发布时间：2023-03-17 18:01:36
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的工业设计毕业论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
1选题探讨
如何从模具制造类企业的实际项目出发，制定既符合现实需要又能体现教育认知发展的设计项目选题。从企业的实际项目入手，将高校研究理论在真实项目实践中完成，体现产学研一体化应用转型，为模具企业的实际项目保证科学的理论支持。
2毕业设计形式
根据材料成型及控制工程专业工科学科的特点，培养社会需要的各类职业岗位技术能力，毕业设计应在形式上实现多元化，学生可以依据自己的特长完成产品结构的设计、制造工艺的研究，产品模拟分析或是生产管理的革新等等，不仅体现学生自身的个性特征，更能提高学生的职业兴趣，合理规划职业生涯。
3毕业设计时间安排
以往的毕业设计开展的时间与毕业实习和找工作交织，匆匆而过，质量难以保证。项目化毕业设计以教学大纲为依据，必须科学安排时间，合理处理毕业实习和设计的交融。
4毕业设计指导方式
按照前期对毕业设计的选题，必须建立与选题相适应的毕业设计指导方案。改变以往专职教师单一指导的模式，为保证学生的实践技能和理论水平的同时提升，实现企业和专职教师的联合指导模式。毕业设计答辩形式：在前期选题、综合指导方式模式基础上，改变从前学生讲、老师听，提问的单纯形式，结合学生设计的不同特点，采用企业技改提案、研讨会等答辩形式，给予学生展示自己研究成果的机会。毕业设计最终成绩评定办法：综合前面的研究，保证学生学有所用，进行全方位的评价，尤其关注企业对于学生毕业设计中展现综合能力的评定。
二项目化材料成型及控制工程专业毕业设计改革的创新点
1思路创新毕业设计改革的思路
创新在于以就业为导向，关注职业岗位能力需求，更好的实现校企人才“零对接”，以项目为载体，将材料成型及控制工程专业的毕业设计贯穿于大学培养的全程实践教学，提高学生实践能力，学习兴趣，增加就业砝码。
2方案创新从模具专业的市场
人才需求出发，以“理论够用，重应用能力”的能力本位培养方式为指导，改变以往理论过重，走过场，脱离实际生产的毕业设计方案，建立操作性强、针对就业性强的项目化毕业设计方案。这也是应用型本科工学发展的必然趋势。
3实践理论相结合
在材料成型及控制工程专业2010届毕业生毕业设计中采用项目化毕业设计方案，取得了不错的成效，学生普遍反映明白自己要学什么，干什么，为什么，主动积极性高涨，在实践中提出了一些实用的技改创新，服务社会。
4以就业为导向的项目化材料成型及控制工程专业毕业设计改革的应用价值
毕业设计的改革可以缓解高校与社会人才培养的矛盾，提高学生的就业，其应用价值主要表现在：（1）项目化的毕业设计方案有助于校企合作，用人单位提前介入人才培养，培养适合产业发展的技术人才。（2）项目化的毕业设计能够保证教学质量，提升职业能力培养。（3）项目化的毕业设计方案缩短了高校与就业从业的适应期，增加了学生的实际工作经验，帮助学生就业，提高学生的综合素质和职业能力。
三结束语
1.1学生因素
1）主观积极性。作为毕业设计的主体，学生的态度积极与否直接影响了毕业设计质量，然后近年来普遍存在着学生重视程度不够的问题。很多学生对毕业设计（论文）的目的和要求缺乏足够的认识，不少学生把毕业设计仅仅作为一门功课来看待，甚至认为其它功课已经通过，自然毕业设计肯定也会顺利通关，这种典型的应试式思维导致思想上的不重视。随着大规模的扩招，就业越来越难，学生要找忙于工作，投入毕业设计上的精力大大减少。在历年的毕业设计中也存在着前期文献调研与设计工作不努力，等到答辩前期突击的现象。
2）基础不扎实。毕业设计是大学教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。通过毕业设计，培养学生综合运行所学的基础理论、专业知识和基本技能，分析与解决实际问题的能力，使学生获得从事实际工作所必须的基本训练和进行科学研究工作的初步能力。因此，学生对基础理论和专业课程的掌握水平直接影响毕业设计工作的开展。例如，我系部分学生由于平时对基础理论与专业课程的学习不够重视，看不懂专业的参考文献，系统方案设计不出来，经过指导老师耐心指导，仍有些同学一窍不通。涉及仿真，有一部分同学，连Matlab工具软件都还要现学。这些现象都体现学生的基础不够扎实，严重制约毕业设计的教学水平。
1.2教师因素
1）主观积极性。教师方面，由于不仅要承担繁重的教学任务，还需开展科研工作，带学生做毕业设计只是众多工作中的一项，用于毕业设计指导工作的时间和精力不足。我系教师教学任务尤其多，在毕业设计开展期间，多数教师还承担了课题教学，课程设计探索提高热工自动化专业毕业设计教学质量谢七月(长沙理工大学能源与动力工程学院)等教学工作。这几年绩效改革不鼓励超工作量，毕业设计工作又持续周期长，学生知识结构又层次不齐，因而有些教师对毕业设计态度不是很积极，指导效果明显受影响。
2）指导老师队伍本身的专业素养。热工自动化专业方向比较细，开设热工自动化专业的高校很有限，我系极少教师本科专业是热工自动化的。由于教师资源相对紧张，即使缺乏系统的工程化培训与实践的新进教师也承担了指导毕业设计的教学任务。甚至有的教师虽然没有能力指导毕业设计，但为了完成学校规定的教学任务，也只好勉强上阵，这也在一定程度上导致了毕业设计质量的下滑。而且现有的毕业设计指导教师队伍单一，不能很好的因材施教。
1.3客观因素
1）毕业设计时间过短，很大程度上影响了毕业设计的教学质量。毕业设计一般安排在大学最后一个学期，我校还在该学期安排毕业实习，部分同学还要忙于找工作、考研等各类事情，用于毕业设计的时间有限，满打满算仅仅14周，也就三个多月。而要在三个月内完成文献调研、文献翻译、开题、设计、实验、论文写作、答辩等一系列工作，很难保证还能有充足的时间对毕业课题做深入的研究。据我系历年数据，不能完成毕业设计要求的全部内容的学生多达40%，而能在短短三个多月内做出较好结果的学生不足10%，这类学生往往是提前参加了相关课题或是有扎实的基础，而基本完成任务书内容的学生将近50%。
2）毕业设计的考核方式单一，难以激励学生很好地完成毕业设计的任务。目前毕业设计的考核主要以答辩为主，尽管在毕业设计过程已经按前期检查、中期检查、毕业答辩三个阶段分别开展了检查考核，而且也制定了各阶段的阶段性指标，但指标不够具体，考核过程有时候流于形式，并没有严格考核。即便将考核模式向以实物、图纸、程序、科技论文、专利、竞赛结果为主的综合考核模式转变，但因这些内容无法在三个月内实现，因此，无实际全面实施考核的可能性。
3）管理机制已经不能完全适应毕业分类指导的需要，在一定程度上也影响了毕业设计的教学质量。学校和学院现有的教学管理模式是针对大多数学生的情况制定的，不够灵活，既难以充分发挥优秀学生的创造力，也难以提高落后学生的综合能力。对分类指导、因材施教的考虑不周全，毕业设计的整体教学水平难以提高。
4）其它客观因素。影响毕业设计的客观因素还有很多，例如，实验条件紧缺，企业合作较虚，大部分设计电厂自动化的实验缺乏实现条件。
2提高毕业设计质量的改革措施
2.1毕业设计时间的调整
