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信号专业自动化论文篇1
基金项目：本文系海军工程大学2011年教育科研课题的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）23-0054-02
数字信号处理（Digital Signal Processing）是从20世纪60年代以来，随着信息科学和计算机科学的高速发展而迅速发展起来的一门新兴学科，它以数字计算机和专用数字信号处理系统为工具，用数值计算方法对信号进行分析、滤波、变换、估计等处理。[1]
数字信号处理技术是信息科学的重要组成部分，随着其基本理论、方法和技术的迅猛发展和广泛应用，“数字信号处理”课程已经不仅是传统的无线电技术专业的必修课程，而且已成为许多工科专业的共同基础。由于该课程特定的发展历史，该课程的体系结构、授课内容、成熟教材大部分是针对电子工程专业的，对于电气工程专业学员的知识体系结构来说并不适合。电气工程专业的课程设计没有“信号与系统”课程作为先导，必须先给学员补充信号分析与系统分析的相关基础知识。另外，电气工程专业涉及的强电信号频率相对较低，信号幅值较高，而且多为缓变信号，信号处理的对象与方法与弱电略有不同。因此有必要进行课程体系和内容的改革，并建设适合电气工程专业的“数字信号处理”入门基础课程教材。
电气工程专业“数字信号处理”课程改革研究与实践以专业建设为导向，在课程体系、课程内容和实验设计上作深入的探讨，并围绕课程改革进行了教材建设。
一、国内高校电气工程专业开设“数字信号处理”课程的基本情况
20世纪80年代末我国在无线电专业研究生和部分高年级本科生教学中引入“数字信号处理”课程，随后推广为电子信息类专业本科生的专业基础课。
电气工程与自动化专业[2]涉及电力系统、电机系统、电力电子装置及系统、工业自动化系统等，具有强弱电结合、软硬件结合、电气工程专业知识与自动化信息基础知识结合和专业面宽的特点。电气系统和自动化系统都广泛地涉及信号分析和处理技术。自动化系统中按一定的控制规则得出的控制信号、系统状态的估计，控制对象数学模型的确定、系统测量噪声的剔除，直至自适应控制、智能控制等都通过信号的分析和处理来实现。电机、电力系统的故障分析和诊断、电力系统的微机保护、电能质量分析与控制等更是数字信号处理技术的直接应用例子。随着电工学科的进一步发展，数字信号处理技术在电气工程领域的作用和影响必将越来越大。
因此，信息科学学科的核心课程——“数字信号处理”也成为电气工程学科专业基础课。电气工程学科该课程不能照搬作为信息科学专业基础的“数字信号处理”，而应根据培养电气工程与自动化专业人才的需要安排具体内容，既要补充“信号与系统”中信号与系统以及频谱的基本概念，又不能重复“电路原理”和“自动控制理论”的内容；既要为专业课提供必要的基本概念和基本原理，又不能变成简单的专业知识介绍。电气工程与自动化专业开设“数字信号处理”应有它自己的教学内容和体系。
正是为了适应这一学科建设和发展的需求，各高等学校电气工程与自动化专业越来越重视类似于“数字信号处理”课程的建设。[3]西安交通大学电子与信息工程学院自动化系将“数字信号处理”列为自动化专业核心课程，北京交通大学电气工程学院将“信号分析与处理”课程列为电气工程及其自动化专业（包括科学技术型和工程技术型）专业基础课程，浙江大学电气工程学院也开设了“信号分析与处理”课程。[4]2000年海军工程大学在电气工程及其自动化、测控技术与仪器、计算机科学与技术等三个专业中新开设了“数字信号处理”课程。[5]
二、课程体系的改革
根据前述在电气工程学科开设“数字信号处理”课程的目的及意义，结合学生的专业背景，我们在相对稳定中追求变革，研究适合电气工程专业需要且与当代信息科学发展相适应的课程体系。根据培养电气工程与自动化专业人才的需要安排具体内容，补充“信号与系统”中信号与系统以及频谱的基本概念，将拉普拉斯变换原理与应用放在“电路原理”中讲授，将状态空间移至“自动控制原理”课程讲授。强调信号分析和处理的基本原理和方法。
在课程框架设计上注重学员的能力培养，突出数字信号分析是基础，数字系统分析是桥梁，仿真分析为手段，实现原理、方法和应用的有机结合。在内容安排上积极引入信息技术领域的发展成果，优化课程体系，更新教学内容。在实验设置上紧贴专业应用背景，做到学以致用。
三、教学内容的改革
教学内容改革的基本思想是，在理论上研究如何以当代信息科学的观点讲授经典理论；在实践上研究如何突出工程应用软件的应用，如何突出信号处理技术在电气工程中的应用。
课程教学内容的改革主要表现在三个方面。
1.根据专业的特点精选内容，避免重复，注意衔接
在自动控制理论中对系统已经进行了充分的介绍和讲解，离散系统的基本知识和Z变换学生已经学过。所以在教学中仅简单介绍这部分内容。考虑到电气工程专业主要对过程控制和运动控制中的一些模拟量进行处理，为此，适当增加数据采集和模拟信号转换方面的内容。在教学中，由连续信号分析过渡到离散信号分析，便于学生巩固和应用以前所学的知识。
2.注重经典理论与现代电气技术的结合
课程教学效果成败的关键不在于学生认识和记忆了多少定义、定理的条文，而应注重正确引导学生运用数学工具分析典型的物理问题。[6]虽然信号处理的应用领域由传统的电气工程向电气工程扩展，但许多经典理论只需稍微补充、修正即可适用于电气工程领域。把握好这一原则将有利于在讲述传统内容的过程中充分体现时代气息，处理好经典理论的阐述与最新技术引进的相互融合。例如在建立“信号传输”概念时，可以从全球定位系统、个人通信技术和国际互联网等实例引入，营造了当代信息科学飞速发展的浓厚气氛。同时，介绍信息流、能量流、管理流互动的智能电网的概念，实现电气电子的交叉融合。
3.理论联系实际，注重培养学生解决问题的能力
我们注重讲清基本概念和方法，介绍信号处理技术的应用，不过分强调数学公式的推导和证明。例如讲解频谱分析时，介绍其在微机保护、故障诊断、频率跟踪检测方面的应用。
为了加强MATLAB实践环节训练，加深学生对基本概念和理论的理解，在理论教学中随时渗透MATLAB的应用，不少例题在理论求解后给出MATLAB实现的结果，两相对照，既掌握了理论推导方法，也实现了计算机仿真设计和验证。MATLAB的应用使学生养成积极思考、善于推导的良好习惯，又使学生深入理解必要的物理概念。课堂PPT中，大部分波形图均是由MATLAB绘制，尤其是讲授滤波器设计时，直接调用FDATool工具箱，帮助学生掌握设计的核心指标和方法。在作业中，也有一些MATLAB仿真小作业，这也是国内外大部分院校采取的方法。
三、实验设计的改革
如何通过实践环节来培养工科大学生的创新意识以及如何更好地开展实验教学问题已成为当前高等院校工科专业教学改革的热点与难点问题。“数字信号处理”课程开课伊始就是理论与实验算法并重，其实验体系较为完善。我们在实验设计方面改革的基本思想是立足基础验证实验，注重综合设计实验。
MATLAB仿真软件使用简单、功能强大，兼有丰富的工具箱和软件包，因此首选MATLAB作为实验仿真工具。具体而言，实验内容分为五个：实验一——信号的时域分析。实验二——信号的频域分析。实验三——滤波器设计基础。这三个实验是基础实验，通过实验，要求学生掌握MATLAB语言的基本使用方法，并能够采用该语言实现信号分析和系统设计。实验四——信号的抽样与恢复，该实验是综合设计实验，要求学生根据信号频谱分析得到的频率成分，实现模拟信号的抽样与恢复。实验五——信号滤波，该实验是自主设计实验，要求学生综合应用信号频谱分析和数字滤波器设计的知识，实现信号滤波。
此外，作为后续实验改革的一个方向，在课堂上给学员进行了LabVIEW虚拟实验演示。LabVIEW虚拟仪器和MATLAB仿真软件各有利弊。MATLAB编程过程类似于数学演算，并具有强大的命令集和信号处理工具箱，是目前数字信号处理的标准语言，对于训练学员信号处理的算法实现技巧、培养综合应用能力极有裨益，但对图形支持不够，编程较为复杂。LabVIEW虚拟仪器使用独特的图形化编程技术，用软件代替仪器功能，人机界面友好，使用方便，将其应用于“数字信号处理”教学，使学生能直观地领会和理解“数字信号处理”课程的分析方法和处理结果。但若作为本科实验程序设计语言，则由于学时和学员知识结构限制，实验内容将会限于演示验证实验，不利于培养学员综合利用DSP理论分析和解决实际问题的能力。因此，是否在实验中引入LabVIEW虚拟仪器，是完全替代MATLAB还是两者互为补充，这个问题教研组还在进一步的考虑之中。
四、“数字信号处理”教材建设
课程建设，教材为先。为体现数字信号处理基本概念、原理和方法，结合电气工程及其自动化等专业的需求，我们特编写了《数字信号处理》教材。教材内容丰富，强调基本理论、基本概念和基本方法，注重内容的时代性和前沿性，将计算机仿真工具MATLAB与教材内容紧密结合，增设了相应的例题与习题，充分体现了经典与现代相结合，基本理论与工程技术相结合，解析方法与计算机辅助分析相结合的特点。全书条理清楚，深入浅出，有实例，便于自学。教材紧紧抓住数字信号这条主线，重点介绍信号处理、分析的基本原理和方法。补充“信号与系统”中信号与系统的基本概念，强调傅里叶变换、频谱和频率响应的概念。尽量避免与“自动控制原理”和“电路分析”的内容重叠，弱化拉普拉斯变换的地位。教材另外一个重要的特点是将MATLAB这个工具在信号处理技术中的应用贯穿于全书，使学员在学习了基本概念、方法后能够用计算机对信号进行分析处理，一方面能加深对基本概念、原理的理解，一方面为后续毕业设计、科学研究打下良好基础。
长期以来，学生感觉“数字信号处理”等课程内容难学难用，主要原因是信号处理类课程具有较强的理论性和实践性，学生没有将理论与实践相结合，造成对数字信号处理原理和方法的理解不深刻，对数字信号处理技术应用不灵活。我们根据多年来的实践教学经验，编写了“信号分析与处理”实验指导书，作为内部讲义以供学员使用。实验指导书分为三个模块：信号的分析与处理、系统的分析与设计、信号处理综合应用。
五、结束语
本文探讨了电气工程专业“数字信号处理”课程改革研究的一些思考和做法。课程改革与建设是一个需要持之以恒而又与时俱进的工作，其间总会产生新的问题，形成新的看法，我们将进行进一步研究讨论，做好教书育人工作。
参考文献：
[1]奥本海姆，谢弗，巴克.离散时间信号处理[M].第2版.刘树棠，黄建国，译.西安：西安交通大学出版社，2001.
[2]赵光宙，等.关于电气工程与自动化专业中信息课程的一点认识[C].全国高校电气信息类（电气工程与自动化）专业面向21世纪教学改革第三届研讨会论文集.武汉，1999：130-135.
[3]靳希，杨尔滨，赵玲.信号处理原理与应用[M].第2版.北京：清华大学出版社，2008.
