發(fā)布時(shí)間：2023-03-17 18:01:36
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的工業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
1選題探討
如何從模具制造類企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目出發(fā)，制定既符合現(xiàn)實(shí)需要又能體現(xiàn)教育認(rèn)知發(fā)展的設(shè)計(jì)項(xiàng)目選題。從企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目入手，將高校研究理論在真實(shí)項(xiàng)目實(shí)踐中完成，體現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研一體化應(yīng)用轉(zhuǎn)型，為模具企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目保證科學(xué)的理論支持。
2畢業(yè)設(shè)計(jì)形式
根據(jù)材料成型及控制工程專業(yè)工科學(xué)科的特點(diǎn)，培養(yǎng)社會(huì)需要的各類職業(yè)崗位技術(shù)能力，畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)在形式上實(shí)現(xiàn)多元化，學(xué)生可以依據(jù)自己的特長(zhǎng)完成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造工藝的研究，產(chǎn)品模擬分析或是生產(chǎn)管理的革新等等，不僅體現(xiàn)學(xué)生自身的個(gè)性特征，更能提高學(xué)生的職業(yè)興趣，合理規(guī)劃職業(yè)生涯。
3畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間安排
以往的畢業(yè)設(shè)計(jì)開展的時(shí)間與畢業(yè)實(shí)習(xí)和找工作交織，匆匆而過，質(zhì)量難以保證。項(xiàng)目化畢業(yè)設(shè)計(jì)以教學(xué)大綱為依據(jù)，必須科學(xué)安排時(shí)間，合理處理畢業(yè)實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)的交融。
4畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方式
按照前期對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題，必須建立與選題相適應(yīng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案。改變以往專職教師單一指導(dǎo)的模式，為保證學(xué)生的實(shí)踐技能和理論水平的同時(shí)提升，實(shí)現(xiàn)企業(yè)和專職教師的聯(lián)合指導(dǎo)模式。畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯形式：在前期選題、綜合指導(dǎo)方式模式基礎(chǔ)上，改變從前學(xué)生講、老師聽，提問的單純形式，結(jié)合學(xué)生設(shè)計(jì)的不同特點(diǎn)，采用企業(yè)技改提案、研討會(huì)等答辯形式，給予學(xué)生展示自己研究成果的機(jī)會(huì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)最終成績(jī)?cè)u(píng)定辦法：綜合前面的研究，保證學(xué)生學(xué)有所用，進(jìn)行全方位的評(píng)價(jià)，尤其關(guān)注企業(yè)對(duì)于學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中展現(xiàn)綜合能力的評(píng)定。
二項(xiàng)目化材料成型及控制工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的創(chuàng)新點(diǎn)
1思路創(chuàng)新畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的思路
創(chuàng)新在于以就業(yè)為導(dǎo)向，關(guān)注職業(yè)崗位能力需求，更好的實(shí)現(xiàn)校企人才“零對(duì)接”，以項(xiàng)目為載體，將材料成型及控制工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)貫穿于大學(xué)培養(yǎng)的全程實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生實(shí)踐能力，學(xué)習(xí)興趣，增加就業(yè)砝碼。
2方案創(chuàng)新從模具專業(yè)的市場(chǎng)
人才需求出發(fā)，以“理論夠用，重應(yīng)用能力”的能力本位培養(yǎng)方式為指導(dǎo)，改變以往理論過重，走過場(chǎng)，脫離實(shí)際生產(chǎn)的畢業(yè)設(shè)計(jì)方案，建立操作性強(qiáng)、針對(duì)就業(yè)性強(qiáng)的項(xiàng)目化畢業(yè)設(shè)計(jì)方案。這也是應(yīng)用型本科工學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
3實(shí)踐理論相結(jié)合
在材料成型及控制工程專業(yè)2010屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中采用項(xiàng)目化畢業(yè)設(shè)計(jì)方案，取得了不錯(cuò)的成效，學(xué)生普遍反映明白自己要學(xué)什么，干什么，為什么，主動(dòng)積極性高漲，在實(shí)踐中提出了一些實(shí)用的技改創(chuàng)新，服務(wù)社會(huì)。
4以就業(yè)為導(dǎo)向的項(xiàng)目化材料成型及控制工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的應(yīng)用價(jià)值
畢業(yè)設(shè)計(jì)的改革可以緩解高校與社會(huì)人才培養(yǎng)的矛盾，提高學(xué)生的就業(yè)，其應(yīng)用價(jià)值主要表現(xiàn)在：（1）項(xiàng)目化的畢業(yè)設(shè)計(jì)方案有助于校企合作，用人單位提前介入人才培養(yǎng)，培養(yǎng)適合產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)人才。（2）項(xiàng)目化的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠保證教學(xué)質(zhì)量，提升職業(yè)能力培養(yǎng)。（3）項(xiàng)目化的畢業(yè)設(shè)計(jì)方案縮短了高校與就業(yè)從業(yè)的適應(yīng)期，增加了學(xué)生的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，幫助學(xué)生就業(yè)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和職業(yè)能力。
三結(jié)束語(yǔ)
1.1學(xué)生因素
1）主觀積極性。作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的主體，學(xué)生的態(tài)度積極與否直接影響了畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，然后近年來普遍存在著學(xué)生重視程度不夠的問題。很多學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的目的和要求缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，不少學(xué)生把畢業(yè)設(shè)計(jì)僅僅作為一門功課來看待，甚至認(rèn)為其它功課已經(jīng)通過，自然畢業(yè)設(shè)計(jì)肯定也會(huì)順利通關(guān)，這種典型的應(yīng)試式思維導(dǎo)致思想上的不重視。隨著大規(guī)模的擴(kuò)招，就業(yè)越來越難，學(xué)生要找忙于工作，投入畢業(yè)設(shè)計(jì)上的精力大大減少。在歷年的畢業(yè)設(shè)計(jì)中也存在著前期文獻(xiàn)調(diào)研與設(shè)計(jì)工作不努力，等到答辯前期突擊的現(xiàn)象。
2）基礎(chǔ)不扎實(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)教學(xué)過程的最后階段采用的一種總結(jié)性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)行所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，分析與解決實(shí)際問題的能力，使學(xué)生獲得從事實(shí)際工作所必須的基本訓(xùn)練和進(jìn)行科學(xué)研究工作的初步能力。因此，學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論和專業(yè)課程的掌握水平直接影響畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的開展。例如，我系部分學(xué)生由于平時(shí)對(duì)基礎(chǔ)理論與專業(yè)課程的學(xué)習(xí)不夠重視，看不懂專業(yè)的參考文獻(xiàn)，系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)不出來，經(jīng)過指導(dǎo)老師耐心指導(dǎo)，仍有些同學(xué)一竅不通。涉及仿真，有一部分同學(xué)，連Matlab工具軟件都還要現(xiàn)學(xué)。這些現(xiàn)象都體現(xiàn)學(xué)生的基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，嚴(yán)重制約畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)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(dān)繁重的教學(xué)任務(wù)，還需開展科研工作，帶學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)只是眾多工作中的一項(xiàng)，用于畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作的時(shí)間和精力不足。我系教師教學(xué)任務(wù)尤其多，在畢業(yè)設(shè)計(jì)開展期間，多數(shù)教師還承擔(dān)了課題教學(xué)，課程設(shè)計(jì)探索提高熱工自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量謝七月(長(zhǎng)沙理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院)等教學(xué)工作。這幾年績(jī)效改革不鼓勵(lì)超工作量，畢業(yè)設(shè)計(jì)工作又持續(xù)周期長(zhǎng)，學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)又層次不齊，因而有些教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)態(tài)度不是很積極，指導(dǎo)效果明顯受影響。
2）指導(dǎo)老師隊(duì)伍本身的專業(yè)素養(yǎng)。熱工自動(dòng)化專業(yè)方向比較細(xì)，開設(shè)熱工自動(dòng)化專業(yè)的高校很有限，我系極少教師本科專業(yè)是熱工自動(dòng)化的。由于教師資源相對(duì)緊張，即使缺乏系統(tǒng)的工程化培訓(xùn)與實(shí)踐的新進(jìn)教師也承擔(dān)了指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)任務(wù)。甚至有的教師雖然沒有能力指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)，但為了完成學(xué)校規(guī)定的教學(xué)任務(wù)，也只好勉強(qiáng)上陣，這也在一定程度上導(dǎo)致了畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的下滑。而且現(xiàn)有的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師隊(duì)伍單一，不能很好的因材施教。
1.3客觀因素
1）畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間過短，很大程度上影響了畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量。畢業(yè)設(shè)計(jì)一般安排在大學(xué)最后一個(gè)學(xué)期，我校還在該學(xué)期安排畢業(yè)實(shí)習(xí)，部分同學(xué)還要忙于找工作、考研等各類事情，用于畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間有限，滿打滿算僅僅14周，也就三個(gè)多月。而要在三個(gè)月內(nèi)完成文獻(xiàn)調(diào)研、文獻(xiàn)翻譯、開題、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、論文寫作、答辯等一系列工作，很難保證還能有充足的時(shí)間對(duì)畢業(yè)課題做深入的研究。據(jù)我系歷年數(shù)據(jù)，不能完成畢業(yè)設(shè)計(jì)要求的全部?jī)?nèi)容的學(xué)生多達(dá)40%，而能在短短三個(gè)多月內(nèi)做出較好結(jié)果的學(xué)生不足10%，這類學(xué)生往往是提前參加了相關(guān)課題或是有扎實(shí)的基礎(chǔ)，而基本完成任務(wù)書內(nèi)容的學(xué)生將近50%。
2）畢業(yè)設(shè)計(jì)的考核方式單一，難以激勵(lì)學(xué)生很好地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)。目前畢業(yè)設(shè)計(jì)的考核主要以答辯為主，盡管在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程已經(jīng)按前期檢查、中期檢查、畢業(yè)答辯三個(gè)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(biāo)，但指標(biāo)不夠具體，考核過程有時(shí)候流于形式，并沒有嚴(yán)格考核。即便將考核模式向以實(shí)物、圖紙、程序、科技論文、專利、競(jìng)賽結(jié)果為主的綜合考核模式轉(zhuǎn)變，但因這些內(nèi)容無法在三個(gè)月內(nèi)實(shí)現(xiàn)，因此，無實(shí)際全面實(shí)施考核的可能性。
3）管理機(jī)制已經(jīng)不能完全適應(yīng)畢業(yè)分類指導(dǎo)的需要，在一定程度上也影響了畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量。學(xué)校和學(xué)院現(xiàn)有的教學(xué)管理模式是針對(duì)大多數(shù)學(xué)生的情況制定的，不夠靈活，既難以充分發(fā)揮優(yōu)秀學(xué)生的創(chuàng)造力，也難以提高落后學(xué)生的綜合能力。對(duì)分類指導(dǎo)、因材施教的考慮不周全，畢業(yè)設(shè)計(jì)的整體教學(xué)水平難以提高。