从本届毕业设计开始，我校开始调整毕业设计的时间安排，把前期工作安排在第七学期最后三周，要求在这三周内完成文献调研，英文文献翻译以及开题报告。然后希望学生能够利用部分寒假时间进行毕业设计的后续工作，为开学初的毕业实习做准备工作，从而使得学生能够带着毕业设计中的问题参加毕业实习，增强毕业实习的针对性，最终提高毕业设计的质量。为了进一步的落实分类指导与因材施教，我系将根据学生的学习成绩安排给与更为合理的毕业设计时间。对于成绩前10%的特别优秀的学生，可以在第六学期初结合毕业后的计划开始进行毕业设计选题，在这学期内进行文献调研与英文文献的翻译工作，争取在第六学期末进行开题，利用大四一年时间完成具体设计和论文撰写，鼓励结合设计结果撰写与发表学术论文，毕业设计总时长达到三个学期，这个时间相当于目前2.5年制的研究生用于研究的时间，从而保障这部分优秀学生有充分的时间将毕业设计做的更加深入。对于成绩前30%左右的学生，则可在第七学期初选题、开题，毕业设计总时长为两个学期。对于成绩一般以及成绩特别差的学生，采用学校统一安排的毕业设计时间，第七学期中后期选题，第七学期末毕业设计开题，毕业设计总时长保持在半年以上。而对于动手能力特别强和参加各类课外科技竞赛的学生，可在第五学期完成选题，开题并将其毕业设计与竞赛结合，总时长为四个学期。
2.2指导方式改革探索
由于教师资源相对不足，为了更好指导毕业设计，我系正探索指导方式的改革。一方面，我系2014届和2015届毕业生均在120人左右，而现有专职教师只有15人，平均每位教师指导8名学生。另一方面，由于自动控制学科的发展日新月异，热工过程自动化也得到了快速发展，涉及的领域不断延伸，几乎包罗万象，不可能要求每位教师都对每个领域均有深入的认识。因此，在毕业设计的指导过程中，应该充分发挥教研团队的优势，探索集体指导和个人指导相结合的指导方式尤为重要。鉴于在毕业设计过程中，学生通常会遇到一系列的问题，尤其是面临工程实际方面的问题时，感到无所适从，急盼有教师的指导。因此，指导教师每周安排一次答疑与讨论，每个工作日下午安排一名教师开展集体指导。提前安排时间与地点，即时通知学生，学生既可得到指导教师的指导，还可根据自己的问题，选择相关领域的教师参加集体指导。
2.3毕业设计选题模式的探索
我校已使用毕业设计选题系统，先由教师命题上网，然后由学生上网选择，每位学生可以选择两个题目，最后指导教师确认。为了更好地因材施教，我系对选题工作进行了探索。首先从命题上把好质量关。要求指导教师分别在题目命题来源、命题类型、命题质量等方面下功夫，并对不同层次的学生采用不同的毕业设计命题。我系成立了毕业设计指导小组，在选题期间，组织教师对命题应在一定范围内进行严格评审打分，只有通过评审的题目才能予以通过。对于特别优秀的学生，尤其是保研的学生，将他们作为创新拔尖人才培养的主力，命题可以结合国家和省部级重点科研项目，从项目中抽取部分有一定深度和难度且带有前瞻性的课题，锻炼其科研能力和动手能力，冲刺校优秀毕业设计。对于成绩在前30%左右的学生，从科研项目中抽取部分动手和锻炼工作能力较强的课题，培养学生的创新意识与能力。对于成绩一般和较差的学生，命题结合生产实践，锻炼其在实际工作中解决问题的能力。而针对考研学生，可以选取一些相对难度较小的科研题目进行研究，注重科研能力的训练与培养，为将来研究生的深造打好基础。对于力争进入特别优秀学生的选题，系毕业设计指导小组将组织面试考核，考核成绩供命题教师参考。学生在选题期间，即时向指导教师汇报学习情况，命题教师根据选题学生的具体情况，选择与命题要求相吻合的学生，确定选题学生。
2.4管理制度方面的改革
为了加强对毕业设计的管理，根据学校与学院对毕业设计的管理规定，我系制定了管理细则，探索从制度建设方面保障毕业设计的质量，主要改革方面如下：
1）加强对学生在毕业设计期间的管理。在毕业设计动员大会上，毕业设计指导小组给学生阐明毕业设计的严肃性，明确指出毕业设计将从严把关，从而使得学生端正毕业设计的学习态度。毕业设计过程中，学生必须在指导教师指定的场所开展工作，从而便于指导教师检查与指导，规定学生每个工作日必须在指定场所，无特殊情况不得请假，由指定学生负责每天的考勤，系指导小组将不定期进行考勤检查，从而改变以往懒散的作风。学生每周参与答疑，即时汇报毕业设计进展，指导教师将记录每周的答疑情况。指导教师严格根据学生的平时表现评定学生的平时成绩。
2）加强对指导教师的督查工作。为了督促教师积极参与毕业设计的指导工作，学校与学院有教学督导会进行常规的教学检查。我系将加强这方面的督查，每周向学生调查指导教师的指导情况。为了充分调动指导教师的积极性，将设立经费进行奖励，对认真负责的指导教师要予以奖励，为了公平起见，对于指导非特别优秀学生获得优秀毕业设计的教师，系将加大力度奖励。对于指导不力的指导教师，限制下年的指导人数。
3）严格考核毕业设计过程的各个阶段。为了使得学生和教师高度重视毕业设计，有必要加强对毕业设计过程各阶段的考核，而不是只注重毕业设计的最后结果。将整个毕业设计过程分三阶段进行检查考核：第一阶段（毕业设计工作初期）：检查师资配备和设备条件、课题审查情况及学生选题结果。第二阶段（中期）：深入教学现场，进行实地检查，通过观察、提问，考察学生的工作状况；了解学生对教学工作的反映；同时检查教师的工作状况，依据毕业设计管理细则对教师与学生的各项指标进行打分。第三阶段（后期）：这个阶段重点抓好答辩资格审查工作与成绩评定工作。学生答辩前，要进行答辩资格审查。学生按规定时间完成毕业设计任务，经“审阅”、“评阅”合格后，方可参加答辩。毕业设计成绩由“审阅”“评阅”“答辩”三个环节组成，各环节成绩占总成绩的比例分别为40%、30%、30%。由指导教师、评阅教师、答辩小组分别写出评语并给成绩，最后综合评定学生的成绩。为了避免教师担心自己带的学生成绩偏低或答辩通不过给自己带来麻烦，系指导小组将协调后续工作，使得指导教师能客观评分。为了客观公正进行评阅，采用集体交叉盲审形式。严格按程序组织答辩，避免走过场。
3结束语
随着计算机技术的蓬勃发展和广泛应用，计算机辅助教学管理也日趋普及。计算机辅助高等教育评估是其中一个比较新的分支，它的出现不仅改善了教育评估方式，而且有力地促进了传统教育评估方法向高效率、高质量和更加准确可靠的方向转变，促进了教育评估系统的改革，推动了教育评估方法的更新。教育评估是高等教育活动中一个非常重要的方面。而建筑工程专业毕业设计(论文)工作则是本科生培养中一个至关重要的环节，做好本科生毕业设计(论文)评估工作，有助于改进建筑工程专业本科生的培养。遗憾的是，多年来对本科生毕业设计(论文)评估工作普遍重视不够，或者虽然重视，却仅仅停留在定性评价的阶段，缺乏准确可靠的评价标准，所有这些都不同程度地影响了本科生毕业设计(论文)工作的质量。在这种情况下，将计算机引人本科生毕业设计(论文）评估活动中来，可以大大改善这种状况。计算机具有存储量大、可连续工作等特点，而且利用计算机处理评估材料，获得评估结果，具有速度快、效率高、结果可靠的特点，只要指标体系建立合理，计算机能不受任何人为因素的干扰，提供给教学管理人员实事求是的结果，成为他们工作中得力的助手。为此，我们开发研制了建筑工程专业毕业设计(论文)计算机辅助评估预测系统（以下简称评估预测系统)。
二、评估预测系统的开发研制
(一）基本原理与方法
如何实现评估过程从定性到定量的转变，是开发研制该系统的关键所在。我们依据高等教育评估的原理，采用模糊综合评价的基本原理和方法，给出了建筑工程专业毕业设计(论文)评估的量化模型，具体步骤如下：
1.建立毕业设计(论文）评估指标体系。一级指标分为教师、学生、选题、客观条件四个方面。各方面再细分则为二级指标，如：教师方面分为准备工作、课堂讲授、出勤率、答疑情况、教学方式、教师职称等六个方面；学生方面分为学习态度、平时成绩、计算书完成情况、图纸完成情况、创新情况、译文完成情况等六个方面；选题方面分为结构类型、课题新颖程度、计算机应用合理程度、题目性质、外文资料、创新性等六个方面；客观条件分为设计教室、绘图仪器及图板、机房及出图设施、每位教师指导学生人数等四个方面。
2. 设立评价等级V，V=1好(VI)，较好(V2)，—般(V3)，较差(V4)|。
3. 构造单因素评判矩阵R，
其中，R中每一个元素rij表示第i个评价因素对第j个评价等级的隶属度。
