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1選題探討
如何從模具制造類企業的實際項目出發,制定既符合現實需要又能體現教育認知發展的設計項目選題。從企業的實際項目入手,將高校研究理論在真實項目實踐中完成,體現產學研一體化應用轉型,為模具企業的實際項目保證科學的理論支持。
2畢業設計形式
根據材料成型及控制工程專業工科學科的特點,培養社會需要的各類職業崗位技術能力,畢業設計應在形式上實現多元化,學生可以依據自己的特長完成產品結構的設計、制造工藝的研究,產品模擬分析或是生產管理的革新等等,不僅體現學生自身的個性特征,更能提高學生的職業興趣,合理規劃職業生涯。
3畢業設計時間安排
以往的畢業設計開展的時間與畢業實習和找工作交織,匆匆而過,質量難以保證。項目化畢業設計以教學大綱為依據,必須科學安排時間,合理處理畢業實習和設計的交融。
4畢業設計指導方式
按照前期對畢業設計的選題,必須建立與選題相適應的畢業設計指導方案。改變以往專職教師單一指導的模式,為保證學生的實踐技能和理論水平的同時提升,實現企業和專職教師的聯合指導模式。畢業設計答辯形式:在前期選題、綜合指導方式模式基礎上,改變從前學生講、老師聽,提問的單純形式,結合學生設計的不同特點,采用企業技改提案、研討會等答辯形式,給予學生展示自己研究成果的機會。畢業設計最終成績評定辦法:綜合前面的研究,保證學生學有所用,進行全方位的評價,尤其關注企業對于學生畢業設計中展現綜合能力的評定。
二項目化材料成型及控制工程專業畢業設計改革的創新點
1思路創新畢業設計改革的思路
創新在于以就業為導向,關注職業崗位能力需求,更好的實現校企人才“零對接”,以項目為載體,將材料成型及控制工程專業的畢業設計貫穿于大學培養的全程實踐教學,提高學生實踐能力,學習興趣,增加就業砝碼。
2方案創新從模具專業的市場
人才需求出發,以“理論夠用,重應用能力”的能力本位培養方式為指導,改變以往理論過重,走過場,脫離實際生產的畢業設計方案,建立操作性強、針對就業性強的項目化畢業設計方案。這也是應用型本科工學發展的必然趨勢。
3實踐理論相結合
在材料成型及控制工程專業2010屆畢業生畢業設計中采用項目化畢業設計方案,取得了不錯的成效,學生普遍反映明白自己要學什么,干什么,為什么,主動積極性高漲,在實踐中提出了一些實用的技改創新,服務社會。
4以就業為導向的項目化材料成型及控制工程專業畢業設計改革的應用價值
畢業設計的改革可以緩解高校與社會人才培養的矛盾,提高學生的就業,其應用價值主要表現在:(1)項目化的畢業設計方案有助于校企合作,用人單位提前介入人才培養,培養適合產業發展的技術人才。(2)項目化的畢業設計能夠保證教學質量,提升職業能力培養。(3)項目化的畢業設計方案縮短了高校與就業從業的適應期,增加了學生的實際工作經驗,幫助學生就業,提高學生的綜合素質和職業能力。
三結束語
1.1學生因素
1)主觀積極性。作為畢業設計的主體,學生的態度積極與否直接影響了畢業設計質量,然后近年來普遍存在著學生重視程度不夠的問題。很多學生對畢業設計(論文)的目的和要求缺乏足夠的認識,不少學生把畢業設計僅僅作為一門功課來看待,甚至認為其它功課已經通過,自然畢業設計肯定也會順利通關,這種典型的應試式思維導致思想上的不重視。隨著大規模的擴招,就業越來越難,學生要找忙于工作,投入畢業設計上的精力大大減少。在歷年的畢業設計中也存在著前期文獻調研與設計工作不努力,等到答辯前期突擊的現象。
2)基礎不扎實。畢業設計是大學教學過程的最后階段采用的一種總結性的實踐教學環節。通過畢業設計,培養學生綜合運行所學的基礎理論、專業知識和基本技能,分析與解決實際問題的能力,使學生獲得從事實際工作所必須的基本訓練和進行科學研究工作的初步能力。因此,學生對基礎理論和專業課程的掌握水平直接影響畢業設計工作的開展。例如,我系部分學生由于平時對基礎理論與專業課程的學習不夠重視,看不懂專業的參考文獻,系統方案設計不出來,經過指導老師耐心指導,仍有些同學一竅不通。涉及仿真,有一部分同學,連Matlab工具軟件都還要現學。這些現象都體現學生的基礎不夠扎實,嚴重制約畢業設計的教學水平。
1.2教師因素
1)主觀積極性。教師方面,由于不僅要承擔繁重的教學任務,還需開展科研工作,帶學生做畢業設計只是眾多工作中的一項,用于畢業設計指導工作的時間和精力不足。我系教師教學任務尤其多,在畢業設計開展期間,多數教師還承擔了課題教學,課程設計探索提高熱工自動化專業畢業設計教學質量謝七月(長沙理工大學能源與動力工程學院)等教學工作。這幾年績效改革不鼓勵超工作量,畢業設計工作又持續周期長,學生知識結構又層次不齊,因而有些教師對畢業設計態度不是很積極,指導效果明顯受影響。
2)指導老師隊伍本身的專業素養。熱工自動化專業方向比較細,開設熱工自動化專業的高校很有限,我系極少教師本科專業是熱工自動化的。由于教師資源相對緊張,即使缺乏系統的工程化培訓與實踐的新進教師也承擔了指導畢業設計的教學任務。甚至有的教師雖然沒有能力指導畢業設計,但為了完成學校規定的教學任務,也只好勉強上陣,這也在一定程度上導致了畢業設計質量的下滑。而且現有的畢業設計指導教師隊伍單一,不能很好的因材施教。
1.3客觀因素
1)畢業設計時間過短,很大程度上影響了畢業設計的教學質量。畢業設計一般安排在大學最后一個學期,我校還在該學期安排畢業實習,部分同學還要忙于找工作、考研等各類事情,用于畢業設計的時間有限,滿打滿算僅僅14周,也就三個多月。而要在三個月內完成文獻調研、文獻翻譯、開題、設計、實驗、論文寫作、答辯等一系列工作,很難保證還能有充足的時間對畢業課題做深入的研究。據我系歷年數據,不能完成畢業設計要求的全部內容的學生多達40%,而能在短短三個多月內做出較好結果的學生不足10%,這類學生往往是提前參加了相關課題或是有扎實的基礎,而基本完成任務書內容的學生將近50%。
2)畢業設計的考核方式單一,難以激勵學生很好地完成畢業設計的任務。目前畢業設計的考核主要以答辯為主,盡管在畢業設計過程已經按前期檢查、中期檢查、畢業答辯三個階段分別開展了檢查考核,而且也制定了各階段的階段性指標,但指標不夠具體,考核過程有時候流于形式,并沒有嚴格考核。即便將考核模式向以實物、圖紙、程序、科技論文、專利、競賽結果為主的綜合考核模式轉變,但因這些內容無法在三個月內實現,因此,無實際全面實施考核的可能性。
3)管理機制已經不能完全適應畢業分類指導的需要,在一定程度上也影響了畢業設計的教學質量。學校和學院現有的教學管理模式是針對大多數學生的情況制定的,不夠靈活,既難以充分發揮優秀學生的創造力,也難以提高落后學生的綜合能力。對分類指導、因材施教的考慮不周全,畢業設計的整體教學水平難以提高。
