緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇畢業設計工業設計論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（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。

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。現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

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。現在已經有控制系統、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。

根據仿真試驗設計的方案，讓計算機執行計算，并在執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，從而預測系統在實際環境中的運行情況。

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運行規律，對仿真系統的性能做出評價，為系統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

發射超寬帶（UWB）信號最常用和最傳統的方法是發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，就不應該被排除在UWB系統之外。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地描述如下(參見圖4-1描繪的發射鏈路) [1]。

SHAPE \* MERGEFORMAT

圖4-1 PPM-TH-UWB信號的發射方案

給定待發射的二進制序列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的發射鏈路 系統模型如圖4-2所示

SHAPE \* MERGEFORMAT

圖4-2 PPM-TH-UWB 發射器的系統模型

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。在傳統的DS-SS系統中，RF發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（見圖所示發射鏈路）。

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

假定待發射的二進制序列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——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。在傳統的DS-SS系統中，沖激響應p(t)是持續時間為Ts的矩形脈沖。而在DS-UWB系統中，與TH方式相似，p(t)是持續時間遠小于Ts的脈沖。

以上系統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 發射鏈路 其系統模型如圖4-6所示.

SHAPE \* MERGEFORMAT

圖4-6 PAM-DS-UWB 發射機系統模型

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來說相當于熱噪聲，并不被窄帶通信系統的接收機檢測到，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； 循環前綴的持續時間TP；保護間隔時間TG， 矩形脈沖響應的幅度為A， OFDM系統的子載波數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[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和開放頻段的通信系統具有很好的共存性，同傳統的超寬帶系統相比有很大的優勢[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）是數據通信系統最為常用的調制方式之一。在UWB系統中，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有很多優點：能夠提供較大的系統容量，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。

相對于傳統的窄帶無線通信系統，超寬帶無線產生系統具有諸多優點和潛力，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。該系統包括傳輸距離遠（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點，該系統還可以應用與偵察、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，接收端必須已知發射端擴頻碼的條件下才能解調出發射數據來，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展的熱門技術。它以其自身的優點，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為基礎進行研究的。

為了更好地了解超寬帶通信系統，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，說明調制方式的優缺點。

常采用不同的調制方案，對系統傳輸速率、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，還要根據系統總的設計加以考慮。

參考文獻

[1]葛利嘉，朱林，袁曉芳，陳幫富，超寬帶無線電基礎，電子工業出版社，2005，1~110

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

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

[7]張新躍，沈樹群，UWB超寬帶無線通信技術及其發展前景，數據通信，2004

[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，系統工程與電子技術，2003

篇（2）

設計選題要符合專業培養目標要求

為了適應我國土木工程建設發展的需求，培養土木工程畢業生的綜合素質，選題范圍要滿足土木工程專業的各個方向。具體做法如下：（1）以結構設計為主的題目，除進行系統的結構設計外，還包括一部分的建筑設計和施工組織設計內容。設計題目在以往的框架結構設計基礎上，增加了小高層結構（框剪結構）設計、地下工程結構、道路與橋梁工程的設計、鋼結構框架及鋼架結構設計等。選題的深度與廣度能滿足土木工程專業的各個專業方向的要求，學生可以根據自己的專業方向選擇相應的畢業設計題目，培養了大土木在各個方向的專業技術人才，更好地適應和滿足社會需求。（2）選題要理論聯系實際。畢業設計題目改變了以往教師自編題目的傳統做法，而是采取“走出去和請進來”的辦法。指導教師去各大設計院找一些實際工程設計資料，在設計院的設計人員的指導下整理成為即能滿足教學基本要求，又能聯系生產和科研實際，有一定科研性及學科前沿的綜合性的畢業設計題目。題目難度和工作量適宜，大部分學生進行“真題假做”，但對于基礎理論扎實、學習能力強的學生可以進行“真題真做”。這樣選題不但可以使學生構筑比較完整的知識結構，而且加強了學生的工程意識，做到了理論聯系實際。（3）畢業設計題目雖然有“真題假做”，但指導教師在指導設計的過程中，嚴格地按照設計程序要求，設計中嚴格按照國家標準規范設計，圖紙按照施工圖標準出圖。在此期間，指導教師要分階段給學生講解規范的相關內容及標準圖集中構造節點的應用。

畢業設計組織形式要多樣化

畢業設計組織形式改變了以往統一在學校由指導教師指導的傳統方法，近幾年，充分利用學生家長或各方的力量，可以自己聯系到設計院，采用設計院的既能滿足設計要求又與學校設計工作量相當的工程項目作為自聯學生的畢業設計題目，在設計院工程技術人員的指導下進行畢業設計，以便使學生的設計更能得到實踐鍛煉，設計更能滿足于工程實踐。同學們分別到內蒙古建筑設計研究院參加某地辦公樓設計，有的同學在北京建筑設計總院參加某鋼結構廠房設計，有的同學到中冶東方包頭鋼鐵設計研究院完成畢業設計。通過計答辯結果表明，在設計院設計的同學從圖紙質量、設計內容及節點詳圖的綜合設計能力上不但能滿足土木工程專業畢業設計的要求，而且在設計的有些內容比在校設計的學生的效果更好。

教師的指導與管理

篇（3）

1.1合作企業的選擇工業工程的主要應用領域是制造業，選擇合適的制造企業，是校企聯合畢業設計培養能否成功實施有效進行的關鍵。首先應對當地企業進行定位分析，找準突破口。在企業的選擇中，要注意以下幾點：1）優先選擇和高校有長期合作關系的企業。這些企業重視校企合作，重視技術研發，重視科研成果的轉化。2）要了解企業對工業工程的認知度，在企業的接觸中要多宣傳，推廣工業工程，讓更多的人，更多的企業了解工業工程，在初期可以免費為企業進行IE推廣，現場改善。3）了解企業的生產狀態和性質。不同類型的企業各有選擇，如選擇一些大批量定制生產和小批量多品種的混合生產的企業。湖北文理學院地處襄陽地區，工業企業較多，制造基礎好，汽車及零部件產業集中度高。工業工程專業在近幾年中，主動聯系企業，尋求合作，取得了明顯的成效，目前大部分課題都來源于企業實踐，主要在本地企業和沿海地區企業，見圖1。

1.2選題的研究課題的選擇要考慮兩個方面的因素。一是題目與專業聯系的緊密性，二是企業的實際需求。盡量避免純粹的理論研究類課題，特別是指導老師的理論研究課，不適合作為本科生的題目。選題時可以根據企業提出的需求進行考慮，也可根據指導教師、學生調研發現問題來命題。結合企業特點和本專業主要方向，工業工程專業近幾年主要確定了以下幾類畢業設計題目（詳見表1）：1）生產線改善、優化類題目。如“××軸承廠生產線平衡與改善研究”；2）質量管理類題目。如：“某生產線工序能力分析與改善”；3）廠區、車間物流規劃類題目。如“××車燈廠××車間物流設施優化研究”；4）工廠管理類。如“某企業5S推進與實施”、“精益生產的在某企業的推廣應用”。