4. 设立各评价因素权重集A，例：一级指标权重集八=(0_35，0.35，0.15，0_15)，八的取值可根据经验，并依据以往各届毕业设计(论文）评估结果经反复试算确定。
5.计算综合评判矩阵
6.对各级指标体系重复步骤
7.计算测评结果
求得最终评判矩阵B该量化模型针对毕业生总体进行评估，评价毕业生的综合质量，改变了过去仅片面地对个人进行评估的状况。
(二）评估预测系统的计算机开发语言
系统采用流行的Windows人机交互式界面，力争做到界面友好，操作方便。根据本系统的特点和具体要求，我们选用了Windows环境下的VisualBasic5.0可视化编程语言开发本系统。VisualBasic5.0是微软公司开发的功能十分强大而又简单易用的可视化编程环境，编程速度快，界面质量高，是编写Windows应用程序的最佳选择。使用VisualBa¬sic语言开发本系统充分体现了本系统处理数据、信息快捷方便的特点。
(三）评估预测系统的总体结构
在Windows操作系统下安装本系统后，启动系统，进人主菜单，依据界面提示您就可以轻松完成评估工作，系统主框图如下：
三、评估预测系统的优点
1. 量化评估，提前预测，动态管理。该计算机辅助评估预测系统能够对毕业设计(论文)工作方案可能取得的效果进行预测。教学管理人员只要依据该系统的提示输人各项有关毕业设计(论文)工作方案的参数，系统随即能计算出毕业设计(论文)工作的成绩，从而对各项工作方案的结果作出预测。通过反复改变参数——计算成绩，教学管理人员就能够发现各种方案的优缺点，即哪一项安排对毕业设计(论文)工作是有利的，如果实施下去会取得好的工作效果；哪一项安排对毕业设计(论文)工作是不利的，实施下去必将导致毕业设计(论文)工作成绩下滑。这种预测如果安排在毕业设计(论文)工作开始之前，管理者就能有效地对毕业设计(论文)方案进行调整，从而获得满意的效果。我们将99届与往届的工作方案作了一下比较，发现由于老教授退休较多，本次毕业设计年轻教师比例上升，但年轻教师职称偏低，讲师居多，教授、副教授比例严重下降，用该系统初步预测发现毕业设计整体质量将要下滑。根据这个信息，系学术委员会马上采取措施，对年轻教师提出更高要求：指导教师中讲师一级必须具有硕士学历，且应有一定的工程实践经验，在课题选择及指导上必须具有较强的创新性，最后经系学术委员会严格审查后方可上岗。再用本系统预测后发现，毕业设计(论文)工作最终得分并未降低，反而稍有提高。目前，99届毕业设计(论文)工作已经结束，最终得分的确较98届有所提高，与系统预测结果吻合较好。
2. 有效监督，对症下药。毕业设计(论文）工作进行到中期时，系里为了加强对毕业设计(论文）工作的监督管理，一般要求安排一次中期检查。该检查能发现一些问题，但对这些问题造成的结果却很难预知。这样的话，发现缺点往往不能及时纠正，任其发展下去必将导致不良后果。这时，如果用该计算机辅助评估预测系统进行一下“中期评估”，各种问题可能导致的结果将一览无遗，且该系统会帮助教学管理人员清楚地发现各种导致毕业设计(论文）工作成绩偏低的原因，从而有针对性地，高效率地对缺点进行纠正，对优点给予肯定，保证毕业设计(论文)工作顺利进行，最终取得优异成绩。例如，99届某老师所带设计组，由于指导教师出勤率过低，中期检查时系统评估预测该设计小组成绩偏低，系领导马上对指导教师进行了批评教育。由于纠正及时，最终这个小组成绩达到了总体平均成绩。
3.总结校核，公平合理。毕业设计(论文）工作结束后，系里要对指导教师、学生的工作学习成绩进行评定。由于诸多非客观因素的影响，结果往往难以做到公平合理。此时借助该系统对毕业设计(论文)工作的成绩进行校核评估，可使毕业设计(论文)成绩评定1：作更加公平合理。该软件是“诚实的检查官”，只要输入的各项参数正确，系统将实事求是地予以评分，这就摒弃了人为因素的干扰。
1.工科本科生毕业设计教学受传统的教育思想的影响。
工科本科生毕业设计是理论与实践的结合，即由毕业实习与毕业设计（论文）两部分组成。由于我国高校长期受“知识传授型”固有教育观念的影响，一直沿袭闭门式的办学模式，没有树立起适应市场需求的办学理念。其次是没有设立固定的毕业实习基地，实践环节受到校企实践基地条件的限制，使得“知识传授型”的教学思想占了主导地位，认为高校主要是培养高层次、研究型的人才，而忽视了培养应用型的及能解决企业实际生产、运行中技术难题的工程人才。
2.本科生的主体作用发挥不主动。
工科本科生在校学习期间，对专业选择、课程选修、参与科研项目、科技大赛科研团队及实习基地选择等方面受到一定的限制。我校办学常规：学校是主体，给出安排，学生是客体，按部就班的做。特别是在毕业设计实践环节没有留给学生考虑自身发展、对专业学习提升及就业方向的自主选择。因此，在一定程度上影响了学生主体作用的发挥，影响了人才的培养兴趣。
3.教师的主动性发挥存在相对短视的行为。
毕业设计应参与专业相关的实际工程项目设计、科研项目。毕业设计题目可以是教师拟定的与专业相关的最新科研、设计项目的研究，也可以是学生感兴趣的内容。尽管高校教师都已认识到“产学研”合作项目教学的重要性，目前也有一部分教师已在实践，但要突破固有的执教理念和教学方式，在应用型人才培养上，一些教师或因条件有限不易尝试；或担心失败，在有限的时间内完成不了科技服务项目而要承担相应的经济法律责任。其结果使得教师很少主动地将“产学研”的合作理念和研究方法运用到毕业设计中去。这些人为因素扩大了毕业设计与实际工程项目结合的难度，也很难迅速地将“产学研”项目、校企合作等先进的理论与创新思维纳入到现有的毕业设计教学模式当中。
4.学校参与社会、企业合作的内在牵动力不足。
一方面双方没有充分利用现有的合作平台，目前高校普遍存在运行成本大、费用高、毕业生就业难的情况，学校要进行深入、大力度的体制改革，需要国家教育政策的支持，学校认为发展高等教育和培养人才所需的经费更多的是政府行为，自我发展少、风险意识较强。另一方面，由于我国不同的行业、不同的区域经济发展不平衡，许多产业仍然是劳动密集型，企业主动和学校合作培养人才积极性不高，企业参与度不够。而学校在教学任务饱满、科研任务重的情况下，提升高校服务社会的功能、谋求自身发展的主动性不强烈。
5.工程实践教育场所缺少。
“卓越工程师”培养目标———应用型工程师，要求在本专业方向有一定的实习经验，这就显现了教学型工科大学存在实践场地有限、资金匮乏等问题，大学生很难在校内拥有稳定的实习实践场所。
二、工科本科生毕业设计教学改革的思路和途径
1.教学改革的目标。
建筑环境与能源应用工程专业的任务是以建筑为主要对象，在充分利用自然能源的基础上，采用人工环境与能源利用工程技术去创造适合人类生活与工作的舒适、健康、节能、环保的建筑环境和满足产品生产与科学实验要求的工艺环境，以及特殊应用领域的人工环境。针对本专业的特征，在教学改革方面提出了实施工程教育、突出工程训练、培养工程意识与综合能力，为企业培养在工业一线生产工作、在工程技术应用领域具有特长的工程师和工程技术人员。
2.教学改革的思路。
以本专业教学改革目标为准绳进行了培养方案的修订，将七个学期的学分分配为：第一学期22学分、第二学期29.5学分、第三学期30学分、第四学期22.5学分、第五学期14学分、第六学期14学分、第七学期13学分、第八学期毕业实习与毕业设计。第七学期课程比较少，我们尝试在第七学期后半段进行毕业设计的开题工作，同时加快专业课程进度。在课程结束与毕业设计开始之前，进行两个月的毕业实习，让学生带着设计专题体验企业生产运行过程。通过参与多项工程类课题，让学生对企业目前工程环节的难题有一个初步的了解，利用所学的专业知识，学生可以确立自己的毕业设计研究方向。在第3~6学期也就是大二、大三阶段，学生可以参加教师工程类科研课题，承担基础科研任务，熟悉企业的管理、工艺环节，作为毕业设计的前期工作，完成部分毕业设计的重点章节。大四阶段，对毕业设计做最后设计方案的修改，完成毕业设计任务。这种教学日程安排，既增加了实践教学比例，着重强调学生毕业设计以工程实际应用为导向或与学科发展前沿紧密结合，让学生毕业设计能够尽量的贴近实际，并具有一定的深度和广度，同时也有利于教师对毕业设计的指导与质量监控。