4)其它客觀因素。影響畢業設計的客觀因素還有很多,例如,實驗條件緊缺,企業合作較虛,大部分設計電廠自動化的實驗缺乏實現條件。
2提高畢業設計質量的改革措施
2.1畢業設計時間的調整
從本屆畢業設計開始,我校開始調整畢業設計的時間安排,把前期工作安排在第七學期最后三周,要求在這三周內完成文獻調研,英文文獻翻譯以及開題報告。然后希望學生能夠利用部分寒假時間進行畢業設計的后續工作,為開學初的畢業實習做準備工作,從而使得學生能夠帶著畢業設計中的問題參加畢業實習,增強畢業實習的針對性,最終提高畢業設計的質量。為了進一步的落實分類指導與因材施教,我系將根據學生的學習成績安排給與更為合理的畢業設計時間。對于成績前10%的特別優秀的學生,可以在第六學期初結合畢業后的計劃開始進行畢業設計選題,在這學期內進行文獻調研與英文文獻的翻譯工作,爭取在第六學期末進行開題,利用大四一年時間完成具體設計和論文撰寫,鼓勵結合設計結果撰寫與發表學術論文,畢業設計總時長達到三個學期,這個時間相當于目前2.5年制的研究生用于研究的時間,從而保障這部分優秀學生有充分的時間將畢業設計做的更加深入。對于成績前30%左右的學生,則可在第七學期初選題、開題,畢業設計總時長為兩個學期。對于成績一般以及成績特別差的學生,采用學校統一安排的畢業設計時間,第七學期中后期選題,第七學期末畢業設計開題,畢業設計總時長保持在半年以上。而對于動手能力特別強和參加各類課外科技競賽的學生,可在第五學期完成選題,開題并將其畢業設計與競賽結合,總時長為四個學期。
2.2指導方式改革探索
由于教師資源相對不足,為了更好指導畢業設計,我系正探索指導方式的改革。一方面,我系2014屆和2015屆畢業生均在120人左右,而現有專職教師只有15人,平均每位教師指導8名學生。另一方面,由于自動控制學科的發展日新月異,熱工過程自動化也得到了快速發展,涉及的領域不斷延伸,幾乎包羅萬象,不可能要求每位教師都對每個領域均有深入的認識。因此,在畢業設計的指導過程中,應該充分發揮教研團隊的優勢,探索集體指導和個人指導相結合的指導方式尤為重要。鑒于在畢業設計過程中,學生通常會遇到一系列的問題,尤其是面臨工程實際方面的問題時,感到無所適從,急盼有教師的指導。因此,指導教師每周安排一次答疑與討論,每個工作日下午安排一名教師開展集體指導。提前安排時間與地點,即時通知學生,學生既可得到指導教師的指導,還可根據自己的問題,選擇相關領域的教師參加集體指導。
2.3畢業設計選題模式的探索
我校已使用畢業設計選題系統,先由教師命題上網,然后由學生上網選擇,每位學生可以選擇兩個題目,最后指導教師確認。為了更好地因材施教,我系對選題工作進行了探索。首先從命題上把好質量關。要求指導教師分別在題目命題來源、命題類型、命題質量等方面下功夫,并對不同層次的學生采用不同的畢業設計命題。我系成立了畢業設計指導小組,在選題期間,組織教師對命題應在一定范圍內進行嚴格評審打分,只有通過評審的題目才能予以通過。對于特別優秀的學生,尤其是保研的學生,將他們作為創新拔尖人才培養的主力,命題可以結合國家和省部級重點科研項目,從項目中抽取部分有一定深度和難度且帶有前瞻性的課題,鍛煉其科研能力和動手能力,沖刺校優秀畢業設計。對于成績在前30%左右的學生,從科研項目中抽取部分動手和鍛煉工作能力較強的課題,培養學生的創新意識與能力。對于成績一般和較差的學生,命題結合生產實踐,鍛煉其在實際工作中解決問題的能力。而針對考研學生,可以選取一些相對難度較小的科研題目進行研究,注重科研能力的訓練與培養,為將來研究生的深造打好基礎。對于力爭進入特別優秀學生的選題,系畢業設計指導小組將組織面試考核,考核成績供命題教師參考。學生在選題期間,即時向指導教師匯報學習情況,命題教師根據選題學生的具體情況,選擇與命題要求相吻合的學生,確定選題學生。
2.4管理制度方面的改革
為了加強對畢業設計的管理,根據學校與學院對畢業設計的管理規定,我系制定了管理細則,探索從制度建設方面保障畢業設計的質量,主要改革方面如下:
1)加強對學生在畢業設計期間的管理。在畢業設計動員大會上,畢業設計指導小組給學生闡明畢業設計的嚴肅性,明確指出畢業設計將從嚴把關,從而使得學生端正畢業設計的學習態度。畢業設計過程中,學生必須在指導教師指定的場所開展工作,從而便于指導教師檢查與指導,規定學生每個工作日必須在指定場所,無特殊情況不得請假,由指定學生負責每天的考勤,系指導小組將不定期進行考勤檢查,從而改變以往懶散的作風。學生每周參與答疑,即時匯報畢業設計進展,指導教師將記錄每周的答疑情況。指導教師嚴格根據學生的平時表現評定學生的平時成績。
2)加強對指導教師的督查工作。為了督促教師積極參與畢業設計的指導工作,學校與學院有教學督導會進行常規的教學檢查。我系將加強這方面的督查,每周向學生調查指導教師的指導情況。為了充分調動指導教師的積極性,將設立經費進行獎勵,對認真負責的指導教師要予以獎勵,為了公平起見,對于指導非特別優秀學生獲得優秀畢業設計的教師,系將加大力度獎勵。對于指導不力的指導教師,限制下年的指導人數。
3)嚴格考核畢業設計過程的各個階段。為了使得學生和教師高度重視畢業設計,有必要加強對畢業設計過程各階段的考核,而不是只注重畢業設計的最后結果。將整個畢業設計過程分三階段進行檢查考核:第一階段(畢業設計工作初期):檢查師資配備和設備條件、課題審查情況及學生選題結果。第二階段(中期):深入教學現場,進行實地檢查,通過觀察、提問,考察學生的工作狀況;了解學生對教學工作的反映;同時檢查教師的工作狀況,依據畢業設計管理細則對教師與學生的各項指標進行打分。第三階段(后期):這個階段重點抓好答辯資格審查工作與成績評定工作。學生答辯前,要進行答辯資格審查。學生按規定時間完成畢業設計任務,經“審閱”、“評閱”合格后,方可參加答辯。畢業設計成績由“審閱”“評閱”“答辯”三個環節組成,各環節成績占總成績的比例分別為40%、30%、30%。由指導教師、評閱教師、答辯小組分別寫出評語并給成績,最后綜合評定學生的成績。為了避免教師擔心自己帶的學生成績偏低或答辯通不過給自己帶來麻煩,系指導小組將協調后續工作,使得指導教師能客觀評分。為了客觀公正進行評閱,采用集體交叉盲審形式。嚴格按程序組織答辯,避免走過場。
3結束語