[4]赵光宙.信号分析与处理[M].第2版.北京：机械工业出版社，
信号专业自动化论文篇2
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）13-0229-02
在十二届全国人大四次会议新闻中心于3月10日15时在梅地亚中心多功能厅举行的记者会上，教育部部长就“教育改革和发展”的相关问题回答中外记者的提问时就指出高校转型关键是调整专业设置 核心是人才培养模式。高校人才培养主要可以分为学术研究型和应用型人才，一所高校定位于哪种培养模式下，既取决于高校在市场竞争中的结果，也和专业特点密不可分。近年来增设的轨道交通信号与控制专业，一方面是国家大力建设地铁以解决人口密集的大中型城市交通滞后问题的市场需求的产物；另一方面也是轨道信号自身快速发展的需要。无论是母米ㄒ稻鸵蹈谖欢匀瞬攀导能力的要求，还是从该专业特点来看，轨道交通信号与控制专业人才培养的目标重点应该放在应用型人才培养上。
一、轨道交通信号与控制专业现状
《普通高等学校本科招生目录（2012年）》增设了一批国家战略新兴产业发展和改善民生急需以及应用性强、行业针对性强的新专业。根据当前铁路和城市轨道交通建设及安全运营需要，新增了“轨道交通信号与控制”专业。该专业是部级特色专业，旨在培养城市轨道交通信号方面的专业人才，要求能掌握轨道交通信号设备结构与原理、信号设备的安装、调试、故障修理等方面的能力。开设轨道交通信号与控制专业的高校既有全国重点高校，也有地方院校，如何根据学校条件培养适应专业特点的应用型人才一直是我们探索的方向。
开设轨道交通信号与控制专业的院校中，除了部分院校单独设立轨道交通学院外，大部分院校将该专业设置在自动化专业下，作为自动化专业的一个分支。这是因为1992年教育部制定了按大类招生的目录，电信系的铁路信号和自动控制两本科专业，归并为自动化类，按自动化专业招生。1993年原铁路信号专业更名为自动控制专业，原自动控制专业更名为工业自动化专业，简称自动化专业。2012年9月更名为轨道交通信号与控制。
二、培养应用型人才的需求及面临的主要问题
1.传统教育观念与现代职场需求不适应。随着近年来经济社会发展取得的巨大进步，在面对经济升级、产业转型的时候，我们发现高等教育结构与经济社会的高速发展不和谐。大部分的高校都在培养学术型的人才，而培养技术、技能型人才的学校比较少。这种不和谐的现象带来的直接后果就是一边大学毕业生因为缺乏专业领域技能很难在所学专业领域内找到一个适合的岗位，另外一边用人单位很难招聘到企业急需的专业技能人才。地方高校是适应大众化的需求新设的、新升格的，因此地方普通高校向应用型转型势在必行。从培养理论型人才转到培养技术、技能型人才，才能适应地方经济社会发展的需要。
近年来随着高校招生规模的扩大，社会职业结构的调整，高校的培养模式和社会需求的矛盾日益突出，尽管地方高校在努力尝试改变但任何形式的转变都需要一段时间，在这段期间内就会体现旧的模式和社会不断变化的新需求的矛盾。学术研究型人才培养注重理论教学，在实践教学和学生的技能能力方面投入不足，教学方式仍然以“填鸭式”教学为主。其结果不但使学生丧失了专业兴趣，而且毕业生由于缺乏实践能力而降低了在专业领域的竞争力，造成高校教育资源浪费，一方面企业急需专业人才，另一方面大量高校毕业生却面临着难就业。这迫使我们要不断审视我们的专业教育定位，充分利用学校和社会资源，努力在轨道交通信号与控制专业领域培养出具有专业技能，拥有专业竞争力的毕业生服务社会。
2.专业培养方案中课程设置与实际专业岗位技能不相符。轨道交通信号与控制专业设置时间短，在专业建设上还不成熟。在专业人才培养方案中培养目标较单一，课程结构设置上仍然是以传统的学术型人才培养为导向，二级学院在基础课程的设置上没有一定的权限，花了很多的课时在一些与专业特点不相符的基础理论课程上，使得专业课程课时的设置收到限制，无法突出轨道专业课程特长，缺乏专业特点，没有专业领域的针对性。
专业领域的实践教学是另一个软肋。地方高校往往缺乏专业领域内企业的支持和合作，对于地方高校的特殊专业来说无疑缺少对口的实习基地。高校人才的技能化需求促使我们不断探索地方高校与专业领域的相关运营单位紧密联系，加强与地方企业联合办学，建立以实践促教学，完善实践考核机制，从根本上解决应用型人才培养的瓶颈问题。
3.教学方式与应用型人才培养目标不相符。目前轨道交通信号与控制专业的大部分课程的教学方式仍然以课堂讲授为主，考核方式主要是笔试，很容易产生高分低能的现象，这和城市轨道实际运营单位对员工要求较高的操作能力，灵活的现场处置能力不适应。
三、培养应用型城市轨道人才需要的改进措施
1.设定多元化的培养目标。今年来高等学校通过各自的办学特色和多样化、个性化的教育来满足社会对不同专业领域应用型人才的需求，轨道交通信号与控制专业既要求学生有扎实的轨道信号设备的结构有充分的了解，又熟悉城轨系统运营工作等多方面的能力，以满足城市轨道交通运营公司对运营人才、管理人才、信号系统研发人才的多方面需求。
2.构建比例合理的课程体系，改革考核方式，强调创新意识。在构建课程体系过程中，尽量简化不必要的基础课时，增大专业课程比例；在课程的理论教学和实践教学中强化实践教学，以实践为主设置课程分配比例；改革传统的卷面考试方式，引入实践操作考核，以实践促进理论教学，通过实践岗位训练提升学生对专业的兴趣；设定创新课程，由研发能力较强的老师带动学生参与专业领域课题研发，提前接触专业知识，为毕业后顺利走上就业岗位提供良好的平台。
3.加强校企合作，建立实训基地。任何专业知识只有经过专业岗位上学习和训练才能了解行规和强化专业技能意识。教学团队通过走出校门和不同城市轨道集团联系、调研、建立校企合作实习基地，为轨道交通信号与控制专业学生了解城市轨道领域提供机会。
设置生产见习作为轨道交通信号与控制专业学生的一门主要实践性课程。生产见习是学生将理论知识同生产实践相结合的有效途径，是增强学生的劳动观点、工程观点和岗位责任心和使命感的过程。通过生产见习，学生可以学习和了解轨道集团运营的全过程以及生产组织管理等知识，在运营现场中将理论知识加以验证、深化、巩固和充实。培养学生进行调查、研究、分析和解决实际问题的能力，为后继专业课的学习、课程设计和毕业设计打下坚实的基础。
生产见习是与理论教学不同的教学方式，是课堂教学的补充。一方面来巩固在书本上学到的理论知识，另一方面，可获得在书本上没有接触到的有关生产现场的实际知识，使同学们在实践中得到提高和锻炼。
从课本到现实，从课堂到运营现场，它与今后的职业生活具有直接联系，学生在生产见习过程中将完成学习到就业的过渡，因此生产见习是培养技能型人才，实现培养目标的主要途径。它不仅是校内教学的延续，而且是校内课堂教学的总结。（1）学生可以在校期间了解城市轨道交通领域的组成结构，运营组织等；同时可以接触了解轨道集团实际岗位需求，强化实习前期所学专业课程的学习效果和激发学生对后续专业课程的学习积极性。（2）学生在毕业走上岗位前，更清楚地了解企业对所用人才的基本理论和专业技能水平的要求，在W习过程中能有针对性的加强部分专业课程的学习，提高专业领域岗位实践能力。进入到相关企业进行生产见习或实习能够快速进入角色，胜任岗位，大大提升学生毕业后的专业领域竞争力。
紧密联系轨道交通行业对轨道交通信号与控制专业能力要求，从培养方案的制定，课程体系的设置，实践环节的强化，考核方式的改革等多方面着手对现有的教学模式做相应的转变，以适应多层次，岗位能力细化的人才市场需求，提高轨道交通信号与控制专业毕业生岗位竞争力，为社会建设做出专业技术领域的贡献。
参考文献：
[1]严波，李旭宏.城市轨道交通信号系统的维护与保养[J].城市轨道交通研究，2005，（5）.
信号专业自动化论文篇3
由于历史的原因,“信号与系统”和“自动控制理论”等关系十分密切的基础理论课,一直以来基本上是各自独立发展;这使得“信号与系统”和“自动控制理论”既有各自的侧重面,更有许多的共通之处[1～6](见图1),多年的教学实践使我们对此深有感受。
“信号与系统”和“自动控制理论”等课程同属电子电气(EE)类各专业的重要基础理论课,在国内兄弟院校的教学计划中,许多都是同期开设的[7],这样就必然造成 “单科学时不够、整体学时浪费、知识重复、教学效果不理想”的现状,与当前中国高等教育教学改革的环境不符,与中国高校课程开发与优化组合的总趋势不符。
在上述专业基础理论课程的学习中,很多学生反映:由于“信号与系统”和“自动控制理论”等课程的知识重复现象,也由于基础理论课程本身的抽象与难度,往往使学生产生多种困惑,不知道为什么要重复、不知道这些理论之间是什么关系、甚至不知道究竟学了些什么……。
在中国高等教育教学改革深化的今天,我们要着力凸现对学生“问题意识”、“自主意识”和“创新精神”的培养,做到互动式教学、在教学中以学生为本(人本主义),使学生处于“发现学习”的状态(美国教育心理学家布鲁诺的基本观点)、处于建构主义状态(18世纪哲学家Giambattisita Vico提出),使大学生清楚认识到自己在学习什么、建构什么……,要做到这些,条理清晰、逻辑严密的崭新课程与教材是必不可少的。
(一)新课程的知识结构
针对目前“信号与系统”和“自动控制理论”等教材存在的“知识重复”问题,结合电子电气(EE)类各专业教学计划与教学实践,我们经过认真总结、思考和研究,慎重提出综合后新课程的知识结构如图2所示,并将新课程命名为“信号、系统与控制理论”。
(二)构建新课程知识体系的原则与依据
1.一定要确保基础理论知识的完整性、科学性和连续性。“信号与系统”和“自动控制理论”等课程作为电子电气(EE)类各专业的基础理论,需要很强的完整性、科学性和连续性,对于“信号、系统与控制理论”新课程,更应如此。
考察图1不难发现,现行“信号与系统”课程在信号的分析方面比较透彻,而现行“自动控制理论”课程则在系统的分析方面比较透彻;也就是说,现行“信号与系统”课程在系统的分析方面稍嫌不足,而现行“自动控制理论”课程则在信号的分析方面比较薄弱;二者在“分析方法”的介绍方面,则基本是重复的。“信号、系统与控制理论”新课程将“信号与系统”和“自动控制理论”等课程有机地结合以后,不仅能充分发挥现行“信号与系统”和“自动控制理论”等课程各自的优点,而且能互相弥补各自的不足,使基础理论课程的完整性、科学性和连续性更加鲜明突出。
2.一定要符合学生的认知规律。“信号、系统与控制理论”新课程内容的确定应该科学、完整和清晰,不再存在冗重复的现象,要理顺“信号、系统与控制”三者之间的复杂关系,要符合学生的认知规律,使学生知道正在学什么、将要学什么、学了有什么用。
基于以上考虑,我们将“信号、系统与控制理论”新课程的内容分为上、中、下三篇。其中,上篇是基础、中篇是重点、下篇则是课程的现代内容与发展。
