信号专业自动化论文第1篇

关键词：虚拟仪器；电子；通信

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）01-0218-02

一、虚拟仪器技术简介

虚拟仪器（Virtual Instruments，简称VI）的概念，最早是由美国国家仪器公司（National Instruments Corp. 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NI Multisim，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NI Elvis面包板上搭建上图所示的电路原理图，如图2。利用NI Elvis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NI Elvis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，NI Elvis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NI Universal software radio peripheral（USRP）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850MHz GSM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。

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

[2]朱敏，张际平，潘侃凯.虚拟仪器技术及其教学应用[J].中国电化教育，2006，（4）：96-98

信号专业自动化论文第2篇

关键词 独立学院；课程体系；自动化；教学改革

中图分类号：G712 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）06-0080-02

教育部的《普通高等学校独立学院教育工作合格评估指标体系》中明确指出：“独立学院应确立培养具有创新精神和实践能力的应用型人才的目标定位。”独立学院是我国高等教育的重要组成部分，独立学院的学生有其特殊性，与本一、本二院校学生相比，学生的追求目标、学习状态和心理状态存在明显的差异。因而，作为实施大众化本科学历教育的独立学院，应定位于培养理论基础扎实，具有较强动手能力的社会、行业急需的应用型人才。

自动化专业，是石家庄铁道大学四方学院最早开设的专业之一。在该专业成长壮大的过程中，课程体系经历了照搬—模仿—自身发展完善几个阶段。从2010级学生开始，学院对自动化专业的课程体系与教学内容进行了整体设计与优化，以更好地满足独立学院不断提高人才培养质量的要求。

1 面向应用型人才培养目标，科学构建自动化专业教学体系

近年来，石家庄铁道大学四方学院自动化专业依托铁路院校优势，密切跟踪我国铁路电气化和城市轨道交通发展现状，结合学生就业情况，明确专业特色，细分专业方向，强化实践教学环节，合理构建自动化专业课程体系，很好地保证了人才培养的质量，实现人才培养与市场需求的无缝对接。

合理安排各课程模块比例，强化实践教学环节 自动化专业在课程体系构建上，围绕专业主线合理安排各课程模块学时的比例，在保证理论教学基础上，适当加大实践教学环节课时。通过合理增开实验课程、开设课程设计、综合性专业实习等形式，使实践教学学分达到总学分的40%，不断提高学生的动手能力和专业综合素质。实验教学方面增开了电力电子、电子电路设计、计算机控制系统等课程中实验课程的学分；课程设计方面增加了单片机课程设计学时，增开了铁路信号综合实践、计算机控制系统综合设计等综合性实践课程；鼓励学生参加电子设计大赛、数学建模比赛等全国性学科竞赛，增强学生动手能力和专业兴趣；结合学生就业，鼓励学生参加各种职业技能考试，提前熟悉实际工程环境；毕业设计要求结合工程实际，一人一题，控制类题目要求做出实物，工程设计类要求参照国家、行业标准绘制工程图纸。改革后的课程体系使得教学过程中专业理论基础和动手能力的结合更加紧密，更好地体现了应用型人才的培养目标。

设置专业核心课程，建设专业课程群 通过分析课程内在特点与相互关联，设置电路、电机拖动、模拟电子、数字电子、自动控制原理、微机原理与接口、铁道信号基础等核心课程，依据理论和技术的特征，将专业基础课和专业课程划分为性质相关、内容相联的课程群：“电路—电机拖动—控制”理论课程群，“模电—数电—微机”技术课程群和“铁道信号—车站信号—区间信号”技术课程群等，如图1所示。深入研究课程群内和课程群之间知识的相关性和连续性，按专业培养计划和课程教学大纲，系统整合教学内容，删除陈旧部分，合理分配交叉内容，实现群内和群之间课程内容的有机结合。

以学生就业为导向，结合行业发展，细分专业方向 近年来随着铁路电气化建设的不断推进，铁路行业需要大量的铁道信号自动控制方向的专业人才，石家庄铁道大学四方学院自动化专业毕业生很多进入了铁路局和工程局。结合学生就业形势，将自动化专业分成工业控制和铁道信号控制两个方向，对专业方向课程进行了调整。铁道信号方向增开了车站信号、区间信号、编组站等专业课程及多门反映铁路信号发展现状的选修课程和实践课程，使学生能及时获取新知识、新理论和新技术，保证其在毕业时能满足行业需求。

2 理顺课程关系，改革课程内容

针对多数学生偏重于理论知识的学习，实际解决问题能力较差的情况，自动化专业以工程设计和应用型人才培养为总要求，对课程内容、学时、方法系统地进行规划和调整，更新自动化培养计划，重构相关技术基础课程的内容体系。

从2010级学生开始对理论教学进行了适当压缩，在保证理论教学的同时，对部分课程的课时和教学内容进行了调整，删除陈旧过时的知识，增加实验课时：电路压缩8学时，数字电子技术理论48学时；电机与拖动基础理论56学时；传感器32学时；微机原理与接口技术理论48学时+实验24学时；单片机理论32学时+实验24学时；电力电子技术理论44学时+实验12学时；电气控制与PLC理论40学时+实验24学时；电子电路设计理论16学时+实验16学时。

增加反映专业发展的新技术、新知识，铁道信号方向增开了铁道信号施工、城市轨道交通信号系统、铁道信号电源、车站信号计算机联锁系统；自动控制方向增开了测控电路、工业控制总线、光电检测技术及应用、通信原理等。

3 加强师资队伍建设和教学过程监督，保证教学效果

大部分独立学院都存在专任教师不足的现象，大量外聘教师的存在，严重影响了教学质量的不断提高。针对此问题，自动化专业一直非常重视专任教师队伍的建设，保证专任教师的数量和质量。对年轻的新进教师采用试教、助教、以老带新等形式严把教学关，保证青年教师顺利通过教学关，促进青年教师迅速成长；鼓励教师参加专业培训、学术研讨会，在拓宽教师专业知识的同时，使教师能紧跟专业发展趋势，不断提高教师的专业素养；鼓励教师参与科研项目，为教师科研工作创造良好条件。经过近几年的补充和培养，自动化专业的专任教师已基本满足教学要求，专任教师中硕士学历以上教师达到90%以上，每年都有1～2名专业教师有机会参加各种专业培训，多名教师获得课堂教学质量奖。近几年自动化专业教师参与了多项省级教改项目和科研课题，教师的科研能力有了明显提高。

完善、具体的教学过程监督体制是保证教学质量的强有力有段。为保证教学效果，避免教学过程的程式化，采用了学院、系部、教研室三级听课制度；对教学效果采用系部、教学督导、学生三方评价制度；授课过程中采用周测、期中测试、期末测试相结合评定学生综合成绩的成绩评价制度；实验课程采用单人单组、逐个检查制度、抽查考试等形式保证实验成绩真实准确；细分课程设计考核内容，将课程设计成绩分为设计成绩、验收成绩、答辩成绩、报告成绩四部分，合理分配各部分比例，最后给出总评成绩；毕业设计严格过程监控，采用教师定期辅导考勤、中期检查全员答辩、没有毕业设计结果取消答辩资格等形式，保证毕业设计的质量。

4 课程体系改革的初步成效

石家庄铁道大学四方学院自动化专业课程体系改革从2008级学生开始探索，于2010级正式按照以上方案进行了系统性改革并实施。经过近三届的实践和调整，课程体系改革方案初步达到了预期目标。

首先，走出了照搬、模仿母体院校的培养模式，找到了一条适合学院实际情况、具有行业特色的自动化专业人才培养体系。

其次，教学体系改革进一步明确了应用型人才的培养方向，将加强学生实践能力、专业能力的培养落到了实处，为我国铁路局、工程局等相关部门、企业培养了合格的应用型人才。近年来，该专业毕业生一次就业率连续保持在86%以上。

第三，学科竞赛成绩喜人。该专业学生近年来先后获得全国数学建模竞赛二等奖、全国大学生电子设计竞赛河北省三等奖等多个奖项。

第四，学生课外学术科研开展得有声有色。学生积极参加全国大学生创新创业训练计划，多个项目已被成功批准为河北省项目。

从目前的改革效果来看，修改后的自动化专业教学体系符合学院实际情况，培养方向明确，培养方案具体可行，很好地促进了自动化专业人才培养质量的提高。

5 结语

教学改革是教学不断归纳升华的过程，需要教师主体深入持久的结合施教客体、就业环境，完善专业教学体系，认真探索恰当的课程设置方案。根据“厚基础、宽知识、强能力、高素质”的标准积极探索适合独立学院自动化人才培养的模式。通过教改充分调动广大教师的工作积极性、学生的实践动手和专业能力积极性，不断完善、创新教学方法，为社会培养出合格的自动化专业应用型人才。

参考文献

[1]教育部高等教育司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].北京：高等教育出版社，1998：124.