為了選出適合于培養目標為高級應用型人才的石油工程專業的畢業設計題目,避免以往的題目重復率高、內容偏多、難度較大的問題,在畢業設計選題時,石油工程系首先組織指導教師學習學校和學院有關畢業設計的管理文件,領會文件的精神,結合石油工程系的實際,組織編寫了石油工程專業畢業設計選題指南,分指導教師版和學生版。指導教師版指南詳細指出了每個老師可以申報的題目方向和數量,要求了內容和題目與往屆的重復率;同時,對題目的內容和深度也做了明確的要求,最后詳細圖解了在畢業設計管理系統中申報課題的過程。學生版選題指南主要圖解在系統中選題的過程,特別強調不能跨專業方向選題。在指導教師申報完題目后,系上審核環節主要關注題目的重復率、題目的廣度、題目的深度以及題目適合的專業方向。對不符合我校石油工程專業培養目標的、雖來源于現場但題目偏難內容偏多的、內容與往屆重復等情況的題目則退回指導老師重新申報題目,直到題目符合人才培養目標。在學生選題前,舉行了石油工程專業畢業設計動員會,學院主管領導從畢業設計的目的、意義等方面對全體畢業設計學生進行了動員;石油工程系采用實例詳細介紹了選題過程和步驟,特別強調不能跨方向選題等注意事項。最后,學生在網上選題后,指導老師在網上確認,系上進行二次審核,主要看是否有跨方向選題。石油工程2013屆畢業設計采用上述選題過程進行選題,指導教師申報的題目合格率達到90%,學生錯選率不到10%,未出現過難和過寬的題目。
二、規范開題答辯
2013屆石油工程專業共有414位學生獲準進入了畢業設計環節,按重慶科技學院實踐教學規范及石油工程系石油工程專業2013屆畢業設計工作計劃,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,并傳達到所有畢業設計指導教師和畢業設計學生,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,畢業生從目的意義、國內外發展現狀、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商,完善題目和內容,理清工作思路,保證了后續設計工作的順利進行。
三、中期檢查
2013屆畢業設計在中期檢查時,發現了進度滯后、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,保證了畢業設計的按時完成。
四、嚴格評閱
2013屆畢業設計論文評閱采取“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屆石油工程專業畢業設計答辯方案,詳細規定了畢業論文的評閱標準、時間節點等,并傳達到所有的畢業設計指導老師和畢業設計學生。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設計學生信息的論文,然后指導教師在畢業設計系統中評審“雙隱”的畢業論文,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節———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設計系統看到相關論文。交叉評閱根據學校實踐教學規范的具體要求,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,只有評閱成績為60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,不能進入答辯環節。
五、改革答辯
答辯是畢業設計質量控制的最后一個環節,也是最重要的環節。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論文的格式要求,對提交的“雙隱”論文進行格式審查,格式規范的論文則直接進入答辯分組環節,格式嚴重不規范或未進行“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,發現內容不符則立即停止答辯并視為不通過。同時,如果發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節。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生。隨后組織了兩次補答辯,最終有8位同學未通過畢業設計答辯,未按時取得畢業資格。
六、結束語
超寬帶(UWB,Ultra Wide Band)無線技術在無線電通信、雷達、跟蹤、精確定位、成像、武器控制等眾多領域具有廣闊的應用前景,因此被認為是未來幾年電信熱門技術之一。1990年,美國國防部首先定義了“超寬帶”概念,超寬帶無線通信開始得到美國軍方和政府部門的重視。2002年4月,美國FCC通過了超寬帶技術的商用許可,超寬帶無線通信在民用領域開始受到普遍關注。目前“超寬帶”的定義只是針對信號頻譜的相對帶寬(或絕對帶寬)而言,沒有界定的時域波形特征。因此,有多種方式產生超寬帶信號。其中,最典型的方法是利用納秒級的窄脈沖(又稱為沖激脈沖)的頻譜特性來實現[1]。
超寬帶無線電是對基于正弦載波的常規無線電的一次突破。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、系統處理增益等方面,具有獨特的優勢,尤其是能夠在密集的多徑環境下實現高速傳輸。由于脈沖持續時間很短,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缺點,性能的好壞,并進行動態的仿真,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點成為短距離無線通信極具競爭力和發展前景的技術之一。FCC(美國通信委員會) 對超寬帶系統的最新定義是: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
發射超寬帶(UWB) 信號最常用和最傳統的方法是發射一種時域上很短(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,因為它不像傳統通信系統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(發送數據為1 ,UWB 信號的幅度為1 ;發送數據為0 ,UWB 信號的幅度為0) ;
(2)PPAM(發送數據為1 ,UWB 信號的幅度為β1 ;發送數據為0 ,UWB 信號的幅度為β2) ;
(3)BPSK(發送數據為1 ,UWB 信號的幅度為1 ;發送數據為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,超寬帶系統又被分為跳時的超寬帶系統(TH - UWB) 、直擴的超寬帶系統(DS - UWB) 、跳頻的超寬帶系統(FH - UWB) 和基帶多載波超寬帶系統(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 與傳統通信系統相比,工作原理迥異,因此UWB 具有如下傳統通信系統無法比擬的技術特點[4]:
(1)系統容量大。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。超寬帶無線電系統用戶數量大大高于3G系統。
(2)高速的數據傳輸。UWB 系統使用上GHz 的超寬頻帶,根據香農信道容量公式,即使把發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,所以能充分利用發射信號的能量。實驗表明,對常規無線電信號多徑衰落深達10~30dB 的多徑環境,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 定位系統只能工作在GPS 定位衛星的可視范圍之內。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 無線通信系統接收機沒有本振、功放、鎖相環( 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送數據,脈沖持續時間很短,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, 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,進一步降低收發結構的復雜度等。
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2.4 UWB發射機和接收機組成框圖
2.4.1 UWB發射機組成框圖
UWB發射機直接發送納秒級脈沖來傳輸數據而不需使用載波電路。所以,UWB發射機比現有的無線發射設備要簡單得多。TH-UWB發射機組成框圖如圖2-3所示[5]。
圖2-3 UWB發射機組成框圖
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生器的發送時刻,脈沖信號發生器輸出的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]。
接收機與發射機類似,兩者的區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的技術優勢非常明顯,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造成影響的新的無線通信方案,超寬帶脈沖無線電系統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 將有廣闊的發展空間[8]。
表1 幾種短距離無線通信比較
家庭和辦公室互連
筆記本、臺式電腦、掌上電腦、因特網網關
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、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,發現應用其他高級語言編程極為不便,便構思并開發了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,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的軟件開發公司,專門擴展并改進MATLAB。
為了準確地把一個控制系統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模型,然后利用該軟件提供的功能來對系統直接進行仿真。很明顯,這種做法使得一個很復雜系統的輸入變得相當容易。SIMULINK的出現,更使得MATLAB的控制系統的仿真與其在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、信號處理、圖像處理、系統辨識、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、系統仿真和實時運行等領域發展。
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給出詳細定義,明確系統中的模塊、系統構成、模塊之間的相互關系,系統的輸入輸出、邊界條件以及系統的約束條件,并明確仿真所要達到的目標。
根據仿真系統分析的結果,確定系統中的參數、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,從而構成仿真系統的數學模型。數學建模是系統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,收集與模型系統有關的數據。根據數學模型建立系統的計算機仿真模型,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;或通過已知的系統輸入輸出結果,對比在相同條件下的系統仿真結果來驗證仿真模型的正確性。
關鍵詞:產學研;土木工程專業;應用型;創新人才;畢業設計
隨著經濟全球化的發展及知識經濟時代的到來,創新成為推動社會科技進步與經濟不斷發展的決定性力量[1]。城市經濟的發展、建筑工程的規模逐漸擴大及其形式功能的日新月異則要求土木工程技術也不斷地發展與創新,同時也要求高校土木工程專業[2]培養大量應用型創新高等工程技術人才。畢業設計論文作為土木工程本科專業中最后的一個理論性與實踐性綜合的教學環節,其目的是培養學生獨立分析與解決工程技術問題,最終使學生符合應用型創新工程人才的基本要求。因此,畢業設計[3,4]論文必須具有綜合知識、能力與創新相結合的特點。企業、高校與科研院所[5]之間通過生產、教學和科研緊密結合,在課程教學與實踐過程中有機結合企業生產實踐與科研創新,可以較好地培養學生綜合素質、能力以及創新能力。同時,使學生在實際畢業設計論文過程中,提升科學研究能力與團隊合作精神,增強設計與參與生產實踐的事業心和責任感[6],在更好地運用綜合專業知識提升畢業設計質量的同時,達到應用型創新人才的培養目標。
1創新土木工程畢業設計模式
產學研有機結合土木工程畢業設計論文的創新,就是在畢業設計與研究論文中,實現畢業設計[7]、教學與土木工程實踐相結合的創新模式,提升土木工程專業學生的實踐能力。土木工程產學研項目中,結合科研創新與生產實踐來優化課程教學,培養土木工程學生的實習實踐能力,有助于全面培養有能力的土木工程專業學生。在具體的土木工程畢業設計創新模式之中,可以優化開展實施產學研合作,有效建立健全當前土木工程教育中產學研結合教育課程評價[8]及調控機制,改變傳統的土木工程教育模式。同時,也有助于實現企業、高校以及研究機構間的優勢資源互補,優化培養應用型土木工程專業創新人才。
2基于產學研土木工程畢業設計的意義
