時間：2023-03-10 15:05:32
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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?？梢猿浞譂M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。
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?？?，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
二、工科本科生畢業設計改革途徑的探討
面對上述現實，我們必須對工科畢業設計進行教學改革，以下是幾種可能的途徑。
（一）改變畢業設計的時間選擇，靈活安排
從第5學期開始就可以靈活機動地分批啟動畢業設計，時間長度上也不必規定多長時間，只要質量達到了要求就可以結束。對于學生來說，這直接解決了畢業設計與就業的沖突。對于老師來說，由于學生做畢業設計的時間分散開了并且拉得比較長，解決了指導過程中時間不足和資源不足的問題?？赡苡腥苏J為畢業設計時間提前，學生有些課還沒學，條件不足，但筆者認為這恰恰會帶來好處。長期以來，工科教學存在理論與實際脫節的現象，大學的前7個學期主要講授理論知識，實踐環節較少，而且很零散，很多實踐環節仍然是為理論教學服務的。通過提前給學生一個貼近實際的畢業設計題目，可以讓學生在專業課的學習上更有目的性，尤其是可以引導學生在專業選修課上圍繞畢業設計題目形成一個系列，從而在某一個專門的工程應用領域建立自己的專長。雖然在做畢業設計的過程中，學生可能會遇到還沒上過的內容，但這種挑戰性不僅可以激發其相應的學習興趣，更重要的是指導教師可以借此培養學生的自學能力，指導其發展研究能力，從授人以魚變成授人以漁。也可能有人認為時間上會有沖突，因為學生還有大量的各類課程要學。但筆者認為內容大于形式，與其安排在空有形式的第8學期，還不如提早開始，加強管理，認真考核，這樣學生就沒有敷衍的理由。只要學生認真對待，筆者相信他們能夠擠出來的時間會遠遠超過第8學期真正用在畢業設計上的時間。最后，這種安排有利于學生的就業?，F在的工科生往往在第7學期就已經開始求職了。如果在第8學期進行畢業設計，學生在求職時由于缺乏工程實踐的訓練，即使成績單很漂亮，也往往在面對用人單位時底氣不足，甚至難以和招聘人員進行專業交流。而在第7學期時，學生的工程實踐能力已經通過畢業設計得到了提高，則就業競爭力也會增強。
（二）部分已落實就業學生的畢業設計
可以面向其工作單位進行對于部分已經落實了就業單位的學生，其畢業設計可以利用學生進入企業試用的時間，選定學生所在企業生產和研發中某些具體的技術問題作為畢業設計的內容，并且可以利用學生所在企業的資源來支撐畢業設計，而指導教師主要提供理論和技術上的支持，這就避免了完全由教師出畢業設計題目而產生的空洞和盲目性，學生會很感興趣。即使得不到用人單位的配合，仍然可以圍繞學生今后從事的技術工作有針對性地設定畢業設計的題目來進行“定向培養”，起到了“扶上馬，送一程”的效果。
（三）結合各類學科競賽進行小組化畢業設計
現在工科有不少學科競賽，比如挑戰杯、電子設計大賽、飛思卡爾杯等等。對這些競賽校方是愿意投入的，而且有些還能得到企業的協助。我們可以利用這些資源，把這些競賽作為畢業設計的題目，同樣能起到培養工程實踐能力的作用。當然，這就必須改變以往那種畢業設計只能一人一題的規定，而是一個競賽小組共同完成一個題目，只要在論文中體現出各自的技術分工即可。實際上團隊合作也是一種重要的工程能力，是需要加以訓練的。工科教學往往忽視了這種綜合素質的培養，通過小組化畢業設計可以補上這一課。
一、目的和要求
（一）畢業論文（設計）的主要目的
培養學生綜合運用所學知識和技能進行獨立分析問題、解決問題的能力和初步進行科學研究的能力以及創新意識、創新能力和獲取新知識能力；培養學生嚴謹、求實的治學方法和刻苦鉆研、勇于探索、團結協作的精神。在撰寫論文（設計）過程中，深化有關理論知識，擴大知識面，獲得閱讀文獻、調查研究、社會實踐、科學實驗、工程訓練以及使用工具書和寫作等方面的綜合訓練，使學生在以下幾方面得到提高：
1、調查研究、方案論證、分析比較、查閱文獻資料的能力。
2、設計、計算、繪圖、實驗、外語翻譯、計算機應用與標準化正確選擇的能力。
3、語言表達能力、邏輯思維能力、撰寫論文能力。
4、獨立思考、創新意識、創新能力以及獲取新知識的能力。
（二）畢業論文（設計）的基本要求
1、畢業論文（設計）工作按照各專業《畢業論文（設計）教學大綱》的要求進行。
2、畢業論文（設計）要具有學術性，要對自然科學和社會科學領域內某一問題進行專門、系統的研究，并表述其研究成果。
3、畢業論文（設計）要具有創見性，要求作者對學術或工程的某一個問題有新的發現、新的構想或新的發展與完善。
4、畢業論文（設計）要具有科學性，要求作者的論述系統完整，不能零碎和片面，做到首尾一貫而不能前后矛盾，要實事求是而不能主觀臆造。
5、畢業論文（設計）應做到觀點正確、論據充分、推理嚴密、計算準確；層次分明、條理清楚、語言簡練；有必要的相關資料、圖表等。
6、畢業論文（設計）必須參閱一定量的外文資料，并在論文（設計）中反映出來。
二、畢業論文（設計）的組織與管理
（一）系內職責
系內負責本系畢業論文（設計）工作全過程的管理，成立畢業論文（設計）工作領導小組，由系主任擔任組長，副主任擔任副組長，成員由教師代表組成。畢業論文（設計）工作領導小組主要職責是：
1、制定畢業論文（設計）工作計劃和主要措施；
2、確定畢業論文（設計）的指導教師，審定畢業論文（設計）的題目，組織學生選題；
3、定期檢查本系畢業論文（設計）進度和質量；
4、成立畢業論文（設計）答辯委員會，組織本系畢業論文（設計）的答辯工作，組織專家對有爭議的畢業論文（設計）成績進行復評；
5、評選、推薦本系各專業優秀畢業論文（設計）和優秀指導教師；
6、負責本系畢業論文（設計）的成績管理、檔案管理；
7、對本系畢業論文（設計）工作過程的各個環節進行自評、總結。
（二）指導教師職責
1、指導教師的資格
（1）指導教師應由學術水平較高、教學經驗豐富、一般具有碩士學位或講師（含實驗師、工程師）及以上職稱的教師擔任。
（2）在校外做畢業論文（設計）時，可由教研室聘請相當于講師以上的科研、技術人員擔任指導，由本專業講師及以上職稱的教師負責，掌握論文的進度、要求，協調有關工作。
