè)設計前的具體情況而定。

     1.設計類題目，指的是學生所參加的實際設計任務，或以實際任務為背景的題目。這類畢業(yè)設計大體可分收集資料、方案、計算、繪施工圖、總結等個五階段進行。

在第一、二階段中，要考慮建筑、結構、施工三方面問題；在繪圖階段學生應參加各設計工種的技術討論和匯總工作；在總結階段有人可寫專題，有人可做本工程設計的業(yè)務總結。參加這類題目的學生一般可由三種人組成：基本技能尚嫌不足的學生，對結構設計有特長的學生以及少數成績優(yōu)秀、組織能力較強的學生。

2. 設計研究類題目，指的是學生所參加的某項實際工程設計任務中的研究專題。

也可以是學生在參加某項工程的部分設計后，著重解決一、兩個專題。做這種專題時，在設計方面要求學生達到技術設計階段的要求，有一定份量的計算和繪圖工作；在研究方面要求學生有較深入的理論分析，有自己獨立的和創(chuàng)新的見解，有一些專題論文。參加這類題目的學生人數應該比另兩類題目多。這些學生對一般性的設計技能已有一定的訓練，有較好的自學能力，因而在畢業(yè)設計中有可能對他們進行進一步提高的訓練。

我們認為這類題目可以多一些，原因有四：

①學生在結構設計上至少能做到技術設計階段，在研究上有自己的專題，能夠滿足畢業(yè)設計的基本要求；

②不受生產任務在時間上和工作量上的限制，生產和教學的矛盾不大，又能為生產和技術改造直接服務；

③題目與教師的科研能結合。目前教師的科研大體有兩類：一類是基本理論，一類是工程技術專題。后一類更容易結合。教師指導這類題，花時間不多，收效卻不小。

學生又能為教師的科研提供必要的數據，所以教師愿意帶；

④與當前土建技術發(fā)展方向結合（例如髙層結構的某些專題，結構優(yōu)化問題，抗震分析等），比較有生命力。

3. 研究類題目，指的是學生所參加的結構設計以外的專題研究，