利用產學研機制與應用型創新人才培養目標進行創新性土木本科畢業設計論文的選題,從工程實際與學術問題的聯合創新出發,豐富與擴展課題的研究目標,將產學研科研或工程項目轉化為創新型的實驗項目、依據工程實際與實驗模型培養學生的動手能力、擴展創新能力。同時,創新性土木本科畢業設計過程中,也可以提升學生的論文寫作能力,優化學生力學模型計算能力,培養技術學術交流,擴展學生思維,具有重要創新意義?;诋a學研的課程實踐與畢業設計工作,能夠優化提高土木工程產學研合作水平和效率,實現共贏,共同發展。創新模式,搭建土木工程產學研平臺,優化服務,能夠優化推進企業與高校、科研院合作,提高合作層次,有效實踐產學研合作,提升土木工程畢業設計質量,發揮積極影響。而且,在土木工程專業中,其畢業設計與實際工程密切相關,使其與產學研相結合,有助于培養學生的實踐能力與創新能力,也可以提升畢業設計質量,具有重要意義。
3基于產學研土木工程畢業設計創新的實現措施
3.1完善產學研結合體系
密切協調土木工程教學與后期畢業設計間的聯系,基于產學研創新模式,設置課程教學與生產實踐,最終為畢業設計的選題、實習與設施打下基礎,增強課程試驗與畢業設計等與外部生產與科研創創新等因素之間的關系,提升畢業設計質量。考察學生的知識綜合應用能力,解決工程中與企業科技生產中的實際問題,從而使學生能夠更好的理解工程畢業設計題目,使其能夠聚精會神地投入到畢業設計中,提升學生參加土木工程畢業設計的熱情。
3.2提升土木工程專業產學研基地實力
高校院系加強與地方科研生產合作,建立完善土木工程專業的產學研基地,鼓勵教師參與生產實踐,提升其實踐指導實力,為畢業設計與論文提升工程實際的支撐,激發土木工程學生在畢業設計中的潛在能力。通過土木工程專業產學研聯合的課程教學實踐與畢業設計,更深層次地讓學生通過融入到土木工程設計實踐中。
3.3提升選題水平
創新性畢業設計論文選題工作,必須要確保選題符合土木工程專業的實際特點,切合應用型創新人才的培養目標要求,保障土木工程畢業設計的選題深度可為學生所接受,一方面避免選題簡單重復的陳舊題目,適應經濟與社會發展的需要;另一方面避免在畢業設計中選題過深、題目過大而脫離生產實際的情況,確保學生切實完成畢業設計工作。
3.4提高畢業設計指導質量
院系在畢業設計指導中,應細化到具體教學指導單位,根據各專業學生畢業設計的專業特點,制定適合創新模式的畢業設計論文指導細則。指導教師在學生畢業設計中,能夠積極引導學生去創新思維,建立學生對畢業設計的多元文化意識,培養土木學生的工作、人際交流能力。
3.5協調畢業設計考核環節
建立基于產學研的畢業設計分階段考核方法,首先對指導教師要求其書面陳述畢業設計課題來源、選題依據、設計論文內容、難以程度及工作量等情況,由院系討論與考核設計選題。在此基礎上,增加創新學分與創新能力的評價標準,使學生更加有積極性地投入創新能力的培養,同時,激勵教師培育基于產學研等的創新課程與畢業設計的實踐,給予相應的政策支持。基于產學研的畢業設計論文實施過程,可以根據實際情況,適當的調節增加實踐環節的考核,以保證畢業設計的質量提升。
4產學研創新畢業設計論文案例探索
鹽城工學院土木工程學院依據江蘇省特色專業和國家特色專業建設點,逐步推行創新教學與科技管理體制改革,努力提高科技水平,走產學研相結合的道路,積極為地方社會經濟服務,承擔了大量的企業科技開發項目。土木工程學院在基于產學研的教學與畢業設計改革上,利用校企協同育人平臺,引入企業深度參與教學實踐,開發了“企業文化、建筑工業化技術、施工安全管理、現代施工關鍵技術、建筑信息化技術、綠色建筑技術、建筑設備工程”等校企網絡課程。進一步,加強教學方法改革,利用校企網絡共享絡課程,鼓勵開展學生主動學習、研究性學習與合作性學習;對“土木工程測量、土木工程材料與工程結構測試技術訓練”等課程實施以能力考核為主的考核方式改革,為切實完成實踐課程培養目標與創新性畢業設計論文工作提供有力保障。學院教師團隊目前承擔的產學研項目,緊密結合土木工程教學與企業生產實踐科技問題,為培養應用型創新人才進行卓有成效的探索。筆者所在的課題組,目前承擔“深大基坑開挖施工對工程樁的影響及其檢測關鍵技術研究”產學研項目,旨在結合教學與工程實踐科技創新的同時,進行土木工程創新畢業設計與應用型創新人才的培養等探索工作。在教學中,針對鹽城多河地區特點,分析深大基坑開挖的設計、施工與環境影響特點,將工程難點問題引入課堂與試驗及實習實踐。對深大基坑開挖回彈引起的樁基承載形狀變化等問題,在“樁基工程”課程的設計與施工檢測等課程中,進行針對性的分析,充分調動學生的學習興趣,利用課程試驗與產學研課題研究試驗有機的結合,引導學生參與科研試驗研究,為創新性畢業設計提供知識能力的積累。在此基礎上,進行基于產學研的畢業設計論文工作,根據學生情況并結合項目特點,畢業設計選題有“先鋒島三期多面臨河深大基坑的設計與施工”“鹽城多河地區的基坑支護形式與插入深度研究”“深大基坑開挖條件下的工程樁承載力計算”“深大基坑開挖坑底回彈與樁基承載計算與檢測”“臨河高層建筑深大地下室基礎設計與施工方案”等,創新了土木工程畢業設計論文的形式,并推動了工程生產實踐與企業的技術創新等工作。
5結語
在土木工程教學、試驗實踐及畢業設計的各階段,基于產學研聯合研究項目改革教學方法與畢業設計選題及實施,促進土木工程本科畢業設計論文的創新與實踐,使學生在畢業設計階段直接接觸到工程實例與企業技術創新實踐,可有效保證學生完成土木工程專業的教育培養計劃,培養學生的專業創新能力,為完成土木工程應用型創新人才的培養目標發揮重大作用。
參考文獻
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一、學院領導高度重視
學院領導和畢業論文領導小組成員在畢業論文領導小組工作會議上認真學習了《通知》精神,做了專門討論和研究,決定成立由學院督導委員會成員為組成的畢業論文中期檢查專家組,具體負責本次畢業論文中期檢查工作,制定了工作步驟、方式和要求,安排好各自任務。
二、計劃周密
我院依據學校的檢查通知,參照通知要求的檢查內容和方式,制定了周密詳細的工作計劃。分兩個階段進行檢查。第一階段是自查階段,學院教學管理科、指導教師和學生自我檢查論文中期工作情況,并且做好學院檢查的準備。第二階段是學院檢查階段,對學院的管理資料、指導教師的《中期檢查表》和部分學生的論文資料進行全面檢查。在全面檢查的基礎上,分別召開指導教師和學生座談會,聽取他們對學校、學院在畢業論文工作的規章制度、保障措施等方面的意見和建議,以進一步規范管理和提高畢業論文的質量。
三、檢查工作認真細致
在自查階段,學院各方面都能夠認真仔細,圓滿按時保質保量地完成工作。