（3）指導教師由教研室確定并經系主任審批后，在系內備案。為確保指導教師有足夠的時間和精力對學生進行指導，每個指導教師指導學生人數一般不超過10人。
2、指導教師職責
（1）指導教師要為人師表，教書育人，嚴格要求學生，重視培養學生獨立工作能力、分析問題能力、解決問題能力和創新能力。
（2）幫助學生做好選題工作。學生選定題目后，指導教師向學生介紹論文題目的意義和要求，幫助學生了解問題的研究現狀和必讀的參考資料，指導學生進行調查研究、實驗等。
（3）指導學生擬定論文（設計）寫作計劃和寫作提綱，審閱論文（設計）初稿，指導學生完成論文（設計）工作。
（4）對畢業論文（設計）提出修改意見、寫出評語，參加答辯和進行論文（設計）成績評定。
（5）檢查學生論文（設計）的進展情況，及時解決存在的問題，定期向系（或教研室）匯報指導論文（設計）進展情況。
（6）畢業論文（設計）期間，指導教師應安排充足的時間與學生進行交流，每周不得少于1小時。指導教師一般不應離校出差，因公必須出差經批準后，應事先布置好學生任務，并委托其他教師代為指導。
（7）指導教師要對學生的畢業論文（設計）把好關，堅決杜絕學生剽竊、抄襲他人的研究成果。
（三）對學生要求
1、學生應努力學習、勤于實踐、勇于創新，獨立保質保量完成畢業論文（設計），不得弄虛作假和抄襲、拷貝他人的成果或請他人代替完成任務，不得虛構編造實驗數據和社會調查資料。否則畢業論文（設計）成績按不及格論處。
2、學生要尊重指導教師，虛心向指導教師學習，應定期向指導教師匯報工作進度，自覺接受指導教師的指導和檢查。
3、學生必須嚴格遵守學校的作息制度等各項規章制度，按時按質按量完成畢業論文（設計）。畢業論文（設計）期間，一般不準請假。因事必須請假的，應在不影響完成任務的前提下，首先向指導教師提出申請，由指導教師簽署意見，再按學生學籍管理有關規定審批。學生缺勤（包括病、事假）超過畢業論文（設計）時間1／4的，取消答辯資格，不予評定成績。
4、學生調研或實驗時，愛護儀器設備，保持設計室（實驗室）的干凈整潔，嚴格遵守操作規程及有關部門規定，嚴禁在工作場所戲嬉、打鬧、打撲克、下棋等。
三、畢業論文（設計）工作程序
畢業論文（設計）工作程序：制定畢業論文（設計）工作計劃--組織學生選題--確定選題并填寫開題報告--撰寫論文，進行設計--畢業論文（設計）評閱和答辯資格審查--答辯--評定成績--教學質量檢查--畢業論文（設計）的裝訂、評優、存檔。
（一）制定畢業設計（論文）工作計劃
畢業論文（設計）工作領導小組應認真做好指導教師和學生的動員工作。
（二）選題
1、選題要求
（1）選題時間：2014年1月25日前選題，1月31日前提交論文開題報告。
（2）畢業論文（設計）題目應符合本專業培養目標，體現綜合訓練的基本要求。題目難度要適當，份量要合理，工作量要足夠。題目應具有一定的理論意義或實際價值。原則上實習做什么，論文寫什么；不要離開實際工作，追求理論提高。
（3）畢業論文（設計）題目原則上一人一題。若是難度高、工作量大的團隊項目，確需兩人或多人合作共同承擔，應使學生研究的題目、方向有所區別，做到分工明確、有所側重，確保每個學生有獨立完成的任務。
（4）若課題是來自校外有關單位或需借助校外實驗條件的，應本著就地就近的原則安排。學生在校外做畢業論文（設計）期間，系要指派專人負責聯系工作，經常了解課題的進展情況。
2、選題程序
由畢業論文（設計）領導小組確定指導教師，各系分配好指導教師和學生名單，指導教師根據專業和學科要求，提出備選畢業論文（設計）題目，經畢業論文（設計）領導小組集體討論審批后向學生公布，供學生選擇。學生也可以自擬題目，在取得指導教師的同意后報系審批。
（三）填寫開題報告書
學生選定題目后，由指導教師與學生共同研究，在學生理解題目內涵與意義、了解論文撰寫規范及素材要求、明確論文實施方案與步驟后，由學生填寫《吉林大學珠海學院本科畢業論文（設計）開題報告書》指導教師負責審閱。
（四）撰寫論文（進行設計）
1、學生填寫開題報告后，進入撰寫論文（進行設計）階段。學生在撰寫畢業論文、進行畢業設計期間，應嚴肅認真，遵守紀律，刻苦鉆研，大膽實踐，勇于創新，按時完成論文（設計）任務，并按統一規定的格式和要求撰寫論文（參見：吉林大學珠海學院畢業論文（設計）撰寫規范）。
2、畢業論文（設計）字數一般要求在8000字左右。
3、在畢業論文（設計）工作的過程中，指導教師要對學生進行精心指導，嚴格要求，要充分發揮學生的主動性和積極性，注重培養學生的獨立工作能力、實踐能力和創新能力。在進行指導時，還應注重對學生進行思想教育，做到教書育人。
4、2014年3月15日前完成畢業論文初稿， 2014年4月30日前完成畢業論文終稿。2014年4月30日提交畢業論文終稿（doc版和pdf版文件命名為：學號_姓名_論文題目）進行。
（六）答辯（2014年5月中旬）
1、答辯是畢業論文（設計）工作過程中的一個重要環節，必須嚴肅認真組織進行。所有學生必須參加畢業論文答辯。
2、由指導教師對學生的答辯資格進行審查。對符合下列條件之一者，可取消其答辯資格，畢業論文（設計）成績按不及格處理：
（1）未能及時完成畢業論文（設計）任務書規定的要求者；
（2）畢業論文（設計）期間擅自離校、缺勤達到1/4以上者；
（3）畢業論文不通過者；
（4）查明有抄襲或找人代做行為者。
3、我系畢業答辯具體程序如下：
（1）成立答辯委員會，確定論文答辯方式，統一答辯要求，做好畢業設計（論文）答辯的組織工作、成績評定及畢業設計（論文）工作總結。答辯委員會由本系教師組成，答辯委員會主任由分管教學工作的系主任擔任。
（2）答辯委員會可下設若干答辯小組，負責具體答辯工作。答辯小組由本專業（教研室）的教師或相關的教師3～5人組成，設組長1人，秘書1人。
（3）答辯進程：答辯委員會（或小組）秘書宣布答辯人姓名及題目--學生陳述不超過10分鐘--答辯小組提問--學生回答--答辯小組評分。每位學生答辯時間控制在15～20分鐘。
（4）答辯過程中，要認真做好答辯記錄，并撰寫答辯小組評語。評語要符合學生論文及答辯過程的實際情況，體現不同學生論文的個性化特點。
（5）為保證畢業論文（設計）答辯質量，加強同學對畢業論文（設計）答辯的重視程度，答辯工作應做到“三嚴格”：嚴格審查答辯資格、嚴格把握答辯程序、嚴格控制答辯成績。
（七）評定成績