[2]刘薇娜.独立学院教学改革的几点思考[J].吉林广播电视大学学报，2009（4）：53-54.

[3]马增强，王永强，任俊.电子信息工程专业课程体系的改革与实践[J].石家庄铁道学院学报：社会科学版，2008（3）：

信号专业自动化论文第3篇

【关键词】 电气信息；信号处理；课程体系

近年来，随着以语言处理、图像处理、大数据分析处理等为核心技术的人工智能技术的发展，数字信号获取与处理的技术从制造业领域扩大到农业、医疗、教育、能源、国防等诸多领域，不断给人类社会带来更多发展。由此，随着信号处理理论与方法应用的范围的扩大，信号处理系列课程也成为国内外各个工科专业的核心课程，除了电子类专业，光电、机电、计算机、生物医学等各专业也均已开设信号处理系列课程。由于存在着与原有课程体系的衔接，其在教学体系建设和教学内容安排上存在各种问题。

一、课程群建设思路

面向国内外高等教育的发展，跟踪学科发展，借鉴CDIO 理念，以信号处理课群为背景，拓宽电气信息类专业知识模块为突破口，体现“厚基础，重应用”的特点，构建信号处理系列课程体系，及时引入高等工程教育的教研与科研成果，强化基本方法、基本技能，提高综合素养，实现具有普适性的学科大类工程基础教育的目标，并建立可持续发展的良好机制。

由于信号处理系列课程均以数学为主要工具，其理论性和应用性都很强，体系内课程之间及与相关课程之间在内容上具有一定的重叠性，需要分析各门课程内容的侧重点，理清课程之间的相互关系以保证课程内容的有效衔接，将其作为一个整体进行优化整合，以形成模块化的理论教学体系，并在大类知识平台上建立层次化的实践教学体系。在该体系下，注重理论与实验教学的有机融合，注重工程应用能力的培养。

二、理论课程体系构建

1、构建专业相关基础课程Map

通过深入研究信号处理系列课程在各专业中与前开、后续课程的知识相关性，按照国家“卓越工程师计划”的要求，按照知识领域、知识点构造知识能力矩阵，理顺各知识点的衔接关系，进一步理清对应课程的学期设置，为使其在培养计划中的设置更为合理奠定基础。

在电气信息大类学科中，通识教育的核心课程中，信号处理类课程主要包括信号与系统、数字信号处理两门核心课程，根据专业需求还有信号分析与处理、DSP 技术及应用以及系列实验课程等核心课程。结合各专业的开课情况，构建电工电子类专业基础课程体系Map，如D1所示，可供开设专业选择参考。对信号处理类课程整体要求较高的专业可以采用（a），要求较低的专业可以采用（b） 图结构。各专业可根据实际需要选择开设的课程及学期学时。

电气信息类专业的首要专业基础课程为“电路”（非电专业为“电路分析”）课程，它也是“自动控制原理”以及信号处理系列课程的理论基础，一般课程群中的基础课程“信号与系统”需设置在“电路”开课后的学期。“自动控制原理”课程一般可以与“信号与系统”同时开设。若有些专业对信号处理类课程要求不高，建议开设“信号分析与处理”课程，建议学时为64学时（至少48学时），由教学经验，开设在“自动控制原理”课程之后授课效果较好。

2、建立课程群体系结构

按照信号分析系统分析信号的数字处理系统的实现作为教学体系的组织结构，实现原理、方法和应用的有机结合，构建课群内课程的知识能力矩阵。各专业可选择与本专业相适应的教学内容及学时，以形成适合本专业的教学内容完善、分工合理的教学体系。建立信号处理课程群内课程的体系结构，如图2 所示。

课程群中，信号与系统、数字信号处理两门课程为核心基础，以连续时间信号与系统的分析和处理为基础，以离散时间信号与系统的分析和处理为目的。按照目前的技术发展，信号处理的核心概念应主要放在离散域的频域（即ω域）的分析和处理。

图2 信号处理课程群体系结构

三、课程群教学内容的整体优化设计

1、“信号与系统”

“信号与系统”课程的传统内容包括信号分析与线性系统分析两部分内容。按照研究对象所在时间域分为连续时间和离散时间信号与系统两种系统；按照处理方法可以分为时域分析方法和变换域分析方法两类方法。变换域的方法主要概括为频域（ω域）、复频域（s域）和Z变换（Z域）。课程中重要的运算方法是卷积积分/卷积和的概念。当今由于计算机技术及各类工程软件的普及，从变换域的角度，课程重点应放在信号的频谱分析以及系统的频率响应上；从时间域的角度，课程重点应放在离散域分析。电路的时域方程求解，逆变换的求解应弱化。

2、“电路”与“信号与系统”

电路课程应主要介绍电路的基本概念和电路定律，其线性电阻电路、线性动态电路时域分析的方法与定理是所有后续课程的基础。其传统内容中，除电气工程专业外，均可适当进行削减，傅里叶级数、复频域分析等均可放至后续“信号与系统”课程。

3、“信号与系统”与“自动控制原理”

这两门课程分别是弱电、强电专业的基础核心课程。主要内容均包含对线性系统进行分析的内容，除了频域外，其他变换域两者均有涉及，内容上不可避免存在有重叠，区别仅在涉及的深度与广度。“自动控制原理”重点在对系统的分析，主要掌握控制系统的基本原理、分析方法，如控制系统的稳定性，可控性等，关注系统的建模、分析和综合。“信号与系统”课程更为关注信号的分析，尤其是信号的频域分析，从频谱分析角度掌握信号和系统之间的关系。

4、“信号与系统”与“数字信号处理”

“信号与系统”是“数字信号处理”的理论基础，两者从理论上来说，是同一个理论体系细分后的结果，内容本身并不存在重复，只是由于大多数“数字信号处理”教材，为了保证教学内容的系统性和完整性，往往将抽样定理、离散信号与系统的时、频域分析方法等内容再次进行了阐述。

“数字信号处理”的教学内容注重面向工程实际，主要突出数字化方法与技术，其重点内容应放在DFT、FFT算法、数字滤波器有关原理与设计方法。可以将离散时间傅里叶变换、离散傅里叶级数等基础概念下移，适当增加现代信号处理的内容。

5、“信号分析与处理”

“信号分析与处理”课程为“信号与系统”与“数字信号处理”两门课程的综合体，适用于有信号处理知识需求但学时要求无法满足的专业。实际运行中，若专业开设了“自动控制理论”，建议作为其后续课程开设。该课程由于学时有限，一般只能涉及信号分析与处理的基本原理与分析方法：信号的傅里叶频谱、抽样定理、信号的传输与滤波、DTFT、DFT、FFT、数字滤波器的基本设计方法等内容。

四、实验课程体系构建

1、分层次设计实践教学

整体规划内容，体现从原理到工程应用，构建与“厚基础，重应用”培养目标相一致的“软硬结合，循序渐进，培养创新意识”的信号处理实践教学培养体系。

仍然按照“信号分析系统分析信号的数字处理系统的实现”组织整个课程群实验体系的内容，改革实验方式，注重基础性实验，增加综合性、设计性实验，其层次结构如图3所示。

随着信号处理学科技术的发展，海量存储器的出现使得用C语言等高级语言在DSP上实现变得更为容易，从而我们可以在实验室中以更接近于实际工程开发的过程，

用软硬件结合的方式实现信号处理的设计过程。基于信号处理课程体系整体规划实验教学内容，不同专业可以采用不同的实现方案。在整个系列课程的实验设计中，我们按照同一个内容的基于MATLAB软件平台的基础软件仿真实验到DSP或ARM硬件实现的对应关系进行实验设计，并构造基于实际系统的综合、设计性实验，从而让实验更接近于实际的数字信号处理系统。