4）其它客觀因素。影響畢業(yè)設(shè)計(jì)的客觀因素還有很多，例如，實(shí)驗(yàn)條件緊缺，企業(yè)合作較虛，大部分設(shè)計(jì)電廠自動(dòng)化的實(shí)驗(yàn)缺乏實(shí)現(xiàn)條件。
2提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的改革措施
2.1畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間的調(diào)整
從本屆畢業(yè)設(shè)計(jì)開始，我校開始調(diào)整畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間安排，把前期工作安排在第七學(xué)期最后三周，要求在這三周內(nèi)完成文獻(xiàn)調(diào)研，英文文獻(xiàn)翻譯以及開題報(bào)告。然后希望學(xué)生能夠利用部分寒假時(shí)間進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的后續(xù)工作，為開學(xué)初的畢業(yè)實(shí)習(xí)做準(zhǔn)備工作，從而使得學(xué)生能夠帶著畢業(yè)設(shè)計(jì)中的問題參加畢業(yè)實(shí)習(xí)，增強(qiáng)畢業(yè)實(shí)習(xí)的針對(duì)性，最終提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。為了進(jìn)一步的落實(shí)分類指導(dǎo)與因材施教，我系將根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)安排給與更為合理的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間。對(duì)于成績(jī)前10%的特別優(yōu)秀的學(xué)生，可以在第六學(xué)期初結(jié)合畢業(yè)后的計(jì)劃開始進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)選題，在這學(xué)期內(nèi)進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研與英文文獻(xiàn)的翻譯工作，爭(zhēng)取在第六學(xué)期末進(jìn)行開題，利用大四一年時(shí)間完成具體設(shè)計(jì)和論文撰寫，鼓勵(lì)結(jié)合設(shè)計(jì)結(jié)果撰寫與發(fā)表學(xué)術(shù)論文，畢業(yè)設(shè)計(jì)總時(shí)長(zhǎng)達(dá)到三個(gè)學(xué)期，這個(gè)時(shí)間相當(dāng)于目前2.5年制的研究生用于研究的時(shí)間，從而保障這部分優(yōu)秀學(xué)生有充分的時(shí)間將畢業(yè)設(shè)計(jì)做的更加深入。對(duì)于成績(jī)前30%左右的學(xué)生，則可在第七學(xué)期初選題、開題，畢業(yè)設(shè)計(jì)總時(shí)長(zhǎng)為兩個(gè)學(xué)期。對(duì)于成績(jī)一般以及成績(jī)特別差的學(xué)生，采用學(xué)校統(tǒng)一安排的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間，第七學(xué)期中后期選題，第七學(xué)期末畢業(yè)設(shè)計(jì)開題，畢業(yè)設(shè)計(jì)總時(shí)長(zhǎng)保持在半年以上。而對(duì)于動(dòng)手能力特別強(qiáng)和參加各類課外科技競(jìng)賽的學(xué)生，可在第五學(xué)期完成選題，開題并將其畢業(yè)設(shè)計(jì)與競(jìng)賽結(jié)合，總時(shí)長(zhǎng)為四個(gè)學(xué)期。
2.2指導(dǎo)方式改革探索
由于教師資源相對(duì)不足，為了更好指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我系正探索指導(dǎo)方式的改革。一方面，我系2014屆和2015屆畢業(yè)生均在120人左右，而現(xiàn)有專職教師只有15人，平均每位教師指導(dǎo)8名學(xué)生。另一方面，由于自動(dòng)控制學(xué)科的發(fā)展日新月異，熱工過程自動(dòng)化也得到了快速發(fā)展，涉及的領(lǐng)域不斷延伸，幾乎包羅萬(wàn)象，不可能要求每位教師都對(duì)每個(gè)領(lǐng)域均有深入的認(rèn)識(shí)。因此，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)過程中，應(yīng)該充分發(fā)揮教研團(tuán)隊(duì)的優(yōu)勢(shì)，探索集體指導(dǎo)和個(gè)人指導(dǎo)相結(jié)合的指導(dǎo)方式尤為重要。鑒于在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生通常會(huì)遇到一系列的問題，尤其是面臨工程實(shí)際方面的問題時(shí)，感到無所適從，急盼有教師的指導(dǎo)。因此，指導(dǎo)教師每周安排一次答疑與討論，每個(gè)工作日下午安排一名教師開展集體指導(dǎo)。提前安排時(shí)間與地點(diǎn)，即時(shí)通知學(xué)生，學(xué)生既可得到指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，還可根據(jù)自己的問題，選擇相關(guān)領(lǐng)域的教師參加集體指導(dǎo)。
2.3畢業(yè)設(shè)計(jì)選題模式的探索
我校已使用畢業(yè)設(shè)計(jì)選題系統(tǒng)，先由教師命題上網(wǎng)，然后由學(xué)生上網(wǎng)選擇，每位學(xué)生可以選擇兩個(gè)題目，最后指導(dǎo)教師確認(rèn)。為了更好地因材施教，我系對(duì)選題工作進(jìn)行了探索。首先從命題上把好質(zhì)量關(guān)。要求指導(dǎo)教師分別在題目命題來源、命題類型、命題質(zhì)量等方面下功夫，并對(duì)不同層次的學(xué)生采用不同的畢業(yè)設(shè)計(jì)命題。我系成立了畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)小組，在選題期間，組織教師對(duì)命題應(yīng)在一定范圍內(nèi)進(jìn)行嚴(yán)格評(píng)審打分，只有通過評(píng)審的題目才能予以通過。對(duì)于特別優(yōu)秀的學(xué)生，尤其是保研的學(xué)生，將他們作為創(chuàng)新拔尖人才培養(yǎng)的主力，命題可以結(jié)合國(guó)家和省部級(jí)重點(diǎn)科研項(xiàng)目，從項(xiàng)目中抽取部分有一定深度和難度且?guī)в星罢靶缘恼n題，鍛煉其科研能力和動(dòng)手能力，沖刺校優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)。對(duì)于成績(jī)?cè)谇?0%左右的學(xué)生，從科研項(xiàng)目中抽取部分動(dòng)手和鍛煉工作能力較強(qiáng)的課題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與能力。對(duì)于成績(jī)一般和較差的學(xué)生，命題結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，鍛煉其在實(shí)際工作中解決問題的能力。而針對(duì)考研學(xué)生，可以選取一些相對(duì)難度較小的科研題目進(jìn)行研究，注重科研能力的訓(xùn)練與培養(yǎng)，為將來研究生的深造打好基礎(chǔ)。對(duì)于力爭(zhēng)進(jìn)入特別優(yōu)秀學(xué)生的選題，系畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)小組將組織面試考核，考核成績(jī)供命題教師參考。學(xué)生在選題期間，即時(shí)向指導(dǎo)教師匯報(bào)學(xué)習(xí)情況，命題教師根據(jù)選題學(xué)生的具體情況，選擇與命題要求相吻合的學(xué)生，確定選題學(xué)生。
2.4管理制度方面的改革
為了加強(qiáng)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的管理，根據(jù)學(xué)校與學(xué)院對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的管理規(guī)定，我系制定了管理細(xì)則，探索從制度建設(shè)方面保障畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，主要改革方面如下：
1）加強(qiáng)對(duì)學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間的管理。在畢業(yè)設(shè)計(jì)動(dòng)員大會(huì)上，畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)小組給學(xué)生闡明畢業(yè)設(shè)計(jì)的嚴(yán)肅性，明確指出畢業(yè)設(shè)計(jì)將從嚴(yán)把關(guān)，從而使得學(xué)生端正畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)態(tài)度。畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生必須在指導(dǎo)教師指定的場(chǎng)所開展工作，從而便于指導(dǎo)教師檢查與指導(dǎo)，規(guī)定學(xué)生每個(gè)工作日必須在指定場(chǎng)所，無特殊情況不得請(qǐng)假，由指定學(xué)生負(fù)責(zé)每天的考勤，系指導(dǎo)小組將不定期進(jìn)行考勤檢查，從而改變以往懶散的作風(fēng)。學(xué)生每周參與答疑，即時(shí)匯報(bào)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)展，指導(dǎo)教師將記錄每周的答疑情況。指導(dǎo)教師嚴(yán)格根據(jù)學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)評(píng)定學(xué)生的平時(shí)成績(jī)。
2）加強(qiáng)對(duì)指導(dǎo)教師的督查工作。為了督促教師積極參與畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)工作，學(xué)校與學(xué)院有教學(xué)督導(dǎo)會(huì)進(jìn)行常規(guī)的教學(xué)檢查。我系將加強(qiáng)這方面的督查，每周向?qū)W生調(diào)查指導(dǎo)教師的指導(dǎo)情況。為了充分調(diào)動(dòng)指導(dǎo)教師的積極性，將設(shè)立經(jīng)費(fèi)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)認(rèn)真負(fù)責(zé)的指導(dǎo)教師要予以獎(jiǎng)勵(lì)，為了公平起見，對(duì)于指導(dǎo)非特別優(yōu)秀學(xué)生獲得優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)的教師，系將加大力度獎(jiǎng)勵(lì)。對(duì)于指導(dǎo)不力的指導(dǎo)教師，限制下年的指導(dǎo)人數(shù)。
3）嚴(yán)格考核畢業(yè)設(shè)計(jì)過程的各個(gè)階段。為了使得學(xué)生和教師高度重視畢業(yè)設(shè)計(jì)，有必要加強(qiáng)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程各階段的考核，而不是只注重畢業(yè)設(shè)計(jì)的最后結(jié)果。將整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程分三階段進(jìn)行檢查考核：第一階段（畢業(yè)設(shè)計(jì)工作初期）：檢查師資配備和設(shè)備條件、課題審查情況及學(xué)生選題結(jié)果。第二階段（中期）：深入教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行實(shí)地檢查，通過觀察、提問，考察學(xué)生的工作狀況；了解學(xué)生對(duì)教學(xué)工作的反映；同時(shí)檢查教師的工作狀況，依據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)管理細(xì)則對(duì)教師與學(xué)生的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行打分。第三階段（后期）：這個(gè)階段重點(diǎn)抓好答辯資格審查工作與成績(jī)?cè)u(píng)定工作。學(xué)生答辯前，要進(jìn)行答辯資格審查。學(xué)生按規(guī)定時(shí)間完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，經(jīng)“審閱”、“評(píng)閱”合格后，方可參加答辯。畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)由“審閱”“評(píng)閱”“答辯”三個(gè)環(huán)節(jié)組成，各環(huán)節(jié)成績(jī)占總成績(jī)的比例分別為40%、30%、30%。由指導(dǎo)教師、評(píng)閱教師、答辯小組分別寫出評(píng)語(yǔ)并給成績(jī)，最后綜合評(píng)定學(xué)生的成績(jī)。為了避免教師擔(dān)心自己帶的學(xué)生成績(jī)偏低或答辯通不過給自己帶來麻煩，系指導(dǎo)小組將協(xié)調(diào)后續(xù)工作，使得指導(dǎo)教師能客觀評(píng)分。為了客觀公正進(jìn)行評(píng)閱，采用集體交叉盲審形式。嚴(yán)格按程序組織答辯，避免走過場(chǎng)。
3結(jié)束語(yǔ)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)管理也日趨普及。計(jì)算機(jī)輔助高等教育評(píng)估是其中一個(gè)比較新的分支，它的出現(xiàn)不僅改善了教育評(píng)估方式，而且有力地促進(jìn)了傳統(tǒng)教育評(píng)估方法向高效率、高質(zhì)量和更加準(zhǔn)確可靠的方向轉(zhuǎn)變，促進(jìn)了教育評(píng)估系統(tǒng)的改革，推動(dòng)了教育評(píng)估方法的更新。教育評(píng)估是高等教育活動(dòng)中一個(gè)非常重要的方面。而建筑工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作則是本科生培養(yǎng)中一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，做好本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)估工作，有助于改進(jìn)建筑工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)。遺憾的是，多年來對(duì)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)估工作普遍重視不夠，或者雖然重視，卻僅僅停留在定性評(píng)價(jià)的階段，缺乏準(zhǔn)確可靠的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，所有這些都不同程度地影響了本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作的質(zhì)量。在這種情況下，將計(jì)算機(jī)引人本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文）評(píng)估活動(dòng)中來，可以大大改善這種狀況。計(jì)算機(jī)具有存儲(chǔ)量大、可連續(xù)工作等特點(diǎn)，而且利用計(jì)算機(jī)處理評(píng)估材料，獲得評(píng)估結(jié)果，具有速度快、效率高、結(jié)果可靠的特點(diǎn)，只要指標(biāo)體系建立合理，計(jì)算機(jī)能不受任何人為因素的干擾，提供給教學(xué)管理人員實(shí)事求是的結(jié)果，成為他們工作中得力的助手。為此，我們開發(fā)研制了建筑工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)計(jì)算機(jī)輔助評(píng)估預(yù)測(cè)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱評(píng)估預(yù)測(cè)系統(tǒng))。