1、畢業論文（設計）成績應根據寫作過程、論文（設計）質量與答辯情況三方面綜合考核。
2、畢業論文（設計）成績評定，采用五級記分制，即優秀、良好、中等、及格和不及格。對畢業論文（設計）的評分必須客觀、公正、準確。優秀論文（設計）的比例一般不超過15％且成績被評定為優秀的畢業論文必須進行答辯。
（八）畢業論文（設計）裝訂、歸檔、總結工作
1、印刷
為便于開展對本科畢業論文（設計）的管理與檢查工作，我系本科畢業論文（設計）一律使用A4幅面紙張打印，一本畢業論文（設計）順序如下：
（1）封面（按學院統一格式印制）
（2）畢業論文（設計）開題報告
（3）中文題目、摘要和關鍵詞
（4）英文題目、摘要和關鍵詞
（5）目錄
（6）正文
（7）附件
（8）參考文獻
（9）致謝
2、畢業論文（設計）存檔，畢業論文（設計）的存檔按照一人一袋的標準進行，一個學生一個檔案袋，檔案袋里要有：中期檢查表、畢業論文（設計）答辯記錄、畢業論文（設計）評語評分表以及理工科進行畢業設計的其他數據或材料。
3、總結
畢業論文（設計）工作結束以后，系內要認真進行工作總結，檢查在畢業論文（設計）工作過程中執行學院規定和要求的情況、取得的成績和特色、存在的問題以及改進的措施，對畢業論文（設計）工作提出意見或建議。
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?？记诤驮O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.
本科采礦工程專業經歷四年的學習，從高數、大學英語、工程制圖等基礎課到井巷工程、采礦學、礦山壓力與巖層控制等專業課程，并且安排了礦山機械、工程經濟學、礦山電子等拓展課程[1]，學習內容之廣，但學習的深度較淺。采礦工程畢業設計是教學計劃中教學的最后一個環節[2-3]，其目的就是讓畢業生綜合的、系統的運用四年所學知識，畢業設計還要求學生實地考察學習，理論聯系實際，科學的培養自身技能，為將來從事煤炭行業打下堅實基礎。近年來發現，采礦本科畢業設計的內容水平明顯下降，究其原因是學生或者指導教師的責任[4-5]。學生畢業設計不合格說明培養的質量不能滿足企業要求，盲目不求質量輸送畢業生，可能由于知識缺漏造成的人員傷亡，對國家和社會造成很大的損失，也會對本校的聲譽以及個人的前途發展有很大的影響[6]。因此，剖析目前采礦工程畢業設計存在的問題和提出解決新思路是本文的目的所在。
一、存在的問題
(一)單位實習情況差在單位實習情況的好壞是決定是否能做好畢業實習的重要影響因素之一。每個煤炭學校的采礦專業學生都安排至少四周的單位實習時間，如果充分利用好這四周在單位現場實習，對礦井的各個環節有個初步認識并對重要部分重點了解，可以說畢業設計以及答辯就不是問題。但了解學生實際到單位實習情況不容樂觀，據統計只有三成的學生實際到單位進行了現場實習，并且學生到單位后沒有下井實習，只是做了收集礦上基礎資料的工作，收集之后便離開單位，浪費了大量的寶貴時間，造成對煤礦情況不了解、巷道設計不清楚、實際的采煤生產一無所知，造成畢業設計和答辯的被動。
(二)畢業設計的選題及內容單一縱覽近年來的采礦畢業設計題目，設計的礦井集中在河南、山西，相當一部分礦井被學生重復拿來設計，如焦作、平頂山和晉城的礦井，重復次多過多，甚至一個學期有兩到三個學生做同一個礦的初步設計，設計的內容只是部分不同，缺乏創新。
(三)工程繪圖全部依賴電腦，缺乏手繪能力2000年以前，電腦未能全面普及，采礦畢業設計普遍要求手繪圖紙，手繪的內容有《井田開拓方式平面圖》、《井田開拓方式剖面圖》、《采區平面圖》、《采區剖面圖》與《井底車場》，抄襲較少，但電腦普及之后，出現了電腦繪圖軟件，如AtoCAD，為了減少學生工作量，學生可以利用CAD繪圖，逐漸學生缺乏手繪圖紙的能力，對圖紙的熟悉度大不如以前，出現了諸多問題，如線性不對，圖中比例不對、標注不規范等問題，并且學生可以輕易的復制，抄襲的嚴重。
(四)畢業答辯情況不容樂觀部分畢業生在答辯時盡管設計說明書內容和排版較好，但答辯時對自己設計的論文的內容模糊，答辯時語言不流暢，思路不清晰，對設計的內容只知其一不知其二，很難用可衡量的標準去給學生定量給分，只能靠答辯老師定性給分，由于收到諸多因素影響，不能準確的去判斷情況。
二、解決問題新思路
(一)改變畢業設計實習方式，建立三點一線的聯絡通道針對部分學生不去單位實習情況，建立“畢業生—指導教師—實習單位”聯系通道，即實習學生、實習單位聯系人與指導老師建立聯系通道，及時溝通了解學生在實習單位的實習情況，指導老師及時進行實習指導和實習內容安排，目的讓學生在最短的時候內，高效的將所需了解的內容盡快掌握，也約束了學生的行為，杜絕學生不去單位實習情況。
(二)利用3D模擬現場等手段建立新的實習場景由于煤礦行業性質決定，現場實習存在很大的安全風險，再加上煤礦行業不景氣，各煤礦經營情況不好，學生尋找實習單位比較困難，下井進行一線實習更是難上加難，所以尋求新的實習模式刻不容緩，可以實驗室為實踐教學基礎平臺，可利用3D模擬現場場景，可為學生提供新的設計思路，打破常規只在現場實習才能了解情況。
(三)加強畢業設計中間環節的管制，建立周匯報答辯制度。畢業設計期間完全由學生自主安排時間，部分同學懶惰性太強，設計進程一拖再拖，到最后階段隨意糊弄過關，為了杜絕此現象，加強畢業設計中間環節的管制，建立周匯報答辯制度，即學生一周一次給指導老師匯報設計進程。
(四)建立完善的畢業答辯管理制度。可實施“三項答辯法”，即在原來采礦工程畢業設計答辯采用單一設計內容及圖紙答辯的基礎上，增加了基礎知識答辯和采礦CAD設計能力考核兩個答辯環節，并通過采用一定的指標權重進行綜合得出畢業設計成績。例如答辯成績和指導老師的成績比重分別為70%和30%；答辯成績和指導老師的成績相差20分時，以低分為最終成績；答辯成績和指導老師成績一個不及格時，則答辯最終成績不及格。
三、結語
采礦工程畢業設計環節的好壞是決定采礦工程專業人才培養能否成功的關鍵一步，畢業學生正處于青春期，叛逆和懶惰時常伴隨著他們，但如果畢業實習環節嚴謹、科學、合理，及時打消學生其他想法，將精力全身心投入到畢業設計中，從中學到各項能力，使同學們能達到具備扎實牢固的基礎知識和專業知識，具有較高的適應采礦工作能力，對新技術和新知識有所了解的復合型人才。
作者:李紅斌 單位:河南理工大學
參考文獻：
[1]董長吉,等.采礦工程專業畢業設計改革的研究與應用[J].黑龍江教育,2013(2):50-51.