2、基于CDIO理念中的二、三级项目原则来设计实验内容

将科研项目中的以心电信号处理、汽轮机震动信号处理、语音信号处理等实际数字信号处理系统规划为二级项目内容（通过综合课程设计实施），从工程应用的角度出发设计题目，规划设计课内的三级项目内容，且实验内容具有从基础到提高的层次性。

基础实验主要包括基本信号运算、典型信号的实现、卷积与相关的实现、连续信号的频谱分析、离散信号的频谱分析、时域/频域抽样、系统分析等内容；综合设计性实验的内容主要是将信号处理系统的各子系统构建的系列的滤波实验；软硬结合实验及综合设计部分主要放在FFT分析连续信号的频谱及滤波处理、信号的采样与滤波，以及用DSP/ARM实现语音、心电信号等信号压缩、实时滤波、频谱分析等内容。

3、探索新的实践教学实施方式

我们在设计的信号分析与处理实验中，设计了信号分析、系统分析、信号处理综合实验三个板块。由于每个板块中的实验内容都具有对应地层次性，各专业可根据教学的深广度需求灵活选择与教学配套的内容。如在信号分析板块实验中，信号的频域分析包括周期信号的频谱、非周期信号的频谱、信号的时域采样等内容，可在其中选择部分内容作为实验内容，也可以作为课后作业进行练习。对实验学时较少的专业，还可以将信号处理综合实验板块的内容变更为开放性实验或大型程序作业环节。

在具体实施中，我们将其作为大型程序设计作业进行了尝试，有意识培养学生的工程创新、团队协作意识。具体实施步骤如下：

（1）制定了以二级项目驱动的程序设计任务书。任务书仅提供工程项目背景介绍及需要的设计指标，不提供设计方案，设计需要处理的信号也由学生自行采集。

（2）实施时间：开课中期～课程结束后一周。

（3）实施方式：由教师指定学生成立3人小组，由学生自由分工。采取指定组合的形式是为了更接近实际工作中，个人无法选择合作伙伴的情况，以锻炼学生的协作能力。

（4）项目考核：采取撰写设计报告的方式评定成绩。学生需设计报告、源程序。项目组按照规范撰写项目报告，并在指定时间内提交报告、有关数据、源程序及运行结果，并进行结果分析。学生提交报告时，同时提交自评成绩与互评成绩，最终学生的个人成绩由项目组成绩与自互评成绩加权进行评定。

从实施效果来看，学生以超乎预料的热情按时完成了设计任务，并在实施过程中提出了很多建设性意见，收到良好效果。

五、结语

课程体系的内容应是随着技术的发展不断更新的，如何面向工程实际构建符合电气信息各专业要求的信号处理课程体系，优化教学和实践教学内容，需要我们持续研究探索。我们希望通过信号处理理论与实验教学体系的研究和构建，使学生熟悉理论知识，掌握从软件仿真到硬件处理的系统设计方法和基本技能，培养学生在实践中发现问题、提出问题并解决问题的能力。

【参考文献】

[1] 刘翠响等.电子信息专业信号处理系列课程实践教学研究[J].中国电力教育，2014.5.170-171.

[2] 陈后金，胡 健等.信号处理系列课程的改革与探索[J].中国大学教学，2008.9.36-39.

[3] 聂文艳，王仲根，廖晓纬.“电路分析”、“信号与系统”和“数字信号处理”课程优化的探讨[J].科技信息，2012.5.24-25.

[4] 陈立伟.面向新版人才培养方案的信号处理实践教学体系的研究与构建[J].创新教育，2013.5.55-56.

[5] 徐科军，黄云志.自动化专业“信号分析与处理”课程的教学研究[J].电气电子教学学报，2007.6.103-104.107.

信号专业自动化论文第4篇

【关键词】高职院校 铁道信号控制系统赛项 专业发展 保障措施

【中图分类号】 G 【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889（2015）09C-0031-03

职业院校技能竞赛是指由教育部门牵头组织、联合相关部门行业共同举办，或受教育部委托由行业举办，面向职业在籍学生和专任教师，围绕职教专业和相应岗位要求组织的学生职业技能竞赛活动和教师教学技能竞赛活动。我国的职业技能竞赛得到了中共中央办公厅、国务院等相关部门的大力支持，于2006年4月下发了《关于进一步加强高技能人才工作的意见》，明确要求以岗位练兵和职业技能竞赛的形式发现和选拔人才。职业技能竞赛分成中职和高职两大组，从2002年起，教育部先后在长春、重庆、天津等地举行技能大赛，天津从2008年起确立主赛场的地位，由其他省、市承办分赛场的赛项。我国的职业技能竞赛总体特点是规模越来越大，从2010年到2012年竞赛项目数和参赛学生数都翻了一番，高职院校的参赛热情也越来越高，管理规范和赛项结构更趋于合理，企业参与度更广更深。

职业院校技能竞赛是高职院校师生奋发向上、锐意进取精神风貌和熟练技能的一次大展示，是高职院校教育教学质量的大检验。通过举办和参加各种职业技能竞赛，可以了解行业发展的前沿技术，建立符合职业教育规律的人才评价体系，强化学生的专业技能。比赛过程中的各项规则和要求能有效地加强学生的职业素养，积极引导和推动学生的职业素养的培养，提高职业教育人才培养的针对性和有效性，真正达到“以赛促学，以赛促教，以赛促改”的目的。所以研究高职院校职业技能竞赛对专业教学和高职院校的教育发展具有较强的现实意义和理论价值。

一、铁道信号控制系统赛项的功能

基于ZPW-2000A的铁道信号控制系统赛项是由铁道通信信号专业教学指导委员会牵头组织，经教育部批准的具有铁路行业性质的职业技能竞赛。铁路信号控制系统是轨道交通装备产业中的铁路高端装备制造和轨道交通其他装备制造产业，主要任务是铁路区间信号自动控制设备的安装、调试与维护。该赛项对于铁道通信信号专业的发展具有重要的现实意义。

（一）有助于确立人才培养目标。组织铁道信号控制系统赛项的根本目的主要是为了引入铁路行业标准和企业要求，引导铁路行业职业院校关注和吸收行业发展的前沿技术，通过研究铁道信号控制系统赛项的主要任务和内容的交流，使铁路行业高职院校对我国铁路信号特别是高速铁路信号技术发展趋势和铁路企业对职业学校技能人才培养的基本要求进行分析，深入研究铁道通信信号专业的准确定位，为促进专业建设、提升专业建设的整体水平提供一个很好的平台。加强交流可以确立适应铁路企业需要的人才培养目标，加强铁道通信信号专业学生的技能训练，提高全体学生的技能水平，为铁路企业培养大批实用型人才。

（二）有助于深化教学改革。职业技能竞赛紧扣市场需求的专业领域，所以成了职业院校的引领和“坐标”，铁道信号控制系统竞赛任务中对选手职业技能和职业素养的要求，可以引导铁路行业职业院校对铁道通信信号的教育教学改革。铁道信号控制系统赛项是通过对铁路企业进行深入调研，明确铁路行业高速铁路迅速发展对信号设备提出的要求和轨道电路最新的技术发展趋势，而后设置的赛项。该赛项的任务充分体现了铁路企业电务部门特别是高速铁路ZPW-2000A轨道电路最新的技术标准和要求，依托此赛项，促使铁路行业高职院校将ZPW-2000A轨道电路新的技术要求及时纳入教学内容之中。和其他的职业技能竞赛一样，信号控制系统赛项以项目和任务为载体进行，真正能体现“工学结合”、“半工半读”的人才培养模式，该赛项的任务和要求根据生产工作现场的ZPW-2000A轨道电路安装、调试和维护过程中的实际工作任务和工作情境，其中故障查找部分占比例较大，更好地注重对学生利用已掌握的技能解决问题能力的考察。