二、評(píng)估預(yù)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)研制
(一）基本原理與方法
如何實(shí)現(xiàn)評(píng)估過程從定性到定量的轉(zhuǎn)變，是開發(fā)研制該系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。我們依據(jù)高等教育評(píng)估的原理，采用模糊綜合評(píng)價(jià)的基本原理和方法，給出了建筑工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)估的量化模型，具體步驟如下：
1.建立畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文）評(píng)估指標(biāo)體系。一級(jí)指標(biāo)分為教師、學(xué)生、選題、客觀條件四個(gè)方面。各方面再細(xì)分則為二級(jí)指標(biāo)，如：教師方面分為準(zhǔn)備工作、課堂講授、出勤率、答疑情況、教學(xué)方式、教師職稱等六個(gè)方面；學(xué)生方面分為學(xué)習(xí)態(tài)度、平時(shí)成績(jī)、計(jì)算書完成情況、圖紙完成情況、創(chuàng)新情況、譯文完成情況等六個(gè)方面；選題方面分為結(jié)構(gòu)類型、課題新穎程度、計(jì)算機(jī)應(yīng)用合理程度、題目性質(zhì)、外文資料、創(chuàng)新性等六個(gè)方面；客觀條件分為設(shè)計(jì)教室、繪圖儀器及圖板、機(jī)房及出圖設(shè)施、每位教師指導(dǎo)學(xué)生人數(shù)等四個(gè)方面。
2. 設(shè)立評(píng)價(jià)等級(jí)V，V=1好(VI)，較好(V2)，—般(V3)，較差(V4)|。
3. 構(gòu)造單因素評(píng)判矩陣R，
其中，R中每一個(gè)元素rij表示第i個(gè)評(píng)價(jià)因素對(duì)第j個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度。
4. 設(shè)立各評(píng)價(jià)因素權(quán)重集A，例：一級(jí)指標(biāo)權(quán)重集八=(0_35，0.35，0.15，0_15)，八的取值可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，并依據(jù)以往各屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文）評(píng)估結(jié)果經(jīng)反復(fù)試算確定。
5.計(jì)算綜合評(píng)判矩陣
6.對(duì)各級(jí)指標(biāo)體系重復(fù)步驟
7.計(jì)算測(cè)評(píng)結(jié)果
求得最終評(píng)判矩陣B該量化模型針對(duì)畢業(yè)生總體進(jìn)行評(píng)估，評(píng)價(jià)畢業(yè)生的綜合質(zhì)量，改變了過去僅片面地對(duì)個(gè)人進(jìn)行評(píng)估的狀況。
(二）評(píng)估預(yù)測(cè)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)開發(fā)語(yǔ)言
系統(tǒng)采用流行的Windows人機(jī)交互式界面，力爭(zhēng)做到界面友好，操作方便。根據(jù)本系統(tǒng)的特點(diǎn)和具體要求，我們選用了Windows環(huán)境下的VisualBasic5.0可視化編程語(yǔ)言開發(fā)本系統(tǒng)。VisualBasic5.0是微軟公司開發(fā)的功能十分強(qiáng)大而又簡(jiǎn)單易用的可視化編程環(huán)境，編程速度快，界面質(zhì)量高，是編寫Windows應(yīng)用程序的最佳選擇。使用VisualBa?sic語(yǔ)言開發(fā)本系統(tǒng)充分體現(xiàn)了本系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)、信息快捷方便的特點(diǎn)。
(三）評(píng)估預(yù)測(cè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
在Windows操作系統(tǒng)下安裝本系統(tǒng)后，啟動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)人主菜單，依據(jù)界面提示您就可以輕松完成評(píng)估工作，系統(tǒng)主框圖如下：
三、評(píng)估預(yù)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
1. 量化評(píng)估，提前預(yù)測(cè)，動(dòng)態(tài)管理。該計(jì)算機(jī)輔助評(píng)估預(yù)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)Ξ厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作方案可能取得的效果進(jìn)行預(yù)測(cè)。教學(xué)管理人員只要依據(jù)該系統(tǒng)的提示輸人各項(xiàng)有關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作方案的參數(shù)，系統(tǒng)隨即能計(jì)算出畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作的成績(jī)，從而對(duì)各項(xiàng)工作方案的結(jié)果作出預(yù)測(cè)。通過反復(fù)改變參數(shù)——計(jì)算成績(jī)，教學(xué)管理人員就能夠發(fā)現(xiàn)各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，即哪一項(xiàng)安排對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作是有利的，如果實(shí)施下去會(huì)取得好的工作效果；哪一項(xiàng)安排對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作是不利的，實(shí)施下去必將導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作成績(jī)下滑。這種預(yù)測(cè)如果安排在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作開始之前，管理者就能有效地對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)方案進(jìn)行調(diào)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(fā)現(xiàn)由于老教授退休較多，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)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(yán)重下降，用該系統(tǒng)初步預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)整體質(zhì)量將要下滑。根據(jù)這個(gè)信息，系學(xué)術(shù)委員會(huì)馬上采取措施，對(duì)年輕教師提出更高要求：指導(dǎo)教師中講師一級(jí)必須具有碩士學(xué)歷，且應(yīng)有一定的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在課題選擇及指導(dǎo)上必須具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性，最后經(jīng)系學(xué)術(shù)委員會(huì)嚴(yán)格審查后方可上崗。再用本系統(tǒng)預(yù)測(cè)后發(fā)現(xiàn)，畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作最終得分并未降低，反而稍有提高。目前，99屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作已經(jīng)結(jié)束，最終得分的確較98屆有所提高，與系統(tǒng)預(yù)測(cè)結(jié)果吻合較好。
2. 有效監(jiān)督，對(duì)癥下藥。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文）工作進(jìn)行到中期時(shí)，系里為了加強(qiáng)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文）工作的監(jiān)督管理，一般要求安排一次中期檢查。該檢查能發(fā)現(xiàn)一些問題，但對(duì)這些問題造成的結(jié)果卻很難預(yù)知。這樣的話，發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)往往不能及時(shí)糾正，任其發(fā)展下去必將導(dǎo)致不良后果。這時(shí)，如果用該計(jì)算機(jī)輔助評(píng)估預(yù)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行一下“中期評(píng)估”，各種問題可能導(dǎo)致的結(jié)果將一覽無遺，且該系統(tǒng)會(huì)幫助教學(xué)管理人員清楚地發(fā)現(xiàn)各種導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文）工作成績(jī)偏低的原因，從而有針對(duì)性地，高效率地對(duì)缺點(diǎn)進(jìn)行糾正，對(duì)優(yōu)點(diǎn)給予肯定，保證畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作順利進(jìn)行，最終取得優(yōu)異成績(jī)。例如，99屆某老師所帶設(shè)計(jì)組，由于指導(dǎo)教師出勤率過低，中期檢查時(shí)系統(tǒng)評(píng)估預(yù)測(cè)該設(shè)計(jì)小組成績(jī)偏低，系領(lǐng)導(dǎo)馬上對(duì)指導(dǎo)教師進(jìn)行了批評(píng)教育。由于糾正及時(shí)，最終這個(gè)小組成績(jī)達(dá)到了總體平均成績(jī)。
3.總結(jié)校核，公平合理。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文）工作結(jié)束后，系里要對(duì)指導(dǎo)教師、學(xué)生的工作學(xué)習(xí)成績(jī)進(jìn)行評(píng)定。由于諸多非客觀因素的影響，結(jié)果往往難以做到公平合理。此時(shí)借助該系統(tǒng)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作的成績(jī)進(jìn)行校核評(píng)估，可使畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)成績(jī)?cè)u(píng)定1：作更加公平合理。該軟件是“誠(chéng)實(shí)的檢查官”，只要輸入的各項(xiàng)參數(shù)正確，系統(tǒng)將實(shí)事求是地予以評(píng)分，這就摒棄了人為因素的干擾。
1.工科本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)受傳統(tǒng)的教育思想的影響。
工科本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)是理論與實(shí)踐的結(jié)合，即由畢業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）兩部分組成。由于我國(guó)高校長(zhǎng)期受“知識(shí)傳授型”固有教育觀念的影響，一直沿襲閉門式的辦學(xué)模式，沒有樹立起適應(yīng)市場(chǎng)需求的辦學(xué)理念。其次是沒有設(shè)立固定的畢業(yè)實(shí)習(xí)基地，實(shí)踐環(huán)節(jié)受到校企實(shí)踐基地條件的限制，使得“知識(shí)傳授型”的教學(xué)思想占了主導(dǎo)地位，認(rèn)為高校主要是培養(yǎng)高層次、研究型的人才，而忽視了培養(yǎng)應(yīng)用型的及能解決企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)、運(yùn)行中技術(shù)難題的工程人才。
2.本科生的主體作用發(fā)揮不主動(dòng)。
工科本科生在校學(xué)習(xí)期間，對(duì)專業(yè)選擇、課程選修、參與科研項(xiàng)目、科技大賽科研團(tuán)隊(duì)及實(shí)習(xí)基地選擇等方面受到一定的限制。我校辦學(xué)常規(guī)：學(xué)校是主體，給出安排，學(xué)生是客體，按部就班的做。特別是在畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)沒有留給學(xué)生考慮自身發(fā)展、對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)提升及就業(yè)方向的自主選擇。因此，在一定程度上影響了學(xué)生主體作用的發(fā)揮，影響了人才的培養(yǎng)興趣。
3.教師的主動(dòng)性發(fā)揮存在相對(duì)短視的行為。
畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)參與專業(yè)相關(guān)的實(shí)際工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、科研項(xiàng)目。畢業(yè)設(shè)計(jì)題目可以是教師擬定的與專業(yè)相關(guān)的最新科研、設(shè)計(jì)項(xiàng)目的研究，也可以是學(xué)生感興趣的內(nèi)容。盡管高校教師都已認(rèn)識(shí)到“產(chǎn)學(xué)研”合作項(xiàng)目教學(xué)的重要性，目前也有一部分教師已在實(shí)踐，但要突破固有的執(zhí)教理念和教學(xué)方式，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)上，一些教師或因條件有限不易嘗試；或擔(dān)心失敗，在有限的時(shí)間內(nèi)完成不了科技服務(wù)項(xiàng)目而要承擔(dān)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)法律責(zé)任。其結(jié)果使得教師很少主動(dòng)地將“產(chǎn)學(xué)研”的合作理念和研究方法運(yùn)用到畢業(yè)設(shè)計(jì)中去。這些人為因素?cái)U(kuò)大了畢業(yè)設(shè)計(jì)與實(shí)際工程項(xiàng)目結(jié)合的難度，也很難迅速地將“產(chǎn)學(xué)研”項(xiàng)目、校企合作等先進(jìn)的理論與創(chuàng)新思維納入到現(xiàn)有的畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)模式當(dāng)中。