[2]李懷珍,武俐.采礦工程畢業設計存在的問題分析與教改探討[J].淮南職業技術學院學報.2011.38(11):85-87.
[3]查文華．采礦工程專業畢業設計教學環節現狀及對策分析[J]．科教文匯．2009(7)：102-103．
2交通工程專業畢業設計中面臨的一些問題
由于交通工程專業是一個較新的綜合性學科，目前很多高校在教學目標上存在一定的差異，其畢業設計要求及教學方法也存在很大的差異。我校交通工程專業在借鑒其他高校教學方法基礎上，每年都會根據實際情況對畢業設計的教學方法及管理方法進行必要調整。但在畢業設計過程中仍然存在不少的問題，具體如下：
（1）教學條件有待完善。主要表現在幾個方面：首先畢業設計指導教師的指導時間投入不足，主要是由于畢業設計時間過于集中，而學校的師資力量有限，影響了畢業設計的質量。此外，學校對畢業設計重視程度仍然有待提高；其次，部分教師本身缺乏一定的工程經驗，因此很難解決畢業設計中出現的問題，這也影響了畢業設計的質量；最后，學校在教學設備及教學經費上的投入非常有限，嚴重影響了畢業設計的質量。實驗設備及經費的缺乏造成很多實驗項目及調研考察無法開展，畢業設計只能避實就虛，影響了學生的積極性。
（2）畢業設計選題局限性很大。學校規定畢業設計選題由學生及指導教師共同完成，但實際上操作起來具有很大的難度。實際操作中一般各教師按照指導學生人數擬定畢業設計題目再由學生自主選擇，學生在選題方面的自由度很小。部分學校要求畢業設計題目的擬定以學生為主也是不可取的，一方面學生的專業水平有限，缺乏實際經驗，很難擬定出符合要求的畢業設計題目，另一方面，本專業作為工程學科，畢業設計中如果與實際工程結合起來，效果更好，學生顯然不具備此條件。
（3）畢業生就業影響了畢業設計質量。大學生就業壓力越來越大，而學生的就業率作為學科建設的一個重要考核目標，使得學校必須為學生的就業提供各種便利。而畢業設計時間上與學生找工作的時間基本上重合，這必然對畢業設計教學秩序造成嚴重影響。
（4）學校對畢業設計的管理力度不夠。一般來說，學校對畢業設計都有較為嚴格的管理條例，但作為全校性的管理條例必然不可過于細致，同時學校在管理條例的執行上也不夠嚴格規范。其具體表現在幾個方面：一方面學校對教師的指導管理不夠，教師對畢業設計的指導僅依靠責任心維持；另一方面，學校對教師缺乏必要的業務指導，部分教師在業務水平方面的缺陷必然影響了畢業設計的質量；此外，畢業設計管理過程中，對畢業設計工作量的標準有待完善。
（5）畢業設計工作量的標準不合理。目前我校對畢業設計工作量的要求主要以字數為準，其它要求過于松散。實際執行過程中以指導教師要求為準，這造成了畢業設計標準的不統一。部分教師要求較高，學生畢業設計工作量很大，而另外一些教師要求較低則學生畢業設計工作量很小。過高工作量使得學生畢業設計壓力過大，而過低的工作量則不足以完成既定的教學目標，兩者都不利于教學效果的提高。
3交通工程專業畢業設計的幾點建議
基于畢業設計在本科教學體系中的重要性，如何提高畢業設計的教學質量從而提高本科畢業生的整體素質是教學改革的重點內容。
（1）加強科研工作與畢業設計教學的結合。指導教師在畢業設計選題階段中應盡量選擇難度相對較低的科研項目，以橫向科研項目為主，可由學生完成協助科研工作的某一部分，如交叉口的調查及交通控制的模擬。盡量將學生的工作納入科研團隊的工作之中，這樣才能真正起到教學與科研的互相促進作用。
（2）建立更加完善的畢業設計選題體系。教師在確定畢業設計選題時，應充分考慮學生的興趣及就業去向。為了保證學生選題的自由度，應改變原有的一對一的選題模式及有多少學生選擇多少題目，一個學生面對一名指導教師的模式。畢業設計題目總數應不少于2倍的學生數，同時每名畢業設計學生可安排；兩名指導教師（包括一名指導教師以及一名專業輔導教師），這樣既可以保證學生選題的自由度，可很好地解決教師的專業方向的局限。
（3）提前開題，合理優化畢業設計時間。由于畢業設計時間與學生就業存在一定的沖突，為了保障畢業設計的進度與質量，可適當延長畢業設計時間，將畢業設計的開題時間提前到第七學期初。學生在第七學期中教學任務不重，這樣學生有充足的時間進行畢業設計文獻收集及閱讀，同時也減少了學生在最后一學期的畢業設計與工作的雙重壓力。此外，畢業設計時間的延長有利于畢業設計水平的整體提高。
（4）加強管理，建立完善的畢業設計質量控制體系。加強畢業設計的管理工作，在畢業設計開始階段，教師應根據畢業設計內容的特點，指導學生完成畢業設計的進度安排表，具體工作應落實到每周。學生在每個階段必須完成既定的工作，及時匯報畢業設計的進度，保證按時按量完成畢業設計任務。
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。