3.教学改革的途径。
超宽带（UWB，Ultra Wide Band）无线技术在无线电通信、雷达、跟踪、精确定位、成像、武器控制等众多领域具有广阔的应用前景，因此被认为是未来几年电信热门技术之一。1990年，美国国防部首先定义了“超宽带”概念，超宽带无线通信开始得到美国军方和政府部门的重视。2002年4月，美国FCC通过了超宽带技术的商用许可，超宽带无线通信在民用领域开始受到普遍关注。目前“超宽带”的定义只是针对信号频谱的相对带宽（或绝对带宽）而言，没有界定的时域波形特征。因此，有多种方式产生超宽带信号。其中，最典型的方法是利用纳秒级的窄脉冲（又称为冲激脉冲）的频谱特性来实现[1]。
超宽带无线电是对基于正弦载波的常规无线电的一次突破。几十年来，无线通信都是以正弦载波为信息载体，而超宽带无线通信则以纳秒级的窄脉冲作为信息载体。其信号产生、调制解调、信号隐蔽性、系统处理增益等方面，具有独特的优势，尤其是能够在密集的多径环境下实现高速传输。由于脉冲持续时间很短，多径分量在时域上不易重叠，多径分辨能力高，通过先进的多径分离技术或瑞克接收机，可以充分利用多径分量。
目前，典型的超宽带无线通信调制方式以TH-PPM、TH-PAM为主，本论文中，介绍超宽带无线通信中的调制技术，主要讨论TH-PPM、TH-PAM的基本原理，并且对比调制技术的优缺点，性能的好坏，并进行动态的仿真，从仿真图中较清楚的研究调制方式，从而得出正确的结论，细致的研究超宽带无线通信中的调制技术。
关键字：超宽带 调制方式 PPM调制 PAM调制 OFDM调制
2 概述
2.1 总述
近几年来，超宽带短距离无线通信引起了全球通信技术领域极大的重视。超宽带通信技术以其传输速率高、抗多径干扰能力强等优点成为短距离无线通信极具竞争力和发展前景的技术之一。FCC(美国通信委员会) 对超宽带系统的最新定义是:相对带宽(在- 10dB 点处) (fH - fL)/fc > 20 %(fH ，fL ，fc分别为带宽的高端频率、低端频率和中心频率) 或者总带宽BW> 500MHz。[1]它与现有的无线电系统比较，在花费更小的制造成本的条件下，能够做到更高的数据传输速率(100～500MbPs) 、更强的抗干扰能力(处理增益50dB 以上) ，同时具有极好的抗多径性能和十分精确的定位能力(精度在cm 以内) 。
2.2 UWB基本原理
发射超宽带(UWB) 信号最常用和最传统的方法是发射一种时域上很短(占空比低达0. 5 %) 的冲激脉冲。这种传输技术称为“冲击无线电( IR) ”.UWB - IR 又被称为基带无载波无线电，因为它不像传统通信系统中使用正弦波把信号调制到更高的载频上，而是用基带信号直接驱动天线输出的[6];由信息数据对脉冲进行调制，同时，为了形成所产生信号的频谱而用伪随即序列对数据符号进行编码。因此冲击脉冲和调制技术就是超宽带的两大关键所在。
2.2.1 脉冲信号
从本质上讲，产生脉冲宽度为纳秒级的信号源是UWB 技术的前提条件。目前产生脉冲信号源的方法有两类: ①光电方法，基本原理是利用光导开关导通瞬间的陡峭上升沿获得脉冲信号。由于作为激发源的激光脉冲信号可以有很陡的前沿，所以得到的脉冲宽度可达到皮秒(10 - 12 ) 量级。另外，由于光导开关是采用集成方法制成的，可以获得很好的一致性，因此是最有发展前景的一种方法。②电子方法，利用微波双极性晶体管雪崩特性，在雪崩导通瞬间，电流呈“雪崩”式迅速增长，从而获得具有陡峭前沿的波形，成形后得到极短脉冲。在电路设计中，采用多个晶体管串行级联，使用并行同步触发的方式，加快了雪崩过程，从而达到进一步降低脉冲宽度的目的[7]。
冲激脉冲通常采用单周期高斯脉冲，典型的单周期高斯脉冲的时域和频域数学模型分别表示为:
(2-1)
(2-2)
单周期脉冲的宽度在纳秒级(0. 1～1. 5ns) ，重复周期为25～1000ns ，具有很宽的频谱，如图2-1 所示。实际通信中使用的是一长串的脉冲，由于时域中信号的周期性造成了频谱的离散化，周期性的单脉冲序列频谱中出现了强烈的能量尖峰。这些尖峰将会对信号构成干扰，通过数据信息和伪随机码来进行编码P调制，改变脉冲与脉冲间的时间间隔，可以降低频谱的尖峰幅度[2]。
图2-1 单周期脉冲的时间域和频率域的表示
2.2.2 UWB的调制技术
超宽带系统中信息数据对脉冲的调制方法可以有多种。脉冲位置调制( PPM) 和脉冲幅度调制(PAM) 是UWB 最常用的两种调制方式。通常UWB信号模型为:
(2-3)
其中，w ( t) 表示发送的单周期脉冲， dj ， tj 分别表示单脉冲的幅度和时延。
a PAM- UWB
PAM是一种通过改变那些基于需传输数据的传输脉冲幅度的调制技术。在PAM调制系统中，一系列的脉冲幅度被用来代表需要传输的数据。任何形状的脉冲都是通过其幅度调制使传输数据在{ - 1 ， + 1}之间变化(对于双极性信号) 或在M 个值之间变化(对于M 元PAM) 。增加传输脉冲所占的带宽或减少脉冲重复频率，都可以增加一个固定平均功率谱密度的UWB 系统所能达到的吞吐量和传输距离，可以看出这一效果与增加传输功率的峰值的效果是相似的。[8]
采用脉冲幅度调制(PAM)的超宽带信号波形如下:[4]
(2-4)
其中， dj 是信息序列， Tf 是脉冲重复周期。根据dj 的不同取值， 可将PAM调制方式分为以下三种:
（1） OOK(发送数据为1 ，UWB 信号的幅度为1 ;发送数据为0 ，UWB 信号的幅度为0) ;
（2）PPAM(发送数据为1 ，UWB 信号的幅度为β1 ;发送数据为0 ，UWB 信号的幅度为β2) ;
（3）BPSK(发送数据为1 ，UWB 信号的幅度为1 ;发送数据为0 ，UWB 信号的幅度为- 1) 。
对于这三种方式，在超宽带的PAM调制方式中多采用BPSK方式。
b PPM- UWB
脉冲位置调制(PPM) 又称时间调制(TM) ，是用每个脉冲出现的位置落后或超前某一标准或特定时刻来表示某个特定信息的[3]。二进制PPM 是超宽带无线通信系统经常使用的一种调制方法，相对其它调制方法来说也是较早使用的一种方法。采用PPM的一个重要原因是它能够使用零相差的相关接收机来接收检测信号，而这种接收机有着非常好的性能。采用脉冲位置调制( PPM) 的超宽带信号波形如下:
(2-5)
其中， dj 取0 或1 ，δ为调制因子， 与脉冲宽度Tm (1/Tf ) 是一个数量级。当发送数据为1 时脉冲就会相应滞后一个时延δ。
图2-2 给出了上述四种调制方法的信号波形图，对这四种调制方式给出了一个比较直观的描述。
除了这些对脉冲的调制方法外，用伪随机码或伪随机噪声(PN) 对数据符号进行编码以得到所产生信号的频谱时，根据编码的不同即扩频和多址技术不同，超宽带系统又被分为跳时的超宽带系统(TH - UWB) 、直扩的超宽带系统(DS - UWB) 、跳频的超宽带系统(FH - UWB) 和基带多载波超宽带系统(MC - UWB) 等[9]。
图2-2 不同调制方式的信号波形[4]
2.3 UWB 技术特点
由于UWB 与传统通信系统相比，工作原理迥异，因此UWB 具有如下传统通信系统无法比拟的技术特点[4]:
(1)系统容量大。香农公式给出C = Blog2 (1 +S/N) 可以看出，带宽增加使信道容量的升高远远大于信号功率上升所带来的效应，这一点也正是提出超宽带技术的理论机理。超宽带无线电系统用户数量大大高于3G系统。