3月26日下午,我院督導委員會成員按照計劃安排,分別進行了資料檢查、教師代表座談會和學生代表座談會。
(一)畢業論文中期資料檢查
按照教務處《通知》要求,我院決定對于學院的相關文件資料和指導教師的《中期檢查表》進行全面檢查,學生論文資料抽查不少于總數的1/4,每班隨機抽取10名學生的資料,檢查論文工作的完成情況。具體檢查情況如下:
1.管理方面:
學院畢業設計(論文)工作管理文件,包括文件、通知等資料完整、規范、有序。畢業論文工作計劃制定詳細具體,符合學校的要求,切合學生的學習情況,整個論文工作執行基本按照計劃安排的時間點推進,目前論文工作已經完成計劃的80%多。學院制定的《畢業論文實施細則》符合學院學科專業特點與要求,符合學校的畢業論文工作要求,對于畢業論文工作的各個方面工作要求細致而明晰,一目了然。
為了保證學生論文的質量,學院做了大量的前期準備工作,比如制定了詳細的《畢業論文實施細則》,在撰寫過程中通過多種方式狠抓落實。首先嚴把三道關:選題關、開題關、答辯關。第二開辟三個信息渠道:一是通過各班的信息點、二是通過學院網站畢業論文專欄、三是通過指導教師和班主任。第三創建兩條管理線:一條線是學院畢業論文領導小組,二是從系主任、教研室主任行政管理這條線進行管理。形成了多方面多渠道多形式的管理模式,以保證并提高我院畢業論文的質量和水平。
為了保證論文按時保質完成,新學期開始,我院加強了對畢業班學生的管理。開學伊始,我院就召開了畢業班學生大會,重點強調了畢業論文撰寫期間的學生管理。要求全體學生在沒有特殊事情的情況下必須在校認真撰寫論文,如果需要請假,首先要征得指導教師同意,并且要得到學院主管學生工作的副書記簽字同意方可離開學校。
2.指導教師:
絕大部分指導教師工作認真負責,悉心指導,不怕麻煩。對于學生論文指導方式有當面指導和網絡指導兩種,對每生平均指導次數超過10次。指導教師的認真態度、仔細程度以及對學生的嚴格要求得到了學生的高度評價。
指導工作記錄比較及時、完整,對于網絡指導情況的記錄也能在事后及時補充。指導方法多元化,指導教師一般都能夠依據學生的特點以及論文研究內容的方向制定合適的指導方法,這樣既能夠讓學生容易接受,又有利于論文工作的順利推進。論文工作經過選題、審核選題、文獻檢索、翻譯、開題報告,目前學生的論文撰寫工作已經進展到最后定稿階段,等待審閱、評閱。
指導教師們認為,大部分學生撰寫論文的態度認真、工作積極,基本上能夠按時完成論文的階段性工作。為了保證學生論文的質量,各位指導教師通過面授和網絡指導等方式不辭辛苦地指導學生查閱文獻資料、撰寫和修改論文提綱、一遍遍閱讀和修改論文。雖然工作進展順利,但是其中也存在著諸多的問題和不足,例如有的學生知識儲備不夠、有些學生因為考研和找工作耽誤論文的撰寫、個別學生積極性和主動性不高拖拉延宕等等。對于這些問題和不足,學院和老師們密切配合,有針對性的采取措施,使得這些學生基本能夠順利完成任務。
3.學生:
按照《通知》要求,抽查學生不少于全體學生的1/4,我院決定每班隨機抽取10名學生的論文資料進行檢查,共抽查了60名畢業生的前期文獻,包括:選題審批表、任務書、開題報告、文獻綜述、外文翻譯、中期報告(學生)。檢索文獻和參考資料比較充分,文獻綜述撰寫符合要求,開題報告基本規范。從指導教師的《中期檢查表》反映的內容來看,絕大部分學生態度認真,積極性較高,學生的論文撰寫工作進度正常,基本已完成全部任務的80%以上,還沒有發現抄襲現象。這反映了本屆畢業論文工作總體情況良好,絕大多數指導教師及畢業生的態度都是認真負責的,保障了本屆畢業工作進展比較順利,而且質量基本符合要求。
但檢查中也有個別畢業生材料不完整,需要進一步補充和完善。
(二)教師和學生代表座談會
專家組分別召集了八位畢業論文指導教師和十五位學生代表進行座談,聽取了教師和學生對本屆畢業論文工作的意見和建議。
教師們對今年畢業論文的組織領導工作基本滿意,認為與前兩屆畢業論文工作相比,在組織管理上更加有序。學生對本屆畢業論文的工作流程安排及組織工作基本滿意,認為指導教師總體上是負責的,有些教師的指導非常認真。
座談會上師生對學校和學院畢業論文工作的意見和建議主要有以下幾個方面:
1.學校的論文假期與論文進程不符,建議學校要作調整。
2.學生反映學校圖書館專業外文資料太少,學生查找資料難度太大。建議學校加大這方面的投入,為學生提供方便。
3.學校下撥的論文指導經費太少,有些工作的開展有難度,希望學校適當增加。
四、取得的成績及存在的問題
通過這次自查,我院在一下方面取得了一些成績:
1、管理方面更加規范
關鍵詞: 化學化工 畢業論文(設計) 高校轉型發展
在當前高校轉型發展的大背景下,實踐教學在本科教學中的重要性日益增強。作為綜合性實踐教學中最重要一環的畢業論文,對培養學生綜合運用所學知識解決實際問題和進行科學研究及訓練具有不可替代的作用[1]。然而,現階段高校的畢業論文都安排在學生畢業前的最后―個學期,時間短、任務重,并且與考研及就業沖突,嚴重影響畢業論文質量。為此,我們對2011級和2012級本科生畢業論文(設計)工作進行了一系列的探索,取得了―些卓有成效的效果。
一、目前化學化工類畢業論文(設計)工作中存在的問題
高校畢業論文(設計)工作一般安排在第八學期進行,有些指導教師自身科研實力突出,學生選題具有很強的前瞻性和可擴展性,有些教師有較深的工科背景及橫向研究經歷,學生選題具有很好的應用價值和深入研究的潛力。畢業論文(設計)所在的第八學期恰恰是學生聯系就業的關鍵時間,學生往往忙于就業,無心論文,時間短、任務重,并且與考研復試、資格證考試、公務員考試沖突[2]。化學化工類畢業論文往往依托實驗,需要大量的實驗數據支撐,實驗實踐時間需求較大,導致很多課題剛剛獲得突破就急于結題,有些課題還未優化結果就要撰寫最終結論,一些很有潛力的課題還沒有實質性的進展就隨著畢業而被束之高閣。學生為了突擊應付畢業論文工作,只好假題假做,甚至有些學生進行網上抄襲或者使用百度百科等網絡文章拼湊成論文,有的學生找人論文,還有的學生直接改用本專業往屆學長的合格畢業論文上交等[2]。這些做法不但使得學校安排學生寫作畢業論文(設計)的培養計劃失去應該的作用和意義,還浪費稀缺的教育資源,敗壞學術風氣。
二、針對畢業論文(設計)存在問題所做的探索
針對目前畢業論文(設計)工作所面臨的困境,我院經過大量研討和調查后,對畢業論文工作進行了探究。
1.畢業論文(設計)提前進行的探索
因為畢業論文環節放在第八學期,就業等原因影響了畢業論文的進度、質量,所以我院嘗試對畢業論文(設計)靈活化處理,允許學生根據自身實際情況在第六學期結束的暑期至第七學期開學前三周的時間段內申請提前選題,部分學生暑假即可開始進行畢業論文相關工作??佳猩钤斓膶W生可以利用長達一年的畢業論文系統的進行系統的學術訓練,化工設計類的學生可以將畢業論文工作和化工設計競賽的準備工作有機地結合起來,而對于就業的學生則避開聯系就業的關鍵時間。