（二）題目設置不當，難度及工作量過大或過小為使畢業設計選題與目前建筑業的發展趨勢結合，學院鼓勵畢業設計題目直接來源于設計院的工程實際，拿來“真題真做”。但是大跨空間結構類型的工程實踐一般為奧運場館、大型會展中心、劇院、機場航站樓等大型復雜建筑工程，若直接“真題真做”，作為本科生的畢業設計題目其難度及工作量過大。因此，實際的大跨空間結構畢業設計沒有從設計院拿來就“真題真做”，而是選擇性地刪掉一些設計內容，在此過程中若控制不當，將導致此類畢業設計題目的難度及工作量過大或過小。目前，大跨空間結構畢業設計內容多為大跨度鋼屋蓋的設計，結構形式為網架或網殼，主要設計內容包括建筑選型、結構選型、屋蓋（網架或網殼）構件設計、焊接空心球節點或螺栓球節點設計、支座節點設計。這類大跨空間結構畢業設計題目內容新、實踐應用廣、實用價值高，但是局限于結構設計、知識結構考察不夠全面、系統綜合性不強，且主要計算工作應用工程設計軟件完成，工作量難以在計算書和圖紙中反映出來。實際中，另一類大跨空間結構畢業設計刪掉的設計內容較少，接近于“真題真做”，但學生普遍反映此類畢業設計的難度和工作量過大。通過調查分析，得知：（1）由于大跨空間結構的建筑造型新穎、奇特，學生在建筑選型時耗費大量時間，且后期結構設計方案很難滿足前期選擇的建筑造型，因此，學生返工現象較為普遍，增大了畢業設計的工作量。（2）為滿足大跨空間結構建筑要求，學生偏向選用玻璃幕墻體系作為維護結構，但是學生對玻璃幕墻及其支撐鋼結構體系的設計較為陌生，此部分設計難度較大。（3）由于大跨空間結構的受力體系較為復雜，學生很難簡化出合理的力學分析模型。（4）學生普遍認為鋼柱腳的設計難度較大，尤其是對底板上加勁肋的計算方法理解困難。
（三）參考資料缺乏，學生自主查閱資料能力有限由于大跨空間結構畢業設計題目是近幾年新增的畢業設計題目，往屆學生的畢業設計成果相對較少。目前，學校圖書館及網絡資源中關于框架結構和框剪結構畢業設計的相關資料較多，而大跨空間結構畢業設計的參考資料匱乏。學院圖書館的規范及標準圖更新速度太慢，盡管學院加大了對圖書和資料的投入力度，但學生在畢業設計時總覺得可利用的設計規范及設計手冊較少，尤其是最近兩三年剛頒布的規范和規程。大跨空間結構設計不能局限于有限的教科書內容，需要學生自主查閱各種現行的建筑結構設計規范、設計手冊、標準圖集及其他工具書等。在畢業設計過程中遇到問題，學生首先想到詢問指導教師某個系數的取值，而不是系統地查閱相關規范條例的具體內容，也不深究其使用條件、使用范圍是否滿足設計題目的要求。在標準構件的選型上更是不問出處，拿來就用。大跨空間鋼結構的構造節點較多，其節點形式要和結構體系的計算模型相一致，學生在這方面的結合能力也較差。
（四）學生軟件應用能力欠缺為提高學生的動手能力和計算機操作能力，學院提倡學生在手算基礎上利用計算軟件進行電算，鼓勵學生利用C語言或FORTRAN語言對部分計算進行編程，在計算中采用表格Excel進行重復計算以簡化計算過程。但從了解的情況看，學生平時雖有接觸常用的辦公軟件MicrosoftOffice、繪圖軟件AutoCAD、工程設計軟件3D3S等，但是沒有經過實際鍛煉，學生掌握得并不理想。很多學生把Office簡單認為就是打字，而Word中的排版、長文檔處理、公式符號輸入等都不熟悉，對Office中其他幾個軟件的了解更少。工程設計軟件采用的基本假定和計算方法與手算的基本假定和計算方法有所不同，但學生對此理解并不深刻。
（五）指導教師缺乏實際工程經驗大跨空間結構畢業設計的指導工作要求教師具有豐富的工程實踐經驗，以指導學生結構選型、屋蓋（網架或網殼）構件設計、焊接空心球節點或螺栓球節點設計、支座節點設計等工作。由于大跨空間構的屋蓋結構形態呈三維狀態，在荷載作用下具有三維受力特性，且構件呈空間工作狀態，在屋蓋結構計算部分需應用工程設計軟件（如3D3S軟件）。因此，大跨空間結構畢業設計還要求指導教師具有熟練應用工程設計軟件的能力。但是近年來高校不斷擴招并擴大教師隊伍，許多碩士、博士從學校畢業就直接進入了一線教學崗位，沒有經過工程實踐鍛煉和系統的崗前培訓，許多青年教師因缺少畢業設計的指導經驗和工程實踐經驗，在大跨空間結構畢業設計的題目設置、難度及工作量的控制方面都存在較大不足，直接影響了畢業設計的質量。（六）研究生復試、找工作等占用畢業設計時間畢業設計是大學生的最后一個教學環節，受到研究生復試或找工作的影響較為嚴重。部分優秀學生雖然重視，但精力有限，尤其是達到研究生復試分數線的學生，整日忙于面試、調劑等事情。部分學習認真成績良好的學生，到5月份才開始應付畢業設計，導致畢業設計毫無思路，且不熟悉辦公軟件、繪圖軟件、工程設計軟件，嚴重影響畢業設計質量。畢業設計期間，有些學生為了參加求職面試、公務員考試等，頻繁往返與學校、家和各用人單位。因此，學生的畢業設計成果不可能做到盡善盡美，就不得不羅列的大量數據，繪制不算規范的設計圖紙，計算書表達也不夠完全和規范，畢業設計的質量無法保證。
二、大跨空間結構畢業設計的改進措施
（一）大跨空間結構理論教學方面為提高大跨空間結構畢業設計質量，學院現已開設《空間結構》等相關課程，但課時有限，因此要求指導教師應深入研究教學大綱，熟悉培養目標，精選教學內容，制定合理的教學計劃。在理論教學過程中，一邊進行理論知識學習，同時還要安排學生參觀典型的大跨空間結構，實地講解鋼屋架（網架或網殼）、鋼柱、鋼梁、鋼支撐以及節點、柱腳、預埋件的連接構造形式，使學生對大跨空間結構的結構體系、構件類型、受力特征、截面形式、尺寸、材料等有進一步理解，對鋼結構有更深入的了解，提高學生學習的積極性，從而提高大跨空間結構的教學質量。