1.3時間的安排為了緩解學生考研復試、找工作等因素與畢業設計時間沖突的矛盾。建議從第7學期中期開始就公布畢業設計企業和相關題目，由學生自由選擇，并將初步任務書下發給學生，一并包含時間進度表安排表。任務安排上，重點任務盡量避開考研復試期和找工作黃金月。通常第7學期要求學生查閱與課題相關的文獻，復習相關知識。一般第8學期，安排學生到企業實習一段時間，在企業期間由企業根據實際需要，安排其工作，學生定期向老師反饋。大致時間安排如圖2所示。

1.4做好過程指導與監督學生在實習企業，由于時間較短，企業一般不會安排特別復雜的事情，通常企業會告訴學生他們存在的問題，或者想把某些方面提高，但不愿花費很大的人力去指導學生，盡管企業也安排了指導人員。這時需要指導教師的及時指導，否則學生極易處于知道問題但無從著手的狀態。因此，對實習過程的指導與監管就顯得非常重要。為了避免學生實習中的盲目與茫然，要注意以下幾點：1）根據課題，制定嚴格的目標管理。精確到每一天，這樣即使企業放松管理，學生也知道每天該干什么。根據以往經驗，學生初到企業，新鮮感和好奇心都較重，很容易偏離課題方向。而一段時間之后，新鮮感下降，學生處于盲目狀態，不知道干什么。有了明確的目標后學生不至于無所適從。2）要求學生主動去生產一線，多與一線工人接觸。要多問，善于問。充分了解公司目前的現狀，并做好記錄。3）要求學生每周匯報總結一周工作進展，遇到的問題，所需要的幫助。一般學生的潛力是較大的，初次完成獨立的任務，給予一定的壓力，給予一定的幫助，他們通常能較好地完成。特別是深入了解課題后，他們有解決問題的動力，并且常有創新，他們出的主意想的措施一旦得公司的認可，學生會感到很有成就感。故指導教師在前期要多指導，讓他們盡早真正融入課題，到后期學生的自主能力很強。

1.5考核方式的改革在企業完成的畢業論文其考核評價方式應有別于完全在學校完成的畢業論文。可采取由企業評分、指導老師評分、答辯小組評分相結合的原則。企業指導工程師依據學生在企業的考勤、工作表現，對企業的貢獻率等給予評分。教師評分可根據論文與任務書的符合度、工作量大小、論文的實用價值等方面評價。答辯小組根據論文的實用性、與專業知識結合性及現場答辯情況給予評分。在評價中注重論文核心內容和應用價值，淡化論文的寫作及排版等。可采取如圖3所示的加權平均考核方法。

篇（4）

21世紀高等教育的戰略要求是加快“人才培養、知識創新、新技術應用”。高等教育的目標是培養高素質、高水平、高層次人才，同時要求具有創新精神和較強的實際動手能力。在科技發展迅猛的今天，要想實現上述要求和目標，高等教育工作者必須不斷更新自身的專業知識體系，使用新教材，改革教學方法。由于建筑工程專業畢業生都從事建設、管理和設計工作，需要有較強的動手能力，畢業設計是一個重要過程，要求把所學課程做到融會貫通，是學生踏上工作崗位前的最后一個教學環節，也是學生在學校完成的最后一項大作業。建筑工程專業學生通過畢業設計應能將所學力學課程與專業課程結合起來，能夠讀懂施工圖紙，能夠解決施工中存在的問題，達到工程師的基本素養。因而畢業設計教學過程比較重要。怎樣才能保證并逐步提高畢業生畢業設計質量是畢業設計教學改革的一個重要課題[1-7]。筆者針對貴州大學建筑工程專業畢業設計教學現狀，介紹目前存在的諸多問題，并給出相應對策。

一、畢業設計存在的問題

（一）選題難易程度不一

畢業設計題目類型多，如多層教學樓、辦公樓、實驗樓設計，小高層酒店設計，設計高層商住樓，輕鋼和重型鋼結構廠房設計，施工組織設計與預算、工程量清單計價與施工組織設計等。建筑工程專業學生對框架結構較熟悉，對其他結構較陌生，造成選題時出現部分指導老師名下學生較多，而概預算指導老師名下學生不足的情況發生。在高層商住樓設計過程中，為使計算結果滿足相關規范指標的要求，要投入大量的時間去調整模型，且后期施工圖的繪制比框架結構教學樓設計工作量大，時間非常緊張，基本沒有手算內容。畢業設計時，涉及到的軟件有PKPM、天正等。由于學生基礎知識不扎實、概念設計不清楚、對相關規范不熟悉，因此對電算結果判斷與把握不準，往往計算結果出現問題后不知是什么原因造成的，更不知如何解決問題。畢業設計過程中應加強對學生的概念設計引導，畢業設計不能僅僅只依靠計算機輔助設計完成，重視理論培養。要加深學生對結構設計的理解，通過PKPM軟件計算與手算一榀框架的計算結果進行比較和分析，對誤差的原因分析。畢業設計過程中，有些指導老師要求手動計算一榀框架，而有些指導老師又不作要求，導致難易程度不一樣。

（二）指導老師輔導時間不足

大多畢業設計指導老師同時還承擔有其他的教學任務、行政職務、科研任務、設計任務、施工管理等，隨著近年高校的不斷擴招，學生數量逐年增多，貴州大學受到編制和地理位置的限制，師資隊伍建設跟不上，導致指導老師嚴重短缺，每個指導老師要指導12名畢業生，工作量較大，一般指導老師每周輔導兩次，每次2個小時，但個別指導老師每周只輔導一次，短短一個小時，無法保證輔導質量。大多學生已經習慣填鴨式教學，畢業設計輔導過程中，指導老師不主動講解，學生因為本身知識面窄，不向指導老師提問，不能形成良性溝通，導致有效輔導時間減少。

（三）畢業設計學術價值不足

畢業設計選題以工程設計類題目為主，只有少數學生選擇施工組織設計或預算。最受歡迎的題目為辦公樓、教學樓、實驗樓等框架結構設計。建筑工程專業學生就業單位集中在施工單位，少數去設計院、建設單位、監理單位，極少數考研、考公務員，基于此，畢業設計對于大多去施工單位的學生有較大指導作用；但對于繼續讀研究生的學生而言，可設計有科研意義的畢業設計題目讓其參與，從而對其今后研究生學習起到鋪墊作用；對于去設計院工作的畢業生，可設計比較實用的框支剪力墻結構進行設計，以便工作后能獨擋一面。