4.學(xué)校參與社會(huì)、企業(yè)合作的內(nèi)在牽動(dòng)力不足。
一方面雙方?jīng)]有充分利用現(xiàn)有的合作平臺(tái)，目前高校普遍存在運(yùn)行成本大、費(fèi)用高、畢業(yè)生就業(yè)難的情況，學(xué)校要進(jìn)行深入、大力度的體制改革，需要國(guó)家教育政策的支持，學(xué)校認(rèn)為發(fā)展高等教育和培養(yǎng)人才所需的經(jīng)費(fèi)更多的是政府行為，自我發(fā)展少、風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)較強(qiáng)。另一方面，由于我國(guó)不同的行業(yè)、不同的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，許多產(chǎn)業(yè)仍然是勞動(dòng)密集型，企業(yè)主動(dòng)和學(xué)校合作培養(yǎng)人才積極性不高，企業(yè)參與度不夠。而學(xué)校在教學(xué)任務(wù)飽滿、科研任務(wù)重的情況下，提升高校服務(wù)社會(huì)的功能、謀求自身發(fā)展的主動(dòng)性不強(qiáng)烈。
5.工程實(shí)踐教育場(chǎng)所缺少。
“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)———應(yīng)用型工程師，要求在本專業(yè)方向有一定的實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，這就顯現(xiàn)了教學(xué)型工科大學(xué)存在實(shí)踐場(chǎng)地有限、資金匱乏等問題，大學(xué)生很難在校內(nèi)擁有穩(wěn)定的實(shí)習(xí)實(shí)踐場(chǎng)所。
二、工科本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革的思路和途徑
1.教學(xué)改革的目標(biāo)。
建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的任務(wù)是以建筑為主要對(duì)象，在充分利用自然能源的基礎(chǔ)上，采用人工環(huán)境與能源利用工程技術(shù)去創(chuàng)造適合人類生活與工作的舒適、健康、節(jié)能、環(huán)保的建筑環(huán)境和滿足產(chǎn)品生產(chǎn)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)要求的工藝環(huán)境，以及特殊應(yīng)用領(lǐng)域的人工環(huán)境。針對(duì)本專業(yè)的特征，在教學(xué)改革方面提出了實(shí)施工程教育、突出工程訓(xùn)練、培養(yǎng)工程意識(shí)與綜合能力，為企業(yè)培養(yǎng)在工業(yè)一線生產(chǎn)工作、在工程技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域具有特長(zhǎng)的工程師和工程技術(shù)人員。
2.教學(xué)改革的思路。
以本專業(yè)教學(xué)改革目標(biāo)為準(zhǔn)繩進(jìn)行了培養(yǎng)方案的修訂，將七個(gè)學(xué)期的學(xué)分分配為：第一學(xué)期22學(xué)分、第二學(xué)期29.5學(xué)分、第三學(xué)期30學(xué)分、第四學(xué)期22.5學(xué)分、第五學(xué)期14學(xué)分、第六學(xué)期14學(xué)分、第七學(xué)期13學(xué)分、第八學(xué)期畢業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)。第七學(xué)期課程比較少，我們嘗試在第七學(xué)期后半段進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的開題工作，同時(shí)加快專業(yè)課程進(jìn)度。在課程結(jié)束與畢業(yè)設(shè)計(jì)開始之前，進(jìn)行兩個(gè)月的畢業(yè)實(shí)習(xí)，讓學(xué)生帶著設(shè)計(jì)專題體驗(yàn)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行過程。通過參與多項(xiàng)工程類課題，讓學(xué)生對(duì)企業(yè)目前工程環(huán)節(jié)的難題有一個(gè)初步的了解，利用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，學(xué)生可以確立自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)研究方向。在第3~6學(xué)期也就是大二、大三階段，學(xué)生可以參加教師工程類科研課題，承擔(dān)基礎(chǔ)科研任務(wù)，熟悉企業(yè)的管理、工藝環(huán)節(jié)，作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期工作，完成部分畢業(yè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)章節(jié)。大四階段，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)做最后設(shè)計(jì)方案的修改，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。這種教學(xué)日程安排，既增加了實(shí)踐教學(xué)比例，著重強(qiáng)調(diào)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)以工程實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向或與學(xué)科發(fā)展前沿緊密結(jié)合，讓學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠盡量的貼近實(shí)際，并具有一定的深度和廣度，同時(shí)也有利于教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)與質(zhì)量監(jiān)控。
3.教學(xué)改革的途徑。
超寬帶（UWB，Ultra Wide Band）無線技術(shù)在無線電通信、雷達(dá)、跟蹤、精確定位、成像、武器控制等眾多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，因此被認(rèn)為是未來幾年電信熱門技術(shù)之一。1990年，美國(guó)國(guó)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(guó)軍方和政府部門的重視。2002年4月，美國(guó)FCC通過了超寬帶技術(shù)的商用許可，超寬帶無線通信在民用領(lǐng)域開始受到普遍關(guān)注。目前“超寬帶”的定義只是針對(duì)信號(hào)頻譜的相對(duì)帶寬（或絕對(duì)帶寬）而言，沒有界定的時(shí)域波形特征。因此，有多種方式產(chǎn)生超寬帶信號(hào)。其中，最典型的方法是利用納秒級(jí)的窄脈沖（又稱為沖激脈沖）的頻譜特性來實(shí)現(xiàn)[1]。
超寬帶無線電是對(duì)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(jí)的窄脈沖作為信息載體。其信號(hào)產(chǎn)生、調(diào)制解調(diào)、信號(hào)隱蔽性、系統(tǒng)處理增益等方面，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，尤其是能夠在密集的多徑環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高速傳輸。由于脈沖持續(xù)時(shí)間很短，多徑分量在時(shí)域上不易重疊，多徑分辨能力高，通過先進(jìn)的多徑分離技術(shù)或瑞克接收機(jī)，可以充分利用多徑分量。
目前，典型的超寬帶無線通信調(diào)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(diào)制技術(shù)，主要討論TH-PPM、TH-PAM的基本原理，并且對(duì)比調(diào)制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，性能的好壞，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)的仿真，從仿真圖中較清楚的研究調(diào)制方式，從而得出正確的結(jié)論，細(xì)致的研究超寬帶無線通信中的調(diào)制技術(shù)。
關(guān)鍵字：超寬帶 調(diào)制方式 PPM調(diào)制 PAM調(diào)制 OFDM調(diào)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(shù)領(lǐng)域極大的重視。超寬帶通信技術(shù)以其傳輸速率高、抗多徑干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)成為短距離無線通信極具競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展前景的技術(shù)之一。FCC(美國(guó)通信委員會(huì)) 對(duì)超寬帶系統(tǒng)的最新定義是:相對(duì)帶寬(在- 10dB 點(diǎn)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(xiàn)有的無線電系統(tǒng)比較，在花費(fèi)更小的制造成本的條件下，能夠做到更高的數(shù)據(jù)傳輸速率(100～500MbPs) 、更強(qiáng)的抗干擾能力(處理增益50dB 以上) ，同時(shí)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(nèi)) 。
2.2 UWB基本原理
發(fā)射超寬帶(UWB) 信號(hào)最常用和最傳統(tǒng)的方法是發(fā)射一種時(shí)域上很短(占空比低達(dá)0. 5 %) 的沖激脈沖。這種傳輸技術(shù)稱為“沖擊無線電( IR) ”.UWB - IR 又被稱為基帶無載波無線電，因?yàn)樗幌駛鹘y(tǒng)通信系統(tǒng)中使用正弦波把信號(hào)調(diào)制到更高的載頻上，而是用基帶信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)天線輸出的[6];由信息數(shù)據(jù)對(duì)脈沖進(jìn)行調(diào)制，同時(shí)，為了形成所產(chǎn)生信號(hào)的頻譜而用偽隨即序列對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行編碼。因此沖擊脈沖和調(diào)制技術(shù)就是超寬帶的兩大關(guān)鍵所在。
2.2.1 脈沖信號(hào)
從本質(zhì)上講，產(chǎn)生脈沖寬度為納秒級(jí)的信號(hào)源是UWB 技術(shù)的前提條件。目前產(chǎn)生脈沖信號(hào)源的方法有兩類: ①光電方法，基本原理是利用光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通瞬間的陡峭上升沿獲得脈沖信號(hào)。由于作為激發(fā)源的激光脈沖信號(hào)可以有很陡的前沿，所以得到的脈沖寬度可達(dá)到皮秒(10 - 12 ) 量級(jí)。另外，由于光導(dǎo)開關(guān)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(dǎo)通瞬間，電流呈“雪崩”式迅速增長(zhǎng)，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(shè)計(jì)中，采用多個(gè)晶體管串行級(jí)聯(lián)，使用并行同步觸發(fā)的方式，加快了雪崩過程，從而達(dá)到進(jìn)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(shí)域和頻域數(shù)學(xué)模型分別表示為:
(2-1)
(2-2)
單周期脈沖的寬度在納秒級(jí)(0. 1～1. 5ns) ，重復(fù)周期為25～1000ns ，具有很寬的頻譜，如圖2-1 所示。實(shí)際通信中使用的是一長(zhǎng)串的脈沖，由于時(shí)域中信號(hào)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(xiàn)了強(qiáng)烈的能量尖峰。這些尖峰將會(huì)對(duì)信號(hào)構(gòu)成干擾，通過數(shù)據(jù)信息和偽隨機(jī)碼來進(jìn)行編碼P調(diào)制，改變脈沖與脈沖間的時(shí)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(shí)間域和頻率域的表示
2.2.2 UWB的調(diào)制技術(shù)
超寬帶系統(tǒng)中信息數(shù)據(jù)對(duì)脈沖的調(diào)制方法可以有多種。脈沖位置調(diào)制( PPM) 和脈沖幅度調(diào)制(PAM) 是UWB 最常用的兩種調(diào)制方式。通常UWB信號(hào)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(shí)延。
a PAM- UWB
PAM是一種通過改變那些基于需傳輸數(shù)據(jù)的傳輸脈沖幅度的調(diào)制技術(shù)。在PAM調(diào)制系統(tǒng)中，一系列的脈沖幅度被用來代表需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。任何形狀的脈沖都是通過其幅度調(diào)制使傳輸數(shù)據(jù)在{ - 1 ， + 1}之間變化(對(duì)于雙極性信號(hào)) 或在M 個(gè)值之間變化(對(duì)于M 元PAM) 。增加傳輸脈沖所占的帶寬或減少脈沖重復(fù)頻率，都可以增加一個(gè)固定平均功率譜密度的UWB 系統(tǒng)所能達(dá)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(diào)制(PAM)的超寬帶信號(hào)波形如下:[4]
(2-4)
其中， dj 是信息序列， Tf 是脈沖重復(fù)周期。根據(jù)dj 的不同取值， 可將PAM調(diào)制方式分為以下三種:
（1） OOK(發(fā)送數(shù)據(jù)為1 ，UWB 信號(hào)的幅度為1 ;發(fā)送數(shù)據(jù)為0 ，UWB 信號(hào)的幅度為0) ;
（2）PPAM(發(fā)送數(shù)據(jù)為1 ，UWB 信號(hào)的幅度為β1 ;發(fā)送數(shù)據(jù)為0 ，UWB 信號(hào)的幅度為β2) ;
（3）BPSK(發(fā)送數(shù)據(jù)為1 ，UWB 信號(hào)的幅度為1 ;發(fā)送數(shù)據(jù)為0 ，UWB 信號(hào)的幅度為- 1) 。
對(duì)于這三種方式，在超寬帶的PAM調(diào)制方式中多采用BPSK方式。
b PPM- UWB