（二）合理設置題目的難度及工作量為了保證大跨空間結構畢業設計的質量，要求設置的題目應該是內容新穎、知識結構全面、工作任務圓滿、系統綜合性強、實踐應用廣、實用價值高。實踐證明，所有學生從接觸此類題目的任務書開始便目的明確、興趣濃厚、主動積極，為高質量完成畢業設計打下良好基礎。經過不懈探索，實踐出適合土木工程專業大跨空間結構畢業設計題目，此類畢業設計的結構體系如圖1所示，結構設計主要包括以下幾個方面：（1）大跨度鋼屋蓋的設計，結構形式為網架或網殼，主要設計內容包括網架或網殼結構選型、構件設計、焊接空心球節點或螺栓球節點設計、支座節點設計。此部分設計工作主要應用工程設計軟件完成，并輔以相應的手算校核，包括鋼構件強度及穩定驗算、螺栓球節點和支座節點設計復核。（2）鋼剛架的設計，此部分設計以手算為主，包括鋼柱、鋼梁、柱腳、梁柱節點設計。（3）混凝土框架設計。實際大跨空間結構下部多設置兩、三層的框架結構作為辦公區域，框架頂部設置鋼柱支撐上部網架、網殼結構，既能滿足建筑功能，又能節省建筑成本。此部分設計以手算為主，包括框架梁、框架柱、樓板、樓梯、基礎、雨篷、預埋件設計。
（三）加強畢業設計資料庫的建設高校普遍存在設計資料陳舊和數量不足的現象，尤其是大跨空間結構方面的設計資料更少。學校應增加投入力度，盡快更新規范和規程及標準圖集。隨著科技進步和網絡普及，資料庫的建設也應跟上時代的發展，可以嘗試在校園內建立一個畢業設計網站，收錄各種類型的畢業設計實例，建筑設計、施工及驗收規范，結構計算手冊和構造圖集等。此畢業設計網站可實現網絡資源共享，信息更新速度快，查閱方式比傳統方式便捷。
（四）完善指導教師分組制度根據專業方向、新老教師搭配、自愿組合等原則，建立畢業設計指導教師小組，每組推薦一位經驗豐富的老教師作為小組負責人。小組負責人組織本組成員對年輕教師進行崗位培訓，拓寬年輕教師的思路，提高其指導水平，適時地邀請一些經驗豐富、德高望重的專家舉行講座。定期考核年輕指導教師的教學實踐能力，建立長期有效的監督處理機制。
（五）強化過程管理，培養學生獨立解決問題的能力畢業設計的效果、質量與指導教師采取的管理、指導密切相關。指導教師應定期檢查學生畢業設計的進度和質量，特別要做好開題報告、中期進度檢查和答辯前的檢查工作。在畢業設計指導過程中，指導教師要啟發學生的思路，采取討論式、探討式的教學方法。當學生面對問題時，提倡學生自己查閱資料，自己解決問題，并鼓勵學生在畢業設計中運用新技術、新材料，進行多種結構方案的比較，建立優化設計的概念，培養學生自我發展能力，為走向社會打下堅實的基礎。
我國高等教育長期存在重理論、輕實踐的問題，因此教育部多次強調并明確指出要大力加強實踐教學，建立和完善校內外實習基地，高度重視畢業實習，提高畢業設計、畢業論文的質量。軟件工程專業是一門理論與實踐聯系非常緊密的學科，若按照傳統重視理論的培養模式，畢業生則難以滿足當前社會用人單位的需求[3]。對于相對新興的軟件工程機電一體化方向專業，其專業知識結構及培養目標決定學生面臨的畢業實習與設計問題更復雜，目前存在的主要問題表現在如下幾方面。（1）就業與選題的矛盾。基于該類專業的培養目標，畢業生目前就業意向主要有三：一是在軟件產業從事編碼測試、系統分析設計或具有軟件領域知識的復合型技術服務、銷售和管理（軟件方向）；二是在機械電子工程應用背景專業領域從事軟件開發及機械研究、產品設計、制造、管理等工作（工程應用方向）；三是考研、考公務員和自主創業等（考研方向）。因就業方向的多元化、畢業實習設計老師（包括軟件企業導師）的專業領域和人數限制、實習條件的限制等多重原因，學生難免產生選題與就業意向不相符的矛盾。（2）畢業實習設計與考研、公務員招考時間安排上的沖突。畢業實習設計一般都安排在第4學年的第7學期、第8學期，而這期間，每年一度的全國研究生招生考試和公務員的國考、省考也同時舉行，這就導致“考研方向”的學生在備考和完成學業間的矛盾，如不進行相應調整，勢必影響畢業實踐環節的教學質量。（3）軟件方向與專業方向的不協調因素。軟件方向學生一般采用3+1的培養模式，也就是說，第4學年大多在軟件企業完成基于項目驅動的畢業實習和畢業設計；而工程應用方向和考研方向往往還有幾門課程需要在校學習，在時間和內容安排上往往存在沖突。（4）畢業實習與畢業設計不能有機對接。畢業實習是畢業設計的重要準備階段，畢業實習要結合畢業設計課題，到生產第一線進行專業實踐與社會實踐，收集與畢業設計有關的信息和資料，畢業實習的內容和質量對畢業設計的質量有直接的影響。畢業設計要將所學基礎知識、專業理論與畢業實習的實踐相結合，注重分析問題、解決問題能力的培養，它能在一定程度上檢驗畢業實習的效果[4]。軟件工程培養實用型、復合型人才的特點使其對畢業實習與設計的銜接要求更高，而且該類專業多元的就業意向及其他復合因素使得學生的實習與設計內容往往不能有機銜接。目前軟件工程專業畢業實習設計的教學工作中，面對學生就業自主化的嚴峻形勢，存在著畢業實習與畢業設計不能有效銜接、教師對兩者核心含義把握不好、設計（論文）選題及內容與經濟社會對人才需求脫離以及忽視對學生的創造能力意識培養和訓練等影響畢業設計論文質量的問題，因此進行全新的教學改革已經迫在眉睫。
2畢業實習設計指導需考慮的因素