铁道信号控制系统赛项在铁道通信信号专业区间信号自动控制课程的教学中起到了示范性的作用，也赋予了专业教学新的内涵，这就要求铁路行业职业院校调整专业课程设置，改变教学方法，例如增加实训课程或者将课程中的实训课单独作为一门课程，在课程实施过程中以项目或任务为载体来选取所需要的知识和技能，这样才能真正做到“工学结合”。铁道信号控制系统赛项的任务和要求中融入了理论题目，这主要考虑到虽然职业技能竞赛重在对学生实践能力的考核，但是也要一定的理论基础知识作为支撑，这对铁道通信信号专业的课程改革的启示是要注意理论课程和实践课程的比例，教学中要将理论和实践紧密相结合，使学生能够做中学、学中做，提高学生运用理论知识解决实际问题的能力，所以不能忽视理论教学。

铁道信号控制系统赛项的设置有职业素养的要求，考查参赛选手的职业素质和心理素质，这就要求铁道通信信号专业的教学过程中要注重对学生岗位技能的培养，关注学生职业综合素质的培养，多开设能增强学生适应工作岗位能力的人文素质和公共选修课程。

（三）有利于营造浓厚的学习氛围。我国高职院校部分学生在高中教育阶段成绩和基础较差，但实际上他们并不是智力和能力不足，主要原因是自我约束力和自我学习的能力不强，缺乏责任心和责任感，意志力薄弱，不愿意花时间在学习上；根源在于自信心不足以及学习动机和学习目的不明确。教师在教学中如何提升学生的自信和使学生明确学习动机和目的显得尤其重要。

在教学中，要有效地利用竞赛机制激励铁道通信信号专业的学生利用这样的心理学原理：完成任务和达到目的的心理前提是心理活动对某种事物的集中和指向，当意识到目标快要实现时，内心就会产生一种冲动，充满期待和成就感，从而使意志力和自信心增强，目的明确，潜在的能力就会被激发，做事效率也会提高，当一个人的努力得到有效的结果后，内心会充满责任感，可以激励人继续产生行为努力，这样就会形成上升的螺旋效果。根据这一心理学原理，通过铁道信号控制系统等专业相关的竞赛更好地调动起学生的学习兴趣和积极性，让他们在竞赛项目中增强自信，从简单的任务做起，明确自己的学习目的和任务，同时有信心能够完成，这样就会将心理活动最大限度地集中在竞赛任务中，每完成一个任务进行鼓励，从而锻炼他们的职业素养和心理素质，不断提高自主学习的动机。当前一个竞赛任务得到认可，学生就会受到激励，自主地就会参与到下一次更难的任务中，这样可以通过铁道信号控制系统职业技能竞赛不断强化学生的职业技能。

铁道信号控制系统职业技能大赛训练可以依托铁道通信信号专业社团来开展，从而为社团发展注入新的活力。例如柳州铁道职业技术学院成立了以铁道通信信号为主的信号协会，铁道信号控制系统职业技能大赛很好地引导信号协会开展活动，社团成员之间通过竞赛项目开展各种活动，从而有了更加明确的目标和努力的方向，学生的学习兴趣和积极性更高，学习氛围更加浓厚。对于专业教师，尤其对新进的年轻教师来说，参加技能大赛相当于到企业锻炼，可以促使他们迅速融入专业氛围，提高专业技能水平。柳州铁道职业技术学院非常重视职业技能大赛，学校建立了长效激励机制，对参加指导技能大赛获奖教师进行奖励，并以此作为优先职称晋升的条件之一，因此学校形成了浓厚的职业技能竞赛氛围。

（四）有利于深化校企合作。校企合作是高职院校专业教学改革最有效的途径之一。职业技能竞赛具有该行业知名和权威的企业广泛和深度参与，为高职院校与企业交流和对接提供了最佳的契机，高职院校应抓住机会，广泛地与企业开展合作，进行技术交流和共同开发职业技能大赛，让企业技术人员参与到竞赛的各个环节，学习企业的先进技术，同时也可以为企业产品做宣传。通过和企业的合作，可以拓宽学生就业渠道，企业可以从参加技能竞赛的学生中进行选拔优秀合适的人才直接到企业工作，建立长期互利双赢的合作机制。铁道信号控制系统职业技能赛项是柳州铁道职业技术学院和中科远洋公司合作的项目，以该项目为纽带，校企深度合作的机制正在逐步形成。

二、铁道信号控制系统赛项促进专业发展的保障措施

铁道信号控制系统职业技能大赛赛项设计体现着铁路行业对铁道通信信号专业学生的标准和企业要求，着重考察选手的职业技能和职业素养。但以赛项的目标来看，赛项旨在推动铁道通信信号专业教学改革，提高人才培养质量。因此，需要对铁道信号控制系统赛项促进专业发展进行研究。

（一）职业技能竞赛和专业发展紧密结合。铁道信号控制系统职业技能大赛是面向铁路企业和现场生产岗位的活动，引进了铁路行业电务维护部门的高新技术和技能，根据信号设备维护的职业标准编写了实施方案和实际操作规程，且由行业专家和企业技术骨干参与讨论和编制，所以能推动铁道通信信号专业的教学模式特别是实践教学模式的改革，这要求铁道通信信号的老师在平时的教学过程中，融入铁道信号控制系统职业技能大赛的任务和要求，优化教学内容和创新教学手段，尽可能多地采用项目式和工学结合的方式进行理论和实践一体化的教学，使学生直接参与到实际的项目中，在培养学生的职业技能的同时也要使学生树立质量、成本和安全等的意识，从而形成良好的职业素养，这样一方面可以更好地使学生掌握技能竞赛的技能和职业素养，另一方面满足铁路企业对学生就业零距离对接的要求。

铁道信号控制系统职业技能大赛的实施还需要教材作为支持，所以要编写满足铁道信号控制系统职业技能大赛的教材。进行教材设计的主导思想是：紧扣铁道信号控制系统职业技能大赛的任务和要求，以培养学生素质为宗旨，依托技能大赛的项目，选取教学内容、教学方式和课后习题等，更多地重视实验和实训；还要考虑铁道通信信号的人才培养目标和课程教学的需求，以及高职学生的实际接受能力以及他们的特点，采用阶梯式编写教材的方式以适应铁道通信信号专业的特点以及企业对铁道通信信号专业人才的需求。

（二）师资队伍建设。铁道信号控制系统职业技能大赛按照现场的标准和要求进行比赛，所以指导老师要刻苦钻研，利用假期进行培训，积极到企业挂职锻炼，熟练掌握相关知识，不断提升自身的技术水平，同时提高训练指导学生的技巧。

为了充分发挥学生专业社团的作用，使这些社团能得到及时和有效地指导，铁道信号控制系统职业技能大赛赛项可以建立职业技能竞赛的指导团队工作室，团队由技能精湛、知识渊博并具有丰富职业技能竞赛指导（下转第74页）（上接第32页）经验的指导教师负责，并广泛宣传，促使新教师加入，实行老带新、传帮带的良性循环运行模式。团队工作室的职能是指导职业技能竞赛，平时要注重对技能大赛的主要内容、技术发展和对高职院校铁道通信信号专业技能人才培养的基本要求进行分析和调研，解决技术难题，研究和指导如何将职业技能大赛融入教学改革，同时研究如何将职业技能竞赛的技术转化为教学项目加以推广，促进铁道通信信号专业的发展。

（三）实验实训基地建设。对铁道信号控制系统职业技能大赛来说，实验、实训基地建设是必要的保障。为了加强学生专业实践能力和职业素养的培养，更好地实施铁道信号控制系统职业技能大赛和工学结合的教学模式，需要加强校内实验实训基地的建设，使实践教学环境与真实的职业环境尽可能一致，以有效地进行职业技能竞赛的训练和教学。深化校企合作，与企业签订合作协议，探索校企合作实验实训基地建设的方案，引进企业技术骨干作为兼课教师，承接企业培训，引进企业文化，加强实验实训室的制度建设，融合企业文化制定管理办法，保障职业技能竞赛的实施和促进铁道通信信号专业的发展。

总之，在国家大力发展职业教育的大好时机，要牢牢把握职业技能竞赛对专业发展产生积极作用的因素，促进教学改革，加强师资队伍建设和校企合作，加快和完善实验实训基地建设，才能真正促进铁道通信信号专业的发展，更好地培养高素质的技能型人才。