脈沖位置調(diào)制(PPM) 又稱時(shí)間調(diào)制(TM) ，是用每個(gè)脈沖出現(xiàn)的位置落后或超前某一標(biāo)準(zhǔn)或特定時(shí)刻來表示某個(gè)特定信息的[3]。二進(jìn)制PPM 是超寬帶無線通信系統(tǒng)經(jīng)常使用的一種調(diào)制方法，相對(duì)其它調(diào)制方法來說也是較早使用的一種方法。采用PPM的一個(gè)重要原因是它能夠使用零相差的相關(guān)接收機(jī)來接收檢測(cè)信號(hào)，而這種接收機(jī)有著非常好的性能。采用脈沖位置調(diào)制( PPM) 的超寬帶信號(hào)波形如下:
(2-5)
其中， dj 取0 或1 ，δ為調(diào)制因子， 與脈沖寬度Tm (1/Tf ) 是一個(gè)數(shù)量級(jí)。當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)為1 時(shí)脈沖就會(huì)相應(yīng)滯后一個(gè)時(shí)延δ。
圖2-2 給出了上述四種調(diào)制方法的信號(hào)波形圖，對(duì)這四種調(diào)制方式給出了一個(gè)比較直觀的描述。
除了這些對(duì)脈沖的調(diào)制方法外，用偽隨機(jī)碼或偽隨機(jī)噪聲(PN) 對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行編碼以得到所產(chǎn)生信號(hào)的頻譜時(shí)，根據(jù)編碼的不同即擴(kuò)頻和多址技術(shù)不同，超寬帶系統(tǒng)又被分為跳時(shí)的超寬帶系統(tǒng)(TH - UWB) 、直擴(kuò)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(diào)制方式的信號(hào)波形[4]
2.3 UWB 技術(shù)特點(diǎn)
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(shù)特點(diǎn)[4]:
(1)系統(tǒng)容量大。香農(nóng)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)功率上升所帶來的效應(yīng)，這一點(diǎn)也正是提出超寬帶技術(shù)的理論機(jī)理。超寬帶無線電系統(tǒng)用戶數(shù)量大大高于3G系統(tǒng)。
(2)高速的數(shù)據(jù)傳輸。UWB 系統(tǒng)使用上GHz 的超寬頻帶，根據(jù)香農(nóng)信道容量公式，即使把發(fā)送信號(hào)功率密度控制得很低，也可以實(shí)現(xiàn)高的信息速率。一般情況下，其最大數(shù)據(jù)傳輸速度可以達(dá)到幾百M(fèi)bps～1Gbps。
(3)多徑分辨能力強(qiáng)。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(hào)在時(shí)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(hào)的能量。實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)常規(guī)無線電信號(hào)多徑衰落深達(dá)10～30dB 的多徑環(huán)境，UWB 信號(hào)的衰落最多不到5dB。
(4)隱蔽性好。因?yàn)閁WB 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(shè)備對(duì)于其他設(shè)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(nèi)和地下進(jìn)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(nèi)。與GPS 提供絕對(duì)地理位置不同，超短脈沖定位器可以給出相對(duì)位置， 其定位精度可達(dá)厘米級(jí)。
(6)抗干擾能力強(qiáng)。UWB 擴(kuò)頻處理增益主要取決于脈沖的占空比和發(fā)送每個(gè)比特所用的脈沖數(shù)。UWB 的占空比一般為0. 01～0. 001 ，具有比其它擴(kuò)頻系統(tǒng)高得多的處理增益，抗干擾能力強(qiáng)。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(jī)沒有本振、功放、鎖相環(huán)( PLL) 、壓控振蕩器(VCO) 、混頻器等， 因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備成本將很低。由于UWB 信號(hào)無需載波，而是使用間歇的脈沖來發(fā)送數(shù)據(jù)，脈沖持續(xù)時(shí)間很短，一般在0. 20ns～1. 5ns之間，有很低的占空因數(shù)，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(lán)牙技術(shù)的十分之一[10]。盡管如此，UWB 在技術(shù)上面臨一定的挑戰(zhàn)， 還有諸多技術(shù)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(diǎn)，建立信道模型，解決多徑傳播;需要進(jìn)一步研究高速脈沖信號(hào)的生成、處理等技術(shù);研究新的調(diào)制技術(shù)，進(jìn)一步降低收發(fā)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度等。
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2.4 UWB發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成框圖
2.4.1 UWB發(fā)射機(jī)組成框圖
UWB發(fā)射機(jī)直接發(fā)送納秒級(jí)脈沖來傳輸數(shù)據(jù)而不需使用載波電路。所以，UWB發(fā)射機(jī)比現(xiàn)有的無線發(fā)射設(shè)備要簡(jiǎn)單得多。TH-UWB發(fā)射機(jī)組成框圖如圖2-3所示[5]。
圖2-3 UWB發(fā)射機(jī)組成框圖
調(diào)制后的數(shù)據(jù)與偽碼產(chǎn)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(chǎn)生的時(shí)延控制脈沖信號(hào)發(fā)生器的發(fā)送時(shí)刻，脈沖信號(hào)發(fā)生器輸出的UWB信號(hào)由天線輻射出去。脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路的一個(gè)關(guān)鍵部分是天線，它的作用相當(dāng)于一個(gè)濾波器。
2.4.2 UWB接收機(jī)組成框圖
TH-UWB接收機(jī)采用相關(guān)接收方式，接收機(jī)框圖如圖4所示。圖4中虛線內(nèi)的部分是相關(guān)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(jī)與發(fā)射機(jī)類似，兩者的區(qū)別在于接收機(jī)的基帶信號(hào)處理器從取樣/保持電路中解調(diào)數(shù)據(jù)，基帶信號(hào)處理器的輸出控制可編程時(shí)延電路，為可編程時(shí)延電路提供定時(shí)跟蹤信號(hào)，保證相關(guān)器正確解調(diào)出數(shù)據(jù)。
圖2-4 UWB接收機(jī)組成框圖
2.5 UWB 技術(shù)的應(yīng)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(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢(shì)，最大可以提供高達(dá)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(shù)優(yōu)勢(shì)非常明顯，如表1 所示。現(xiàn)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(nèi)打破了這一限制，UWB 的應(yīng)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(jié)束語(yǔ)
無線通信已經(jīng)迅速滲入我們的生活當(dāng)中，對(duì)容量不斷增長(zhǎng)的要求需要一種不對(duì)現(xiàn)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(shù)對(duì)于無線短距離的高速數(shù)據(jù)通信是非常有競(jìng)爭(zhēng)力的，隨著研究的深入，憑借多方面的優(yōu)勢(shì)，它將在很多領(lǐng)域占有一席之地。特別是短距離傳輸?shù)暮?G領(lǐng)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
家庭和辦公室互連
筆記本、臺(tái)式電腦、掌上電腦、因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)
無線電視、DVD ， 高速因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)
3 MATLAB 軟件工具介紹
3.1 MATLAB語(yǔ)言的概述
MATLAB是一種科學(xué)計(jì)算軟件，適用于工程應(yīng)用各領(lǐng)域的分析設(shè)計(jì)與復(fù)雜計(jì)算，它使用方便，輸入簡(jiǎn)捷，運(yùn)算高效且內(nèi)容豐富，很容易由用戶自行擴(kuò)展。因此，它已成為大學(xué)教學(xué)和科學(xué)研究中最常用且必不可少的工具。
MATLAB是“矩陣實(shí)驗(yàn)室”（MATrix LABoratoy）的縮寫，它是一種以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)的交互式程序語(yǔ)言，著重針對(duì)科學(xué)計(jì)算、工程計(jì)算和繪圖的需求。與其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相比，其特點(diǎn)是簡(jiǎn)潔和智能化，適應(yīng)科技專業(yè)人員的思維方式和書寫習(xí)慣，使得編程和調(diào)試效率大大提高。它用解釋方式工作，鍵入程序立即得出結(jié)果，人機(jī)交互性能好，為科技人員所樂于接受。特別是它可適應(yīng)多種平臺(tái)，并且隨計(jì)算機(jī)硬、軟件的更新而用時(shí)升級(jí)。因而，MATLAB語(yǔ)言是數(shù)值計(jì)算用得最頻繁的電子信息類學(xué)科工具。它大大提高了課程教學(xué)、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(guó)的Cleve Moler博士在New Mexico大學(xué)講授線性代數(shù)課程時(shí)，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用其他高級(jí)語(yǔ)言編程極為不便，便構(gòu)思并開發(fā)了MATLAB（MATrix LABoratory，矩陣實(shí)驗(yàn)室），它是集命令翻譯、科學(xué)計(jì)算于一身的一套交互式軟件系統(tǒng)，經(jīng)過在該大學(xué)進(jìn)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(shù)軟件包LINPACK和特征計(jì)算軟件包EISPACK中的子程序?yàn)榛A(chǔ)發(fā)展而成的一種開放型程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，其基本的數(shù)據(jù)單元是一個(gè)維數(shù)不加限制的矩陣，這就允許用戶可以根據(jù)數(shù)值計(jì)算問題的復(fù)雜程序，對(duì)問題進(jìn)行分段甚至逐句編程處理，顯然這與C、FORTRAN等傳統(tǒng)高級(jí)語(yǔ)言完全不同。在MATLAB下，矩陣的運(yùn)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(yīng)用范圍越來越廣泛，Moler博士等一批數(shù)學(xué)家與軟件專家組建了名為MathWorks的軟件開發(fā)公司，專門擴(kuò)展并改進(jìn)MATLAB。
為了準(zhǔn)確地把一個(gè)控制系統(tǒng)的復(fù)雜模型輸入給計(jì)算機(jī)，然后對(duì)之進(jìn)行進(jìn)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(gè)明顯的功能：仿真與連接，亦即可以利用鼠標(biāo)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(duì)系統(tǒng)直接進(jìn)行仿真。很明顯，這種做法使得一個(gè)很復(fù)雜系統(tǒng)的輸入變得相當(dāng)容易。SIMULINK的出現(xiàn)，更使得MATLAB的控制系統(tǒng)的仿真與其在CAD中的應(yīng)用打開了嶄新的局面。
3.3 MATLAB語(yǔ)言的特點(diǎn)
MATLAB語(yǔ)言有以下特點(diǎn)。
(1) 起點(diǎn)高
每個(gè)變量代表一個(gè)矩陣，以矩陣運(yùn)算見長(zhǎng)。當(dāng)前的科學(xué)計(jì)算中，幾乎無處不用矩陣運(yùn)算，這使它的優(yōu)勢(shì)得到了充分的體現(xiàn)。
(2) 人機(jī)界面適合科技人員
MATLAB的語(yǔ)言規(guī)則與筆算式相似。MATLAB的程序與科技人員的書寫習(xí)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(shù)無需定義。MATLAB不必有階數(shù)定義，輸入數(shù)據(jù)的行列數(shù)就決定了它的階數(shù)。鍵入算式立即得到結(jié)果，無需編譯。MATLAB是以解釋方式工作的，即它對(duì)每條語(yǔ)句解釋后立即執(zhí)行，若有錯(cuò)誤也立即做出反應(yīng)，便于編程者立即改正。這些都大大減輕了編程和調(diào)試的工作量。
(3) 強(qiáng)大而簡(jiǎn)易的做圖功能
能根據(jù)輸入數(shù)據(jù)自動(dòng)確定坐標(biāo)繪圖，能規(guī)定多種坐標(biāo)系，（極坐標(biāo)系、對(duì)數(shù)坐標(biāo)系等），能繪制三維坐標(biāo)中的曲線和曲面，可設(shè)置不同顏色、線型、視角等。如果數(shù)據(jù)齊全，通常只需一條命令即可出圖。
(4) 智能化程度高
繪圖時(shí)自動(dòng)選擇坐標(biāo)，大大方便了用戶；做數(shù)值積分時(shí)自動(dòng)按精度選擇步長(zhǎng)；自動(dòng)檢測(cè)和顯示程序錯(cuò)誤的能力強(qiáng)，易于調(diào)試。
(5) 功能豐富，可擴(kuò)展性強(qiáng)
MATLAB軟件包括基本部分和專業(yè)擴(kuò)展兩大部分。
基本部分包括矩陣的運(yùn)算和各種變換、代數(shù)和超越方程的求解、數(shù)據(jù)處理和傅立葉變換及數(shù)值積分等等?？梢猿浞譂M足大學(xué)理工科學(xué)生的計(jì)算需要。
擴(kuò)展部分稱為工具箱。它實(shí)際上是用MATLAB的基本語(yǔ)句編成的各種子程序集，用于解決某一方面的專門問題，或?qū)崿F(xiàn)某一類的新算法?，F(xiàn)在已經(jīng)有控制系統(tǒng)、信號(hào)處理、圖像處理、系統(tǒng)辨識(shí)、模糊集合、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)及小波分析等工具箱，并且向公式推導(dǎo)、系統(tǒng)仿真和實(shí)時(shí)運(yùn)行等領(lǐng)域發(fā)展。
MATLAB的核心內(nèi)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(yǔ)句編寫的。
3.4 MATLAB仿真
通過利用所學(xué)的理論知識(shí)，建立一個(gè)完整、準(zhǔn)確的需求說明，清楚、準(zhǔn)確地提出仿真試驗(yàn)所要解決的問題。