1）學習動機。自我效能感、學習動機和學業成就三者之間存在相關關系，且自我效能感與學業成就、學習動機和學業成就之間均呈顯著正相關[5]。自我效能感是人們對自身能否利用所擁有的技能完成某項工作行為的自信程度；學習動機是推動學生進行學習活動的內在動因，是激勵、指引、維持、調節學生學習的強大動力[6]；學業成就指經過學習和訓練后所獲得學業方面的知識和技能，是學生學習狀況和水平的集中體現。高校畢業班級學生處于即將告別學生時代而走向社會的特殊階段，畢業、考研和就業等諸多問題以及社會價值日趨多元和競爭壓力日益加劇的強烈沖擊，對其學習和心理產生了重大影響[7]。為增強學生的學習動機，從選題入手，貫穿畢業實習設計各環節，融學生興趣愛好、就業意向與學生畢業實習設計于一體，激發學生的內在動力，是取得好的設計質量的關鍵因素之一。2）項目驅動。有效地整合指導教師的各類縱向、橫向在研項目并將其進行深入的挖掘和提煉，根據畢業實踐環節具體要求細分軟件工程項目，將其引入到學生畢業實習設計中，采用以項目驅動為主體的人才培養模式，優化管理體制與實驗室運行機制，探索一種新的實踐教學模式，以期實現實踐教學過程可控化、項目實施團隊化、項目資源共享化的目標，培養具有扎實的工程實踐能力、較強的技術創新能力、良好的團隊協作能力和可持續發展能力的人才[3]。3）導師制。采用指導教師全程負責制是確保后續創新模式實現的關鍵。導師可以是從學校選定的各方向專業教師，也可以是從企業選出的工程技術人員，還可以是兩者的結合（雙導師制）。導師既要完成畢業實習與畢業設計的組織工作，又要完成這兩個環節連貫且相互滲透的業務指導工作。為確保這種教學模式有條不紊地實施，指導教師應認真履行相應的職責。首先，根據畢業實綱和設計大綱的要求，與企業協調好學生的畢業實習設計課題和企業的生產技術工作需要之間的關系，落實畢業實習內容及合適的畢業設計課題；其次，要對學生畢業課題進行方案論證，及時提供指導和質量監督，確保教學任務的完成[4]。
3畢業實習設計指導創新模式的設計
結合軟件工程機電一體化方向的專業特色，在現有基礎上設計的畢業實習設計創新模式總體框架如圖1所示，其主要內容包括如下幾方面。1）以學生為本，模塊化組織。基于學生的學習動機，根據學生某方面的專業特長和未來的發展取向，該模式分為3個大模塊：以軟件設計、軟件測試、軟件維護和軟件項目管理等為目標的軟件模塊（軟件方向）；立志于進一步深造的考研、公務員考試等模塊（考研方向）；面向工程的工程應用模塊（工程應用方向）。大模塊下再設子模塊，如以工程應用為背景的模塊又分為UG、PRO/E等大型軟件的工程應用模塊；以單片機、PLC等程序開發為主的工控模塊；CAD、UG、PRO/E等面向應用軟件的二次開發模塊。學生根據學業基礎、就業意向及學習興趣自主選擇。2）畢業實習設計一體化。畢業實習與畢業設計是保證教學質量的重要階段，二者的關系越來越密切，將二者人為分割的教學模式已不太適應教學的需要，必須建立二者緊密結合的教學新模式。具體來說，軟件模塊將畢業實習和畢業設計兩個階段合并為一個階段，形成一個相對較長的時間整體，與大型軟件公司合作，安排在第4學年，這也是軟件工程專業目前比較流行的模式；工程應用模塊中學生可以根據畢業設計課題有針對性地開展畢業實習工作，實習、設計由同一導師指導，采取集中實習和反復調研的形式，實習圍繞設計的需要展開；考研模塊則將實習和設計的時間提前，第6學期即由指導老師提前介入，預先安排相應工作，在充分保證設計質量的前提下，為考研創造條件。至于軟件方向與背景專業方向課程安排上的沖突，軟件學院采取課程置換與學分互認方式，拓寬學生的專業課程知識，達到多元方向的均衡。3）導師制和項目驅動貫穿始終。采取導師負責制，將部分學生（考研方向）的畢業設計提前到第6學期開始，到第8學期結束，歷時1年半時間。在導師的指導與安排下，學生開展的工作包括文獻檢索，熟悉設備，儀器校準，實驗計劃，實驗開展，項目調研、開展、改進和總結各環節。基于項目驅動，每一學生的實習設計選題均為某方向科研子項或工程子項，學生通過一個完整的項目鏈，在熟悉科學研究方法、步驟和科研組織等環節基礎上，全面培養動手能力、獨立工作能力和創造性的思維能力。4）建立全程質量監控體系。“全程”指從畢業設計選題、畢業實習指導、教師下任務書、學生做開題報告、方案設計、實驗、中期檢查、撰寫論文到答辯評分、總結歸檔等質量形成的全過程；以制訂計劃、明確目標執行計劃檢查、反饋處理、糾偏制訂新的計劃、目標為質量監控途徑。針對畢業實習、畢業設計的各個環節，制訂詳細可行的規范，把握各階段的時間節點和考核標準，目前要求教研室審核的關鍵節點包括選題、任務書、開題、中期檢查、綜合評價、答辯等。
4工程實踐環境的構建
要保證上述模式的良好運行，必須有一個穩定而可行的工程實踐環境。我們一直注重軟件工程專業實踐應用型人才培養，不斷加強與IT等用人企業的合作。從軟件工程機電一體化方向專業開辦以來，江西理工大學軟件學院先后在中興軟件、中天電子、江西微軟、上海杰普等多家大型軟件公司和IT培訓機構建有校外實習基地，在江西銅業公司、中金嶺南股份公司、恒天動力有限公司等建有校外專業背景方向實習基地。打造相對穩定、整體素質較高的導師隊伍是實現該創新模式的有效保障，學院應考慮：①從實習基地遴選指導教師；②選派軟件方向教師到合作基地工程實訓；③選派專業方向教師到國內知名院校訪學。對畢業實習設計各環節，軟件學院制定有詳細的《畢業實習設計規范》，系部成立“軟件工程畢業設計領導小組”。教研室針對該內容進行深入調研與問題分析，在教師中開展動員，提前落實并布置工作；在學生中宣傳動員，使學生在思想上有準備，重視畢業實習、畢業設計；在畢業設計過程中，強調過程質量控制和管理，及時跟蹤控制，及時發現問題、解決問題。
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?！雹谄浯危瑢W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。