（四）畢業設計內容單一

建筑工程專業畢業設計分為兩部分：建筑設計和結構設計，其中，建筑設計2周，結構設計11周。建筑設計時間較短，學生一般從網上下載完整的建筑圖，造成部分學生的建筑圖完全相同，導致后面已經進入結構設計部分時還在修改建筑圖，遲遲定不下來，建議可由指導老師提供建筑圖，以避免學生在建筑圖上浪費時間和金錢。結構設計是建筑工程專業畢業設計的關鍵，它需要花費更多的時間和精力。建筑工程專業學生大多去施工單位，因而施工組織設計和概預算對學生到施工單位工作也有較大的實際意義，甚至有些建筑工程專業的畢業生畢業后從事概預算相關工作，應把施工組織設計和概預算納入到畢業設計過程中來。

二、畢業設計改革對策

（一）建立畢業設計標準化題庫

學院建立標準化的畢業設計標準化題庫，控制題目的難易程度一致。由各個指導老師根據自己在工作過程中參與到的實際工程項目的有關數據，整理出相應類型的畢業設計題目，把設計題目和相應的建筑方案建檔進入畢業設計題庫。在被選入畢業設計題庫前，組織教研室老師對設計題目和建筑方案進行討論，以便控制題目的難易程度基本一致。在畢業設計開始前，學生可從題庫從選擇相應題目和方案，以避免出現指導老師名下學生不均的現象。

（二）指導老師小組化

畢業設計可實行分小組和指導老師負責制，即要求2個老師組成一個畢業設計指導小組，原則上該小組題目相同，每小組由20～24名學生組成。設計過程中，每個指導老師單獨輔導兩次，比不分組前輔導時間增加1倍，可提高輔導的時間和效率。小組中的兩名指導老師應及時溝通，并互為評閱人，及時解決畢業設計中學生存在的問題，以保證畢業設計的順利進行。

（三）畢業設計內容規范化

建筑工程專業結構設計為畢業設計的重點，建筑設計一般只有2個星期的時間。結構設計時間長，要進行細化和標準化，如把結構設計分為電算部分（結構計算、結構施工圖繪制）和手算部分，主要包括有：基礎設計、地梁設計、梁板柱設計、樓梯設計等，尤其是手算部分，規定應統一，不能出現有的計算一榀框架，而有的只計算一個連續梁，出現難易程度不一致現象。做到盡管學生的畢業設計題目不同，但最終設計成果基本相同。

（四）畢業設計評價科學化

畢業設計的評價應由指導老師根據學生的日常表現和設計成果評價、評閱老師對圖紙完成情況及計算書評價、畢業答辯評價三部分組成，每部分比例分別為0.4、0.2、0.4，應提高指導老師在評分中的分量。而實際執行過程中，評閱和答辯往往一起進行，且答辯時指導老師也在答辯委員會成員當中，造成畢業設計評價不規范。指導老師結合日常考勤和設計成果給分；評閱老師評分時可按建筑20%，結構80%的標準制定評分細則；畢業答辯根據自我介紹、圖紙情況、計算書、回答問題、應變能力、表達能力、儀表等制定評分細則。在答辯問題上，也要控制難易程度基本一致。

（五）畢業設計二次答辯

為了使學生做畢業設計時不能太過松懈，在畢業設計的動員大會上要求，每個組畢業答辯時，排名最后一個學生必須參加二次答辯，二次答辯委員會由學院安排，答辯更加嚴格，答辯不及格不能獲得畢業證書。此項規定能促進學生努力完成畢業設計，規范畢業設計過程中的管理，以避免其參加二次答辯。

（六）畢業設計公開答辯

為鼓勵優秀畢業生做好畢業設計，對于每小組設計過程中表現最突出、答辯表述清晰、回答問題正確的畢業生，學院組織公開答辯推選出學校優秀畢業設計和學院優秀畢業設計，并可考慮頒發證書和適當的物質獎勵以此來激勵畢業生做好畢業設計。進行畢業設計公開答辯時，應加大宣傳力度，尤其是大三馬上進入大四即將要做畢業設計的學生。

三、結語

畢業設計是學生在學校的最后一門綜合性課程的學習，通過畢業設計使學生掌握基本的設計原理和方法，無論今后從事設計還是施工，都能更好的完成工作。畢業設計指導方法改革和實踐意義重大，只有學生勤于學習、指導老師準備充分、計劃合理、管理科學、輔導時間充足才能真正提高畢業設計質量，使畢業生學習到真本領，踏入工作崗位后能給貴州大學添光添彩。

作者:盧亞琴 李莉 魏艷輝 王勤征 單位:貴州大學

參考文獻：

[1]沈良峰.關于建筑工程專業畢業設計教學改革的探討[J].中國地質教育，2003，（1）：46-47.

[2]舒贛平，盧瑞華，吳京，等.土木工程專業畢業設計教學改革研究[J].高等建筑教育，2007，16（2）：105-112.

[3]萬澤青.土木工程專業畢業設計教學改革研究[J].山西教育，2007，33（30）：227-228.

[4]張先進，金康寧.建筑工程專業畢業設計教學的改革與實踐[J].高等建筑教育，1997，（1）：38-39.

篇（5）

2畢業設計指導工作

畢業設計指導工作是決定整個畢業設計質量好壞的關鍵。基于專業導師制畢業設計指導工作的實施，有利于密切師生關系、促進教風和學風建設，有助于解決指導環節存在問題。專業導師負責制，即從大三開始，每位學生都選擇一名專業指導教師，由專業導師指導專業課程學習、專業技能訓練，由專業導師布置和指導其畢業設計。實施專業導師負責制，專業導師來自于科研教學骨干教師與企業工程師，學生和導師雙向選擇，建立專業導師制度；其次，三年級學生即可進入畢業設計環節，在導師指導下，確定專業方向，學習專業知識。

3畢業設計質量管理

3.1建立畢業設計規范制度

建立畢業設計管理辦法與實施細則、畢業設計大綱、指導教師職責、評閱教師職責、成績考核標準、答辯工作規范、工作流程、論文格式規范等系列文件制度，從過程管理上形成選題、指導、中期檢查、評閱、答辯等環節的規范和標準。

3.2選題規范化管理

制定科學、合理、規范化的選題申報制度，畢業設計選題實行一人一題、題目不重復。嚴把指導教師質量關，選派有教學和科研經驗、具有講師職稱或博士學位的教師擔任指導教師。

3.3畢業設計過程監控

畢業設計質量監控機構有學校、院（系）及專業建設組（或教研室）三級，采取院（系）自查和學校檢查相結合的方式進行，明確各級監控崗位職責。監控環節分為初期檢查階段，包括指導教師資格、選題、開題；中期檢查階段，包括教師指導、設計進度、學生工作情況等；末期檢查階段，包括設計質量、答辯資格審查和答辯情況，整個監控環節形成了畢業設計質量監控閉環。