對(duì)所提出的仿真系統(tǒng)給出詳細(xì)定義，明確系統(tǒng)中的模塊、系統(tǒng)構(gòu)成、模塊之間的相互關(guān)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(dá)到的目標(biāo)。
根據(jù)仿真系統(tǒng)分析的結(jié)果，確定系統(tǒng)中的參數(shù)、變量及其互之間的關(guān)系，并以數(shù)學(xué)形式將這些關(guān)系描述出來，從而構(gòu)成仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)建模是系統(tǒng)仿真中最關(guān)鍵的一步，所建立的數(shù)學(xué)模型必須盡可能準(zhǔn)確地反映所關(guān)心的真實(shí)系統(tǒng)的特性，而又不能過于復(fù)雜，以免降低模型的效率，增加不必要的計(jì)算過程，即建模需要根據(jù)求解問題的要求，在模型的近似程度與復(fù)雜程度之間折中。電子與通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型通常以方框圖形式或數(shù)學(xué)方程形式來表達(dá)。
根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型所需要的數(shù)據(jù)元素，收集與模型系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)學(xué)模型建立系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真模型，收集數(shù)據(jù)，確定其中各子模塊的結(jié)構(gòu)，輸入輸出接口，輸入輸出的數(shù)據(jù)表達(dá)形式，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式等。然后編制相應(yīng)的程序流程，用MATLAB語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。
仿真模型驗(yàn)證的目的是確定計(jì)算機(jī)仿真模型是否準(zhǔn)確表達(dá)了數(shù)學(xué)模型。仿真模型驗(yàn)證通常的方法是將數(shù)學(xué)模型的解析結(jié)果（或理論結(jié)果）與仿真所得到的數(shù)值結(jié)果相比較來完成的；或通過已知的系統(tǒng)輸入輸出結(jié)果，對(duì)比在相同條件下的系統(tǒng)仿真結(jié)果來驗(yàn)證仿真模型的正確性。
關(guān)鍵詞：工科；畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）；質(zhì)量；措施
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）33-0136-02
一、工科畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性與內(nèi)容
工科畢業(yè)設(shè)計(jì)屬于集中性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一，實(shí)施時(shí)間為大四學(xué)年第二學(xué)期，占整個(gè)大學(xué)時(shí)間的八分之一，其重要性不言而喻。從教師的角度來說，畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生在整個(gè)大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)的測(cè)試與考評(píng)；從學(xué)生的角度來說，是將自己所掌握的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行融合的過程，再通過畢業(yè)答辯的形式向老師進(jìn)行匯報(bào)，可以認(rèn)為是大學(xué)期間的最重要最全面的一次考試，同時(shí)更是一次知識(shí)的融合與提高的過程。
工科畢業(yè)設(shè)計(jì)的主題一般以指導(dǎo)教師的研究方向和科研項(xiàng)目為基礎(chǔ)，為學(xué)生提供多個(gè)可以自由選擇的課題。課題性質(zhì)一般可分為實(shí)踐類和科研類兩大類，其中，前者所占比例遠(yuǎn)大于后者。
二、工科畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在的問題
自2001年教育部印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》，國(guó)家明確要求提高本科畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量開始，全國(guó)各大高校均已在多個(gè)環(huán)節(jié)上加大了控制力度。然而，仍然有些問題以及新出現(xiàn)的問題值得關(guān)注，我們可以從畢業(yè)論文與畢業(yè)答辯兩個(gè)方面分別進(jìn)行總結(jié)。
1.內(nèi)容過于陳舊或選題偏離專業(yè)。前者是多年來畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容完全沒有變化，找不到任何創(chuàng)新點(diǎn)；后者是為了響應(yīng)各高校均提高畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的新穎性、內(nèi)容的創(chuàng)新性的要求，指導(dǎo)老師和學(xué)生在選題時(shí)過多地考慮“創(chuàng)新”，而出現(xiàn)了部分學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)偏離本專業(yè)這樣過猶不及的現(xiàn)象。
2.論文部分存在抄襲現(xiàn)象。在信息化高度發(fā)展的今天，信息資源的獲取變得較為容易，學(xué)生的論文中有的章節(jié)（或圖紙）率達(dá)到百分之八十。再如英文翻譯部分，部分同學(xué)只是簡(jiǎn)單借助網(wǎng)絡(luò)或翻譯軟件進(jìn)行作業(yè)，經(jīng)常出現(xiàn)一些啼笑皆非的情況。
3.資料收集與文獻(xiàn)綜述寫作能力欠缺。無論是繼續(xù)深造還是企業(yè)就職，資料收集與整理都是相當(dāng)重要的技能。學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)綜述理解的是否透徹、掌握的是否全面，直接影響和決定了其后實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)的進(jìn)展快慢和質(zhì)量高低。實(shí)際上，多數(shù)學(xué)生使用百度等搜索頁(yè)面而非專業(yè)的科技論文數(shù)據(jù)庫(kù)，或者是所搜集的資料多與論文主體內(nèi)容相去甚遠(yuǎn)。在文獻(xiàn)綜述的寫作上，也存在著層次不明、歸納不清、語(yǔ)言口語(yǔ)化等問題。
4.論文主體內(nèi)容（設(shè)計(jì)計(jì)算部分）質(zhì)量不高。具體表現(xiàn)為：（1）主體部分工作量不夠：頁(yè)數(shù)占論文總頁(yè)數(shù)比例較小，有的只能占到四分之一不到。（2）邏輯混亂：有些計(jì)算完了就放置下來，后面沒有任何使用的說明。（3）圖紙?jiān)O(shè)計(jì)混亂：以建筑環(huán)境與能源工程專業(yè)為例，圖紙中管道排列混亂，樓層之間縱向管道對(duì)應(yīng)不上，管徑選擇上存在明顯錯(cuò)誤，沒有看懂建筑圖紙就將設(shè)備胡亂放置等問題頻出。
5.英文翻譯敷衍、水平不高。作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一，以考察畢業(yè)生專業(yè)英語(yǔ)水平與英文文獻(xiàn)翻譯能力為目標(biāo)，英文文獻(xiàn)的閱讀與翻譯相當(dāng)重要，但在畢業(yè)答辯中無法體現(xiàn)，也并沒有真正納入到畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)分當(dāng)中。也正因如此，指導(dǎo)教師和學(xué)生在有限的時(shí)間和精力里總是選擇犧牲掉這一部分，很多學(xué)生的翻譯存在詞不達(dá)意、語(yǔ)句不通。而這其中，不乏英語(yǔ)很好的學(xué)生。
三、原因分析
（一）學(xué)生重視程度不足
這是本科畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量難以提高的根本原因。由于我國(guó)高校畢業(yè)生普遍存在“嚴(yán)進(jìn)寬出”的現(xiàn)象，導(dǎo)致部分學(xué)生存在著“反正都能畢業(yè)”的僥幸心理；再者，在由于畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定中存在著“考研成功者優(yōu)先”這種慣例，而優(yōu)秀比例又小于考上研究生的比例，因此很多沒有考研或者因目標(biāo)較高復(fù)試失手的優(yōu)秀學(xué)生認(rèn)為“反正拿不到優(yōu)秀，湊合一下就行”。在這兩種心理的影響下，畢業(yè)生中常出現(xiàn)以下情況：（1）常以各種借口缺席指導(dǎo)教師組織的討論、檢查和指導(dǎo)；（2）在設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過程中，缺乏主觀能動(dòng)性而只是敷衍完成工作。
（二）指導(dǎo)教師與教學(xué)資源相對(duì)不足
我國(guó)專任教師人數(shù)增長(zhǎng)率低于畢業(yè)生的增長(zhǎng)率，其結(jié)果表現(xiàn)為：2000年每個(gè)教師平均指導(dǎo)畢業(yè)生2.05人畢業(yè)生，而2014年則增長(zhǎng)為3.11人。況且事實(shí)上遠(yuǎn)非如此，排除每年都有的因進(jìn)修、國(guó)外訪學(xué)等無法指導(dǎo)畢業(yè)生的部分教師，每個(gè)教師實(shí)際指導(dǎo)的畢業(yè)生數(shù)是大于平均數(shù)的，有的專業(yè)個(gè)別指導(dǎo)教師最多甚至能帶十多個(gè)畢業(yè)生。指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)需要付出很大的心力，而每個(gè)指導(dǎo)教師本身都有著并不輕松的日常教學(xué)和科研任務(wù)，在這種情況下指導(dǎo)多名畢業(yè)生就很難保證質(zhì)量了。再者，工科的畢業(yè)設(shè)計(jì)需要一定量的實(shí)驗(yàn)甚至是實(shí)習(xí)進(jìn)行支撐，實(shí)驗(yàn)設(shè)備、耗材以及實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的增加也跟不上畢業(yè)生的增加，這也極大地影響了畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。
（三）時(shí)間不夠
按照本科生培養(yǎng)計(jì)劃的安排，畢業(yè)設(shè)計(jì)的持續(xù)時(shí)間約為16周。這期間，學(xué)生需要完成資料查找、數(shù)據(jù)整理、工程計(jì)算、十多張圖紙繪制（有些工科專業(yè)是大量的實(shí)驗(yàn)）、英文翻譯、論文撰寫等工作。同時(shí)，第八學(xué)期往往是學(xué)生外出找工作的高峰期，或者是學(xué)生考研復(fù)試的集中期，去除找工作或復(fù)試的時(shí)間，畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)際時(shí)間就變得非常有限了。在這種情況下，學(xué)生紛紛表示疲于應(yīng)付，要想提交一份較高質(zhì)量的畢業(yè)論文，無疑太過勉強(qiáng)。
（四）環(huán)境影響
受高校擴(kuò)招的影響，我國(guó)每年本科畢業(yè)生已經(jīng)達(dá)到三百多萬(wàn)，給就業(yè)市場(chǎng)帶來了極大的壓力，“就業(yè)難”成為每個(gè)本科畢業(yè)生的心頭巨石。在這種情況下，找工作成為畢業(yè)生的頭等大事，在工作定下來之前，學(xué)生們往往難以靜下心來進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)；還有不少學(xué)生選擇從事的職業(yè)并非所學(xué)專業(yè)，這部分同學(xué)對(duì)待畢業(yè)設(shè)計(jì)的態(tài)度就可想而知了。再者，考研在一定程度上緩解了就業(yè)壓力，但是由于復(fù)試安排在第八學(xué)期，學(xué)生們同樣會(huì)把復(fù)試放在一切之首，在學(xué)生之間流傳著“只要復(fù)試成功，畢業(yè)設(shè)計(jì)的分?jǐn)?shù)就不會(huì)太低”這樣一種說法。在這種大環(huán)境下，再加上由于就業(yè)、研究生復(fù)試等原因引起的情緒波動(dòng)，畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量難以提高似乎就成為順理成章的事情了。
四、提高工科畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的措施和建議
（一）加強(qiáng)日常教學(xué)管理，切實(shí)提高教學(xué)水平
相較于“教”，畢業(yè)設(shè)計(jì)更貼近“考”的過程。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)課程的綜合性測(cè)試，考的是學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握、知識(shí)融合的程度以及思維總結(jié)等多方面能力。也就是說，決定論文質(zhì)量的諸多因素均是在大學(xué)期間學(xué)習(xí)或培養(yǎng)的，要想真正提高畢業(yè)論文質(zhì)量只有從學(xué)生進(jìn)入大學(xué)校園的那一刻開始抓起、從日常教學(xué)開始抓起。
（二）嚴(yán)格指導(dǎo)教師制度，增大實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)投入
1.設(shè)置每個(gè)指導(dǎo)教師所負(fù)責(zé)的畢業(yè)生人數(shù)上限，最大限度地保證指導(dǎo)質(zhì)量。
2.采取博士生和優(yōu)秀高年級(jí)研究生分擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)方法，并明文確定指導(dǎo)資格。這既可以在一定程度上緩解指導(dǎo)教師緊缺的現(xiàn)象，又可以鍛煉博士生與研究生，同時(shí)還能給他們的就業(yè)增加砝碼。唯一需要慎重的就是必須有明確的標(biāo)準(zhǔn)，不符合標(biāo)準(zhǔn)的人選堅(jiān)決不能用。
3.學(xué)校盡可能地?cái)D出經(jīng)費(fèi)用于增大畢業(yè)實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)的投入，同時(shí)向有關(guān)部門申請(qǐng)?jiān)黾咏逃?jīng)費(fèi)。
（三）嚴(yán)格畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，做到畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)實(shí)事求是
1.對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)，也應(yīng)增設(shè)考勤環(huán)節(jié)，并計(jì)入平時(shí)分。
2.對(duì)于英文翻譯，從思想上要給予足夠地重視。建議可以減少對(duì)英文文獻(xiàn)的字?jǐn)?shù)要求，從提高翻譯質(zhì)量的角度多做要求，將英文文獻(xiàn)翻譯工作也納入評(píng)分范圍。