目前大部分院校本科畢業設計的安排時間在第四學年的第一學期末和第二學期。以畢業答辯時間六月中旬為例，畢業論文撰寫需要半個月左右，畢業實習則需要一個月時間，真正用來進行實驗研究的時間大概只有不到三個月，這其中又會存在各種各樣的影響因素，因此在短時間內很難達到一個很好的效果。同時畢業設計和考研、就業沖突：隨著就業壓力的增加和學校對考研的鼓勵，越來越多的學生選擇加入考研大軍的行列，而考研時間正好在大四的第一學期末，為了考上理想的院校，很多學生在大三就開始進行考研準備，尤其是大四第一學期，基本上全部精力都放到了考研復習中，無心關注其他的事情，直接導致大四教學效果不甚理想，而到了第二學期還將要面臨四月份的復試，因此又需要準備復試而沒有心情和精力開展畢業設計。另外對于不參加考研的學生，這段時間也正是畢業生急于求職的時間，面對目前嚴峻的就業形勢，學生找工作壓力大，導致學生不能集中精力開展實驗工作，經常請假外出到全國各地進行工作面試，因此畢業設計時間進一步壓縮，而且隔三差五地出去導致畢業設計沒有連貫性。
1.2畢業設計經費少
絕大多數的實驗研究型畢業設計工作涉及了材料的制備、加工，性能的分析、測試等環節，而且目前學生畢業設計論文題目普遍是一人一題，使得學生的畢業設計內容比以往更加豐富，但這也決定了學生將要使用的原材料與儀器更加多元化，實驗的結果需要進行大量的表征檢測，目前檢測分析費用普遍較高，畢業設計能用來支配的經費很少，在200~400元左右，因此畢業設計經費很難滿足樣品檢測的需求，這也造成畢業設計中很多數據的不完善，不能深入地進行分析和探討，最終形成的論文類似于一份實習報告，無法將所學的理論知識和實驗現象緊密結合起來。
1.3教師和學生的問題
畢業設計題目是教師提出并讓學生開展的，那么教師對學生畢業設計的整體質量就具有很重要的影響。指導教師對畢業設計質量的影響主要體現在以下方面：第一，教師個人能力不足，畢業設計題目設計不當，指導起來力不從心，必然導致學生在短時間內無法高效地開展實驗；第二，有的老師在畢業設計環節中帶的學生過多，由于本身教學科研工作的影響，指導每個學生設計的時間必然減少，且投入精力不足，對學生每天的設計工作不了解，學生也得不到應有的監督、指導；第三，責任心不夠，有的老師甚至在畢業設計過程中對學生不聞不問，沒有盡到自己應有的監督指導責任；而有的老師沒有結合實際情況，設計題目過于雷同，甚至同組內同學的設計題目只是簡單的參數不同。這些因素都會導致畢業設計質量的下降。另一方面，學生自身在畢業設計過程中也存在著一些問題：實驗態度不端正、對畢業設計不夠重視、精力投入不足。比如在畢業設計前期過于懶散，不能積極主動地進行文獻的調研和實驗的設計，到了后期才急急忙忙地投入實驗，由于時間緊任務重、加上操作不夠熟練，因此與最初的預期有很大的差異，導致畢業設計論文的質量下降。有些考上研究生或找到理想工作的學生過于放松，對畢業設計抱著能過就行的心理，實驗過程中敷衍了事、流于形式，這也必然導致畢業設計質量下滑。
1.4畢業設計考核問題
雖然高校的教學管理部門對學生的畢業設計越來越重視，對于畢業設計制定了詳細完整的管理規范和要求，并有教學檢查組的督導，但由于各種因素的存在實際執行起來卻流于形式，畢業設計的審核、答辯和成績評定在一定程度上缺乏科學性。比如畢業設計質量的好壞最終是通過畢業答辯時學生的表現和畢業論文的撰寫質量好壞來評定的，而對于畢業設計過程中學生的表現并沒有一個量化的指標，只能通過指導教師來評判。因此這里面存在很多人為的影響因素，論文以結果定好壞，而忽視了畢業設計中工作量的大小，這對一些實驗難度大、工作量大，付出了很多的心血卻沒有得到理想的結果的學生來說有失公平。
2解決理工院校實驗研究型畢業設計中存在的問題、提高畢業設計質量的相關對策
2.1大學生結合指導教師，提前進入實驗室
針對大四學生面臨考研、就業及時間短的問題，提出學生結合指導教師，在大二或大三提前進入實驗室，參與指導教師的項目研究。這有幾方面的好處：第一，學生在課堂上學習到的都是一些空洞的基礎理論，進入實驗室之后通過早期的簡單實驗，可以將理論和實際結合起來；第二，通過循序漸進地進行實驗，提高學生的動手能力，開發學生的創新思維，培養學生的創新能力和實踐能力；第三，通過這種方式彌補了畢業設計時間短的問題，而且可以使學生的工作具有延續性。
2.2選題結合科研，開放實驗室
針對畢業設計經費少的問題，提出選題結合科研，開放實驗室的方法。指導教師都有著或大或小的科研項目，在制定畢業設計題目時，考慮將學生的畢業設計選題與科研相結合，不僅可以減輕指導教師科研工作的壓力，而且可以彌補畢業設計試驗經費不足的問題。另一方面，學?？梢葬槍π缘孛鎸Ξ厴I學生開放一些實驗室，通過畢業學生申請的方式降低或部分減免畢業設計試驗中的測試費用，或者學校適當增加畢業設計環節的經費投入，使畢業設計過程中的實驗研究有比較充足的經費支持，通過這些手段切實解決畢業設計環節經費少的問題。
2.3提高指導教師和學生的綜合素質
對指導教師而言，畢業設計既涉及理論知識又涉及實際操作技能，因此指導教師要根據自身的實際情況并結合學科特點設計合適的畢業設計題目，自身既要能從理論上指導，又能給予實踐上的幫助，而且通過畢業設計既能強化學生掌握的理論知識及實踐技能，又能使學生充分發揮其創造力，圓滿地完成畢業設計。另外高校要制定政策與規定，加強指導教師隊伍建設，對教師提出明確的要求。指導教師要不斷提高自身修養，對學生要有高度負責的責任心。對學生而言，應端正畢業設計的態度，轉變觀念。在思想上要把畢業設計放在一個重要的位置，了解畢業設計的過程，在思想上為畢業設計做好準備。要以提高自身的綜合素質為目標，以自我的全面發展為努力方向，為適應社會發展的需求，在畢業設計中鍛煉自己，從而逐步提高自己的學習能力和分析處理問題的能力。