3.新课程的教学实现一定要有符合不同专业实际需求的详略取舍方案。在“信号、系统与控制理论”新课程实施教学之前,一定要根据不同专业的实际需求,确定上、中、下各篇内容在教学使用中的详略取舍方案,为新课程的教学实施提供合理的选择与安排。
(三)新课程的知识结构
“信号、系统与控制理论”新课程的知识结构如图2所示。图2的知识结构又具体划分为上、中、下三篇。上篇基础部分的基本知识结构前面已经表述,故不重复。
中篇部分的重点内容则主要包括时域分析法的特点、连续与离散信号的时域分析、连续与离散系统的时域分析;频域分析法的特点、连续与离散信号的频域分析、连续与离散系统的频域分析;复域分析法的特点、连续与离散信号的复域分析、连续与离散系统的复域分析;控制系统的校正与设计、非线性控制系统的分析等。
对于时域分析法的介绍,既要强调时域分析的基础性,又要指出微分方程经典解法的烦琐问题,并强调在LTI系统范围,有更加简便、实用的频域分析方法和复频域分析方法;因此,对于微分方程“经典解法”内容的介绍,完全可以少花点时间;而对于简便、实用的频域分析方法和复频域分析方法的介绍,则可以充实、加强。
考虑后续课程“计算机仿真”将详细研究MATLAB方法,因此,本课程只在控制系统的校正与设计中,对MATLAB方法及其应用,给予适当的初步介绍。
下篇对课程的现代内容与发展的介绍,主要突出状态空间分析法重点,同时包括系统的综合问题;需要增强基本例题的力度,注入趣味性,引发学生对理论课的学习热情。对于最优控制问题,则可以随专业发展的不同要求而定。
1.新课程的知识结构更符合学生的认知规律,能提高理论课程的教学质量。通过图1与图2的对照可知“信号、系统与控制理论”新课程不仅能够压缩“信号与系统”、“自动控制原理”和“现代控制理论”等现有教材的累计冗余空间,而且能使学生的理论知识更加系统、牢固与清晰,使教学效果明显改善。
“信号、系统与控制理论”新课程将内容划分为上、中、下三篇后,按照先信号、后系统,先连续、后离散的顺序,依分析方法展开的知识结构克服了原来相近课程之间知识重复的弊端,符合由浅入深、循序渐进的认知规律,具有逻辑严密、条理清晰、完整连续的特点,因而确保了理论知识的完整性、科学性和连续性;容易被学生接受,能培养大学生对理论课程的学习兴趣,提高理论课程的教学质量。
2.新课程的知识结构能够节省总课时、加快中国新世纪人才培养的步伐。由图1可知:现行“信号与系统”和“自动控制理论”等课程在时域、频域、复域和状态空间分析方法的介绍方面,存在着严重的重复现象,必然造成了理论课时的浪费;也就是说,“信号、系统与控制理论”新课程克服了这种重复,能够节省一定的理论课时。考虑国内不同院校、不同专业教学计划存在差异的现状,一般而言“信号、系统与控制理论”新课程的最终总课时可以比现在“信号与系统”、“自动控制理论”和“现代控制理论”三门课程的累计总课时压缩20 % 左右。
在湖南文理学院电气与信息工程学院59名自动化专业学生中的试验班教学实践,确实证明了这一点。湖南文理学院电气工程系2004级自动化专业试验班与普通班的教学实践对照如表1。
需要指出,表1中普通班的理论课时是经过厚基础、薄专业的教学改革后,已经压缩过的(教学改革前,理论课时为54+70+34、实验课时为10+10+6)。尽管如此,试验班仍然提供了足够大的节省空间;而且,在考卷相同、集体流水判卷的情况下,试验班与普通班的期考平均成绩差别不大,甚至略有增加;更何况试验班在节省了20课时后,扩展了学生的自主空间,体现了以学生为本的教育思想,有利于提高学生的创新能力与综合素质,这正是我们所期待与需要的“加快中国新世纪人才培养步伐”的长远效益啊。
3.新课程开设的基本条件。新课程开设的基本条件主要包括教材与师资两个方面。
在新课程开设所需要的教材方面,目前国内还只有沈阳工业大学罗抟翼教授等编著的《控制工程与信号处理》(北京:化学工业出版社,2004)、《控制工程及信号处理基础》(北京:机械工业出版社,2008)以及笔者编著的《信号、系统与控制理论》(北京:北京大学出版社,2009),前者很注重与工程实际问题的联系,后者除注意理论与工程实际的联系外,更注意突出了基础理论课程教材内容的完整性、科学性和连续性。《信号、系统与控制理论》的基本知识结构如图3所示。
全书内容的编著为师生准备了选择学习的足够空间:不仅能满足“以够用为度”的起码要求,而且能满足不同专业的发展要求、能够有效弥补现行“信号与系统”和“自动控制原理”课程在这些方面的不足。
考虑不同专业对“信号分析”和“系统分析”两个方面的要求存在差异,也由于教学计划学时的限制,对于不同的专业,新教材不仅能满足“以够用为度”的起码要求,而且能满足不同专业的发展要求、能有效地弥补现行相关课程在这些方面的不足;因此,在教学实施时允许主讲教师根据不同专业的实际需求与课时限制,少讲或不讲本书某些章节的知识内容。
为了保证教学效果,主讲教师可以由两位或两位以上的老师担任。新课程的师资必需同时具备“信号与系统”和“控制理论”两方面的理论基础,并具备一定的教学经验。当然,也可由“信号与系统”和“控制理论”的单方面师资合作完成。
信号专业自动化论文篇4
1“数字信号处理”课程教学存在的问题
随着信息化技术的发展，数字信号处理的发展也日新月异，理论和技术方面不断创新，成为多学科相互连接的桥梁和纽带［3－5］．要使“数字信号处理”课程的知识内容跟上时代的发展，必须克服在当前的教学教改中存在的一些问题．根据当前教学实际，我校特色试验班主要存在以下一些基本的问题，急需探索新方法进行解决．（1）数学知识的基础不牢靠影响学生对本课程的学习和运用，需要学生对数学的基础知识熟练掌握．由于本课程的许多内容和实际的工程应用直接相关，充分运用好信号处理的知识，需要使用数学工具对实际工程中的一些采集的数据进行分析和处理．（2）特色试验班学生许多是从其他的非电子类专业中招收的学生，甚至是招收其他学院的学生，因此特色实验班中的学生对电子信息方面的基础专业课程的基础知识掌握参差不齐，比如“信号与系统”，这门课程是“数字信号处理”的前置课程，使“数字信号处理”课程的教学难度加大．（3）“数字信号处理”课程的部分内容和其他课程的内容有一定的重复，比如“信号与系统”课程等，存在重复浪费教学资源以及教师之间缺乏沟通等问题，需要对特色实验班的课程进行整合优化，提高不同专业背景的特色实验班学生的学习效率．（4）“数字信号处理”课程的概念抽象，难于理解，需要探索比较形象化的教学方法来提高教学质量．（5）“数字信号处理”的教学内容比较多，但是特色实验班安排的课时有限，需要探索合理的进行主要教学内容的教学方法．
2“数字信号处理”课程教学方法研究
针对我校特色试验班学生存在的一些基本问题，本文探索了一些教学方法，并在特色试验班中进行了相关的教学，主要体现在以下几个方面：（1）加强数学基础知识的引导，采用形象化的教学方法．针对特色试验班学生的数学基础参差不齐的问题，我们在教学的过程中，进行相关基础知识的引导，补充了相关的知识点，给学生提醒一些参考内容，使这部分学生能够课前学习相关的数学基础，不至于使学生因本课程涉及的数学基础知识不足而不能掌握本课程的内容．同时，我们针对课程中的数学公式多而且概念抽象的特征，提出了采用形象化的教学方法，将复杂的数学公式形象化，将抽象的概念形象化，我们通常考虑运用波形图或者框图的方法来实现形象化．例如在涉及到数学公式：f1（t）＝a0＋∑∞n＝1（ancosw1t＋bnsinw1t）的讲解过程中，就采用框图标定其中的分量的方法来加强理解，如图1所示．又比如我们在“数字信号处理”课程教学过程中由于FFT变换的理解比较困难，可运用相关软件，演示将一正弦信号进行FFT变换前后的波形图进行对比，让学生更加清晰的理解FFT变换的内涵和物理意义．（2）整合优化两课程的教学内容，避免重复教学，优化教学资源．对于特色实验班学生的这两门课程可考虑合并为一门课程，安排好教学内容，提高教学质量．由于两课程之间存在一定的重复，不仅理论教学方面存在重复，而且实践教学也存在相关问题，本文提出了优化两课程的整合方案，节约了大量的教学时间．优化整合两课程后的教学内容如表1所示．（3）注重理论联系实践，结合科研，注重电信专业的专业需求．“数字信号处理”课程的内容学习，要充分考虑特色试验班学生专业的知识结构特点，重点讲授在电子信息领域实用性强的内容．着重培养特色试验班学生理论联系实践的动手能力和创新能力．我们在针对特色试验班的教学过程中加入了适当的实践环节，主要运用Matlab软件以及origin软件进行相关信号的处理与分析．比如我们在实验环节加入了横向项目：中石化武汉分公司水力除焦监测系统研究的内容，对采集信号进行分析处理，可以用MAT－LAB编写相关程序进行FFT变换，提取信号的特征，分析信号的频谱特性，如图2所示，通过运用MATLAB得到的采集的声信号频谱图．通过实际项目，让学生深刻体会本课程的工程应用，加深对理论知识的理解，也可培养学生的学习热情，从而提高教学质量．（4）加强对“数字信号处理”课程虚拟网络实验室的建设，充分利用网络资源．为提高特色试验班学生的数字信号处理课程的教学质量，充分利用网络资源，建立了数字信号处理网络虚拟实验室．了数字信号处理课程虚拟实验室主要由身份验证、网络课堂、网络测试以及实验方案几个模块构成，提供登陆管理、作业管理、作业提交、远程实验、实验范例、实验论坛等栏目和功能，供学生网络学习使用．（5）加强我校特色试验班“数字信号处理”课程的双语教学，提高学生综合竞争力．
3结语
我校特色试验班的“数字信号处理”课程虽然存在一些问题，但是运用本文探索和研究的教学方法，极大提高了学生学习的积极性和主动性，提高了学生实践分析能力，培养了创新能力，使“数字信号处理”课程的教学质量明显得到提高．
作者:钟东 陈春 单位:湖北科技学院电子与信息工程学院 湖北科技学院体育学院
参考文献：
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［2］SanjitKMitra．DigitalSignalProcessing－AComputer－BasedApproach［M］．ThirdEdition．TheMcGraw－HillCompanies，Inc，2005．
信号专业自动化论文篇5
虚拟仪器（VirtualInstruments，简称VI）的概念，最早是由美国国家仪器公司（NationalInstrumentsCorp.简称NI）于1986年提出来的，其基本原理是以计算机为硬件平台，使原来需要硬件实现的各种仪器功能尽可能地软件化，利用高效灵活的软件控制高性能的硬件来完成各种测试、测量和自动化的应用，以便最大限度地降低系统成本，增强系统功能与灵活性。用形象语言来概括虚拟仪器的原理，即“软件就是仪器”[1]。虚拟仪器在组成和改变仪器的功能和技术性能方面具有灵活性与经济性，因而特别适应于当代科学技术迅速发展和科学研究不断深化所提出的更高更新的测量课题和测量需求。