3.對(duì)于考勤出席率過低、論文質(zhì)量過差的學(xué)生，堅(jiān)決不能畢業(yè)；對(duì)于有抄襲現(xiàn)象的學(xué)生，視抄襲量多少處以不同級(jí)別的處罰。
4.對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量較高的學(xué)生，給予一定的物質(zhì)和精神獎(jiǎng)勵(lì)。
5.以畢業(yè)設(shè)計(jì)本身論成績(jī)，不再考慮是否考研成功需額外照顧等因素，以實(shí)際行動(dòng)打消學(xué)生的“小算盤”，真正做到畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)實(shí)事求是。
（四）調(diào)整本科期間培養(yǎng)方案，盡可能給畢業(yè)設(shè)計(jì)留出足夠時(shí)間
部分高校在本科教學(xué)中，以卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃為藍(lán)本，逐步采取“3+1”培養(yǎng)模式，即前三年主要進(jìn)行專業(yè)課程學(xué)習(xí)，最后一年集中進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)與畢業(yè)實(shí)習(xí)（有的學(xué)校沒有畢業(yè)實(shí)習(xí)）。這給我們解決畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間問題提供了思路：對(duì)于專業(yè)課比較多的工科專業(yè)，可以調(diào)整培養(yǎng)方案中專業(yè)課時(shí)間，將一至六學(xué)期的課程安排地更為緊湊一些，第七學(xué)期少安排課程甚至不再安排課程，以給畢業(yè)設(shè)計(jì)爭(zhēng)取更多的時(shí)間。當(dāng)然，必須正確引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生能夠合理地安排畢業(yè)設(shè)計(jì)和考研、復(fù)試以及找工作之間的關(guān)系。
（五）可以嘗試將部分入職培訓(xùn)與畢業(yè)實(shí)踐相結(jié)合
近年來本科畢業(yè)生就業(yè)難不僅是因?yàn)槿藬?shù)的大幅度增加，實(shí)踐能力不足也是重要原因之一。畢業(yè)實(shí)踐可以培養(yǎng)和鍛煉大學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)踐技能相結(jié)合的意識(shí)，以便更好更快地適應(yīng)職場(chǎng)發(fā)展需求。這一過程對(duì)于畢業(yè)論文的質(zhì)量有著很重要的促進(jìn)作用。然而由于畢業(yè)實(shí)踐期間需要離校而引發(fā)的安全問題（工科畢業(yè)實(shí)踐的危險(xiǎn)系數(shù)較文理科要高）、畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間問題等多種因素，畢業(yè)實(shí)踐已經(jīng)有名存實(shí)亡的趨勢(shì)。那么，能否考慮每個(gè)專業(yè)聯(lián)系一兩個(gè)歷年招收本院畢業(yè)生較多的用人單位，由企業(yè)推薦兼職導(dǎo)師，把入職培訓(xùn)的部分內(nèi)容放到高校中，將入職培訓(xùn)與畢業(yè)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來。當(dāng)然，如果能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)合培養(yǎng)的模式，以企業(yè)兼職導(dǎo)師和校內(nèi)指導(dǎo)教師共同來完成對(duì)學(xué)生畢業(yè)論文的指導(dǎo)工作，必能有效提高畢業(yè)論文的質(zhì)量和實(shí)際效果、提高畢業(yè)生在就業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
關(guān)鍵詞：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 成績(jī)?cè)u(píng)定 離散Hopfield網(wǎng)絡(luò)評(píng)定模型
中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）10（a）-0228-03
Evaluation method of comprehensive performance for undergraduate in the graduation design （thesis）
HE Min ZHU YaLin
（School of Civil and Hydraulic Engineering， Hefei University of Technology， Hefei，Anhui，230009，China）
Abstract：In this paper， according to the more important ten evaluation indicators， the five grades ideal evaluation is established corresponding to the level of comprehensive performance of twenty undergraduates. Combined with associative memory capacity of discrete Hopfield neural networks， a new evaluation method of comprehensive performance for undergraduate in the graduation design （thesis） is presented. In order to evaluate the effectiveness of the assessment model， five undergraduates are assessed by the model， the network connection weights is obtained by iterative learning using the outer product method. The simulation results show that the comprehensive performance assessment model of undergraduates based on discrete Hopfield neural networks can assess the comprehensive performance of undergraduates fast， accurately and intuitively.
Key words：graduation design（thesis） performance evaluation DHNN evaluation model
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是高校教學(xué)實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的最后一個(gè)綜合性環(huán)節(jié)。學(xué)生在各自老師指導(dǎo)下，按照教學(xué)計(jì)劃要求，獨(dú)立撰寫完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是大學(xué)生在校期間所學(xué)知識(shí)、理論等各種能力的綜合應(yīng)用、升華，創(chuàng)新潛能得到了充分激發(fā)，并且對(duì)專業(yè)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過程、教學(xué)管理以及教學(xué)效果進(jìn)行全面檢驗(yàn)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)不僅影響到學(xué)生評(píng)優(yōu)和學(xué)士學(xué)位的獲取，也使得他們?cè)谧霎厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程中，清楚認(rèn)識(shí)到自身在哪些方面存在不足。因此對(duì)于本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜合成績(jī)的評(píng)定，一定要公正、合理。目前我校畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合成績(jī)?cè)u(píng)定分成三部分：首先是指導(dǎo)教師評(píng)閱，給出建議成績(jī)；其次在答辯前，專業(yè)教研室組織本學(xué)科教師進(jìn)行交叉評(píng)閱，給出建議成績(jī)；最后由答辯委員根據(jù)學(xué)生答辯情況，并參考指導(dǎo)教師、評(píng)閱人所建議的成績(jī)給出最終的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)。這種評(píng)定方法存在評(píng)價(jià)指標(biāo)缺乏定量的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)、工作繁瑣、時(shí)間滯后，人為主觀因素對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果影響很大。因此如何快速、準(zhǔn)確地對(duì)眾多學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行客觀、公正評(píng)價(jià)，是一項(xiàng)很有意義的工作。
目前應(yīng)用于畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜合成績(jī)?cè)u(píng)定的方法有模糊評(píng)價(jià)法[2]、層次分析法等，該文嘗試選用我校畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)過程中較為重要的10個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)，結(jié)合離散Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DHNN）的聯(lián)想記憶能力，建立離散Hopfield評(píng)定模型；將待評(píng)定的學(xué)生等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)編碼作為該模型的輸入，利用外積法對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接權(quán)值進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)，數(shù)值仿真結(jié)果表明，此種方法能夠快速、準(zhǔn)確、直觀地得到眾多學(xué)生綜合成績(jī)的評(píng)定結(jié)果。
1 外積法設(shè)計(jì)DHNN網(wǎng)絡(luò)
離散Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這種全連接型網(wǎng)絡(luò)可以模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的記憶功能，由美國(guó)物理學(xué)家J.J Hopfield在1982年首先提出。Hopfield網(wǎng)絡(luò)目前主要應(yīng)用于聯(lián)想記憶和優(yōu)化計(jì)算等問題。其中的聯(lián)想記憶原理是：當(dāng)某個(gè)矢量輸入網(wǎng)絡(luò)后，經(jīng)過反饋計(jì)算，最后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，在Hopfield網(wǎng)絡(luò)輸出端得到另一矢量，此輸出量是網(wǎng)絡(luò)從初始輸入量聯(lián)想得到的穩(wěn)定記憶，即Hopfield網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)平衡點(diǎn)。
離散Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DHNN）是二值型網(wǎng)絡(luò)，神經(jīng)元輸出取值1或者-1，1表示神經(jīng)元被激活的狀態(tài)，而-1表示神經(jīng)元被抑制的狀態(tài)。一個(gè)三神經(jīng)元組成的離散Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1中，第0層是網(wǎng)絡(luò)輸入，第1層的神經(jīng)元執(zhí)行對(duì)輸入信息與權(quán)系數(shù)的乘積，并且求累加和，經(jīng)過非線性函數(shù)處理后，產(chǎn)生神經(jīng)元的輸出信息。是一個(gè)簡(jiǎn)單閾值函數(shù)，如果神經(jīng)元的輸出信息大于閾值，則神經(jīng)元輸出取值1；而神經(jīng)元的輸出信息小于閾值，則神經(jīng)元輸出取值-1。二值神經(jīng)元的計(jì)算如公式（1）所示
（1）
式中，為外部輸入，并且有公式（2）：
（2）
離散DHNN網(wǎng)絡(luò)是輸出神經(jīng)元信息的一個(gè)集合，DHNN網(wǎng)絡(luò)（輸出層是個(gè)神經(jīng)元）在 時(shí)刻的狀態(tài)為公式（3）所示的維向量：
（3）
采用外積法設(shè)計(jì)離散Hopfield網(wǎng)絡(luò)的權(quán)系數(shù)矩陣。給定需記憶的樣本向量，如果的狀態(tài)是1或者-1，則連接權(quán)值的學(xué)習(xí)利用外積規(guī)則，即：
（4）
利用外積法設(shè)計(jì)離散Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)步驟如下：
第一步，根據(jù)需要記憶的樣本，按公式（4）計(jì)算權(quán)系數(shù)矩陣；
第二步，令測(cè)試樣本為網(wǎng)絡(luò)輸出初始值，設(shè)定迭代次數(shù)；
第三步，進(jìn)行迭代計(jì)算，
；
第四步，當(dāng)達(dá)到最大迭代次數(shù)，或者神經(jīng)元輸出狀態(tài)保持不變時(shí)，迭代終止；否則返回第三步繼續(xù)迭代，直至滿足條件為止。
2 大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合成績(jī)?cè)u(píng)定模型
影響本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合成績(jī)的因素有很多，本文僅以較為重要的10個(gè)影響因素作為評(píng)價(jià)指標(biāo)：科技論文翻譯（X1）、查閱資料及學(xué)習(xí)能力（X2）、出勤率（X3）、畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中小組檢查情況（X4）、畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中院校督導(dǎo)組檢查情況（X5）、電算模型/程序（X6）、計(jì)算書整理（X7）、施工圖繪制（X8）、評(píng)閱人評(píng)閱（X9）、答辯過程表現(xiàn)（X10）。
參照合肥工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作實(shí)施細(xì)則，學(xué)生綜合成績(jī)可分為四五個(gè)等級(jí)：優(yōu)秀（I）、良好（II）、中等（III）、及格（IV）和不及格（V）。換算成百分制，優(yōu)秀在85～100分之間，良好在75～84分之間，中等在66～74分之間，及格在60～65分之間，不及格在0～59分之間。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜合成績(jī)?cè)u(píng)定模型建立流程如圖2所示的五個(gè)步驟。