3.4畢業設計量化考核

畢業設計工作的量化考核應以畢業設計規范制度為依據，對質量監控過程進行量化。畢業設計（論文）工作評估指標體系，分為一級指標（質量監控、題目選擇、論文或設計質量），二級指標（組織領導、質量監控、選題、成績評定、總體水平）及主觀觀測點，最終達到對畢業設計工作的量化考核。

3.5畢業設計網絡化管理

畢業設計網絡化管理系統實現了教師網上出題、開題下任務、中期檢查、論文審閱的全過程指導，提供師生互動平臺，為教學管理人員的組織立題、中期檢查、答辯分組、論文評審、歸檔全過程監督管理提供了工具，從而在很大程度上提高了畢業設計管理水平和畢業設計的質量。

篇（6）

2校企聯合指導畢業生的構想

在實踐教學基礎上，應該聘請企業工程人員與學校教師共同指導畢業生，使理論與實踐有機結合起來，課堂知識與實踐知識不至于產生脫節，使學生的理論水平與實踐技能得到同步提高。如果畢業設計題目是源于生產實際的題目，企業指導教師提供的資料和文件都是企業經過多方調研或從生產實踐總結的內部資料，學生知道題目的真實性又與今后的工作有密切聯系，則會使學生更加熱愛真刀真槍地鍛煉，通過畢業設計可以深入企業調研和實踐，可大大提高學生的工程實踐能力。

3指導教師言行對學生選擇畢業設計的影響

我校過程裝備與控制工程專業，每年由指導教師出畢業題目，再由學生選擇題目和指導教師，平時給學生印象較好的教師，比較容易得到學生的青睞，學生比較跟這類教師做畢業設計，相反，學生不太喜歡平時講課平淡或對學生要求及其嚴格的教師，學生的這種心理是可以理解的，學生就怕設計不過關，拿不上畢業證。因此指導教師應該不斷提高自己的業務水平和改善自己的管理水平，做到為人師表，人性化管理，充分參與到學生的畢業設計工作中，不能認為為難學生，特別是民族學生，由于漢語水平較低，普遍存在懼怕畢業設計的心理狀態。

4指導教師職稱職務對學生選擇畢業設計的影響

學生中普遍存在愿意選擇職稱高、學歷高的教師做為自己的指導教師的現象，我校化學與化工學院過程裝備與控制工程專業目前有9名教師，其中副教授3名，講師4名，實驗員1名，學歷均為本科及碩士，總體來說，本教研室教師學歷和職稱偏低，所以，教師應有一種緊迫感，爭取盡快晉升職稱，才能取得學生的進一步認可和信任，更好地為教學服務。

篇（7）

目前畢業設計選題主要來源包括以下幾點。

1.1.1教師科研的子項目

教師科研項目大多為專業領域的課題，課題理論大部分是本科階段的學習所不涉及的內容。學生以這類子項目作為畢業設計選題，將會面臨大量新知識新方法的學習。學生處于就業、考研及畢業設計的多重壓力的環境中，畢業設計完成的質量會受一定影響。

1.1.2學科競賽項目

以學科競賽項目為畢業設計選題的優勢在于，知識范圍基本為本科階段的基礎理論，適當加入一些創新內容比較好的一類選題。但學科競賽項目多是以團隊為單位進行研究實踐，在論文撰寫和答辯時面臨的問題是小組成員的所講述的內容基本相同，如何體現各自畢業設計的特色，這是一個值得商榷的問題。

1.1.3學生科研創新項目

學生科研創新項目相較與于學科競賽項目，分工更為明確，是畢業設計選題的不錯來源。但這類畢業設計主要的問題在于創新項目的普及面有限，每年實施項目的學生人數大約為畢業生人數的20%，并不是所有學生都有機會參與項目。

1.1.4學生實習項目

學生實習項目作為畢業設計選題也是每年畢業設計選題的一個熱點。目前二本院校學生的畢業實習一般以團隊形式進入實習公司，所涉及的開發項目基本雷同，所使用的設計方案、技術手段基本是一致的，導致畢業設計與課程設計形式雷同。

1.2畢業設計實施時間面臨的問題

由于二本院校工科畢業學生面臨比較嚴峻的就業形式，因此學校鼓勵學生在第八學期離校自主實習，以應對就業壓力問題。畢業設計開題時間定在第七學期，學生完成開題任務、初稿論文撰寫后可離校進入工作崗位實習。離校的這段時間，學生沒有時間去進行畢業設計課題的研究，通常是在第八學期畢業前一個月回校繼續完成畢業設計，這樣畢業設計的連續性被打斷，前期所進行的課題研究在半年之后再繼續，等于重頭開始。后續的一個月還包括論文撰寫以及答辯，學生正真用于畢業設計的時間不到半個月。從指導老師的角度看，指導工作難度增加，二本院校專業教師人數有限，人均指導學生10人左右。按10人分配教師的指導時間，指導老師針對每個學生的指導時間為1.5天。實際上指導老師除指導畢業設計任務外，還承擔著教學、實驗、科研等其他任務，學生不可能都得到老師的悉心指導，這也是造成畢業設計質量下降的一個重要方面。

1.3畢業設計論文撰寫存在的問題

工科學生普遍在論文寫作方面的問題體現在對科技論文的寫作規范不了解，二本院校并未開設畢業設計論文寫作指導等課程，素質教育課的開設在這方面做了一定的補充，但并非所有學生都會選修這方面的課程。工科論文寫作尤其強調用測試數據及結果對課題進行論證，課題實施都需要經過調研、設計、實現、測試及結論分析等過程。論文寫作需要對該過程進行完整敘述，強調論文結構的邏輯性以及敘述的嚴謹性。由于前期的課題實踐工作受到時間等方面的限制，學生在撰寫論文時手里并沒有掌握完整的測試數據，就無從進行數據分析；所撰寫論文從整體結構到敘述方式等都存在很多問題。綜上所述，目前二本院校工科專業的畢業設計教學實踐環節從選題到論文撰寫都存在系列問題，導致畢業設計的質量下滑，嚴重影響了高校培養專業人才的質量。針對以上問題，筆者進行了較為嚴密的實情研究，并提出以下可行的解決對策，以供參考。

2二本院校工科專業本科畢業設計面臨問題的應對措施

2.1選題問題的應對措施

由于工科畢業設計的選題來源具有多樣性，選題應從學生實際出發，采用學生選題，教師根據學生的選題方向來選擇學生，后續可對學生的選題從深度廣度等方面進行修改。這種選題方式充分考慮學生的知識結構，給予其選題的自由度，減輕在畢業設計專業知識適應方面的難度。教師也更容易從專業的角度進行指導，有效避免教師定題，學生無法適應的尷尬狀況。課題實施過程師生的適應程度更高。