（一）虚拟仪器技术应用于电子与通信类专业的背景
电子与通信类专业在金陵科技学院工程类专业中占有重要的地位，对我校应用型本科专业的建设具有示范作用。然而，在这两个工程类专业的教学中长期存在一些问题，具体表现为：1.重视理论知识的学习，轻视动手能力和实践环节的培养，学生动手能力差，工程实践经验明显不足，而这些问题又反过来弱化学生对于理论知识的理解，最终导致学生对所学专业缺乏兴趣与信心[2]。2.从未或很少将真实的物理信号引入课堂教学中，导致教学过程理论脱离实际，学生对于本专业的理论知识和应用场景缺乏真实的、直观的认识。3.理论学习环节与实践实习环节相脱离，实践实习环节往往安排在理论学习结束之后，间隔时间较长，学生无法及时对所学知识进行巩固与提高，导致实践实习环节效果不理想[3]。本文将介绍虚拟仪器技术在电子与通信类专业教学中的应用，帮助学生将理论学习、工程实践和创新能力结合起来，提高学生在工程实践中获取知识的能力、综合分析的能力、解决问题的能力和实践创新的能力，从而突出我校应用型本科教学的特点。
（二）虚拟仪器技术应用于电子与通信类专业教学中的指导思想
电子与通信类专业的特点是工程实践性强，对学生的动手能力和动手意愿要求较高。这一特点就决定了实践对于专业学习至关重要的作用[4]。所以，虚拟仪器技术应用于电子与通信类专业的教学也主要体现在对于工程实践教学环节的意义，其指导思想如下：1.在工程导论环节，对于刚入学的大一新生，让他们接触各种基于虚拟仪器技术的综合电子系统，如基础机器人系统，传感器与驱动器器系统、人机交互系统等，介绍其中的软硬件知识和技术，增加学生对于所学专业的兴趣和信心。2.在专业课的理论学习环节，教师努力将真实的物理信号引入课堂，如传感器信号、调理信号、AD/DA信号，模拟通信信号、数字通信信号、调制域信号等。真实信号的引入可以增加学生理论联系实际的能力，提高其自主学习的兴趣和动力。3.发挥虚拟仪器作为“口袋实验室”的作用，鼓励学生将真实的信号带回宿舍。宿舍是学生课余活动主要的场所，如果学生能将宿舍时间有效地利用起来进行专业实践和创新，无疑将对提高学生专业能力产生极大的帮助。
（三）虚拟仪器技术创新教学案例
我们将介绍几个在教学中使用虚拟仪器进行教学创新的案例，来阐述使用虚拟仪器技术的特点。1.共基极放大电路的教学。共基极电路是一类重要的基本放大电路，如何让学生掌握电路特征并计算电路参数，如发射极电流、集电极电流、电压增益、输入/输出电阻等，一直是教学中的重点。我们在教学中是采用基于虚拟仪器技术的仿真结果和真实电路结果相比较的方法。电路仿真采用NIMultisim，该软件主要是为工程师提供先进的电路分析和设计能力。图1为共基极放大电路在Multisim中的仿真。可以使用Multisim提供的万用表测量仿真结果中的电压和电流。并可以很方便的在软件中修改电路参数进行重复实验，得出不同工作状态下电路的参数。不同于传统的电路仿真，我们在NIElvis面包板上搭建上图所示的电路原理图，如图2。利用NIElvis自带的数字万用表DMM对电路参数进行测量，对于交流信号，可使用Elvis自带的示波器对波形进行测量。将NIElvis的测量结果和软件仿真结果进行比较，可以加深学生对于电路基本特征和参数的认识。同时，NIElvis设备可以很方便的在课堂教学中进行演示，可以起到很好的教学效果。2.无线通信系统教学。射频和无线通信课程的教学长期以来都基于数学公式的推导和仿真来进行的，学生在课堂上很少能接触到真实的通信信号，并且教学的过程中也是分模块进行教学，学生几乎没有设计整条通信链路的机会。在教学中，我们采用NIUni-versalsoftwareradioperiphera（lUSRP）和Labview则可以很好的克服上述问题。利用USRP和Labview，学生可以很轻松的进行诸如信道编码、信号调制、随机码元产生、信号均衡等现代通信技术。最终学生可以完成从发射机到接收机中间完整的通信链路，这在传统的射频和无线通信课程中是很难完成的。利用USRP，可以很轻易地在课堂上演示一个完整的数字通信系统，学生能够看见一个数字调制域信号，能够看见真实的850MHzGSM信号上行链路，可以分析真实信号的频谱。甚至可以组建一个FM广播信号发射和接收台，见图3。
二、结语
虚拟仪器技术结合统一的软件平台加上模块化的硬件平台，使理论学习和实践操作能力得以有效结合，使学生能够实现自行设计实验及实际动手操作，加深其对理论专业知识的理解，促进其对现场专业知识的了解，增强其对专业知识的感性认识，同时提高其实际动手操作能力，培养其创新能力。
作者:刘海陵 徐志国 陈正宇 单位:金陵科技学院
参考文献：
[1]朱岩，余愚.虚拟仪器技术研究现状与展望[J].现代制造技术与装备.2008，（6）：12-14
信号专业自动化论文篇6
【文章编号】0450-9889（2014）01C-0037-02
列车运行自动控制是高职铁路院校铁道信号专业开设的一门专业课，是一门发展迅速、技术含量高，具有网络化、综合化、数字化、智能化的现代系统的技术课程。通过该课程的学习，学生将对列车自动控制技术有较深的认识，能对列控车载与地面设备进行常规任务的维护，具备相应的素质与技能，以及完成相应职业岗位工作任务所需的方法能力和社会能力。列车运行自动控制课程对于铁道通信信号专业学生了解列车控制车载设备与地面设备原理与维护十分重要。本文试结合教学与应用的实际，从培养目标、教学内容、教学方法和教学手段等方面对高职列车运行自动控制课程教学进行思考，以提高教学效果，优化教学质量。具体说来，高职列车运行自动课程教学应从以下方面展开：
一、明确培养目标与教学目的
列车运行自动控制课程主要讲授机车信号、LKJ监控记录装置车载设备与地面设备、车站电码化、CTCS-2级与CTCS-3级列控系统设备等内容。本课程的任务是使学生掌握现代化信号系统的基本知识和基本技能，提高广大信号工作人员的技术水平，以充分发挥现代化信号系统的作用。
要达到良好的教与学的双赢效果，对于铁路专职任课教师来说，首先要明确该专业与课程的培养目标及该课程的教学目的，同时，还要尊重课程的教学大纲要求，结合铁路通信信号的专业特点，选择适用于本专业特点的教材，有所取舍，合理分配，从而制订对应的教学计划。
二、结合铁路现场需要，优化教学内容
列车运行自动控制课程的特点是内容虽多但针对性强，都是对确保行车安全、提高运营效率的车载设备与地面设备进行学习。由于学生还没有针对性地对这些设备进行过认识和学习过，因此，完成教学任务的关键是如何结合铁路专业现场需要来优化教学内容。
铁路信号技术是随着百年铁路的发展以及继电器、半导体、电子信息技术的变化而不断演进的，列车运行自动控制系统是计算机技术、现代通信技术和自动控制技术等信息技术（简称3C技术）与信号技术的一个高水平集成与融合的产物，正在向信息化、网络化、智能化方向迈进。
对应于铁路现场的实际情况，大部分铁路职业院校铁道通信信号专业一直依照惯例对该课程进行介绍，内容没有太多更新，即使对新技术有所涉及也并不深入，学生并没有具体掌握相关知识。而专业教师大多也只是从网络上的研究报告、学术论文获取关于铁路信号新技术，没有机会真正全面、系统、透彻地掌握铁道信号新技术。还应看到，近年来我国高速铁路发展非常迅速，并持续处于建设高潮当中，随着一条条高速铁路、客运专线的建成开通，铁路企业对相关技术人员的要求也将有所提高，铁路职业院校进行高铁技术人才培养刻不容缓。因此，专业教师自身要不断优化教学内容，对教学内容提前设计好，让学生能够全面而又详细地了解该课程的主要内容，增强学生的专业知识。
三、改进教学方法与教学手段
由于列车运行自动控制课程的内容基本上都是介绍设备的功能与组成，对于信号专业的理工科来说，比较枯燥且提不起兴趣，因此教学方法与教学手段的运用对教学效果影响将产生很大影响。
（一）借助多媒体教学，提高教学效果
多媒体具有图、文、声并茂且有视频播放的特点，对教学过程来说是特别宝贵的特性与功能。借助多媒体教学不但能够拓宽学生的专业面，增加教学信息量，而且可以提高学生的学习兴趣。对于列车运行自动控制课程，采用传统教学方法和教学手段已达不到教学要求。通过多媒体技术可以播放幻灯片、视频、FLASH动画等，使课堂教学提升活力，在很大程度上引起学生的注意，提高学习兴趣。也就是说，学生在这样的交互式学习环境中有了主动参与的可能，而不是一切都由教师安排好，学生只能被动接受。
对于多媒体交互式教学，教师应设计一些过程和内容，让学生进行讨论，合作解决，以提高多媒体教学的效率。比如，在讲解列车追踪运行时，可以制作相应用动画来体现列车安全追踪运行情况。也可制作列车追踪动画嵌入到多媒体课件中，更加形象地说明列车追踪原理，还可以增加暂停按扭，边演示边讲解，这样学生易于理解接受。同时，根据所学知识进行分组讨论。
此外，在讲解CTCS-3列控系统时，由于CTCS3级列控设备组成多、学生在较短的时间里要获得大量信息，仅靠教师在课堂讲解比较抽象，而学生又没有见过实物，这样学生理解起来就比较困难。教师在制作课件时，可以插入“CTCS-3级列控”视频，通过视频讲解，使学生非常直观地了解整个CTCS-3级列控系统设备组成、工作原理，同时也提高了学习效率。
教学中使用多媒体技术，有利于提高教师的专业水平，有利于教师整合教学资源。多媒体教学技术能弥补传统教学中的不足，传统的教学费又时费力，而且不能使学生在轻松的状态下学习知识，提高不了教学效益。如果充分借助多媒体教学手段，将大大改善教学效果。
（二）利用实物、列控沙盘及现场教学
列车运行自动控制是专业性、理论性很强的课程，必须在了解铁路列控设备基本构成的基础上，才能够深入地理解其工作原理与工作过程。在讲解机车信号的结构及工作原理时，可利用现有的机车信号设备实物，既便于教师教学，又提高了学生的兴趣。同时，在讲解铁路列控地面设备与车载设备配合工作时可借助自主研发的列控沙盘系统，使学生具备感性认识，提升课堂教学效果。在学习完机车信号与LKJ监控装置设备后可进行现场教学，带学生到机务段车载设备工区参观学习，既实现理论与实际相结合，又达到抽象与具体的转化，使学生积极性得到很大提高，从而提高了教学质量。
（三）合理利用案例教学
案例教学法又称实例教学法，就是在教学过程中，任课教师根据教学目标和教学内容的需要，采用真实案例组织学生进行学习。通过案例教学法，把真实又典型的问题展示在学生面前，让他们自主去思考、分析、讨论。例如，在讲到列车监控记录装置LKJ内容时，学生可以分成小组，分别扮演相应的角色，完成一个出勤到退勤的完整任务。再如，在学习到CTCS-3级列控系统“过分相”功能时，可引入各种与列车运行有关的新闻，提出问题让大家思考，然后由学生讨论并进行说明，最后由教师点评，这样不仅可以引起学生注意，还可以增加课堂的有趣性，效果显著。对于激发学生的学习兴趣，培养创造能力及分析、解决问题的能力大有帮助。