該文列舉出20個(gè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜合成績(jī)?cè)u(píng)定等級(jí)與10個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的關(guān)系，各評(píng)價(jià)指標(biāo)采用百分制，如表1所示。將各個(gè)等級(jí)的樣本對(duì)應(yīng)的個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)平均值作為各個(gè)等級(jí)理想評(píng)價(jià)指標(biāo)，即作為Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的平衡點(diǎn)，如表2所示。
離散型Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元的狀態(tài)只有1和-1兩種情況，當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)映射為神經(jīng)元狀態(tài)時(shí)，需要將其進(jìn)行編碼。編碼規(guī)則為：當(dāng)大于或者等于某個(gè)等級(jí)的指標(biāo)時(shí)，對(duì)應(yīng)的神經(jīng)元狀態(tài)設(shè)為1，否則設(shè)為-1。理想的5個(gè)等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)編碼如圖3所示，其中表示神經(jīng)元狀態(tài)為1，即大于或等于對(duì)應(yīng)的理想評(píng)價(jià)指標(biāo)值；如果小于理想評(píng)價(jià)指標(biāo)值，則用表示。
5個(gè)待評(píng)定的學(xué)生等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)如表3所示，由前面所述的編碼原則得到這5個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜合成績(jī)待評(píng)定學(xué)生的評(píng)價(jià)指標(biāo)編碼，如圖4所示。在Matlab軟件中利用自帶的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱，創(chuàng)建基于離散型Hopfield的綜合成績(jī)?cè)u(píng)定模型，再確定待評(píng)定的5個(gè)學(xué)生等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的編碼，并且將其作為評(píng)定模型的輸入，經(jīng)過一定次數(shù)的學(xué)習(xí)，最終得到學(xué)生綜合成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)的輸出結(jié)果。
為了直觀顯示結(jié)果，以圖形的形式顯示仿真結(jié)果，如圖5所示，其中第1個(gè)學(xué)生評(píng)定等級(jí)為第II級(jí)，第2個(gè)學(xué)生評(píng)定等級(jí)為第III級(jí)，第3個(gè)學(xué)生評(píng)定等級(jí)為第I級(jí)，第4個(gè)學(xué)生評(píng)定等級(jí)為第IV級(jí)，第5個(gè)學(xué)生評(píng)定等級(jí)為第V級(jí)。
3 結(jié)語(yǔ)
基于Hopfield人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立工科本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜合成績(jī)?cè)u(píng)定模型，并對(duì)5個(gè)學(xué)生的成績(jī)進(jìn)行評(píng)定，得到如下結(jié)論。
（1）設(shè)計(jì)的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)綜合成績(jī)?cè)u(píng)定模型可以快速、直觀地對(duì)工科本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（狀況）進(jìn)行進(jìn)行評(píng)定，方法簡(jiǎn)單易行，并能有效保證評(píng)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，避免打分過程中的各種人為主觀因素，體現(xiàn)成績(jī)?cè)u(píng)定過程中的規(guī)范性和科學(xué)性。
（2）在我?，F(xiàn)有的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)定方法基礎(chǔ)上，嘗試對(duì)每個(gè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 按照上述方法再進(jìn)行一次評(píng)定，比較兩次結(jié)果是否一致。對(duì)兩次的成績(jī)?cè)u(píng)定結(jié)果，再按照加權(quán)算術(shù)平均法確定最終的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞]工學(xué)結(jié)合 創(chuàng)新 設(shè)計(jì)模式
為了培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)需求的高技能應(yīng)用性人才，必須加快高等職業(yè)教育的改革和發(fā)展，以就業(yè)為導(dǎo)向，大力推進(jìn)工學(xué)結(jié)合、勤工儉學(xué)。從2008年起，湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化系不斷進(jìn)行教學(xué)改革，在工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式方面不斷實(shí)踐和探索，尤其在電氣專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)采取工學(xué)結(jié)合的方式進(jìn)行了大膽創(chuàng)新與嘗試。以這幾年的實(shí)踐來看，不但取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果，而且為合作企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
一、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新模式
具體做法就是與株洲電氣控制設(shè)備廠合作，在一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，由系里專業(yè)教師和企業(yè)技術(shù)員負(fù)責(zé)對(duì)電氣專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行GGD1-13進(jìn)線柜、GGD1-06饋電柜、GGJ1-01C低壓無功功率補(bǔ)償柜的部分設(shè)計(jì)與制作安裝三個(gè)課題的技術(shù)指導(dǎo)，學(xué)生通過在“學(xué)中做、做中學(xué)”來制作出實(shí)實(shí)在在的低壓電氣柜產(chǎn)品，并經(jīng)性能測(cè)試達(dá)到合格要求。學(xué)生再把設(shè)計(jì)、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(yè)論文設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。
二、創(chuàng)新模式的特色
該模式一實(shí)施就很受學(xué)生和企業(yè)的歡迎，為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢?通過這幾年的運(yùn)作，發(fā)現(xiàn)該模式具有以下鮮明特色。
1.改革了傳統(tǒng)的教學(xué)管理模式，使之更加貼近現(xiàn)代高職教育理念。畢業(yè)論文設(shè)計(jì)從傳統(tǒng)的在教室內(nèi)由教師指導(dǎo)學(xué)生做課題，變成了在企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)由學(xué)生親自做具體電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作，主要是通過實(shí)踐磨練來培養(yǎng)學(xué)生的各種技能，不僅能增強(qiáng)實(shí)踐能力，而且有利于學(xué)生學(xué)習(xí)書本上、課堂上學(xué)不到的“隱性知識(shí)”，實(shí)現(xiàn)了從傳授理論知識(shí)為主向傳授技能為主的轉(zhuǎn)變;從追求學(xué)科的完整性向注重知識(shí)的實(shí)踐性的轉(zhuǎn)變;從介紹理論研究成果向介紹實(shí)踐技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)為主的轉(zhuǎn)變。
2.有利于實(shí)施個(gè)性化教學(xué)模式，方便對(duì)學(xué)生進(jìn)行因材施教。由于高職學(xué)生生源分布廣，水平參差不齊，如果仍然沿用傳統(tǒng)自然分班制的齊步走教學(xué)方式，就會(huì)遇到學(xué)生“一頭吃不飽，而另一頭吃不了”的教學(xué)難題，而個(gè)性化的分級(jí)教學(xué)正是化解這種兩難問題的有效方法，它吸收了激勵(lì)、競(jìng)爭(zhēng)、動(dòng)態(tài)管理等積極因素，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，為他們提供了更大的個(gè)性發(fā)展空間，激發(fā)了其積極性和自覺性，改變了齊步走的教學(xué)方式，從而根除了“優(yōu)等生吃不飽，差生吃不了”的現(xiàn)象，提高了教學(xué)效率和學(xué)習(xí)效果。創(chuàng)新的這一模式就方便實(shí)施個(gè)性化分級(jí)教學(xué)，因?yàn)檫@一模式有三個(gè)難易程度不同的電氣柜的設(shè)計(jì)和制作，底子差的學(xué)生可選擇一個(gè)容易的電氣柜進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作，能力強(qiáng)的學(xué)生可選擇難一點(diǎn)的一個(gè)或兩個(gè)電氣柜進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作，一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作由3到5個(gè)學(xué)生組成一組來完成，每個(gè)成員都能根據(jù)能力和喜愛選擇能夠完成的任務(wù)，若有困難也能請(qǐng)教指導(dǎo)教師和能力強(qiáng)的學(xué)生來協(xié)助自己，直至完成畢業(yè)論文設(shè)計(jì)工作。
3.激化了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，改變了學(xué)習(xí)觀念，變讓我學(xué)為我要學(xué)。讓學(xué)生對(duì)具體的電氣產(chǎn)品根據(jù)所學(xué)理論知識(shí)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)做設(shè)計(jì)，并親自動(dòng)手制作，使學(xué)生產(chǎn)生了極強(qiáng)的新奇感和挑戰(zhàn)感，愿意不斷主動(dòng)學(xué)習(xí)、琢磨、鉆研想方設(shè)法完成它。這一模式改變了傳統(tǒng)的教學(xué)過程，從以往的學(xué)科知識(shí)和動(dòng)作技能導(dǎo)向的教學(xué)過程轉(zhuǎn)向?yàn)楝F(xiàn)代的職業(yè)活動(dòng)和智力技能行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)過程，且采用行動(dòng)導(dǎo)向的項(xiàng)目教學(xué)法，注重學(xué)生過程學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)績(jī)效評(píng)價(jià)，給他們更多自學(xué)、動(dòng)手、應(yīng)用、表達(dá)、創(chuàng)作和合作的機(jī)會(huì)，真正體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)理念。
4.有利于增強(qiáng)學(xué)生的自心，勇敢面對(duì)就業(yè)。許多企業(yè)或公司招聘員工時(shí)，都要求必須具有實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，這正是高職院校畢業(yè)學(xué)生所缺乏的，因而就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。而該模式彌補(bǔ)這種不足，增長(zhǎng)了學(xué)生的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生通過一個(gè)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(xué)的認(rèn)可時(shí)不僅心情激動(dòng)，而且對(duì)自己擁有這樣的實(shí)際能力和經(jīng)歷感到自豪。面對(duì)企業(yè)招聘時(shí)，就能心有底氣從容應(yīng)對(duì)，順利被用人單位錄用。
5.校企合作形成了良性循環(huán)，具有持續(xù)性。課堂設(shè)在企業(yè)里，企業(yè)建在學(xué)校中，以畢業(yè)論文設(shè)計(jì)為紐帶，學(xué)校將課堂延伸到合作企業(yè)，選擇企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作為課題，專兼職教師和學(xué)生以雙員身份共同完成設(shè)計(jì)和制作企業(yè)產(chǎn)品的全過程，在“做中教、教中產(chǎn)、做中學(xué)”實(shí)現(xiàn)教學(xué)、學(xué)習(xí)、生產(chǎn)與人才培養(yǎng)同步，師資質(zhì)量與實(shí)訓(xùn)基地內(nèi)涵建設(shè)跟畢業(yè)論文設(shè)計(jì)教學(xué)改革同步。這幾年由學(xué)生制作的電氣柜，很大一部分已經(jīng)銷售出去，從買方企業(yè)反饋的信息來看，電氣柜性能優(yōu)良運(yùn)行正常，為合作企業(yè)創(chuàng)造了幾萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，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(xù)合作打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
總之，通過工學(xué)結(jié)合創(chuàng)新畢業(yè)論文設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的改革，真正形成了“專業(yè)+生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)車間+師生員工”的專業(yè)建設(shè)特色，成功構(gòu)建了電氣專業(yè)以畢業(yè)論文設(shè)計(jì)為切入點(diǎn)的工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)新模式，實(shí)現(xiàn)了校企合作雙贏。
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