2.2畢業設計實施時間問題的應對措施

畢業設計的實施時間如前所述存在課題實施不連貫、時間緊張等一系列問題。在當前的社會環境和就業壓力的現狀下，可將畢業設計的選題及開題時間調整到大三學年，也就是第五或第六學期。這一時期，學生完成了主要的專業基礎課程的學習后，對專業學科所涉及的基礎理論體系以有大體了解，通過研讀專業方向文獻、與專業課教師討論等方式，對自己感興趣的領域進行嘗試性的課題研究。該模式對學生來說需要有一定的文獻閱讀量，也需要對課題有自己獨特的認識；盡管一些專業課程還未開設，學生的知識體系尚未完善，但結合課題研究的方向性可為學生提供未來學習的動力，可使學生專業課程的學習目的性更明確，主動性更強。從時間方面考慮，畢業設計選題及開題時間提前了一年，可有效緩解學生在畢業季所面臨的就業壓力而導致的心理壓力，畢業設計的實施可更從容的實施。

篇（8）

2采礦工程本科畢業設計存在的問題

當前，采礦工程專業本科畢業設計一般要求具有一定的典型性、專業性、合理性和規范性。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，該部分要求和畢業設計說明書具有一定的相關性，并具有一定的學術性和創新性等，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，采礦工程專業本科畢業設計存在如下問題：

2.1畢業設計選題簡單及內容相近在進行畢業設計選題過程，一般采礦工程專業院校都按照既有模式進行，設計選題題目根據畢業實習礦山為背景，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、技術創新和解決實際問題的技能培養。

2.2書寫功底差畢業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，畢業設計說明書的排版格式不規范、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設計工程制圖要求采礦工程本科畢業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。但在實際畢業設計過程中，甚至最后提交的畢業設計說明書和設計圖紙，還發現很多問題，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，并直接降低了畢業設計的質量。

2.4低級錯誤多采礦工程本科畢業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域沒有留設保安礦柱；通風系統混亂，污風相互混合，形成不通暢系統等。這些問題都屬于采礦工程本科生最容易犯的低級錯誤，違反了相關安全規程和設計規程，采礦工程專業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，現在每個畢業設計指導老師都帶3-8個畢業生，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。有的同學的畢業設計大部分內容照抄其他同學的，或者從前幾屆畢業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，相似錯誤頻發等等問題。

3問題產生的因素

導致采礦工程本科畢業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，甚至有外部環境的影響。總結起來有以下幾點：

3.1前期準備不充分因為采礦工程專業是一門專業性很強、實踐性強的學科，畢業設計前應做好充分準備，包括理論知識和專業知識的復習，經過了認識實習、生產實習和畢業實習的不斷進步，應該可以作出質量較高的畢業設計和說明書，畢業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）有些同學對畢業實習和畢業設計積極性不高，采礦工程專業屬于高危行業，學生對從事的專業具有一定的厭煩和恐懼感，特別是部分學生畢業后不打算到礦山工作，致使畢業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設計和實習重視的態度不夠；

（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就業壓力小，相對10年前，招收采礦工程專業的學生大幅度提高，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，沒有很好地起到監管作用，放松了對學生畢業設計的要求。導致畢業生認為畢業設計就是走過場，不可能在最后還不讓過。

3.3外部環境因素目前，隨著國民經濟的高速發展，采礦工程專業的畢業生就業相對容易，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，從主觀上對畢業設計沒有足夠的重視，加上畢業設計期間是求職擇業的最佳時機，學生的大部分時間均不在畢業設計上。當然，也有為數不多的畢業后去礦山的學生可以完全發揮自己主觀能動性，拓展自己的思路，把精力放在畢業設計上。

篇（9）

二、評估預測系統的開發研制

(一）基本原理與方法

如何實現評估過程從定性到定量的轉變，是開發研制該系統的關鍵所在。我們依據高等教育評估的原理，采用模糊綜合評價的基本原理和方法，給出了建筑工程專業畢業設計(論文)評估的量化模型，具體步驟如下：

1.建立畢業設計(論文）評估指標體系。一級指標分為教師、學生、選題、客觀條件四個方面。各方面再細分則為二級指標，如：教師方面分為準備工作、課堂講授、出勤率、答疑情況、教學方式、教師職稱等六個方面；學生方面分為學習態度、平時成績、計算書完成情況、圖紙完成情況、創新情況、譯文完成情況等六個方面；選題方面分為結構類型、課題新穎程度、計算機應用合理程度、題目性質、外文資料、創新性等六個方面；客觀條件分為設計教室、繪圖儀器及圖板、機房及出圖設施、每位教師指導學生人數等四個方面。

2. 設立評價等級V，V=1好(VI)，較好(V2)，—般(V3)，較差(V4)|。

3. 構造單因素評判矩陣R，

其中，R中每一個元素rij表示第i個評價因素對第j個評價等級的隸屬度。

4. 設立各評價因素權重集A，例：一級指標權重集八=(0_35，0.35，0.15，0_15)，八的取值可根據經驗，并依據以往各屆畢業設計(論文）評估結果經反復試算確定。

5.計算綜合評判矩陣

    

6.對各級指標體系重復步驟

     7.計算測評結果

    

求得最終評判矩陣B該量化模型針對畢業生總體進行評估，評價畢業生的綜合質量，改變了過去僅片面地對個人進行評估的狀況。

(二）評估預測系統的計算機開發語言

系統采用流行的Windows人機交互式界面，力爭做到界面友好，操作方便。根據本系統的特點和具體要求，我們選用了Windows環境下的VisualBasic5.0可視化編程語言開發本系統。VisualBasic5.0是微軟公司開發的功能十分強大而又簡單易用的可視化編程環境，編程速度快，界面質量高，是編寫Windows應用程序的最佳選擇。使用VisualBa?sic語言開發本系統充分體現了本系統處理數據、信息快捷方便的特點。

(三）評估預測系統的總體結構

在Windows操作系統下安裝本系統后，啟動系統，進人主菜單，依據界面提示您就可以輕松完成評估工作，系統主框圖如下：

三、評估預測系統的優點

1. 量化評估，提前預測，動態管理。該計算機輔助評估預測系統能夠對畢業設計(論文)工作方案可能取得的效果進行預測。教學管理人員只要依據該系統的提示輸人各項有關畢業設計(論文)工作方案的參數，系統隨即能計算出畢業設計(論文)工作的成績，從而對各項工作方案的結果作出預測。通過反復改變參數——計算成績，教學管理人員就能夠發現各種方案的優缺點，即哪一項安排對畢業設計(論文)工作是有利的，如果實施下去會取得好的工作效果；哪一項安排對畢業設計(論文)工作是不利的，實施下去必將導致畢業設計(論文)工作成績下滑。這種預測如果安排在畢業設計(論文)工作開始之前，管理者就能有效地對畢業設計(論文)方案進行調整，從而獲得滿意的效果。我們將99屆與往屆的工作方案作了一下比較，發現由于老教授退休較多，本次畢業設計年輕教師比例上升，但年輕教師職稱偏低，講師居多，教授、副教授比例嚴重下降，用該系統初步預測發現畢業設計整體質量將要下滑。根據這個信息，系學術委員會馬上采取措施，對年輕教師提出更高要求：指導教師中講師一級必須具有碩士學歷，且應有一定的工程實踐經驗，在課題選擇及指導上必須具有較強的創新性，最后經系學術委員會嚴格審查后方可上崗。再用本系統預測后發現，畢業設計(論文)工作最終得分并未降低，反而稍有提高。目前，99屆畢業設計(論文)工作已經結束，最終得分的確較98屆有所提高，與系統預測結果吻合較好。