【参考文献】

[1]赵云.职业学校技能竞赛的发展现状及对策研究[D].苏州大学，2011

[2]王绍章.论职业技能竞赛的作用[J].成人教育，2011（7）

[3]李士丹，尧有平.新形势下职业技能竞赛对高职教育教学的影响[J].中国电力教育，2011（14）

[4]田崇峰.职业技能竞赛对高职生职业能力的影响[J].辽宁高职学报，2015（3）

[5]张敬玲.基于职业技能竞赛的高职院校课程教学设计研究[J].湖北成人教育学院学报，2013（1）

[6]黄日强.韩国开展职业技能竞赛的基本措施[J].中国职业技术教育，2008（26）

【基金项目】2015年度柳州铁道职业技术学院校级立项课题（2015-A02）

信号专业自动化论文第5篇

【关键词】人才培养模式改革；应用型人才；“3+1”校企合作模式

引言

重庆邮电大学移通学院轨道交通信号与控制专业是2013年经重庆市教委审批而设置的新专业，从2013年秋季开始招生，现有学生358人。本专业暂无建设基础，基本处于零起步阶段。但是随着区域经济和城市群的发展，国内外对轨道交通信号与控制专业技术应用型人才的需求量相当巨大，大约为1万人至1万5千人。并且，同为西南大型城市的成都和贵州两地，也在大力发展城市轨道交通事业，人才缺口两地都在万人以上。

因此我校努力立足城市轨道交通及相关行业，根据“夯基础、高素质、强能力、重应用”的基本原则，以支撑创新驱动发展战略、服务经济社会发展为导向，计划主动适应经济发展新常态，主动融入产业转型升级和创新驱动发展，加强轨道交通信号与控制专业建设，培养适应经济结构调整和产业升级要求，知识、能力、素质协调发展，系统地掌握轨道交通信号与控制领域的基本理论和应用技术，具备轨道交通信号与控制技术、电力牵引与传动控制技术、轨道交通供变电技术等方面的基础理论与基本技能，有较强的沟通交流能力、创新精神、实践能力和创业能力，社会经济建设急需的实用型、创造型人才。

1、专业建设指导思想

（1）以社会经济发展和产业技术进步驱动专业建设发展。以建立与之相适应的师资队伍和人才培养模式为基础，明确应用技术大学及应用型技术技能型人才培养定位，抓住新产业、新业态和新技术发展机遇，建立紧密对接产业链和创新链的特色专业集群，将创新创业教育融入人才培养全过程，将专业教育和创业教育有机结合，增强学生就业创业能力，全面提高学校服务区域经济社会发展和创新驱动发展的能力。

（2）立足中小微企业，构建功能集约、资源共享、运作高效的实践平台。根据学校“专业教育+通识教育+完满教育”三位一体的培养模式，积极探索“产教融合，协同育人”新机制、校企合作新路径、实践教学新体系，努力建立“五合作”（学校、地方、行业、企业和社区共同参与深度合作）、“四对接”（人才培养与产业发展对接、课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接、高等教育与中高职教育和继续教育对接）的治理机制，建立校企一体、产学研一体的大型实验实训实习中心。

（3）示范引领，稳步推进。不断完善专业建设机制，带动学校电气工程及其自动化、通信工程、计算机科学与技术等一批与重庆市支柱产业、高新产业发展相适应的专业建设发展，加快培养适应现代产业体系和企业技术应用需要的应用型、复合型、创新型人才，促进学校内涵式发展。

2、专业建设思路

2.1强化应用人才培养，创设产教融合、协同育人的“3+1”人才培养模

强化实践实训应用科技人才培养环节，大胆探索“3+1”人才培养新模式。所谓“3+1人才培养新模式”是指在本科学生四年的培养过程中，3年的时间为在校理论学习，培养学生掌握所学专业必要的基础理论和基础知识；1年的时间根据专业岗位群的需要去企业进行针对性的顶岗实践实习，完成所学专业必需的基本技术技能。其中，1年的时间学习可以进行分段式计算模式，根据学生个人自身情况或企业情况进行合理分配时间，学生毕业后就能够在工作岗位上开展实际的工作，以实现学校培养与社会需求的“零距离”对接。

2.2根据“交叉、融合、创新”原则，组建特色专业集群

重庆市轨道交通产业的迅速崛起，已成为推动重庆装备制造业向高端转型升级、打造现代高端装备制造的强大动力。重庆抓住全国轨道交通建设大提速的机遇，力争成为西部唯一的大型化轨道交通车辆生产基地和动车组维修基地，打造轨道交通产业整条产业链。我校充分抓住这一机遇，加强与重庆市轨道交通行业的合作，根据“交叉、融合、创新”原则，形成以轨道交通信号与控制专业为牵引，组建电气工程及其自动化、机械设计制造及其自动化、通信工程、计算机科学与技术等关联特色专业集群。

特色专业集群可强化学生基本技能的培养，突出跨专业的（或意义更广的）综合性课程设计、综合性实验，创新性开发实验、综合性课堂讨论等等，有利于学生综合素质的培养，有利于开放性实验与学生课外实践活动的开展，有利于年轻教师业务素质的综合培养，有利于资源共享。轨道交通信号与控制专业的发展能够辐射专业集群中其他专业的发展，带动教学、学术和学校整体办学水平。

3、建设内容及实施方案

3.1优化人才培养方案，创新人才培养模式

轨道交通信号与控制专业以“加强基础、拓宽专业、注重实践、培养能力、提高素质”为原则，结合我校实际情况和专业的办学特色，充分调研城市轨道交通建设相关行业、产业、企业的人才需求规格后，结合学校办学优势和办学特色，从应用技术型人才培养目标定位的要求出发，进一步优化完满教育与专业教育、通识教育与专业教育、公关基础课程与专业课程、大学科专业基础课程与轨道交通信号与控制专业基础课程、课程体系与培养目标之间的关系，对课程设置和课程内容进行优化，各类课程之间有合适的比例；从人才培养规格、专业培养方案、专业改革与建设、课程体系改革与建设、课程改革与建设、产学研结合、实训基地建设等方面入手，进一步凸显轨道交通信号与控制特色，构建具有自身特色优势、符合应用技术大学本质属性要求、科学可行的2016级人才培养方案。

为了有利拓宽学生在轨道的规划设计与建设和信号与控制专业知识面，形成人才培养特色教学模式，增强毕业生就业适应性与择业竞争能力，推行“工学结合”课堂教学模式，试点实施“任务驱动、项目导向”的教学模式和“探究式学习”、“基于问题的学习”的教学方法。通过修订培养方案，以增强学生素质和创新能力培养为目标，进一步优化课程设置，更新教学内容，推进课堂教学方法的改革，科学地运用先进教学技术手段，开展新型人才培养模式与体系建设。逐步增加双语教学，改善教学方式。加强教学管理，强化教学质量。建成具有国内先进水平的人才培养基地，培养外向型高素质国内一流的创新人才。具体规划为：在课程体系建设上，体现以人为本的现代教育观，优化课程体系，利于创新人才的培养。通过加强基础课，培养学生的扎实的理论基础、宽口径的知识，在课程体系上保证创新型人才的培养；在毕业设计上，通过严把毕业设计各个环节，不断提高分析问题和解决问题的能力；抓好各种实习，保证学以致用，实现理论联系实际；重视科技活动和技术创新，鼓励有能力的同学积极参加各类形式的科技比赛，提供良好的加工手段和方法，充分发挥他们的主观能动性和创造性，培养他们的科学研究的能力和兴趣；更新教学内容，教师应紧跟科技发展的潮流，及时淘汰过失和不适宜的教学内容，有效提升学生的专业技术应用能力，使学生获取当今世界上最先进的文化和知识。

3.2构建以专业能力体系为核心的课程体系，加强课程建设

本科教育具有明显的基础性和阶段性，要“淡专业，重基础”，加强专业基础培养，弄清楚轨道交通信号与控制专业每一门课程或实践环节在整个专业课程体系中的地位、作用及应占学分、学时（理论、实验）、考核方式等，正确处理通识课程与专业课程、学科专业基础课与专业课、理论与实践、课程设计与毕业设计（论文）、课程密度与学习自由度、全面发展与个性培养等关系。另外，在实践能力尤其是实验能力培养上，在专业基础课程和专业核心课程实验环节减少验证性实验比例，加大设计性、综合性、创新性与开放性实验比例，加入大型综合课程设计，培养学生的专业设计能力和实践创新能力。再者，在每一门课程构建科学的专业能力体系后，编写相应的教材，实现“教、学、做”一体化教学，形成一批具有学院特色的、比较成熟的、适用的应用技术型轨道交通信号与控制类本科课程理论教学和实践教学的教案、教材。编写核心专业课程《区间信号与列车运行控制系统》教材及相应实验实践课程教材。