(2)高速的数据传输。UWB 系统使用上GHz 的超宽频带，根据香农信道容量公式，即使把发送信号功率密度控制得很低，也可以实现高的信息速率。一般情况下，其最大数据传输速度可以达到几百Mbps～1Gbps。
(3)多径分辨能力强。UWB 由于其极高的工作频率和极低的占空比而具有很高的分辨率，窄脉冲的多径信号在时间上不易重叠，很容易分离出多径分量，所以能充分利用发射信号的能量。实验表明，对常规无线电信号多径衰落深达10～30dB 的多径环境，UWB 信号的衰落最多不到5dB。
(4)隐蔽性好。因为UWB 的频谱非常宽，能量密度非常低，因此信息传输安全性高。另一方面，由于能量密度低，UWB 设备对于其他设备的干扰就非常低。
(5)定位精确。冲激脉冲具有很高的定位精度，采用超宽带无线电通信，可在室内和地下进行精确定位，而GPS 定位系统只能工作在GPS 定位卫星的可视范围之内。与GPS 提供绝对地理位置不同，超短脉冲定位器可以给出相对位置， 其定位精度可达厘米级。
(6)抗干扰能力强。UWB 扩频处理增益主要取决于脉冲的占空比和发送每个比特所用的脉冲数。UWB 的占空比一般为0. 01～0. 001 ，具有比其它扩频系统高得多的处理增益，抗干扰能力强。一般来说，UWB 抗干扰处理增益在50dB 以上。
(7)低成本和低功耗。UWB 无线通信系统接收机没有本振、功放、锁相环( PLL) 、压控振荡器(VCO) 、混频器等， 因而结构简单，设备成本将很低。由于UWB 信号无需载波，而是使用间歇的脉冲来发送数据，脉冲持续时间很短，一般在0. 20ns～1. 5ns之间，有很低的占空因数，所以它只需要很低的电源功率。一般UWB 系统只需要50～70mW 的电源，是蓝牙技术的十分之一[10]。尽管如此，UWB 在技术上面临一定的挑战， 还有诸多技术的问题有待研究解决，比如需要更好地理解UWB 传播信道的特点，建立信道模型，解决多径传播;需要进一步研究高速脉冲信号的生成、处理等技术;研究新的调制技术，进一步降低收发结构的复杂度等。
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2.4 UWB发射机和接收机组成框图
2.4.1 UWB发射机组成框图
UWB发射机直接发送纳秒级脉冲来传输数据而不需使用载波电路。所以，UWB发射机比现有的无线发射设备要简单得多。TH-UWB发射机组成框图如图2-3所示[5]。
图2-3 UWB发射机组成框图
调制后的数据与伪码产生器生成的伪码一起送入可编程延迟电路，可编程延迟电路产生的时延控制脉冲信号发生器的发送时刻，脉冲信号发生器输出的UWB信号由天线辐射出去。脉冲信号产生电路的一个关键部分是天线，它的作用相当于一个滤波器。
2.4.2 UWB接收机组成框图
TH-UWB接收机采用相关接收方式，接收机框图如图4所示。图4中虚线内的部分是相关器。它由乘法器、积分器和取样/保持电路三部分组成[5]。
接收机与发射机类似，两者的区别在于接收机的基带信号处理器从取样/保持电路中解调数据，基带信号处理器的输出控制可编程时延电路，为可编程时延电路提供定时跟踪信号，保证相关器正确解调出数据。
图2-4 UWB接收机组成框图
2.5 UWB 技术的应用前景
UWB 系统在很低的功率谱密度的情况下，UWB具有巨大的数据传输速率优势，最大可以提供高达1000Mbps 以上的传输速率，使UWB 同其它短距离无线通信系统的技术优势非常明显，如表1 所示。现有的各种无线解决方案(例如802. 11 ，Bluetooth等) 的速率均低于100Mbit/s ，UWB 则在10m 左右的范围之内打破了这一限制，UWB 的应用将使人们可以摆脱更多线缆的牵绊，通信因而变得更为方便[6]。
2.6 结束语
无线通信已经迅速渗入我们的生活当中，对容量不断增长的要求需要一种不对现有的通信系统造成影响的新的无线通信方案，超宽带脉冲无线电系统正好满足了这一要求。UWB 技术对于无线短距离的高速数据通信是非常有竞争力的，随着研究的深入，凭借多方面的优势，它将在很多领域占有一席之地。特别是短距离传输的后3G领域，UWB 将有广阔的发展空间[8]。
表1 几种短距离无线通信比较
家庭和办公室互连
笔记本、台式电脑、掌上电脑、因特网网关
无线电视、DVD ， 高速因特网网关
3 MATLAB 软件工具介绍
3.1 MATLAB语言的概述
MATLAB是一种科学计算软件，适用于工程应用各领域的分析设计与复杂计算，它使用方便，输入简捷，运算高效且内容丰富，很容易由用户自行扩展。因此，它已成为大学教学和科学研究中最常用且必不可少的工具。
MATLAB是“矩阵实验室”（MATrix LABoratoy）的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言，着重针对科学计算、工程计算和绘图的需求。与其他计算机语言相比，其特点是简洁和智能化，适应科技专业人员的思维方式和书写习惯，使得编程和调试效率大大提高。它用解释方式工作，键入程序立即得出结果，人机交互性能好，为科技人员所乐于接受。特别是它可适应多种平台，并且随计算机硬、软件的更新而用时升级。因而，MATLAB语言是数值计算用得最频繁的电子信息类学科工具。它大大提高了课程教学、解题作业、分析研究的效率。
3.2 MATLAB的历史
在1980年前后，美国的Cleve Moler博士在New Mexico大学讲授线性代数课程时，发现应用其他高级语言编程极为不便，便构思并开发了MATLAB（MATrix LABoratory，矩阵实验室），它是集命令翻译、科学计算于一身的一套交互式软件系统，经过在该大学进行了几次的试用之后，于1984年推出了该软件的正式版本。它是以著名的线性代数软件包LINPACK和特征计算软件包EISPACK中的子程序为基础发展而成的一种开放型程序设计语言，其基本的数据单元是一个维数不加限制的矩阵，这就允许用户可以根据数值计算问题的复杂程序，对问题进行分段甚至逐句编程处理，显然这与C、FORTRAN等传统高级语言完全不同。在MATLAB下，矩阵的运算变得异常的容易，后来的版本中又增添了丰富多彩的图形图像处理及多媒体功能，使得MATLAB的应用范围越来越广泛，Moler博士等一批数学家与软件专家组建了名为MathWorks的软件开发公司，专门扩展并改进MATLAB。
为了准确地把一个控制系统的复杂模型输入给计算机，然后对之进行进一步的分析与仿真，1990年MathWorks软件公司为MATLAB提供了新的控制系统模型图形输入与仿真工具，并定名为SIMULAB，该工具很快在控制界得致函广泛的使用。但因其名字与著名的软件SIMULA类似，所以在1992年正式改名为SIMULINK。此软件有两个明显的功能：仿真与连接，亦即可以利用鼠标在模型窗口上画出所需的控制系统模型，然后利用该软件提供的功能来对系统直接进行仿真。很明显，这种做法使得一个很复杂系统的输入变得相当容易。SIMULINK的出现，更使得MATLAB的控制系统的仿真与其在CAD中的应用打开了崭新的局面。
3.3 MATLAB语言的特点
MATLAB语言有以下特点。
(1) 起点高
每个变量代表一个矩阵，以矩阵运算见长。当前的科学计算中，几乎无处不用矩阵运算，这使它的优势得到了充分的体现。
(2) 人机界面适合科技人员
MATLAB的语言规则与笔算式相似。MATLAB的程序与科技人员的书写习惯相近，因此，易写易读，易于在科技人员之间交流。矩阵的行列数无需定义。MATLAB不必有阶数定义，输入数据的行列数就决定了它的阶数。键入算式立即得到结果，无需编译。MATLAB是以解释方式工作的，即它对每条语句解释后立即执行，若有错误也立即做出反应，便于编程者立即改正。这些都大大减轻了编程和调试的工作量。
(3) 强大而简易的做图功能