在第六學期結束時,化學專業的學生已經修讀無機化學、分析化學、有機化學、物理化學、化工原理及相應的化學實驗,已經基本具備處理化學問題的基礎知識和基本實驗技能[3];文獻檢索、專業英語、畢業論文寫作及學年論文更是為畢業論文工作的提前開展打下堅實的基礎。因此,在第六學期結束時,學生提前進行畢業論文完全具備實現的基礎。
2.畢業論文(設計)與實習相結合的探究
高校本科實習工作一般安排在第七學期進行,將畢業論文(設計)時間提前至第六學期結束的暑期的話與實習工作并無太大沖突,但是在實際操作過程中,部分學生提前進行畢業論文設計時間是第七學期開始,同時是本科實習開始的時間。這得益于我院的另一項探索即畢業論文(設計)與實習相結合的探究。我院與實習單位達成校外畢業論文(設計)合作教育協議,針對確定從事該行業的同學提供頂崗實習崗位。合作培養,共同指導學生的實習、畢業設計等環節,學生可以在實習單位參與一線生產的同時,完成第七、第八學期的相關學業。
三、畢業論文(設計)所取得的成效以及問題
針對畢業論文(設計)施行的一系列的舉措,我院很好地緩解了畢業季畢業論文(設計)工作中存在的問題,并取得了顯著的成效。畢業論文期間本科生參與發表學術論文六十余篇,2011級和2012級畢業生共有241名成功考取了碩士研究生,李全良老師等指導的畢業生在第九屆全國大學生化工設計競賽中榮獲二等獎,兩屆所有學生畢業論文(設計)均取得合格以上的成績。
總之,根據化學化工學院的實際情況,畢業論文(設計)提前進行的探索和畢業論文(設計)與實習相結合的探究均取得了良好的效果,有效緩解了畢業論文(設計)工作中一些迫在眉睫的問題,較明顯地提升了本科畢業論文(設計)質量。
參考文獻:
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[關鍵詞]工學結合 創新 設計模式
為了培養適應企業需求的高技能應用性人才,必須加快高等職業教育的改革和發展,以就業為導向,大力推進工學結合、勤工儉學。從2008年起,湖南化工職業技術學院自動化系不斷進行教學改革,在工學結合人才培養模式方面不斷實踐和探索,尤其在電氣專業學生的畢業論文設計環節采取工學結合的方式進行了大膽創新與嘗試。以這幾年的實踐來看,不但取得了不錯的教學效果,而且為合作企業創造了良好的經濟效益。
一、畢業論文設計環節的創新模式
具體做法就是與株洲電氣控制設備廠合作,在一個月的時間內,由系里專業教師和企業技術員負責對電氣專業的學生進行GGD1-13進線柜、GGD1-06饋電柜、GGJ1-01C低壓無功功率補償柜的部分設計與制作安裝三個課題的技術指導,學生通過在“學中做、做中學”來制作出實實在在的低壓電氣柜產品,并經性能測試達到合格要求。學生再把設計、制作的過程用論文的形式表述出來,通過答辯才算完成畢業論文設計環節。
二、創新模式的特色
該模式一實施就很受學生和企業的歡迎,為什么會出現這種情況呢?通過這幾年的運作,發現該模式具有以下鮮明特色。
1.改革了傳統的教學管理模式,使之更加貼近現代高職教育理念。畢業論文設計從傳統的在教室內由教師指導學生做課題,變成了在企業生產現場由學生親自做具體電氣產品的設計和制作,主要是通過實踐磨練來培養學生的各種技能,不僅能增強實踐能力,而且有利于學生學習書本上、課堂上學不到的“隱性知識”,實現了從傳授理論知識為主向傳授技能為主的轉變;從追求學科的完整性向注重知識的實踐性的轉變;從介紹理論研究成果向介紹實踐技術和經驗為主的轉變。
2.有利于實施個性化教學模式,方便對學生進行因材施教。由于高職學生生源分布廣,水平參差不齊,如果仍然沿用傳統自然分班制的齊步走教學方式,就會遇到學生“一頭吃不飽,而另一頭吃不了”的教學難題,而個性化的分級教學正是化解這種兩難問題的有效方法,它吸收了激勵、競爭、動態管理等積極因素,充分調動學生的主動性,為他們提供了更大的個性發展空間,激發了其積極性和自覺性,改變了齊步走的教學方式,從而根除了“優等生吃不飽,差生吃不了”的現象,提高了教學效率和學習效果。創新的這一模式就方便實施個性化分級教學,因為這一模式有三個難易程度不同的電氣柜的設計和制作,底子差的學生可選擇一個容易的電氣柜進行設計和制作,能力強的學生可選擇難一點的一個或兩個電氣柜進行設計和制作,一個產品的設計和制作由3到5個學生組成一組來完成,每個成員都能根據能力和喜愛選擇能夠完成的任務,若有困難也能請教指導教師和能力強的學生來協助自己,直至完成畢業論文設計工作。
3.激化了學生的學習熱情,增強了學習興趣,改變了學習觀念,變讓我學為我要學。讓學生對具體的電氣產品根據所學理論知識和國家標準做設計,并親自動手制作,使學生產生了極強的新奇感和挑戰感,愿意不斷主動學習、琢磨、鉆研想方設法完成它。這一模式改變了傳統的教學過程,從以往的學科知識和動作技能導向的教學過程轉向為現代的職業活動和智力技能行動導向的教學過程,且采用行動導向的項目教學法,注重學生過程學習方法和學習績效評價,給他們更多自學、動手、應用、表達、創作和合作的機會,真正體現了以學生為主體的教學理念。
4.有利于增強學生的自心,勇敢面對就業。許多企業或公司招聘員工時,都要求必須具有實際工作經驗,這正是高職院校畢業學生所缺乏的,因而就業競爭力不強。而該模式彌補這種不足,增長了學生的實際工作經驗。學生通過一個月的努力,看到親手制作的嶄新、漂亮的電氣柜,并得到教師和同學的認可時不僅心情激動,而且對自己擁有這樣的實際能力和經歷感到自豪。面對企業招聘時,就能心有底氣從容應對,順利被用人單位錄用。
5.校企合作形成了良性循環,具有持續性。課堂設在企業里,企業建在學校中,以畢業論文設計為紐帶,學校將課堂延伸到合作企業,選擇企業產品的設計與制作為課題,專兼職教師和學生以雙員身份共同完成設計和制作企業產品的全過程,在“做中教、教中產、做中學”實現教學、學習、生產與人才培養同步,師資質量與實訓基地內涵建設跟畢業論文設計教學改革同步。這幾年由學生制作的電氣柜,很大一部分已經銷售出去,從買方企業反饋的信息來看,電氣柜性能優良運行正常,為合作企業創造了幾萬元的經濟利潤,在校企之間形成了互利互惠、合作愉快的良好氛圍,為校企的持續合作打下了堅實基礎。
總之,通過工學結合創新畢業論文設計環節的改革,真正形成了“專業+生產實訓車間+師生員工”的專業建設特色,成功構建了電氣專業以畢業論文設計為切入點的工學結合人才培養新模式,實現了校企合作雙贏。
參考文獻:
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[3](美)AC奧恩斯坦,(劉付誠譯).美國教育學基礎[M].北京:人民教育出版社,1984.