3.3深化校企合作，加强校外实训基地建设

校企合作是专业建设的重要环节，是工学结合的基础。联系重庆轨道交通集团相关企业，建设校企合作基地，推行“工学结合、校企一体”课堂教学模式和“产学结合”实践教学模式；加强与城市轨道交通部门合作，努力建校企合作实习基地和校外实训基地，并与企业深度融合，建立不同类别层次的基本工程技术技能训练，建设和扩展校外实训基地及实训功能，创新校内培养与企业培养相结合的人才培养模式以及教学方式方法（探究式学习、基于问题的学习、基于项目的学习、案例教学法、体验式教学法等）改革，面向工程技术实际构建以专业应用技术能力测试为主的学生学习效果评价体系，提高学生发现问题、分析问题和解决实际工程技术问题的能力，做到着力培养学生的创新能力、工程技术实践能力和工程技术素养素质等目标，进一步提高学生的工程意识、创新实践能力和综合能力。

4、结束语

重庆邮电大学移通学院轨道交通信号与控制专业作为新建专业，其建设与发展面临着诸多挑战。在今后的建设过程中我们将大胆探索，不断进取，积极借鉴和学习其他高校相同和相近专业办学的成功经验，继续注重加强基础教学管理，建设专兼结合的优秀教学团队，建立科技服务基地和技术创新基地，组织学生参加科技竞赛，积极密切与轨道交通行业企事业单位合作，与开设有“轨道交通信号与控制专业”的高校和中高职院校合作，办出自己的专业特色，培养出高素质、具有良好专业基础理论和熟练专业实践能力和创新创业能力的应用型人才。

参考文献

[1]屈霞，韩学超等.轨道交通信号与控制专业人才培养模式探索[J].黑龙江教育，2015（7）：79-80

[2]张振海等.轨道交通信号及控制专业人才培养模式[J].中国建材科技，2014（01）：32-34

信号专业自动化论文第6篇

关键词：信号处理；课程教学；改革与探索

信号处理类课程是电子信息类专业中一门最大面广的专业基础课和专业课，多年来，该课程教学一直采用黑板式或者多媒体式的教学方式，课程内容多灌以相似的数学分析模式和抽象的概念，最终学生仅依靠做大量习题来理解和巩固教学内容，严重限制了学生创新和实践能力的培养，无法真正理解所学结果的实际应用。当然，这更违背了应用型本科院校教学目的的初衷。因此，信号处理类课程迫切需要进行教学模式和教学手段的改革。本文研究了信号处理类课程的内涵，提出了该课程改革的一系列措施，希望能对该类课程教学模式的改革和研究起到一个抛砖引玉的作用。

1.互动的理论实践结合的课程教学模式

信号处理类课程是电子类、测控类和机械类专业学生的重要专业基础课或专业课，内容包括模拟和数字信号的采集、信号在时域和频域上的分析方法、数字滤波等一系列的数学分析算法等内容。从理论层面来看，课程设计奥深的数学分析和算法理论，内容比较抽象且难懂；从应用层面来看，则要涉及如何把信号的处理理论与实践应用相结合的应用问题。

根据课程教学中加强教与学互动和学生主动实践的教学指导思想，把理论和实践应用的教学理论贯穿于课程教学的各个阶段。提出理论教学一内容讨论一理论应用一动手实践的新型课程教学模式。具体内容如下：

第一，采用启发式的教授方式，促进学生积极思考，合理进行师生互动。同时应用实际的信号处理案例，在理论教学中进行专题式讨论教学。

第二，协作学习和自主展示，合适的协作学习模式对学生完成课程知识的理解和把握是非常必要的。n程中安排多个专题讲座和实践课题，每个课题由3--5名学生协作完成，学生会自由根据分工去查阅相关资料和信号处理技术及仪器的开发和应用。

第三，践行“老师式的学生”课堂教学模式，传统的教学模式完全依照课本知识为基点，授课老师从经验出发，在这种设计理念下，课堂教学只能按照预定的模式和方法按部就班地进行，毫无生机可言，师生的创造力都得不到有效的挖掘。相反，让学生代替老师进行课堂讲解，老师进行评阅补充的教学模式会在很大程度上打破以往那种死旧的、墨守成规的教学方法，这样的教学设计能发挥学生对原有知识储备的极大调动和激发对新知识的求知欲望。

2.多种实践方法交叉使用，合理规划实践项目

以“信号与系统”和“数字信号处理”两门课程为例，按照我校现行教学计划，该两门课程理论教学为68学时和48学时，实验教学均为16学时。现有大部分“信号与系统”教材中，连续信号与离散信号的时域分析、频域分析以及各种变换均有涉及且不分繁简。这就要求教师在教学过程中进行合理取舍，将离散信号的分析与处理压缩到“数字信号处理”课程中进行研究，把压缩的学时时间放到两门课程的实验教学环节上来，用以强化所学的理论知识。

在信号处理类一系列课程教学中，首先要利用Matlab软件仿真时域信号及频域信号的变换及信号分析，利用System View软件搭建信号处理的理论框架。其次采用TMS320系列DSP实验系统及1C12SOPC实验系统开展软硬件相互结合、横跨DSP及EDA两种实践理论的实验教学。实践项目的划分力争由小及大、由简入难，从而在有限的实验实践教学中提高学生的动手和创新能力。

3.设置多层次、多模块化的课程内容

由于信号处理课程内容的独特性，传统的教学模式已经不适合于信号类课程的教学。运用多层次、模块化的课程设置方法，可以把信号类课程划分成若干个模块，一旦一个新的理论或新的实践知识产生，就可以及时添加到相应的动态模块中，确保信号类课程对学生知识体系、知识机构和技术结构的培养，以适应社会发展的需求。同时，还可以加强学生对理论知识和实践技术的有力衔接。

信号专业自动化论文第7篇

在我国，教育部于2000年启动了“新世纪高等教育教学改革工程”，之后又实施了高等教育质量工程，并明确将“实践教学与人才培养模式改革创新”作为一个工作重点。在教育部的推动下，我国文科、理科、工科的教学改革全面展开，资助了一大批教学改革项目，但与欧美国家相比，国内的研究多数停留在高等教育理论研究阶段，与实际专业课程结合并成功应用的项目还不多。

测控类专业培养中的主体课程是测控技术与仪器、电气自动化以及机械工程等，内容涉及微型计算机技术、信号处理技术、测试技术、控制技术等，该类课程比较抽象。传统教学模式强调对理论知识的掌握，学生理解深度有限，难以将所学知识应用到工业实践中。笔者结合目前测控类专业课堂教学计划的特点和教学过程中存在的问题[3-5]，采用交互式创新实践教学方法，用实例、创新设计以及实践操作从工程应用的角度强化创新实践，调动学生的学习主动性和积极性，提高学生综合素质。

本教学方法在测控技术与仪器专业课程教学中进行了初步推广，实施效果良好。

2基于互动和实践的课程教学设计

2.1 课程特点分析

测控类专业的专业课以计算机控制、电子技术以及信号处理等相关内容为主，从理论层面看，课程涉及比较深奥的计算机原理、电子技术以及信号分析与处理理论，内容比较抽象且难懂；从应用层面看，则涉及如何把测控技术理论与实际应用结合的问题。课堂教学的难点在于理论抽象且难以与工业现场联系，学生课程学习的难点在于如何把抽象的课堂理论与动手实践和现场工程实际问题的解决方法统一起来，把深奥的课堂理论知识转变成解决实际问题的能力。

2.2 课程教学模式设计

根据课堂教学中加强教与学互动和学生主动创新实践的教学指导思想以及教学计划和教学大纲规定的教学要求，把基于互动和实践的教学理论贯穿于课程教学的各个阶段。提出理论教学—结合工程—动手实践的循环式交互课程教学模式。