2. 有效監督，對癥下藥。畢業設計(論文）工作進行到中期時，系里為了加強對畢業設計(論文）工作的監督管理，一般要求安排一次中期檢查。該檢查能發現一些問題，但對這些問題造成的結果卻很難預知。這樣的話，發現缺點往往不能及時糾正，任其發展下去必將導致不良后果。這時，如果用該計算機輔助評估預測系統進行一下“中期評估”，各種問題可能導致的結果將一覽無遺，且該系統會幫助教學管理人員清楚地發現各種導致畢業設計(論文）工作成績偏低的原因，從而有針對性地，高效率地對缺點進行糾正，對優點給予肯定，保證畢業設計(論文)工作順利進行，最終取得優異成績。例如，99屆某老師所帶設計組，由于指導教師出勤率過低，中期檢查時系統評估預測該設計小組成績偏低，系領導馬上對指導教師進行了批評教育。由于糾正及時，最終這個小組成績達到了總體平均成績。

篇（10）

中圖分類號：G640 文獻標識碼：A

On Public Administration Undergraduate Thesis （Design） Teaching Reform

WANG Guanqun

（School of Law and Politics， Jiangsu Normal University， Xuzhou， Jiangsu 221116）

Abstract Current college public administration undergraduate thesis （design） teaching has the problems of targeting inaccurate， teacher staffing unreasonable lack of relevant professional materials， teaching methods and means lagging behind. To effectively improve public management undergraduate thesis （design） quality of teaching， the university should be clear thesis （design） teaching objectives， optimizing curriculum teachers， teaching materials， and improved professional updating teaching methods.

Key words public administration； undergraduate thesis （design） teaching； constraints； path analysis

作為高校本科人才培養的重要實踐教學環節，也是本科教育教學中的最后一個環節，畢業論文（設計）教學的重要性不言而喻。然而，由于多種原因的影響，目前高校公共管理專業本科畢業論文（設計）教學存在諸多問題，這些因素阻礙了公共管理專業的發展。深入分析當前高校公共管理專業本科畢業論文（設計）教學中存在的問題，尋求解決的對策，對培養符合社會主義建設發展需要的公共管理人才具有重要的現實意義。

1 當前高校公共管理專業本科畢業論文（設計）教學存在的制約因素

相對于其他專業，公共管理專業設置較晚，加之自身具有的獨特性（專業學科的交叉性、中外文化的差異性以及學科的實踐性等）造成了當前高校公共管理專業本科畢業論文（設計）教學過程中存在著諸多亟待解決的問題，這些問題也嚴重制約著公共管理專業本科畢業論文（設計）教學的質量。

1.1 教學目標定位不準確

教育主管部門明文規定：畢業論文是高等學校畢業生在畢業之前，根據《人才培養方案》的要求，在教師的指導下，由學生獨立撰寫的具有學術價值的論文，它是高等學校的學生完成學業的標志性作業，也是對學習成果的綜合檢驗。公共管理類專業本科畢業論文（設計）的教學過程要在堅持基本原則的基礎上結合公共管理類專業本科生培養的特點和實際需要。

教學目標定位不準確是制約當前高校公共管理類專業本科畢業論文（設計）的教學水平提高的根本因素。就目前而言，國內相當一部分高校的公共管理專業本科畢業論文（設計）課程定位不準確。甚至部分高校的教學大綱將公共管理專業本科畢業論文（設計）定位專業選修課，這導致公共管理專業本科畢業論文（設計）在課時的安排，教師人員的配置，教學設施的配備方面都存在嚴重不足。

對教師而言，教學目標定位不準確嚴重影響了教師教學的積極性和主動性。目前部分高校將畢業論文（設計）定位為一門選修課，而畢業論文（設計）這門課程所講授的論文選題、論文寫作的方法、格式和規范，參考文獻選擇、外文文獻翻譯等等需要花費教師和學生大量的時間和精力，由于相應的課時安排和重視程度都不到保障，教師在論文寫作的教學過程中只能側重對于空洞的書面講授，忽視了畢業論文（設計）課程強調實踐性和參與性強的特點，在一定程度上弱化了學生直接參與和動手寫作的能力，不僅畢業論文（設計）教學的質量大打折扣，教師在教學的過程中也顯得力不從心。

對學生而言，教學目標的不準確使得學生對專業英語的學習產生了兩點誤區。首先，盡管越來越多的高校開始注重對本科生科研能力的培養，但由于本科生課程安排相對緊湊，學生用于開展科研的時間和精力有限，大多數學生對專業知識的理解和把握能力不夠。畢業論文（設計）課程培養和考查的恰恰是學生的科研能力，但由于課程的安排和教師的重視程度不夠，對于大多數學生而言無法將所學的有限的知識與課程有機結合起來。

其次，由于大多數高校將畢業論文（設計）設置為選修課，學生對這門課程重視程度不夠。作為選修課，學生本能地認為畢業論文（設計）就是一門普通的增長知識的課程，只要求理解就可以，無需深入掌握。這就直接造成了學生普遍對畢業論文（設計）這門課程的重視程度不夠，結果在畢業論文的寫作過程中相關的問題層出不窮，學生沒有能力將畢業論好。雖然部分學生論文寫作達不到規定的標準，但是學生又得畢業，最終結果就只有在執行的標準上大打折扣，嚴重影響了學生素質的培養。

1.2 教師人員安排不合理

盡管我國相關教學大綱規定畢業論文（設計）教學應當由教學和實踐經驗豐富的教師擔任，但在實際教學過程中，這項規定執行過程中遇到困難。目前無論是青年教師還是高級職稱的教師都在畢業論文（設計）教學過程中面臨著亟待解決的問題。

對于青年教師而言，在教學過程中面臨著一定的困難和挑戰。首先，畢業論文（設計）課程對教師知識的儲備和運用要求非常高，青年教師由于工作不久，從事一線的教學工作時間較短，在科研和教學方面都與老教師存在一定程度的差距，在教學過程中往往會遇到諸多困難。其次，部分高校對于畢業論文（設計）課程的重視程度不夠。由于定位選修課，學校以及學院對課程教學的投入的精力和關注度都不夠，更不可能為青年教師提供專項的進修培訓，在一定程度上形成了惡性循環。