总之，应以转变教育思想、更新教育观念为先导，以优化知识结构、重视能力培养为出发点，顺应铁路发展、满足企业需求，加快推进铁道信号专业人才培养进程，培养学生掌握列车控制技术岗位应具备的专业技能，提高技术水平，拓宽发展方向。在教学实践过程中，抓住学生与课程的特点，合理安排教学内容，采用灵活的教学方法，在教学内容、教学方法和教学手段等方面进行了一定的探索和研究，获得了一些经验与体会，在教学效果、学生学习兴趣和学习主动性上取得了一定的成绩。
【参考文献】
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信号专业自动化论文篇7
“数字信号处理”是电子信息及其通信工程专业的一门重要专业必修课程。数字信号处理的处理对象是数字信号，处理方式是数值运算，信号处理相比较具有许多优点，诸如：灵活性高；高精度和高稳定性；便于大规模集成；对数字信号可以存储、运算，系统可以获得高性能指标等。自1965年以来，这门学科基本形成了一套完整的理论体系，在语音、雷达、声纳、地震、图像、通信、生物医学、遥感遥测、地质勘探、航空航天、故障检测、自动化仪表等领域已取得了广泛的应用。该门课程作为普通高等本科生的专业基础课，主要学习其基本理论和基本分析方法。[1]该门课程是一门理论和实践、原理和应用紧密结合的课程。针对数字信号处理的这些特点，同时为帮助学生理解和掌握数字信号处理的基本概念、基本原理及其分析方法，锻炼学生应用所学知识解决实际问题的能力，培养工程实践创新能力。为此，课程组对“数字信号处理”课程教学方法，不断探索研究，经过不懈努力，笔者对该课程及其先修课程进行了优化整合，探索课堂教方法，重视实践环节，提高该门课程的教学效果。
一、“数字信号处理”及其与先修课程的整合
“高等数学”、“工程数学”、“信号与系统”是学习“数字信号处理”的先修课程。其中“高等数学”和“工程数学”属于基础课程，而“信号与系统”和“数字信号处理”是两门核心专业课程，为今后学习“现代数字信号处理”和“DSP技术”等起着基础铺垫作用。对“信号与系统”和“数字信号处理”进行优化整合大体思路如下：
第一，“信号与系统”这门课程主要内容包括两大系统和三个变换，分别为连续系统和离散系统、傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换。这些是学习“数字信号处理”的基础，“数字信号处理”的主要内容包括：时域离散信号与时域离散系统；时域离散信号与系统的频域分析；离散傅立叶变换（DFT）；快速傅立叶变换（FFT）；时域离散系统的基本网络结构和分析法；IIR滤波器的设计；FIR滤波器的设计。这些又都是“信号与系统”在离散系统中的进一步扩展和延伸。第二，在“数字信号处理”学习过程中，对于离散信号与离散系统、Z变换等内容由于已经在“信号与系统”课程中进行了相应的分析学习，故而可以考虑把课堂让给学生，告诉学生重点、难点，以及要求突出数字信号处理和系统的分析。让学生在课下查阅文献及参考资料，并抽同学在下次课上对该部分内容进行讲授，这样可以充分调动学生的积极性以及学习热情。第三，能正确区分傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换和离散傅里叶变换这四大变换的数学概念、物理概念和工程概念。[2]在学习完“数字信号处理”中的DTFT和DFT之后，上面提到的四种变换将全部学完，笔者到时候要引导学生对这几种变换进行归类总结。
通过对“信号与系统”和“数字信号处理”两门课程内容的剖析和梳理，对其相关内容进行优化整合，使其各自在保持相对独立和完整的前提下，能够进行深入的融会贯通，形成有机统一的专业课程体系。另外，在教学方式和方法、实践教学手段以及师资队伍建设等各个环节有待进行深入研究。
二、教学方法探索
1.传统教学与多媒体授课相结合
“数字信号处理”是建立在数学基础上的一门学科，它承袭了数学的基本特点，课程中概念定理偏多、公式繁多，课堂上若仅仅凭借PPT课件，难以让学生对概念有深入的理解和系统的认识，尤其在公式推导过程中，多媒体软件所表现出的不足就会更加明显。[3]传统教学中的板书授课速度相对较慢，利于学生思考，在板书的过程中可以边写边进行讲解，诱导深入，由浅入深，循序渐进，把知识的衔接点在黑板上通过推导展现给同学们。再者长期的多媒体教学形式过于单一，学生在思想上也容易产生厌倦情绪，适时加入板书可以起到提高学生注意力的效果，这样才可以使学生从根本上接受新知识，并对其理解、掌握和应用。
板书教学在数学讲授中具有较好的效果，可是在“数字信号处理”这门课的课堂全部用板书授课就会使课堂变成数学理论课，给学生一种繁琐、枯燥的感觉。再者板书过于单调，难以满足授课中遇到的抽样、卷子、频谱分析、信号滤波等比较抽象难懂的知识点。而多媒体软件，诸如Flasf和PPT等，具有形象生动的特点，把多媒体软件授课引入课堂辅助传统授课方式，就可以将抽象问题形象化，复杂问题简单化，创造出宽松的授课环境，激发学生学习激情，提升学习效率。
Matlab软件由于其较好的仿真效果，可以把抽象化的概念理论直观化，通过软件仿真把一系列的理论概念以图片或声音的形式呈现给人们，正是Matlab仿真软件的这些特点使其在数字信号处理方面具有很广的应用范围。把Matlab软件引入课堂，可以使理论和工程实践结合更加紧密，使复杂抽象的理论概念得以直观的演示，并使学生能对其所学的理论知识在实际应用中有一个初步的认识。
图1为一个长度为16点的有限序列x[k]=cos（2πrk/N），N=16，r=4，利用Matlab计算16点序列x[k]的512点DFT。从图1可知对x[k]序列进行512点的DFT，可以得到频谱函数X（ejΩ）更为全面的细节，由于序列N点的离散Fourier变换XN[m]就是序列DTFT X（ejΩ）一个周期内的N个等间隔抽样。[4]序列x[k]进行16点的DFTX[m]可以完全恢复原始序列x[k]。
传统教学与媒体授课相结合，图形并茂，声音和动画相辅助，充分利用课堂资源，调动学生积极性，在有限的时间内，给学生提供更多的信息量，彰显素质教育的主旨，将理论和实践有机结合，使学生学会多角度、多层次地思考解决问题。
2.课堂和课下相结合
当今社会电子信息、Intel网技术高速发展，人们每天接收的信息日益增大，学生们对不懂的知识习惯求助于网络，这也为学生们自主学习创造了条件。“数字信号处理”这门课程理论性较强，数学公式偏多，不少学生在不知道其学习意义的前提下，往往容易被数学公式所累，失去学习兴趣。为了提高课堂效果，可以在课堂上留出十分钟左右的时间介绍下次课所要讲授的重点，并给出相应的专业论坛，让学生通过网络资源去自己了解相应课程内容的重点、难点以及在生活中的应用。在下次课开始时老师可以根据学生的自学情况让其自由发言，讲述本次课自身的认识、应注意的环节和在工程实践中的应用价值。
“数字信号处理”这门课程需要掌握的细节性知识较多，全部把希望寄托于课堂，所能达到的效果只能是差强人意，这就要求学生们在每节课之后要多做总结和复习。为了使复习更具有目的性，可以把《数字信号处理多媒体CAI教程》推荐给同学们，由于多媒体CAI课件是经过教学目标确定、教学内容和任务分析、教学活动结构和界面设计而成，重点难点突出，具有友好的人机交互性能，让多媒体CAI课件来辅助学生课后复习和预习可以起到事半功倍的效果。例如，在讲解过奈奎斯特定理之后，为了更进一步理解奈奎斯特定理以及在不同抽样频率情况下，对信号频谱的影响，图2所示即为在自然抽样方式下小于二倍信号最高频的信号时频域的显示图。从图2可以清晰得出奈奎斯特抽样定理的基本特征，可见借助多媒体CAI课件来复习这些知识点会起到强化加深的效果。
三、重视实践环节
实践环节是做到理论联系实际的根本，把课堂上所学的理论知识加以灵活应用，更好地为生产生活服务，这是实践环节的出发点。
1.Matlab仿真软件
Matlab语言在学术界和工程界被广泛应用，已经成为科研工作人员进行数值计算、系统仿真、数字信号处理与交流的事实标准平台。Matlab软件语法简单，语句和数学描述近似，能够将复杂的信号处理及仿真算法用简洁的代码表达，便于学习、交流和仿真验证，[5]并且具有完备的电子信息专业专用的函数库和工具箱，可以大幅度提高研发和设计的效率。
数字信号处理中涉及到的离散Fourier变换、离散Fourier变换快速算法、IIR和FIR数字滤波器的设计以及功率谱估计等都可以让学生在实验课上借助于Matlab仿真软件进行仿真实现和验证。学生通过实时编程仿真对所学理论知识进行形象化和直观化的实现，切实加强学生对相关理论的认识和把握，提高学生积极主动学习的能力，增进其探索精神，为将来步入工作岗位打下较强的工程实践基础。
2.DSP实验平台
数字信号处理课程设计是实践环节的延伸，学生通过为期一周的课程设计初步了解DSP实验设备的基本使用方法，能进行熟练的编程和调试操作，熟悉DSP编程环境和基本工作原理，掌握CCS软件使用方法。围绕相应的培养目标给学生下达任务书，让学生亲自动手操作DSP开发试验装置，真切感受到理论知识在实际中的应用。笔者试验室所提供的DSP芯片是TMS320C64X系列，通过该试验开发平台引导学生用C语言在CCS上进行编程调试实现FFT算法、卷积算法、FIR和IIR算法，对程度较好的同学可以尝试做一些类似于交通灯控制、数码管显示、实时滤波和信号发生等试验。通过对DSP试验平台的操作训练，加深了解DSP芯片的相关功能，培养学生的动手能力，使学生学会如何利用工具手册来解决未知问题，为培养应用型人才做好充分的准备。
四、结束语
“数字信号处理”是一门必修专业课程，并且难度相对较大，为了使学生学好本门课程，更好地为今后学习和工作服务，多年来课程组老师在教学内容、方式方法、实际环节探索等方面都做了探索性的尝试和改革。通过多年的实践及其学生反馈，证明教学改革取得的效果良好，为广大师生一致认可。
通信技术、计算机技术和电子信息技术日新月异，数字信号处理技术和手段飞速发展，诸如：HHT、盲源分离和压缩感知等新型理论和算法不断涌现，作为一名专职教师，有责任和义务把新知识、新技术和新理论引入到课堂中，在不断学习、变革中把握专业发展动态，丰富和深化课堂内容，更好地为学生服务，为社会发展培育出合格的专业技术型人才。
参考文献：
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[2]蔡成林，吴海燕，杨玲.“数字信号处理”教学改革的研究与探索[J].湖南人文科技学院学报，2011，（2）：137-139.