用理论及其应用启发学生思考，提高学习兴趣。针对检测类、故障诊断类及计算机控制类课程在工程中的应用案例进行分析，利用所建设的教学平台进行实际研讨和操作，进一步引出理论分析方法。

教师可通过课堂理论教学为学生提供基本知识框架和自主学习线索，补充相关知识点，做到“宽”基础，弥补学生基础知识面的不足，通过开放式问题提高学生发散性思维能力。

在课堂教学中，教师可结合工程应用，展开理论知识分组讨论，引导学生针对实际问题思考并提出自己的见解和看法，从而提高学生对知识的把握程度，进而启发学生进行创新思考，巩固和加强理论教学效果。同时，通过实践过程和汇报提高学生的团队协作能力。

基于课堂教学目标，教师自主开发或设计课堂教学实验辅助系统，如开发网络实验平台，学生可以自主登录进行网上实验；通过构建单片机资源库，由学生自主装配、测试，然后结合工程实际，指导学生分组实践，提高学生实践和协作的能力。

该课堂教学模式让教师和学生在专业课程教学环节置身于实践环境中，一方面可指导学生针对实践环节中的项目开发问题开展技术资料查阅和设计方案拟定，并对主要技术难点和技术实现方法进行分组讨论；另一方面同步强化理论知识，组织学生展示各小组的实践成果，对学生知识掌握程度进行综合评价，优秀率在90%以上。

3教学实践中存在的问题及解决方案

在课堂教学中，结合大量应用实例和演示实例，在理论教学基础上以学生动手实践为目标的教学方法是有效的，但不能适用于测控类课程的所有教学内容，必须结合内容的具体情况区别处理。在该类课程的教学过程中，采用本文所述的方法也遇到了不少问题，在解决问题的过程中，笔者逐步积累了一定的经验。

3.1 理论教学与教学辅助系统相结合

针对抽象的信号处理类教学内容，基础工程数学类课程已经完成，单一地进行数学理论阐释导致学生的学习兴趣较低。在教学过程中，笔者制作教学实验材料辅助教学，把抽象的理论形象化。课堂教学中开发了网络实验平台、单片机综合实验系统、测试和信号处理软件平台，可在课堂教学中开展在线实验，也可在课后开展学生分组拓展实验。

3.2 课堂教学、教学讨论和动手实践内容相结合

本文提出的课程教学模式通过理论教学剖析知识点的科学和数学原理，然后辅以分组项目化实践讨论并辅以考核交流来完成知识点学习。笔者在讲述微机控制课程时，将理论分析—电路设计—程序编写—展示相结合，通过讨论和学生动手焊接电路板，达到理论与实践的统一，然后布置小项目，让学生分组协作完成。

3.3 实践课题要与教学内容相适应

布置实践课题应围绕知识点，尽可能减少知识外延。课外时间通常安排两部分内容：一是课后作业，二是协作实践课题。课后作业的完成一般没有太大的问题，教师应进行监督考核，尽量减少学生抄袭作业。实践性课题的选择应慎重，要紧密结合课程进度引出课题，课题太小达不到训练目标，太大则无法完成。例如：测控系统设计课题需要安排在中断和串口通信等知识点学习之后；频谱分析仪的设计，需要在离散信号FT变换，DFT和FFT等时域—频域变换内容结束后安排。适时提出和适当开展课题研究，可以提高题目的趣味性和应用性，强化学生对实践的热情和兴趣。

3.4 协作学习和自主展示

以小组协作的方式完成实践课题非常重要，它为学生提供了一个相互交流和自我展示的学习环境，可利用小组之间的竞争和组内学生之间的相互激励和支持提高学生学习的热情和实践信心。通常由3～5名学生组成一个小组，学生可根据分工查阅资料和进行相关模块的开发 。实践课题融合了课程内容和拓展训练，学生可结合教师的推荐自由选择开发工具。在研发过程中，通过分组讨论与班级集体讨论，各组学生可有效地了解本组及个人在创新实践环节中的不足，对优化设计方案起到积极的作用。

经过实践环节的学习，学生的学习思维基本上跳出了抽象的数学思维模式，以形象、生动而又有趣的创新实践模式取代了传统的以死记硬背信号分析数学公式为特征的强化记忆学习模式，避免了平时学习一知半解，考前抓紧突击的学习方法。实现了把学习的黄金时间放在平时，即把课堂教学、交互实践和监督检验放在平时，简化课程结课考试，促进了学生学习效率的提高，又使得教学时段得以充分利用，提高了学生综合创新实践素质。

4教学改革成果

结合笔者提出的交互式主动创新实践教学方法，从网络实践平台、教学案例分析和学生成果等角度分析该方法的实施及效果。

4.1 测试信号分析网络平台

网络式实践平台在国内外教育教学模式中并不少见，但是大多以视频和教学材料为主，笔者在教学过程中开发了网络化在线实验平台(如图1所示)。学生注册后，可以下载课程学习材料和实践指导文件，通过在线实验板块对课程重要内容进行实验。

图1 网络在线实验系统

学生可通过校园无线网络随时随地登录网站，针对课堂所学理论进行应用实验，不仅提高了学习兴趣，同时也提高了对问题本质的理解和掌握。

4.2 交互式信号分析与处理平台

利用软件开发的信号处理平台，可运行在手机和PC机等工具上(如图2所示)。信号处理平台利用教学信号处理算法，对典型信号、实时音频信号和现场采集的振动等工程信号进行分析。在教与学的过程中，典型信号的分析可以使学生掌握信号的特点、时频特性以及处理算法，辅以工程实际数据分析，从而解决从典型信号分析向工程实际数据分析的过渡，通过讨论，全面掌握相关算法。

a音频信号实时分析  b手机信号处理平台

图2 利用软件平台和手机移动平台开发的教学辅助系统

4.3 学生实践作品—六足抢险救援机器人

图3所示的六足抢险救援机器人是测控技术与仪器专业学生的作品。采用本文提出的教学模式，学生具备一定的单片机、控制和传感器技术等相关知识运用能力后，开发了本作品，荣获河南省第九届挑战杯二等奖和河南省最具投资价值创意奖。

图3 六足抢险救灾机器人及其获奖奖杯

5结束语

培养高素质的科技创新人才是测控技术与仪器专业及其相关专业永恒的追求。为提高测控类课程的教学水平和质量，笔者提出了交互式创新实践型教学法，依托于专业教学计划和大纲，融工程项目案例库与理论教学于一体，实现了教、学、用的有机统一，提高了学生综合创新实践能力。目前，该教学法已在测控技术与仪器专业教学中得到推广，教师和学生反映良好。

参考文献

[1] 郭丽萍,韩良.国外工科新生教学实例分析与人才培养模式探讨[J].高等工程教育研究,2013(1):170-176.

[2] 唐孝云,刘京诚.测控技术与仪器本科专业创新人才培养新模式探索与实践[J].中国大学教学,2009(6):30-32.

[3] 赵忠,刘彬让.准确把握现代高等教育质量内涵 大力推进本科人才培养模式创新[J].中国大学教学,2013(1):23-26.

[4] 张学敏,倪虹霞,吕晓丽.电子信息工程专业信号类课程教学改革实践探索[J].长春工程学院学报,2009(1):106-109.

信号专业自动化论文第8篇

关键词：生物医学信号处理;双语教学;改革

生物医学工程（BiomedicalEngineering）是各种工程学科同生物医学相结合的新兴交叉学科[1]。从1979年11月“国家科委生物医学工程学科组”成立至今，中国的生物医学工程的发展已有30余年的历史。随着生物医学工程专业建设的完善，生物医学信号处理已成为许多有生物医学工程专业高校的必修课之一。生物医学信号处理是继“信号与系统”“数字信号处理”和“生理系统建模”等课程之后开设的面向数字信号处理应用的课程。该课程作为生物与医学工程专业的核心课程，充分体现了生物医学与工程学的交叉性，其综合性、理论性和实验性都很强，对培养学生从工程角度解决生物医学领域具体问题的能力具有重要意义。

医学院校课程改革主要缘于医学科学的发展和进步。在最初的单一研究、精细分析、高度分化的基础上，出现了多学科高度综合、融合的基本态势，既要求在医学理论构成上融合，又要求在诊断治疗技术应用上融合[2]。按照医学发展的要求，将更多与自然科学、社会科学等多学科相互渗透、互相融合，从而要求医学专业课程体系的设置随之变化。因此，医学院校中生物医学工程专业的课程改革也要适应整个医学专业课程的整体进步。这样，课程改革要求熟悉国内外新科技的动态，不断地掌握新的相关科学技术，吸收新知识和新技术。双语教学是目前高校教育改革的方向之一，利用双语教学和专业的融合，既能充分发挥双语教学方式对学生掌握专业英语词汇的促进作用，又能提高学生查找原文学习资源等实际能力。

本文结合笔者几年从事生物医学信号处理和双语教学经验，浅析生物医学信号处理教学现状及实现双语教学改革与实践的途径。

1.