能根据输入数据自动确定坐标绘图，能规定多种坐标系，（极坐标系、对数坐标系等），能绘制三维坐标中的曲线和曲面，可设置不同颜色、线型、视角等。如果数据齐全，通常只需一条命令即可出图。
(4) 智能化程度高
绘图时自动选择坐标，大大方便了用户；做数值积分时自动按精度选择步长；自动检测和显示程序错误的能力强，易于调试。
(5) 功能丰富，可扩展性强
MATLAB软件包括基本部分和专业扩展两大部分。
基本部分包括矩阵的运算和各种变换、代数和超越方程的求解、数据处理和傅立叶变换及数值积分等等。可以充分满足大学理工科学生的计算需要。
扩展部分称为工具箱。它实际上是用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集，用于解决某一方面的专门问题，或实现某一类的新算法。现在已经有控制系统、信号处理、图像处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等工具箱，并且向公式推导、系统仿真和实时运行等领域发展。
MATLAB的核心内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语句编写的。
3.4 MATLAB仿真
通过利用所学的理论知识，建立一个完整、准确的需求说明，清楚、准确地提出仿真试验所要解决的问题。
对所提出的仿真系统给出详细定义，明确系统中的模块、系统构成、模块之间的相互关系，系统的输入输出、边界条件以及系统的约束条件，并明确仿真所要达到的目标。
根据仿真系统分析的结果，确定系统中的参数、变量及其互之间的关系，并以数学形式将这些关系描述出来，从而构成仿真系统的数学模型。数学建模是系统仿真中最关键的一步，所建立的数学模型必须尽可能准确地反映所关心的真实系统的特性，而又不能过于复杂，以免降低模型的效率，增加不必要的计算过程，即建模需要根据求解问题的要求，在模型的近似程度与复杂程度之间折中。电子与通信系统的数学模型通常以方框图形式或数学方程形式来表达。
根据建立的数学模型所需要的数据元素，收集与模型系统有关的数据。根据数学模型建立系统的计算机仿真模型，收集数据，确定其中各子模块的结构，输入输出接口，输入输出的数据表达形式，数据的存储方式等。然后编制相应的程序流程，用MATLAB语言实现。
仿真模型验证的目的是确定计算机仿真模型是否准确表达了数学模型。仿真模型验证通常的方法是将数学模型的解析结果（或理论结果）与仿真所得到的数值结果相比较来完成的；或通过已知的系统输入输出结果，对比在相同条件下的系统仿真结果来验证仿真模型的正确性。
关键词：工科；毕业设计（论文）；质量；措施
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）33-0136-02
一、工科毕业设计的重要性与内容
工科毕业设计属于集中性实践教学环节之一，实施时间为大四学年第二学期，占整个大学时间的八分之一，其重要性不言而喻。从教师的角度来说，毕业设计是对学生在整个大学期间所学知识的测试与考评；从学生的角度来说，是将自己所掌握的专业知识进行融合的过程，再通过毕业答辩的形式向老师进行汇报，可以认为是大学期间的最重要最全面的一次考试，同时更是一次知识的融合与提高的过程。
工科毕业设计的主题一般以指导教师的研究方向和科研项目为基础，为学生提供多个可以自由选择的课题。课题性质一般可分为实践类和科研类两大类，其中，前者所占比例远大于后者。
二、工科毕业设计中存在的问题
自2001年教育部印发《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》，国家明确要求提高本科毕业设计质量开始，全国各大高校均已在多个环节上加大了控制力度。然而，仍然有些问题以及新出现的问题值得关注，我们可以从毕业论文与毕业答辩两个方面分别进行总结。
1.内容过于陈旧或选题偏离专业。前者是多年来毕业设计内容完全没有变化，找不到任何创新点；后者是为了响应各高校均提高毕业设计选题的新颖性、内容的创新性的要求，指导老师和学生在选题时过多地考虑“创新”，而出现了部分学生毕业设计偏离本专业这样过犹不及的现象。
2.论文部分存在抄袭现象。在信息化高度发展的今天，信息资源的获取变得较为容易，学生的论文中有的章节（或图纸）率达到百分之八十。再如英文翻译部分，部分同学只是简单借助网络或翻译软件进行作业，经常出现一些啼笑皆非的情况。
3.资料收集与文献综述写作能力欠缺。无论是继续深造还是企业就职，资料收集与整理都是相当重要的技能。学生对文献综述理解的是否透彻、掌握的是否全面，直接影响和决定了其后实验和设计的进展快慢和质量高低。实际上，多数学生使用百度等搜索页面而非专业的科技论文数据库，或者是所搜集的资料多与论文主体内容相去甚远。在文献综述的写作上，也存在着层次不明、归纳不清、语言口语化等问题。
4.论文主体内容（设计计算部分）质量不高。具体表现为：（1）主体部分工作量不够：页数占论文总页数比例较小，有的只能占到四分之一不到。（2）逻辑混乱：有些计算完了就放置下来，后面没有任何使用的说明。（3）图纸设计混乱：以建筑环境与能源工程专业为例，图纸中管道排列混乱，楼层之间纵向管道对应不上，管径选择上存在明显错误，没有看懂建筑图纸就将设备胡乱放置等问题频出。
5.英文翻译敷衍、水平不高。作为毕业设计的重要环节之一，以考察毕业生专业英语水平与英文文献翻译能力为目标，英文文献的阅读与翻译相当重要，但在毕业答辩中无法体现，也并没有真正纳入到毕业设计（论文）评分当中。也正因如此，指导教师和学生在有限的时间和精力里总是选择牺牲掉这一部分，很多学生的翻译存在词不达意、语句不通。而这其中，不乏英语很好的学生。
三、原因分析
（一）学生重视程度不足
这是本科毕业设计质量难以提高的根本原因。由于我国高校毕业生普遍存在“严进宽出”的现象，导致部分学生存在着“反正都能毕业”的侥幸心理；再者，在由于毕业设计成绩评定中存在着“考研成功者优先”这种惯例，而优秀比例又小于考上研究生的比例，因此很多没有考研或者因目标较高复试失手的优秀学生认为“反正拿不到优秀，凑合一下就行”。在这两种心理的影响下，毕业生中常出现以下情况：（1）常以各种借口缺席指导教师组织的讨论、检查和指导；（2）在设计和实验过程中，缺乏主观能动性而只是敷衍完成工作。
（二）指导教师与教学资源相对不足
我国专任教师人数增长率低于毕业生的增长率，其结果表现为：2000年每个教师平均指导毕业生2.05人毕业生，而2014年则增长为3.11人。况且事实上远非如此，排除每年都有的因进修、国外访学等无法指导毕业生的部分教师，每个教师实际指导的毕业生数是大于平均数的，有的专业个别指导教师最多甚至能带十多个毕业生。指导毕业设计需要付出很大的心力，而每个指导教师本身都有着并不轻松的日常教学和科研任务，在这种情况下指导多名毕业生就很难保证质量了。再者，工科的毕业设计需要一定量的实验甚至是实习进行支撑，实验设备、耗材以及实验经费的增加也跟不上毕业生的增加，这也极大地影响了毕业设计质量。
（三）时间不够
按照本科生培养计划的安排，毕业设计的持续时间约为16周。这期间，学生需要完成资料查找、数据整理、工程计算、十多张图纸绘制（有些工科专业是大量的实验）、英文翻译、论文撰写等工作。同时，第八学期往往是学生外出找工作的高峰期，或者是学生考研复试的集中期，去除找工作或复试的时间，毕业设计的实际时间就变得非常有限了。在这种情况下，学生纷纷表示疲于应付，要想提交一份较高质量的毕业论文，无疑太过勉强。
（四）环境影响