對于高級職稱的教師特別是教授而言，時間和精力的缺乏成為制約教學質量的重要因素。公共管理專業本科畢業論文（設計）教學不僅要求教師具有豐富的教學和實踐經驗，而且還必須具備充足的時間和精力來完成教學工作。由于高級職稱的教師特別是教授或是承擔著較為繁重的科研工作，或者擔負著行政領導職務，常常無法保證或投入過多的精力進行教學工作，特別是畢業論文設計還是一門選修課，教學的質量往往達不到教學大綱的要求。

1.3 相關專業教材缺乏

教材作為承擔課堂教學的重要載體，直接關系到教學水平的提高。目前，就全國范圍內而言，高校公共管理專業畢業論文（設計）課程教材存在以下兩個方面的問題：

首先，就相關教材數量而言，專門針對公共管理專業畢業論文（設計）教材可謂鳳毛麟角。由于公共管理專業在國內開設較晚，加之相關高校對課程的定位偏差，直接導致了國內從事公共管理專業畢業論文（設計）課程教材編訂的人員有限。由于缺乏相應的教材，許多高校公共管理專業畢業論文（設計）課程的教材往往采用政治學或管理學等相關學科的教學資料，其內容缺乏公共管理專業所需的專業性、實用性。學生在學習的過程中也帶有一定的盲目性和隨意性。

其次，就僅有的幾部教材而言，教材內容普遍存在滯后性和非針對性。在這些畢業論文（設計）課程教材中，有的教材側重于經濟類管理，缺少針對性；有的側重于政治學，一定程度上超出了學生的接受能力；還有的教材內容嚴重滯后，不能隨國內外公共管理專業的迅速發展而不斷更新，許多方法和事例難以滿足當前公共管理專業的本科教學要求。

1.4 教學方法和手段相對滯后

目前，相對滯后的教學方法和手段直接影響著公共管理專業本科畢業論文（設計）課程的教學質量。

第一，教學方法缺乏創新。現階段，公共管理專業畢業論文（設計）教學仍未擺脫普通課程教學的窠臼，缺乏針對公共管理專業畢業論文自身特點的教學創新。教師的教學方法局限于知識點的講授，并沒有注重通過將知識點的理論與現實社會的實踐有機結合，而是空洞的說教，一旦遇到具體的寫作，學生就無從入手。因此，在知識經濟迅猛發展的時代背景下，僅僅停留和局限在傳統的教學模式下，已經很難適應時展的需要。

第二，教學手段單一僵化。公共管理專業畢業論文（設計）教學應該結合公共管理專業和本科論文寫作的雙重特點，尤其要注重培養學生的問題意識和科研意識。而現在的教學仍然停滯在傳統教學方法，教學手段依舊單一僵化。教學、教材和課件依然是主要的教學手段，學生主觀能動性不強，被動地依賴教師，部分學生需要教師的亦步亦趨的督促式指導，不能通過自己的思考來解決問題，在一定程度上削弱了學生學習的主動性與積極性。

2 當前高校公共管理專業本科畢業論文（設計）提升的路徑探析

2.1 明確畢業論文（設計）教學目標

設置公共管理專業的高等院校應當依據教育部對本科畢業論文寫作的有關規定，結合各自學校自身公共管理專業發展的情況制定畢業論文（設計）的教學目標。就目前而言，應當突出強調它在專業教學計劃中的必修課地位，引起師生們的重視。

公共管理專業畢業論文（設計）教學的總目標應定位為：“根據人才培養的目標和規格要求，結合顧客——學生的要求和用人單位的要求，建立畢業論文 （設計） 各環節的質量目標， 達到人才培養的基本要求和滿足學生個性的發展，最終目的是訓練學生的初步科研能力、高水平的知識運用、技能的培養和創新精神、開拓創新能力和學術道德的培養”。①公共管理專業畢業論文（設計）教學的具體目標主要包括：在教師的教授和幫助下，通過學習了解畢業論文的基本屬性和特點，逐步掌握如何進行論文選題、如何撰寫開題報告、資料的收集和信息的檢索、論文的結構和撰寫規范，論文的修改和論文的答辯等相關問題，最終確保學生能夠高質量地完成畢業論文（設計）。

2.2 優化課程師資隊伍建設

師資隊伍建設是培養學生理論與實踐綜合運用能力的基礎。針對當前公共管理專業教師隊伍的構成的現狀，可以采取不同的方式來加強專業教師隊伍的建設。

其一，針對教學和科研相對欠缺的青年教師而言。未來公共管理專業的青年將逐步實現高學歷，科研能力將成為青年教師的強項，教學經驗的不足可以通過逐步的教學實踐得以彌補。因此，未來青年教師無疑將成為畢業論文（設計）課程教學的主力。而就現階段而言，首先，高校有關部門應當積極為青年教師提供一個鍛煉和學習的機會。教師作為特殊的職業，其經驗和知識的積累恰恰需要平時的摸索和鍛煉。其次，學校、學院可以聘請校內外一些學歷較高、經驗豐富的老教師，通過這些老教師的幫助和指導，不僅可以減輕青年教師在教學過程中面臨的諸多壓力，而且培養和鍛煉青年教師實踐教學能力。

其二，針對具有豐富教學和實踐經驗的老教師而言。老教師科研水平高，教學經驗豐富，他們參與到畢業論文（設計）課程中來，對于提高學生畢業論文的水平和質量無疑具有重要的意義。就現階段而言，由于老教師承擔著相對繁重的科研任務或行政任務，而畢業論文（設計）課程需要投入大量的時間和精力，部分學校強制讓這些教師承擔這門課程，其教學成果往往是事倍功半。目前最優的解決路徑是老教師和青年教師共同參與畢業論文課程的教學工作，老教師更多的是對青年教師提供必要的指導，而青年教師直接參與到教學的第一線，形成多層次和多元化的教學梯隊，既達到了鍛煉教師隊伍的目的，又擴大了學生與教師在學術、科研、社會實踐等方面進行交流的空間，對于教學質量的提升有著深遠的影響。

2.3 更新專業教材內容

當前公共管理專業畢業論文（設計）教材的針對性、時代性和實踐性不強，教材多側重于經濟管理類或政治學類教學，脫離了高校公共管理專業畢業論文的教學要求。為了改變目前教學的現狀，相關部門應聯系開設公共管理專業的高校，組織本領域的專家學者根據我國高校公共管理專業人才培養要求，編寫不同公共管理專業領域的教材，提高專業教材內容的適用性。教材應當服務于公共管理專業畢業論文（設計）的教學目標：首先，在理論層次方面上，公共管理專業畢業論文（設計）必須明確作為本科畢業論文的共性特征和作為專業學科的個性特征。教材必須明確畢業論文在公共管理專業教學中的地位和目標，并為教師的教授提供一個可以參考和借鑒的教科書，為學生提供一個可以學習論文寫作的教材。其次，在實踐能力方面上，學生能夠根據所學知識熟練掌論文的選題、開題報告的撰寫、資料的收集和信息的檢索、論文的撰寫規范，論文的修改和論文的答辯等相關問題。并且通過這門課程的學習，實現將四年所學知識與實踐問題有機結合，鍛煉和培養自己的學術科研能力和溝通交流能力。