信号专业自动化论文篇8
近年来，针对电气工程及其自动化类专业对信号与系统相关知识的专业需求，我国工科类普通高校都相继开设了“信号分析与处理”课程，并将其作为重要的专业基础课。信号分析与处理技术是现代社会中发展很快且应用面很广的新兴学科，已渗透到计算机、通信、医学、生物学、军事、经济等各个领域[1]。
“信号分析与处理”是电气工程与自动化类专业人才不可缺少的知识领域，是将“信号与系统”和“数字信号处理”两门课程的教学内容进行有机整合后形成的一门全新课程。通过本课程的学习，学生掌握信号分析、处理的基本概念、基本原理和方法，为后续“自动控制原理”和“DSP原理与应用”等专业课程打下坚实的理论基础。“信号分析与处理”与后续的系统类课程结合，构成关于信号、系统的分析、综合设计的完备知识结构。
目前，本校电气工程及其自动化专业使用的教材为赵光宙主编的《信号分析与处理》[2]，本课程安排在大学二年级下学期讲授，内容涵盖了高等数学、复变函数、线性代数和电路原理等相关知识。从以往的教学情况来看，“信号分析与处理”课程理论性强，涉及数学知识较多，概念相对抽象，数学推导繁多。长久以来，教学过程基本倾向于理论和公式推导，学生在课堂上被动接受知识[3]。由于该课程涉及范围广泛，学生通常感觉概念抽象，理解和掌握起来有一定难度，产生了厌学、怕学的情绪，这不仅影响了本课程的教学效果而且对后续专业课程的学习和掌握非常不利，因此，“信号分析与处理”课程教学改革迫在眉梢。该课程的建设与改革符合我校“培养有深厚的理论基础、宽广的专业知识面和较强实践创新能力的宽口径复合型工程技术人才”的培养目标。
一、合理安排教学内容
为电气工程及其自动化专业开设“信号分析与处理”课程的目的是通过该课程的学习，使学生能系统地掌握信号分析、线性时不变系统分析、数字信号处理的基本理论和方法[4]。
（一）梳理课程知识点
加强“信号分析与处理”和先修课程（“高等数学”、“复变函数”和“电路原理”）以及后续课程（“自动控制原理”等课程）之间内容的衔接性。弱化课程之间重复的知识点，根据知识点在各课程中的重要程度及课程讲授的先后顺序等，明晰各课程对该知识点的分担情况，分清轻重。比如，连续时间信号和离散时间信号的复频域分析法在先修课程中已有大量相关讲授，我们讲授时只需调整角度，突出重点，简单讲授即可。分清课程重点、难点，有针对性的对这些概念逐步进行讲解。
（二）压缩理论推导课时
为了使课程能跟上计算机和数字技术的发展，避免简单地移植数学的教学模式，应在讲解相关理论时，注重概念的理解和建立，淡化数学技巧，对求解运算尽量简化[5]，重视理论与实际的联系。在授课时，我们大大压缩了经典时域分析方法的教学时间，同时，通过引入典型实例等加强对相关理论的理解和掌握，而非花大量时间进行数学公式的推导。
（三）丰富教学内容
由于该课程的理论性较强，内容比较单一抽象，在重点和难点的地方可以引入MATLAB图形或Flas演示等，将抽象的内容形象化地展现给学生，帮助他们理解和掌握。为了提高课堂教学效果，采用理论教学和知识应用展示相结合的方式，加深学生对相关理论的理解。此外，将课堂中一些重要知识体系的相关国内外前沿文献推荐给学生，并进行适当讲解，培养学生的创新意识和认知广度。
（四）注重数学概念、物理概念和工程概念的统一
这门课程中的数学概念大都有很强的物理背景和工程意义，我们的教学目标是通过学习这些数学知识，更深入地理解其物理概念，以便将相关的理论更好地应用于工程实际。因此，我们从现实生活中观察和搜集材料，在教学中通过深入浅出地阐述相关材料，把枯燥的书本理论知识与工程应用结合起来；引导学生从注重理论推导转移到认识基本物理概念，提高分析和解决实际工程问题的能力上来，激发学生的学习兴趣，提高教学质量。
二、教学手段调整
鉴于“信号分析与处理”课程理论性强的特点，除了采用一定的课堂教学方法提高教学效果外，由学生亲自参与的实验、实践环节是必不可少的，这是培养学生学习兴趣和提高学习能力的重要环节。
（一）板书、多媒体和MATLAB仿真教学相结合
该课程包含大量的数学公式和理论推导，重要的公式推导和习题解析以板书讲解为主。同时，在课堂上充分利用多媒体技术，通过生动的多媒体演示将复杂、抽象的概念等直观、形象化地展现给学生，大大增加教学信息量。此外，将MATLAB仿真引入课堂教学，减少枯燥的理论讲授，帮助同学更好地理解、掌握重要知识点，提高课堂教学效率，培养和提高学生的学习能力。这有助于教师和学生形成良好的互动，提高教学效果。
（二）加强实验教学
实验课是提高学生学习兴趣和学生能力的重要环节，在教学过程中，应该适当设置重要教学内容的实验课。在验证性实验的基础上，应增加综合、设计性实验比例。综合性实验可将课程的重要知识点有机整合起来，有助于学生对所学知识点进行融会贯通。
由于我校“信号分析与处理”实验室硬件建设尚不完备，目前主要采用实验硬件电路搭建和MATLAB仿真技术相结合的方式来实现。下一步计划借助DSP实验室开展相应实验，将相关理论和算法用于以DSP为核心的实际系统中，培养和提高学生分析、解决综合实践问题的能力。
（三）增设实践教学环节
该课程理论性和工程性都很强，在加强理论教学的同时，也要强调其应用。我们鼓励学生利用课余时间进行案例分析和实践制作，将设计前布置选题改为学期初布置选题，这样学生有足够的时间设计试验方案并实施，期间将有创意的成果和实践创新作品定期展示给同学[6]。这有利于提高学生的学习热情和创新意识，有助于复杂概念的理解和掌握。
此外，对热心科研探索和技术开发的学生，鼓励他们积极申报大学生创新项目，采用教师提供题目和学生自拟题目相结合的方式，结合工程实际选题。鼓励同学参加一些高水平的竞赛，项目驱动，赛学结合，进一步培养学生的创新思维和意识，增强他们用“信号分析与处理”这一前沿学科理论解决实际问题的信心与能力。
三、完善考核评估方式
传统的考试方式不能如实反应学生掌握课程知识的程度，我校以理论为主，注重采用多样化的考核方法。理论考核和实验、实践考核相结合，期末考试和平时成绩评定相结合，综合评价一名学生的实际能力。
我校把考核内容分为三部分：平时成绩占20%，实验成绩占20%，卷面成绩占60%。平时成绩包括出勤、作业情况、随堂小测试、课上回答问题等，鼓励学生重视课堂知识的学习。实验、实践成绩主要根据学生设计的方案、实际动手能力和所完成的作品质量等来综合评定。
四、结语
“信号分析与处理”在我校自动化控制技术课程群中占有重要地位，该课程对电气工程及其自动化专业后续控制类课程的教学奠定了基础。为了满足该专业的人才培养目标，探索有效的改革模式，对提高教学质量，丰富教学内容，强化数学概念、物理概念和工程概念统一以及培养和提升学生的实践创新能力等意义重大。
课题组教师在教学改革中深刻体会到，合理安排教学内容，注重学生实验、实践能力的培养和提升，考核评估方式的进一步完善，是未来一段时间内我校电气工程及其自动化专业“信号分析与处理”课程教学改革的重要方向。
参考文献：
[1]石海霞，周玉荣.电子信息工程专业“信号分析与处理”课程教学方法探讨[J].大众科技，2010，（11）：175-178.
[2]赵光宙.信号分析与处理[M].第2版.机械工业出版社，2006，5.
[3]石海霞.仿真技术优化信号分析与处理课堂教学的实践探索[J].时代教育，2014，（12）：68-70.
信号专业自动化论文篇9
《信号与系统》是电气信息类专业本科生必修的专业基础课程，目前许多重点高等院校将它作为相关专业硕士研究生入学考试的课程。《信号与系统》这门课程体现了事物本质在物理概念、数学概念、工程概念三者相结合的产物。该课程以高等数学、复变函数、电路原理、概率论与数理统计课程为基础，是学生在学习后继专业课程如数字信号处理、DSP原理及开发应用、现代信号处理、通信原理、自动控制原理等课程的先修课程，所以《信号与系统》这门课程在教学环节中起着承上启下的重要作用，其教学质量不仅直接影响到学生对后续课程重要概念的理解和分析解决工程问题的能力，也对通信、雷达、测试、控制、生物医学工程等众多学科和工程领域起着不可低估的作用。有必要建立《信号与系统》的课程群。
1 针对高校信号与系统课群建设亟待解决的问题
《信号与系统》和《数字信号处理》作为我院电子信息工程专业的专业基础平台课，目前授课对象仅为电子信息工程专业，专业涉及面窄，与其自身的强大功能不相符；其次信号与系统作为学科基础课和数字信号处理作为专业主干课在课程开设时，为求自身体系的完整性，存在有内容重复，衔接不合理、内容综合不够、理论与实践严重脱钩等问题；再次随着信息技术的快速发展，正面临着“教什么，如何教；学什么，如何学”的严峻挑战和实现从知识型人才转变为应用型、综合型、创新性人才培养模式的思考，如何实现《信号与系统》和《数字信号处理》的授课内容与学科的发展同步及如何有效利用科学技术的发展实现理论与实践的统一是急待解决的问题。
2 课群建设的实施
2.1 课群建设的总体思路
2.1.1 教学课程的改革与整合：系统的分析《信号与系统》和《数字信号处理》两门课程自身的特点，进行有机的整合，信号与系统与数字信号处理两门课程的教学内容有着密不可分的内在联系，其中心是通过对各种不同信号的分析，实现信号的处理，达到所希望得到的信号，注重学生综合应用知识能力和自主学习能力的培养；同时针对信息技术的发展，介绍其在新兴学科和领域中的应用，进一步激发学生的学习兴趣。2.1.2 教学方法的改革：针对《信号与系统》和《数字信号处理》两门课程计算公式多、概念多、变换多等特点，注重能力培养与和学科互动，充分利用计算机技术、多媒体技术和各类仿真软件的最新成果，采用灵活的教学手段，既能展现课程的重点难点问题，又能实现师生互动，突出基本原理中所蕴含的数学概念、物理概念和工程概念，实现学生能力的提升。2.1.3 实验手段的改革：实验课时的安排是提高学生学习兴趣和学习能力的重要环节，是实现理论与实践有机结合的重要保证，因此针对两门课程的特点，分别安排借助Matlab编程知识进行验证性实验和综合设计性试验，解决理论与实践，强化学生的自我学习能力，理论上与分别于《信号与系统》和《数字信号处理》两门课程应用并行。2.1.4 课程体系的改革：针对信息处理技术的发展，在两门课程的基础上，增加Matlab应用、EDA技术和DSP技术等，形成完善的课群体系，在教材上以“易教易学和强化培养学生的工程能力和创新能力”为出发点，精选内容、加强基础、例题典型、重点突出；在文字上力求简洁明了、易教易学。
2.2 课群内各课程之间的优化整合关系
2.2.1 优化信号与系统和数字信号处理两门课程的学习内容。信号与系统主要讲授两大信号（连续时间信号与离散时间信号）的时域与变换域、两种系统（连续时间和离散时间系统）、三大变换（傅里叶、拉普拉斯、Z变换）的具体知识点需要重点讲授，系统的状态变量分析只做一般讲解。数字信号处理主要讲述离散时间信号的时域和变换域分析、离散傅里叶变换（DFT）利用时域抽样定理和频域抽样定理实现时域到频域的映射关系、基于时间和频率抽选奇偶分解的快速傅里叶变换（FFT），接着讲述无限和有限冲激数字滤波器对信号的具体实现，完成信号滤波处理的功能。2.2.2 基于MATLAB的仿真实验在课程群建设的重要性。MATLAB仿真的应用中数字信号处理工具箱的运用使得系统分析、信号的谱分析、数字滤波器的设计方面应用更为普及和广泛，应用MATLAB可以很容易地进行信号与系统的傅立叶分析、卷积运算、滤波器设计、信号滤波等工作，在信号系统的课程中安排验证性实验偏重于理论与实验的统一，在数字信号处理课程中安排综合性实验偏重于创新能力的培养。MATLAB基础及应用的理论与实践教学能够有效提高学生对数字信号进行处理的应用能力，对于分析问题、解决问题、创新能力的培养有很大的积极作用。2.2.3 EDA课程设计在课程群建设中的主导性。EDA课程设计，主要通过应用两个工具软件-Protel2004和MATLAB7.0，完成电子线路的制版和线路仿真工作，图文并茂、易学易懂，在课程设计的选题方面学生自主性选题、集思广益的探讨方案，教师以启发为主、指导为辅。学生能够有效地完成信号与系统的整机软硬件联调工作，提高自身的学习能力。课程设计的题目难度适中，展示课群的实践性和实用性，激发学生真正体会到成就感。
建立《信号与系统》课程群，使理论课与实验课相互补充，加之课程设计做为实战性的锻炼，学生的学习更加系统化、体系化。课群建设前后的课程对比如表1所示。
2.3 课群的主要教学方法
2.3.1 调整课程教学内容，加强基础，更新内容，拓展知识面，及时与学生沟通，了解教学效果，及时修正教学内容和课时安排。2.3.2 配合教学内容，具有直观教学效果的板书结合具有立体演示效果强特点的CAI多媒体课件，理论联系实践实现互动式教学。达到最佳的教学效果。2.3.3 加强实践环节，提高学生动手能力，通过举行“信号与系统及Matlab应用知识竞赛”等，通过自己动手完成系统的设计和仿真，拓展传统实验的广度和深度，激发学生学习兴趣，提高软硬件联调能力，完成综合素质的培养。2.3.4 在网络平台上提供多媒体电子教案、CAI课件、网络视频等，将全部的授课内容扩展上网，实现网络与实际教学的同步更新，并开设奖励机制、网上问答机制等。
结束语
随着电子科学和与计算机技术的发展，本文对于信号与系统课群的建设从研究目标、研究内容、教学方法提出了大胆的尝试，课群的建设“以学生为根本，培养能力为核心”笔者通过在教学实践中不断地摸索与实践，对于学生学习的主动性与创新性已经取得了阶段性的成果，但还需配合教学体制的多方面协调才能取得最佳效果，为适应时代科学技术的飞速发展与大量的应用性人才培养做出自己的贡献。
参考文献
[1]张谨，赫兹辉.“信号与系统”.北京：人民邮电出版社，1985.