受高校扩招的影响，我国每年本科毕业生已经达到三百多万，给就业市场带来了极大的压力，“就业难”成为每个本科毕业生的心头巨石。在这种情况下，找工作成为毕业生的头等大事，在工作定下来之前，学生们往往难以静下心来进行毕业设计；还有不少学生选择从事的职业并非所学专业，这部分同学对待毕业设计的态度就可想而知了。再者，考研在一定程度上缓解了就业压力，但是由于复试安排在第八学期，学生们同样会把复试放在一切之首，在学生之间流传着“只要复试成功，毕业设计的分数就不会太低”这样一种说法。在这种大环境下，再加上由于就业、研究生复试等原因引起的情绪波动，毕业设计的质量难以提高似乎就成为顺理成章的事情了。
四、提高工科毕业设计质量的措施和建议
（一）加强日常教学管理，切实提高教学水平
相较于“教”，毕业设计更贴近“考”的过程。毕业设计是对大学期间所学专业课程的综合性测试，考的是学生对专业知识的掌握、知识融合的程度以及思维总结等多方面能力。也就是说，决定论文质量的诸多因素均是在大学期间学习或培养的，要想真正提高毕业论文质量只有从学生进入大学校园的那一刻开始抓起、从日常教学开始抓起。
（二）严格指导教师制度，增大实验实习投入
1.设置每个指导教师所负责的毕业生人数上限，最大限度地保证指导质量。
2.采取博士生和优秀高年级研究生分担指导任务方法，并明文确定指导资格。这既可以在一定程度上缓解指导教师紧缺的现象，又可以锻炼博士生与研究生，同时还能给他们的就业增加砝码。唯一需要慎重的就是必须有明确的标准，不符合标准的人选坚决不能用。
3.学校尽可能地挤出经费用于增大毕业实验和实习的投入，同时向有关部门申请增加教育经费。
（三）严格毕业设计（论文）评分标准，做到毕业设计成绩实事求是
1.对于毕业设计，也应增设考勤环节，并计入平时分。
2.对于英文翻译，从思想上要给予足够地重视。建议可以减少对英文文献的字数要求，从提高翻译质量的角度多做要求，将英文文献翻译工作也纳入评分范围。
3.对于考勤出席率过低、论文质量过差的学生，坚决不能毕业；对于有抄袭现象的学生，视抄袭量多少处以不同级别的处罚。
4.对于毕业设计（论文）质量较高的学生，给予一定的物质和精神奖励。
5.以毕业设计本身论成绩，不再考虑是否考研成功需额外照顾等因素，以实际行动打消学生的“小算盘”，真正做到毕业设计成绩实事求是。
（四）调整本科期间培养方案，尽可能给毕业设计留出足够时间
部分高校在本科教学中，以卓越工程师培养计划为蓝本，逐步采取“3+1”培养模式，即前三年主要进行专业课程学习，最后一年集中进行毕业设计与毕业实习（有的学校没有毕业实习）。这给我们解决毕业设计时间问题提供了思路：对于专业课比较多的工科专业，可以调整培养方案中专业课时间，将一至六学期的课程安排地更为紧凑一些，第七学期少安排课程甚至不再安排课程，以给毕业设计争取更多的时间。当然，必须正确引导学生，让学生能够合理地安排毕业设计和考研、复试以及找工作之间的关系。
（五）可以尝试将部分入职培训与毕业实践相结合
近年来本科毕业生就业难不仅是因为人数的大幅度增加，实践能力不足也是重要原因之一。毕业实践可以培养和锻炼大学生将理论知识与实践技能相结合的意识，以便更好更快地适应职场发展需求。这一过程对于毕业论文的质量有着很重要的促进作用。然而由于毕业实践期间需要离校而引发的安全问题（工科毕业实践的危险系数较文理科要高）、毕业设计时间问题等多种因素，毕业实践已经有名存实亡的趋势。那么，能否考虑每个专业联系一两个历年招收本院毕业生较多的用人单位，由企业推荐兼职导师，把入职培训的部分内容放到高校中，将入职培训与毕业实践有机结合起来。当然，如果能够实现联合培养的模式，以企业兼职导师和校内指导教师共同来完成对学生毕业论文的指导工作，必能有效提高毕业论文的质量和实际效果、提高毕业生在就业市场的竞争力。
关键词：毕业设计（论文） 成绩评定 离散Hopfield网络评定模型
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：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
毕业设计（论文）是高校教学实践中实现培养目标的最后一个综合性环节。学生在各自老师指导下，按照教学计划要求，独立撰写完成毕业设计（论文）。毕业设计（论文）是大学生在校期间所学知识、理论等各种能力的综合应用、升华，创新潜能得到了充分激发，并且对专业教学目标、教学过程、教学管理以及教学效果进行全面检验。
毕业设计（论文）成绩不仅影响到学生评优和学士学位的获取，也使得他们在做毕业设计（论文）过程中，清楚认识到自身在哪些方面存在不足。因此对于本科毕业设计（论文）综合成绩的评定，一定要公正、合理。目前我校毕业设计综合成绩评定分成三部分：首先是指导教师评阅，给出建议成绩；其次在答辩前，专业教研室组织本学科教师进行交叉评阅，给出建议成绩；最后由答辩委员根据学生答辩情况，并参考指导教师、评阅人所建议的成绩给出最终的毕业设计（论文）成绩。这种评定方法存在评价指标缺乏定量的评定标准、工作繁琐、时间滞后，人为主观因素对评价结果影响很大。因此如何快速、准确地对众多学生的毕业设计（论文）进行客观、公正评价，是一项很有意义的工作。
目前应用于毕业设计（论文）综合成绩评定的方法有模糊评价法[2]、层次分析法等，该文尝试选用我校毕业设计毕业过程中较为重要的10个评价指标的数据，结合离散Hopfield神经网络（DHNN）的联想记忆能力，建立离散Hopfield评定模型；将待评定的学生等级评价指标编码作为该模型的输入，利用外积法对网络连接权值进行迭代学习，数值仿真结果表明，此种方法能够快速、准确、直观地得到众多学生综合成绩的评定结果。
1 外积法设计DHNN网络
离散Hopfield神经网络这种全连接型网络可以模拟生物神经网络的记忆功能，由美国物理学家J.J Hopfield在1982年首先提出。Hopfield网络目前主要应用于联想记忆和优化计算等问题。其中的联想记忆原理是：当某个矢量输入网络后，经过反馈计算，最后达到稳定状态，在Hopfield网络输出端得到另一矢量，此输出量是网络从初始输入量联想得到的稳定记忆，即Hopfield网络的一个平衡点。
离散Hopfield神经网络（DHNN）是二值型网络，神经元输出取值1或者-1，1表示神经元被激活的状态，而-1表示神经元被抑制的状态。一个三神经元组成的离散Hopfield神经网络，其网络结构如图1所示。
图1中，第0层是网络输入，第1层的神经元执行对输入信息与权系数的乘积，并且求累加和，经过非线性函数处理后，产生神经元的输出信息。是一个简单阈值函数，如果神经元的输出信息大于阈值，则神经元输出取值1；而神经元的输出信息小于阈值，则神经元输出取值-1。二值神经元的计算如公式（1）所示
（1）
式中，为外部输入，并且有公式（2）：
（2）
离散DHNN网络是输出神经元信息的一个集合，DHNN网络（输出层是个神经元）在 时刻的状态为公式（3）所示的维向量：
（3）
采用外积法设计离散Hopfield网络的权系数矩阵。给定需记忆的样本向量，如果的状态是1或者-1，则连接权值的学习利用外积规则，即：
（4）
利用外积法设计离散Hopfield神经网络步骤如下：
第一步，根据需要记忆的样本，按公式（4）计算权系数矩阵；
第二步，令测试样本为网络输出初始值，设定迭代次数；
第三步，进行迭代计算，
；
第四步，当达到最大迭代次数，或者神经元输出状态保持不变时，迭代终止；否则返回第三步继续迭代，直至满足条件为止。
2 大学生毕业设计综合成绩评定模型
影响本科生毕业设计综合成绩的因素有很多，本文仅以较为重要的10个影响因素作为评价指标：科技论文翻译（X1）、查阅资料及学习能力（X2）、出勤率（X3）、毕业设计过程中小组检查情况（X4）、毕业设计过程中院校督导组检查情况（X5）、电算模型/程序（X6）、计算书整理（X7）、施工图绘制（X8）、评阅人评阅（X9）、答辩过程表现（X10）。