2.4 改進教學方法

公共管理專業教學培養的人才不僅要具備豐富的專業知識，更重要的是能夠將所學的知識服務于社會實踐。因此，公共管理專業畢業論文（設計）教學必須將教師的講授與學生的自主學習和自主運用有機結合，在教學方法上采用以學生實踐為核心的現代教學模式，取代傳統的“填鴨式”教學模式。首先，對于教師而言，在授課的過程中引導學生自覺參與課堂討論，培養學生問題意識和實踐意識，使得教學活動逐步由“receptive”向“creative”轉變。專業教師要“發揮學生的主體地位，引導學生主動發現問題和提出問題，然后指導學生為解決問題進行文獻檢索，相關論文閱讀，思考分析，并將問題解決方案以小論文形式提交等。這一過程既是培養學生的論文意識，提高寫作能力的過程，也是培養學生獨立思考，發現問題和研究問題能力的過程。”②其次，學校教務部門和相關學院應當定期組織專業教師進行類似教學比賽性質的交流活動，不僅可以檢驗教師的教學質量，而且可以及時解決教學難題，總結教學經驗，不斷為專業教學注入新的活力。此外，針對公共管理專業實踐性強的特點，學校應當全力支持和鼓勵公共管理專業畢業論文（設計）教學走出課堂，將理論學習與社會實踐結合起來，注重分析和解決社會現實問題，努力培養學生的綜合分析能力和解決問題能力，最終提高畢業論文（設計）的教學質量。

篇（11）

畢業設計（論文）是對學生進行綜合訓練的重要階段，安排適當的畢業設計（論文）能加深對所學知識的理解程度，有助于理論知識與工程實踐的有機結合，提高根據實際問題的需要進一步學習、掌握并應用新知識的能力，為畢業參加工作或者進一步深造學習打下良好基礎。但是目前工程管理專業畢業設計（論文）存在很多問題，如選題范圍窄、重設計、輕論文，缺乏創新性，指導教師缺乏足夠的工程實踐經驗，指導不到位，過程管理形式化，學生不重視等。基于畢業設計（論文）全過程管理的角度對上述問題從選題、指導、過程管理、答辯以及其他方面提出具體教改措施，以期提高畢業設計（論文）質量，更好地發揮畢業設計環節在人才培養中的作用。

一、畢業設計選題

畢業設計（論文）選題性質、難度、分量必須體現工程管理專業綜合訓練和培養目標的要求，選題應具有現實價值和理論意義。1.充分論證畢業設計（論文）選題。將畢業設計（論文）選題時間提前至畢業設計（論文）前一學期，各指導教師提出畢業設計（論文）的題目，上報教研室或系，須經教研室全體教師充分論證后再實施。2.拓寬畢業設計（論文）選題范圍。在傳統的工程管理專業畢業設計（論文）方向招標控制價、招標文件、投標文件商務標、施工組織設計的基礎上結合往屆畢業設計（論文）中存在的問題拓寬畢業設計（論文）選題范圍，例如可行性研究、施工現場管理、施工組織設計細化以及BIM技術相關方向。此外，要求書寫論文的同學結合在校教師的科研項目，保證論文的質量與創新。

二、畢業設計（論文）指導

在畢業設計（論文）指導過程中存在部分年輕指導教師理論水平較高，但缺乏足夠工程實踐經驗，指導畢業設計力不從心，難以指導出質量高、創新性的畢業設計。針對這個問題，學校采取以下解決措施：指導教師根據自己擅長領域選擇畢設指導方向，學生根據第七學期專業實踐方向進行選題；針對部分教師畢業設計指導經驗不足以及相關實踐技能缺乏等問題，鼓勵教師到企業掛職鍛煉，組織校內指導經驗豐富的教師、實踐經驗豐富的企業人員對教師進行培訓，提高畢設質量以及畢設實踐性。

三、畢業設計（論文）過程管理

在往屆畢業設計（論文）指導中存在部分學生以就業、公務員考試等各種理由應付指導教師檢查，拖延完成畢業設計的情況，過程管理流于形式化。為了增強學生對畢業設計（論文）的重視晨讀，可適當加大平時成績比例，針對平時成績制定詳細的階段性考核方案。階段性考核方案要求指導教師在畢業設計指導期間下發每周進度要求，學生按時提交周進度文件，指導教師認真進行檢查并從進度、內容以及出勤三方面給定每周的平時成績，最后匯總的平時成績與畢業設計最終成績掛鉤。平時成績較低的同學必須返校參加中期答辯，提高學生對畢業設計的重視程度，以確保畢業設計質量。

四、畢業設計（論文）書寫規范

盡管學校制訂了專門的畢業設計（論文）書寫規范要求，但由于學生對辦公軟件的掌握不夠熟練，在畢業設計（論文）答辯前后，指導教師在說明書格式檢查方面會花費大量精力，進行重復性檢查工作。鑒于這種情況，答辯前可召開畢業設計（論文）格式講座會，會上對規范要求進行詳細講解，統一要求，給出樣例，減少學生以及指導教師在規范要求方面的工作量。

五、畢業設計（論文）答辯

根據諸如基于BIM技術的建模以及應用等部分選題的需要，增加成果展示、匯報的答辯形式，邀請具有豐富實踐經驗的企業人員參加，對畢業設計相關問題進行指正，增強畢業設計的實踐性。

六、畢業設計（論文）反饋

畢業設計（論文）的管理以及政策的制定不能盲目，在畢業設計（論文）結尾，根據教學改革措施的實施制定調查問卷，問卷范圍應該涵蓋選題方向、選題內容、教師指導、平時成績考核、答辯等多方面存在的問題以及建議，實現對畢業設計（論文）的不斷調整，提高畢業設計（論文）質量。

七、以比賽的形式促進畢業設計質量的提高及創新

以賽促質，組織學生參加各類高校BIM畢業設計大賽，既能調動學生的積極性，也能促進畢業設計與行業新形勢相接軌。畢業設計來源于大賽成果，以比賽的形式促進畢業設計質量的提高及創新。以上提出的畢業設計（論文）教學改革措施在本校2017屆工程管理（專業）畢業設計（論文）中實施，取得良好的效果，畢業設計（論文）質量有了明顯提高。在調查問卷調查中，學生對上述教改措施給予了充分認可。在畢業生答辯中，企業專家對畢業設計（論文）成果給予高度評價。今后，我專業還會繼續改革和完善畢業設計（論文）管理制度，注重實踐性，為社會培養更多更優秀的人才。