摘要:巖土工程畢業設計(論文)是巖土本科專業教學中重要的實踐性教學環節,為提高這一環節的質量,本文從建立健全監管機制、加強校企合作、提高教師的實踐能力、緊密聯系工程實際等方面,探討了提高巖土工程專業畢業設計(論文)質量問題。
關鍵詞 :巖土工程 畢業設計 質量
我校對畢業設計質量十分重視,但近年來出現畢業設計質量下降的現象,為保證畢業設計的教學質量,在對有關院校畢業設計指導經驗進行調研的基礎上,結合我校巖土工程專業畢業設計的現狀,分析影響畢業設計質量的主要原因,并針對如何提高畢業設計質量問題進行探討。
一、影響巖土工程專業畢業設計(論文)質量的主要原因
1.就業與考研的影響。畢業設計(論文)通常安排在大四的最后一個學期進行。大四學生在做畢業設計(論文)的同時,還面臨著找工作、考公務員、研究生復試等諸多問題。所以說學生本身主觀上非常想投入大量的時間和全部的精力進行畢業設計(論文),力求呈現高質量的設計成果。但現實情況迫使學生不得不壓縮畢業設計的時間,從而影響畢業設計(論文)的完成質量。
2.指導教師自身實踐能力的影響。目前高校教師的主要來源是高校畢業生,這部分教師所占比例較大。盡管他們具有較高的學歷,但均是從校門到校門,沒有企業工作的實踐經驗,缺乏實際動手能力,指導學生進行畢業設計(論文)的能力不足,從而造成學生的畢業設計成果質量下降。
3.畢業設計成果與實際需求脫節。本科生畢業設計(論文)存在為設計而設計的傾向,畢業設計(論文)選題脫離實際,通常只是為了方便學生進行設計,從而對工程條件進行不恰當的簡化。這樣即便學生在某一方面進行詳細的設計, 但設計方法單一,考慮實際問題不全面,不利于培養學生全面分析、解決實際問題的能力。另外畢業設計成果缺乏展示平臺,沒有進行社會轉化的機會,更產生不了行業價值、社會價值和經濟價值,從而在一定程度上影響學生和指導教師的積極性。
二、提高巖土畢業設計(論文)質量的措施
1.建立健全畢業設計(論文)監管機制。學院作為畢業設計質量(論文)監管的二級單位,對學生畢業設計(論文)進行統一管理。資環學院按照我校的本科生畢業設計(論文)管理辦法,認真制定本學院本科生畢業設計(論文)管理細則,將監管工作落實到每一個環節,嚴把質量關。主要監管的過程包括:⑴畢業設計(論文)準備工作、選題監督;⑵學生開題、實習調研落實情況檢查;⑶平時學生、指導教師出勤情況檢查;⑷畢業設計(論文)中期檢查;⑸學生進行預答辯情況檢查;⑹答辯、成績評定;⑺畢業設計(論文)質量評價、指導效果總結。在建立健全了畢業設計(論文)監管機制基礎上,學院對畢業設計(論文)的每個過程都進行嚴格控制和管理。
2.加強校企合作,提高教師的實踐能力。目前,我校已經建立了多個穩定的校外實習基地,并與企業長期進行合作,利用社會資源來提高在教師的實踐能力。學校定期派專業教師到實習基地進行業務實踐或掛職鍛煉,直接接觸實際工程,邊實踐,邊學習,能夠掌握最新的技術和設計方法,把行業的最新成果引入教學之中,這對于那些毫無實踐經驗,從校門到校門的教師來說,是提高實踐教學能力的最有效途徑。所以說,對于新引進教師,在承擔教學任務之前,學校應先派他們到實習基地進行一段時間的實踐技能訓練,從根本上提高他們的實踐教學能力。
3.畢業設計(論文)應緊密聯系工程實際。畢業設計(論文)選題應結合教師的科研工作,讓學生參加實際題目的設計,使他們處于培養綜合實踐能力的真實社會活動中,為其提供分析解決實際工程問題的鍛煉機會。畢業設計(論文)的設計方案與實際工程相結合,將畢業設計成果進行社會轉化,能夠產生一定社會價值、經濟價值,可以激發學生進行畢業設計的熱情,從而能夠主動學習不怕困難刻苦鉆研。學生通過參與實際工程的設計能夠掌握更多的設計方法和設計規范,縮短了理論與實際工程間的差距,提高了畢業生的實際工作能力,為即將走上工作崗位打下了堅實的基礎。
綜上所述,畢業設計(論文)教學環節是高校教學內容的重要組成部分,是對學生進行綜合素質教育的重要途徑。提高本科生畢業設計(論文)質量是一個長期積累和實踐的過程,健全的管理機制、高素質的指導教師的培養等都是提高畢業設計(論文)質量的重要保障,今后需進一步加大重視程度,不斷進行實踐、總結,為提高畢業設計(論文)質量提供更多的方法、措施。
參考文獻
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