信号专业自动化论文篇10
一、文凭筛选理论的含义
筛选理论是20世纪70年代初美国经济学家提出的一个理论假说,该理论把教育视为一种筛选装置,其功能在于帮助用人单位识别不同能力的求职者,并把他们安置到不同的岗位上。与人力资本理论不同,筛选理论认为教育只作为一种信号反映一个人的能力,并没有改变一个人的生产效率。在信息不对称的人才市场,用人单位由于不能马上了解毕业生的实际能力,只能从成本较低的两类个体特征上去观察,一个是先天的、无法被改变的特征,如性别、种族、家庭背景等“标志”,另一个是后天的、可以被改变的特征,如教育水平等“信号”。
衡量高校毕业生个体能力最重要的标准就是学生的考试成绩和学校颁发的毕业证书。毕业生要想让用人单位了解自己的情况,最简单的办法就是提供毕业证书,这时毕业证书所传达的信息就成为该毕业生综合特征(尤其是后天学习)的反映。用人单位凭借毕业证书所反映出的专业、学历层次等教育信号估算毕业生的能力,将其安置到相应的岗位,付给其相应的薪酬。因此,筛选理论认为,教育的作用主要不在于提高人的认知水平,而在于对具有不同能力的人进行筛选。
尽管这种筛选理论片面地强调了教育的信号筛选作用,但文凭这种信号的筛选功能还是现实存在的,并在某些方面影响着教育的发展。
二、文凭的筛选功能会影响高校编制招生计划
高等教育以培养人才为主要目的。高等院校人才培养活动的良性运转离不开这样几个要素:充足的生源、完备的教育教学管理机制、教育质量保障机制、较高的就业率。这些要素之间相互关联、相互影响,而运转的目的和终点则是培养的人能被社会所接受,具体来说就是学生能够就业。因此,学生被社会筛选的数值成为学校办学的主导因素之一。
用人单位招聘人员并不是为了考查应聘人员受教育的经历和学历层次,而是为了找到能够提高本单位生产效率、给本单位带来综合利益的人员。用人单位在招聘过程中之所以关注应聘者的学历情况,是因为仅通过简单的招聘环节用人单位很难准确了解应聘者更为全面、真实的情况,这种劳动力交易的信息不对称状况使得用人单位只能主要依靠学历文凭来甄别应聘者。在大学毕业生就业市场,这种现象更为突出。应聘的岗位和待遇同样受文凭信号的影响,这种因文凭而产生的作用和结果正是文凭筛选功能的体现。
文凭的这种筛选信号导致高等教育有这样两个基本判断:一是接受高等教育个体的经济学分析。每个大学生都会理性地针对人才市场的招聘行情进行教育投资的成本与预期收益计算。二是教育行政部门和高等学校会关注劳动力市场招聘中文凭信号反映出的各种信息,并将这些信息纳入人才培养方案。我国高等教育的入学环节就是其中一个重要内容。
在我国,能否接受高等教育有一个重要的筛选机制,这就是高考制度。适龄人员完成高中阶段的教育后,并不是所有愿意接受高等教育的人都能够进入高等学校学习,而是必须接受高等教育招生考试的遴选。由于考试分数的量化功能,所有学生都被放置在一个评价体系中,这不仅为高考这种大规模的遴选提供了标准和依据,也使高校以后颁发的文凭具有了一定的筛选功能。
按照我国目前的高考制度,高校在招生录取之前必须对考生和社会公布招生的数量、层次、专业和收费标准(即招生简章),考生根据招生简章填报个人志愿。高校要在填报了本校志愿的考生范围里招录学生,对于填报了相关志愿并达到了一定标准的考生,高校不得拒绝录取;而考生一旦填报志愿且符合被录取要求,就失去了选择其他高校的机会。如果把这个过程看做一个市场行为的话,选择和交易的关键信息就是高校公布的招生简章,由于高校在安排招生活动的时候会自觉不自觉地把招生设置成一个筛选的机置,而考生又有着普遍的文凭预期,所以,招生过程可以被看做文凭筛选的前置环节,招生计划作为招生简章的核心内容,高校在编制的时候就必然会受到文凭筛选理论的影响。
三、文凭的筛选功能如何影响高校招生计划的编制
文凭的筛选功能对高校编制招生计划的影响主要体现在以下四个方面。
1.社会的文凭预期对招生计划的影响
社会的文凭预期主要包含三个内容:一是政治、经济的社会态势会对文凭产生影响,如政权维护、经济复苏、延缓就业压力等,这些往往会加重文凭的分量,提升文凭在就业、提职等筛选中的权重;二是人才市场反映出的客观信号经解读之后会使人们对文凭的经济价值进行判断,继而对是否投资获取文凭进行选择,这样一来文凭经济价值的起落就会形成文凭的需求趋势;三是价值观念、信仰和伦理道德等文化因素会对文凭的需求产生影响,比如:“文凭无用论”“唯文凭论”“学而优则仕”等思想,文凭在不同时期所附着的文化色彩和道德力量,文凭与信仰的趋同或冲突,都会影响文凭的价值衡量和实际需求。这些社会的文凭预期实际上反映的是经济增长、社会发展,尤其是新的生产方式对教育的需求。从社会发展的进程看,从农业社会分散的、精英式的、外在于生产劳动的教育到工业社会结构坚固而权利集中的、培养潜在劳动力的学校教育体系,教育已不再是某些杰出人才的特权,也不再是某一特定年龄的规定活动,而是正在日益向着包括整个社会和个人终身的方向发展。
20世纪90年代以来,我国经济持续快速发展,社会、经济和文化的发展对高等教育的需求持续增大,1999年出台的《中共中央、国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》和《面向21世纪教育振兴行动计划》提出,到2010年,中国高等教育入学率力争接近15%,进入大众化阶段。在这种强烈的信号刺激下,1998～2004年间,我国高等教育的毛入学率从9.8%迅速上升到19%,普通高校本专科在校生由340.88万人上升到1333.50万人,1999年之前高等学校在校生基本保持着平缓的上升趋势,自1999年起则跳跃式地进入了快速发展时期。由于高等教育招生是在教育行政部门和高校的计划控制下进行的,招生规模的突然扩大和提前8年进入高等教育大众化阶段,就意味着高等学校受当时政治、经济、文化的影响而对文凭的社会意义估价较高,进而在短时间内大幅度增加了招生计划数,主动“吹响了向大众化进军的号角”。
2.个人投资高等教育的收益预期对招生计划的影响
后工业时代,生产对人的依赖越来越强,“教育对于社会生产没有比今天更为重要,这种重要性不是要把人固定到生产系统的某个环节,恰恰相反,而是需要教育和这种教育培养出的人适应不断变化的生产并且促进这种变化”。作为生产要素的劳动力,不可避免地被纳入整个经济增长之中,个体自身的经济价值成为人们关注的内容。随着高等教育的普及,原来把高等教育的经济价值更多地集中在社会收益上的现象,开始被个体理性地分析高等教育的投资收益率所替代。这种高等教育的私人需求经济模式,将未来的经济收益作为高等教育投资决策的重要因素,随着个人投资高等教育的经济和社会成本逐年增加,个体收益率成为人们越来越关注的对象,而个体收益率的一个显在表征就是文凭的就业和薪酬收入的信号价值,也就是文凭在就业市场和人力资本市场的信号意义。如果这个信号的价值提升了,那么文凭的需求量就会增加,反之则降低。大学毕业生的收入一旦降低到相当于其他学历的工人的工资水平,文凭的需求量也就必然降低。因此,高校编制招生计划时需要关注个人投资收益率分析对人们接受高等教育的行为影响。
3.产业结构调整带来的职业构成的变化对招生计划的影响
工业社会的分工越来越细,产业结构的不断调整必然带来职业构成的动态变化。作为培养从业前人员的高等教育,其学科、专业与社会职业群有着基本的对应,社会职业需求是高等教育专业筛选的基本信号。在文凭的筛选过程中,对专业的筛选受社会需求的直接影响。例如,近20年来计算机从业人员需求的持续增长使持有高校计算机学科类专业文凭的毕业生在人才市场处于供不应求的状况,这种专业筛选的信号影响使高校持续扩大招收计算机学科的学生,不断增加计算机学科类专业的招生计划,提高其在整个招生计划中的比例。
4.高校文凭在不同区划的认可程度对招生计划的影响
由于种种原因,我国高校在不同区域有着不同的影响,同一高校在不同区域也有着不同的声誉和评价,这种差别主要体现在对学校文凭的认可程度上。我国的高校招生制度是在全国统一原则和标准的基础上、以行政区划为单位运行的,同一学校在不同的省份会有不同的文凭认可度,这同样是一个文凭筛选信号,这个信号影响到学校招生计划的区域分布。虽然考生填报志愿时受到招生学校各方面宣传的影响,但考生作出选择的主要的依据仍然是该地区人才市场筛选过程中所长期形成的、对这所学校或隐性或显性的文凭评判信号,这种现象的长期存在使高校招生计划的区域分布相对稳定。
针对文凭的信号功能对招生计划的影响,高校在编制招生计划的时候就要对文凭的筛选理论和这些信号进行理性分析,正确判断文凭筛选所表现出来的各种信息,充分关注文凭的筛选信号,使招生计划与文凭的作用和市场对文凭的需求更好地结合、衔接。同时还要防止以下两种现象的出现:一是忽视教育的作用,过于依赖文凭的筛选功能,把文凭的市场筛选信号作为招生计划的唯一影响因素,忽略高等教育对学生的训练、培养和影响的作用,忽视招进来的学生可以经过若干年的学习和行为养成,在思维、知识和行为上有所提高和变化的事实;二是不顾学校办学的基本条件和教学基础,盲目地根据市场信号一味地追求筛选的结果,编制招生计划时不遵循实际情况,目前存在的问题主要是超出办学条件的许可,追求计划数量的增加和专业的新颖,这种以忽视教育功能、降低办学标准和人才培养质量为代价,盲目扩大招生计划的做法,必然会给高等教育的发展带来负面影响。
招生计划是一个提前量,高校要为确定了的计划做相应的各方面的准备工作,包括配备充足的教育资源,而一旦招生计划与学校办学条件、生源市场和文凭筛选信号脱节,就必然会造成教育资源的浪费。因此,高校要高度重视招生计划,科学、合理地编制招生计划。
参考文献:
[1][美]伯顿・克拉克.高等教育新论[M].杭州:浙江教育出版社,2002.
[2]联合国教科文组织国际教育发展委员会.学会生存[M].北京:教育科学出版社,1996.