参照合肥工业大学毕业设计（论文）工作实施细则，学生综合成绩可分为四五个等级：优秀（I）、良好（II）、中等（III）、及格（IV）和不及格（V）。换算成百分制，优秀在85～100分之间，良好在75～84分之间，中等在66～74分之间，及格在60～65分之间，不及格在0～59分之间。毕业设计（论文）综合成绩评定模型建立流程如图2所示的五个步骤。
该文列举出20个学生的毕业设计（论文）综合成绩评定等级与10个评价指标之间的关系，各评价指标采用百分制，如表1所示。将各个等级的样本对应的个评价指标平均值作为各个等级理想评价指标，即作为Hopfield神经网络的平衡点，如表2所示。
离散型Hopfield神经网络神经元的状态只有1和-1两种情况，当评价指标映射为神经元状态时，需要将其进行编码。编码规则为：当大于或者等于某个等级的指标时，对应的神经元状态设为1，否则设为-1。理想的5个等级评价指标编码如图3所示，其中表示神经元状态为1，即大于或等于对应的理想评价指标值；如果小于理想评价指标值，则用表示。
5个待评定的学生等级评价指标如表3所示，由前面所述的编码原则得到这5个毕业设计（论文）综合成绩待评定学生的评价指标编码，如图4所示。在Matlab软件中利用自带的人工神经网络工具箱，创建基于离散型Hopfield的综合成绩评定模型，再确定待评定的5个学生等级评价指标的编码，并且将其作为评定模型的输入，经过一定次数的学习，最终得到学生综合成绩评价的输出结果。
为了直观显示结果，以图形的形式显示仿真结果，如图5所示，其中第1个学生评定等级为第II级，第2个学生评定等级为第III级，第3个学生评定等级为第I级，第4个学生评定等级为第IV级，第5个学生评定等级为第V级。
3 结语
基于Hopfield人工神经网络，建立工科本科生毕业设计（论文）综合成绩评定模型，并对5个学生的成绩进行评定，得到如下结论。
（1）设计的Hopfield神经网络综合成绩评定模型可以快速、直观地对工科本科生的毕业设计（状况）进行进行评定，方法简单易行，并能有效保证评定结果的准确性，避免打分过程中的各种人为主观因素，体现成绩评定过程中的规范性和科学性。
（2）在我校现有的毕业设计（论文）评定方法基础上，尝试对每个学生的毕业设计（论文） 按照上述方法再进行一次评定，比较两次结果是否一致。对两次的成绩评定结果，再按照加权算术平均法确定最终的毕业设计（论文）成绩。
参考文献
[1] 张志英.模糊评价法在本科毕业设计成绩评定中的应用[J].浙江理工大学学报， 2011，28（3）：467-470.
[2] 李瑞兰.层次分析法在毕业设计（论文） 成绩评定中的应用[J].长春工程学院学报（社会科学版），2011，12（4）：156-158.
[3] Hopfield， J. J. Neural Networks and Physical Systems with Emergent Collective Computational Abilities. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 1982， 79： 2554-2558.
[关键词]工学结合 创新 设计模式
为了培养适应企业需求的高技能应用性人才，必须加快高等职业教育的改革和发展，以就业为导向，大力推进工学结合、勤工俭学。从2008年起，湖南化工职业技术学院自动化系不断进行教学改革，在工学结合人才培养模式方面不断实践和探索，尤其在电气专业学生的毕业论文设计环节采取工学结合的方式进行了大胆创新与尝试。以这几年的实践来看，不但取得了不错的教学效果，而且为合作企业创造了良好的经济效益。
一、毕业论文设计环节的创新模式
具体做法就是与株洲电气控制设备厂合作，在一个月的时间内，由系里专业教师和企业技术员负责对电气专业的学生进行GGD1-13进线柜、GGD1-06馈电柜、GGJ1-01C低压无功功率补偿柜的部分设计与制作安装三个课题的技术指导，学生通过在“学中做、做中学”来制作出实实在在的低压电气柜产品，并经性能测试达到合格要求。学生再把设计、制作的过程用论文的形式表述出来，通过答辩才算完成毕业论文设计环节。
二、创新模式的特色
该模式一实施就很受学生和企业的欢迎，为什么会出现这种情况呢?通过这几年的运作，发现该模式具有以下鲜明特色。
1.改革了传统的教学管理模式，使之更加贴近现代高职教育理念。毕业论文设计从传统的在教室内由教师指导学生做课题，变成了在企业生产现场由学生亲自做具体电气产品的设计和制作，主要是通过实践磨练来培养学生的各种技能，不仅能增强实践能力，而且有利于学生学习书本上、课堂上学不到的“隐性知识”，实现了从传授理论知识为主向传授技能为主的转变;从追求学科的完整性向注重知识的实践性的转变;从介绍理论研究成果向介绍实践技术和经验为主的转变。
2.有利于实施个性化教学模式，方便对学生进行因材施教。由于高职学生生源分布广，水平参差不齐，如果仍然沿用传统自然分班制的齐步走教学方式，就会遇到学生“一头吃不饱，而另一头吃不了”的教学难题，而个性化的分级教学正是化解这种两难问题的有效方法，它吸收了激励、竞争、动态管理等积极因素，充分调动学生的主动性，为他们提供了更大的个性发展空间，激发了其积极性和自觉性，改变了齐步走的教学方式，从而根除了“优等生吃不饱，差生吃不了”的现象，提高了教学效率和学习效果。创新的这一模式就方便实施个性化分级教学，因为这一模式有三个难易程度不同的电气柜的设计和制作，底子差的学生可选择一个容易的电气柜进行设计和制作，能力强的学生可选择难一点的一个或两个电气柜进行设计和制作，一个产品的设计和制作由3到5个学生组成一组来完成，每个成员都能根据能力和喜爱选择能够完成的任务，若有困难也能请教指导教师和能力强的学生来协助自己，直至完成毕业论文设计工作。
3.激化了学生的学习热情，增强了学习兴趣，改变了学习观念，变让我学为我要学。让学生对具体的电气产品根据所学理论知识和国家标准做设计，并亲自动手制作，使学生产生了极强的新奇感和挑战感，愿意不断主动学习、琢磨、钻研想方设法完成它。这一模式改变了传统的教学过程，从以往的学科知识和动作技能导向的教学过程转向为现代的职业活动和智力技能行动导向的教学过程，且采用行动导向的项目教学法，注重学生过程学习方法和学习绩效评价，给他们更多自学、动手、应用、表达、创作和合作的机会，真正体现了以学生为主体的教学理念。
4.有利于增强学生的自心，勇敢面对就业。许多企业或公司招聘员工时，都要求必须具有实际工作经验，这正是高职院校毕业学生所缺乏的，因而就业竞争力不强。而该模式弥补这种不足，增长了学生的实际工作经验。学生通过一个月的努力，看到亲手制作的崭新、漂亮的电气柜，并得到教师和同学的认可时不仅心情激动，而且对自己拥有这样的实际能力和经历感到自豪。面对企业招聘时，就能心有底气从容应对，顺利被用人单位录用。
5.校企合作形成了良性循环，具有持续性。课堂设在企业里，企业建在学校中，以毕业论文设计为纽带，学校将课堂延伸到合作企业，选择企业产品的设计与制作为课题，专兼职教师和学生以双员身份共同完成设计和制作企业产品的全过程，在“做中教、教中产、做中学”实现教学、学习、生产与人才培养同步，师资质量与实训基地内涵建设跟毕业论文设计教学改革同步。这几年由学生制作的电气柜，很大一部分已经销售出去，从买方企业反馈的信息来看，电气柜性能优良运行正常，为合作企业创造了几万元的经济利润，在校企之间形成了互利互惠、合作愉快的良好氛围，为校企的持续合作打下了坚实基础。
总之，通过工学结合创新毕业论文设计环节的改革，真正形成了“专业+生产实训车间+师生员工”的专业建设特色，成功构建了电气专业以毕业论文设计为切入点的工学结合人才培养新模式，实现了校企合作双赢。
参考文献:
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