信号专业自动化论文篇11
建构主义 教学改革 课堂教学
中国高等职业教育随着教育大众化的快速发展，现已进入高速发展阶段。截止2014年底，全国现有可以独立设置的高职高专院校总数有1350多所，这已超过全国本科院校的总数。“虽然我国高职高专教育在数量上得到了显著变化，但其整体教育质量并没有得到大的提高，从某种意义上来说，整体的质量带来了严重下滑”。随着科技发展的日新月异，人们逐渐认识到当今社会需要高技能创新适用性人才的重要性。笔者认为，作为教育心理学的最新教学观理论———建构主义，对我国高职高专教育的教学改革和育人模式有一定的借鉴和启示。本文试图结合铁道通信信号专业和建构主义教学观的基本理论，对其教学改进和改革的探索应用阐述自己的观点。
一、建构主义教育理念
在传统教学观一直占统治地位的教育心理学理论的发展进程中，随着瑞士儿童心理学家皮亚杰的认知发展理论———活动内化论和俄国心理学家维果茨基的历史文化心理学理论的广泛传播，传统教学现的利和弊逐渐地被人们发现，他认为人的学习主观能动性，应受外界条件的、自身的认知方式、学习动机、情感和价值现的影响。这是传统教学观所很容易忽视的内容。在教育心理学理论的发展期间，奥苏伯尔的意义学习和布鲁纳的发现学习等理论的提出，为建构主义理论的进形成和发展奠定了良好的基础。所谓建构主义，从认识论方面来说，是指将那些已杂乱无章的事物，重新有规律地把它组建起来;从心理学方面来说，是指把人对事物的认知过程看成是脑力结构，是一种重新组合———顺应或概念的变化。从“建构”作为建构主义理论的第一规则来看，任何事物都是共建的。它认为我们人类不是被动地接受知识，而是由认知主体主动的建构知识。这表明建构知识的过程是一个主动的过程．是个人或个体行为。但人和人之间毕竟存在一些差异，这使得每个人在观念的形成和事物的观察方面有所不同，同时，人们的见解和观念的形成不是从一个人传递到另一个人，而是认知主体在主动积极发现的基础上进行认识的重建，使其变成自己的知识体系。这种主观能动性且有意义的学习是依据个人所积累的知识或经验来探索完成的。即每一个人只能根据自身经历和社会环境来建构个人对所处的世界进行认知。
二、建构主义教学观对铁道通信信号专业教学改革的探索应用
“以服务为宗旨，以就业为导向，走产学结合发展道路，为社会主义现代化建设培养千百万高素质技能型专门人才”是我国目前高等职业技术教育培养目标。现有铁道通信信号专业的高职教学内容在很大程度上是从专科层次的教学内容演变过来的，而专科层次的教学内容又是本科教学内容的“浓缩版”，这就使高职的铁道通信信号专业的教学内容不能够满足高职高专所培养的人才目标要求。因此，我们应根据“基于行动导向”的课程标准和高职高专人才培养目标要求，从培养和激发学生的学习热情和兴趣出发，制定相应的教学计划，优化课程体系，突出重、难点内容，并采用适当的教学模式和手段组织教学，提高其教学质量。
(一)铁道通信信号专业的课程教学体系
以“联锁关系”为教学中心是为培养铁道通信信号专业设计、科研和施工管理的高层次人才，这是本科和研究生教育的主要内容，而高等职业技术教育铁道通信信号专业是培养基层的施工和管理人才。在铁道通信信号专业体系中，电路基础是一门非常重要的专业基础课，它主要是培养学生通过学习能够解决一般施工和维修中常见的电路结构问题。根据高职高专铁道通信信号专业的课程标准和社会现实需求，笔者建议将现有教学大纲中关联性大、联系紧密的课程进行大规模整合，就拿电路基础来说，可以把《模拟电子技术》、《数字电子技术》和《低频电子电路》合并为《电路基础》，而对《信号基础》、《区间自动控制系统》、《铁道概论》和《驼峰编组站》等专业课来说，应该严格按照其应用模块进行整合，以情景经历的形式展开案例式教学。这不仅有利于教学内容上的前后衔接，而且还有利于避免内容上的重复讲解，同时，它还可以加强对学生在教与学的过程中分析问题、解决问题和创造性思维能力的培养。
(二)课程教学方法
传统的信号技术比较单一，它在教学上主要以“车站信号”为核心而展开的。随着通信信号新技术、新工艺和新设备的不断出现，铁路通信信号设备变得越来越复杂，其维护成本变得越来越高，而那些传统的继电电路存在效率低、能耗大和安全保障低等因素，现已逐步被淘汰。那种教师讲授知识，学生接受知识的传统填鸭式教学单向模式，逐渐的暴露出自身的弊端，越来越不适应现实的客观需求。由于铁道通信信号专业的实践性很强，学院现有教学大纲内容已不能够满足现实生产实践的客观要求，好多教学内容很难在班级讲台上讲清楚，尤其是那些专业性很强的内容，例如:联锁关系、区间信号、自动控制等，它们无法在黑板上被画出来。那种依靠粉笔和教案的传统教学手段已不能够满足信息量大，效率高的现实要求，这极大的阻碍了教学质量的进一步提高。因此，推广基于建构主义学习理论的主动教学模式很有现实意义。建构主义倡导以学生为中心，教师为引导，创设学习“情境”，通过小组成员之间及成员与教师之间的“协作”和“会话”达到对学习内容的深入理解完成意义建构。为社会培养合格的人才是大众教育的最终目地。所谓合格的人才，就是不仅要有专长，而且还要有很强的人文素养、团队合作和创新能力。这在以基于建构主义的“对话教学”模式中得到了全面的体现，所谓“对话教学”，就是指教师不仅支持教师生之间的指导和与沟通，而且支持学生和学生之间的合作与交流。高职高专教育侧重于培养学生的动手实践操作能力，这就要求教师要改变传统的教育理念，认可学生在学习活动中的主动积极性和创造性，在实际教学工作中，要给学生以“学”的主动权，即在“学”的过程中，学生既是“知识”的载体，也是“认知”过程的主体，这就可以使其新、旧知识得到有机的结合。同时，我们还要建立健全与社会企业的有效沟通机制，形成校企强强联合的办学模式，不断强化实践教育成果，使学生通过实践教育成果建构对理论知识的理解，体验理论知识的实用价值，掌握分析问题、解决问题的方式方法和创新技能。
三、结束语
随着高铁时代的到来，“铁道通信信号专业”的理论与实践研究得到了前所未有的发展，其分析方法不断得到创新，高新技术日益得到广泛应用。作为教育行业的一员，要紧跟时代步伐，在教学改革过程中要不断地汲取新知识，采取新的教学方法和教育理念，动态地改革和完善传统教学观，坚持“以专项能力的培养展开，以综合职业能力的形成而告终”的改革方向，更好地发挥学生在教学过程中的学习主动积极性，培养其独立获取知识的能力，提高整个课程体系的教学质量。
作者：薛荣坤 单位:辽宁轨道交通职业学院
参考文献:
［1］周芳，《基于建构主义学习理论的信号处理课程群教学体系建设》［J］，教育观察，2015．(1)
信号专业自动化论文篇12
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（a）-0000-00
作者简介：徐纪康（1983-），男，浙江嘉兴人，讲师。
罗钦（1982-），男，湖南浏阳人，讲师。
肖曼琳（1981-），女，四川德阳人，讲师。
1 概述
列车运行自动控制技术课程属于轨道交通信号与控制专业的一门专业课，学生通过该课程的学习，既可以理解城市轨道交通信号系统中的各个子系统工作原理，也可以巩固学生对以前所学的多门专业课以及专业基础课的认识和理解。特别是，通过该门课的学生，学生可以深刻地理解信号系统的工作流和数据流的过程。
2 列车运行自动控制技术课程教学改革
2.1列车运行自动控制技术课程内容概述
列车运行自动控制技术课程的内容，不仅包含各种类型的硬件组成结构，也包括软件系统如何结合硬件进行正常工作的过程。因此，本课程的内容丰富，知识点多而复杂，学生理解整个系统的工作流过程难度较大。
通过该课程的学习，可以使轨道交通信号与控制专业的学生在整体上，理解把握整个城市轨道交通信号系统，同时，也可以认识和理解城市轨道交通信号系统内的各个子系统之间的硬件接口和软件接口。
本课程的主要内容，如表1所示。
表1 列车运行自动控制技术课程的主要内容
章节 主要内容
第一部分 绪论
第二部分 列车运行自动控制技术原理
第三部分 基于轨道电路的ATC系统
第四部分 基于通信的CBTC系统
2.2 列车运行自动控制技术课程教学改革的主要内容
课程的教学内容丰富而且充实，但是，如果学生单纯地从理论上去理解整个信号系统，存在很多的问题。比如，很多概念、名词以及功能，无法理解或者理解不清楚；因为学生未解除过实际的信号系统，学生将各个子系统，甚至设备能够在信号系统中串联起来学习的难度较大等。所以，本人针对以上这些问题，提出了如下的几点建议和方法，从来提高学生的专业能力水平。
2.2.1 增加上机实验操作内容
由于该课程的理论多而复杂，所以，为了提高学生对整个信号系统的理解，开发了针对性的实验内容。具体的实验内容，如表2所示。
表2 列车运行自动控制技术实验内容
实验项目 属性（验证/综合/设计/创新） 学时
进路控制实验 综合 8
列车控制实验 综合 8
道岔控制实验 综合 8
时刻表功能实验 综合 8
站台控制实验 综合 8
移动授权实验 综合 8
故障模拟实验 综合 12
同时，为了让学生具体操作实验，开发了基于CBTC信号系统的仿真系统，用于以上实验。
2.2.2 结合具体设备和操作，理解在整个信号系统中的作用和功能
城市轨道交通信号系统是一个非常复杂的系统，如果单纯地跟学生在理论上介绍系统，可能学生接受和理解的内容比较有限，通过将整个信号系统划分成各个子系统，并针对各个子系统设备来介绍功能，容易让学生接受和理解。从而，有助于提高该门课的教学质量。
2.2.3 灌输系统的理念
由于学生未学习过系统工程等相关课程的内容，所以，通过讲解信号系统内容时，给学生灌输系统的一些特点（比如，系统的基本特性，），有助于提高学生的理论水平，以及更好地理解整个城市轨道交通信号系统的功能内容。
2.3 效果
由于城市轨道交通信号基础课的内容丰富，采用这种针对不同专业背景的学生，有重点得讲解该专业与城市轨道交通信号基础相关的内容，可以充分吸引学生对该课程的兴趣，提高学习的积极性。同时，也可以拓宽学生的思路，争取在交叉学科的道路上，有所创新的想法和思路能够产生和被发现。
3 结论
列车运行自动控制技术作为一门轨道交通信号与控制的专业课，内容复杂，涉及到很多的软件和硬件知识。因此，为了提高教学质量，本文提出了一些了针对这门课程的教学方法和建议供参考。要想达到更加理想的教学效果，还需要在教学过程中不断地创新与探索。
参考文献
信号专业自动化论文篇13
1.企业管理会计信息化研究与应用
2.政府会计信息化研究与应用
3.内部控制与IT风险管理研究及应用
4.审计信息化研究与应用
5.XBRL企业内部运用案例研究
6.“互联网+大会计”时代的会计信息化新发展
7.财政部会计信息化新法规实施与应用
8. 会计信息化技能认证及人才培养与教学改革研究
以上仅为参考性议题，在会计信息化理论研究和应用范畴内，作者可根据研究成果自行拟题，欢迎会计信息化理论和实务工作者提交相关论文。中国会计学会会计信息化专业委员会将组织评选年会优秀论文。
二、征文事项
1.征文截止日期
2016年6月10日（以论文发出日期为限）。组委会遴选后在2016年7月10日前发出正式的会议论文录用通知和参会邀请函。参会回执请务必于2016年7月20日前发至会务组。
2.征文注意事项
（1）应征论文应当是未公开发表的论文。
（2）应征论文被会议录用后将在中国会计学会网站、中国会计视野论坛――中国会计学会会计信息化专业委员会学术讨论版 网站上登载，同时将被中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的“中国重要会议论文全文数据库”收录，并向《会计研究》《中国管理信息化》《财务与会计》《会计之友》等杂志推荐发表。
3.提交论文的内容与格式要求
（1）页面设置A4纸；（2）文章标题（居中，三号黑体，上下各空1行）；（3）文章作者（小四号宋体，居中，作者之间用空格）；（4）单位、邮政编码（小五号宋体，居中，后面空1行）；（5）“摘要”（五号黑体，顶格），摘要内容（小五号宋体）；（6）“关键词”（五号黑体，顶格），关键词（小五号宋体，下空1行）；（7）以上项目的英文内容，使用Times New Roman字体，字号与中文部分相同，文题、“Abstract”、“Key Words”加粗；（8）正文（五号宋体，单倍行距），标题（黑体），图表分别按顺序编号；（9）“参考文献”（五号黑体）；（10）作者个人信息单独一页（作者姓名、性别、职称、工作单位、通信方式（联系地址、邮编、电话、传真、E-mail地址））。
4.论文提交要求
通过电子邮件提交word格式论文。电子信箱：。邮件主题为“中国会计学会第十五届全国会计信息化年会征文”。
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6. 通信地址：浙江省温州市茶山高教园区温州大学城市学院会计分院
邮编：325035。