课程设置

天津医科大学生物医学工程专业建立于1986年，由神经工程、医学仪器、物理医学和生物信息学等方向构成。针对自身学科特点，“生物医学信号处理”课程体系提出理论联系实践，因此课程学时包括36学时理论课程和18学时实验课程。由于“生物医学信号处理”课程含有较多定理、公式、变换以及算法，因此该课程的理论教学必然分配较多学时;同时培养学生运用工程方法解决实际问题的能力至关重要，因此实践环节必不可少。

2.

双语教学

双语教学包括教材语言和授课语言两方面。使用原文教材能够使学生系统地了解掌握原文专业知识的表述。但由于语言等文化差异，全部利用原文教材还存在一定困难。因此合理删减原文教材重组后编写方式较为适宜。专业教师知识丰富，但英语授课尚有一定难度。当前高校注重人才培养和引进。许多具有博士学位的人才或留学归国人员具备“外语+专业”的基本条件。这将有利于双语教学，而且也易实现教学相长。

3.

教学方式

双语课程主要目的是培养学生专业文献的阅读、翻译及写作能力。增加师生的互动能够提高学生的积极性，如课堂上开展小应用讨论，并轮流推选代表发言，鼓励英文口头报告;课下布置相关文献题目，以小组形式共同完成，鼓励用英文撰写报告等方式。

4.

同行学习

双语专业教师要有丰富的专业理论知识及扎实的外语基础。但是双语教学或偏重英文教学并不容易，因此加强双语专业教师与英语专业教师的相互学习，进而提高双语专业教师双语教学的素质和水平，提高英语专业教师理解其他学科专业术语的能力。

5.

总结

在“生物医学信号处理”双语课程改革中，要把握理论联系实践的原则;根据实际情况，合理删减重组原文教材;鼓励师生互动;双语专业教师与英语专业教师要互相学习和交流。

参考文献：

信号专业自动化论文第9篇

摘要：针对专升本学生的实际情况，根据因材施教的原则，提出了一系列的措施和方法：淡化数学推导，注重概念讲解；将实例引入教学；互动式教学、归纳总结、复习式教学以及互助式学习；开设实验课，提高学生动手能力；增加专题报告课等。其目的是使不同层次的学生都能够掌握信号与系统的基本理论，在此基础上激发学生的学习积极性，培养学生自主学习和创新的能力。实践证明，教学效果良好。

关键词：信号与系统；专升本；教学探索

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）21-0120-02

“信号与系统”课程是通信、电子信息类专业的重要的专业基础课，也是大多数高校电子信息类专业硕士研究生考试的必考科目之一。该课程具有较强的系统性、理论性和实践性，需要“高等数学”“线性代数”“复变函数”“电路分析”等先修课程基础，因数学公式和推导繁多，理论知识较多而不容易教好、学好。本文主要以贵州人民武装学院专升本班级的“信号与系统”教学为例，讨论其中存在的问题以及教学探索和实践。一、贵州人民武装学院教学现状贵州人民武装学院于2009年在专升本专业――电子科学与技术专业开设“信号与系统”课程。电子科学与技术专业学生来自各个不同的院校，学习层次参差不齐，甚至连专业也是多样化的。近年来贵州人民武装学院电子科学与技术专业的学生仅50%左右出自本专业，其余皆是相关或相近专业；部分学生的数学基础比较薄弱；另外，对于“电路分析”和“信号与系统”两门课程，来自贵州人民武装学院电子工程技术专业的专科学生全部学过，掌握程度较好，而来自其他院校的电子专业学生大部分开设过“电路分析”，部分开设“信号与系统”，其他有些专业甚至连“电路分析”也未开设过。针对学生层次参差不齐的情况，如何根据因材施教的原则去教学，如何激发学生的学习兴趣，如何在教学中培养学生自主学习和创新的能力，是专升本“信号与系统”课程教学中需要思考和解决的问题。二、专升本“信号与系统”教学建议1.淡化数学推导，注重概念讲解“信号与系统”的课程内容往往涉及到很多数学公式及其推导，对于学生来说，繁琐的数学推导往往使他们认为枯燥无味。但实际上，“信号与系统”是一门实践性较强的课程，许多概念、结论都具有较强的工程实践背景，许多学生学不好往往就是对概念理解、掌握不好所致。[1]因此，在教学过程中，需要注重基本概念及其物理意义的讲解。突出理论和方法中所蕴涵的数学概念、物理概念和工程概念，淡化其推导过程与计算技巧。如在讲解冲激函数的概念时用了广义函数的概念和推理，实际上学生只要掌握冲激函数的概念即可继续后面的学习，因此在讲授这部分内容时可以酌情删减广义函数的内容，淡化其推导过程。着重讲解冲激函数的定义以及引入冲激函数的概念是因为在实际生活中存在一些持续时间极短，但取值极大的物理现象，例如力学中瞬间作用的冲击力，电学中雷鸣闪电，数字通信中的抽样脉冲等。[2]把每个概念都讲清楚、讲透彻，以一个个的概念为“点”，以整个课程知识为“面”，由点到面，从数学概念抽象原理，从物理概念阐述性质，从工程概念拓展应用，实现原理、方法和应用的有机结合，从而培养学生的创新意识。2.将实例引入教学“信号与系统”课程涉及到许多重要的理论和技术，其为学生未来的专业学习和科学研究奠定了必要的理论基础，对学生的知识和能力培养具有积极影响。但是“信号与系统”课程的很多知识点都具有概括性和抽象性，学生不易理解和掌握。为此，可以通过举例的方法把抽象的知识实例化，从而加深学生对课程内容的理解。下面仅以两个简单的例子说明。（1）系统概念的讲解。引入生活中的例子，例如声音通过喇叭放大、传播，这是一套声音传播系统，还有计算机系统、自动控制系统、经济结构系统、生态系统等。（2）频谱概念。在讲傅里叶变换时必然会讲到频谱的概念，给出男女生同唱一首歌的时域频域图。通过对声音的辨别和对频谱的仔细观察可以发现，男生声带宽厚，振动频率较低，女生声带窄薄，振动频率较高，从而让学生从直观上领会频谱的意义，了解信号时域和频域的对应关系。3.互动式教学、归纳总结、复习式教学以及互助式学习（1）互动式教学。新课程改革要求教师在教学过程中与学生积极互动，共同发展，努力营造宽松的课堂教学氛围。师生互动是有效的教学形式。在教学过程中，就某个知识点提出问题，引起学生思考，还可以要求学生自己提出问题，并能够积极去解决问题。如在讲解系统的激励和响应概念时，设置问题：驾驶员在汽车驾驶过程中什么是激励，什么是响应？脚踩油门使汽车加速，油门板上的压力是输入信号也就是激励，汽车是系统，它在油门压力的作用下产生的加速度是输入的响应，也就是输出信号。除了课堂互动以外，课下还可以以课间答疑、电子邮件答疑等方式与学生进行交流讨论，从而提高学生学习的积极性和主动性，加深对知识点的理解和掌握。（2）归纳总结、复习式教学。“信号与系统”课程涉及的知识面较多，知识量也较大。对于这样的情况，在教学过程中，教师要善于归纳总结和复习，有利于学生将书本由多读少，从而将整个课程内容连贯起来。具体做法是：每次结课时总结本次课内容，下次课前复习上次课内容，可向学生提问来完成复习；每一节和每一章也应进行整体复习与总结，归纳知识点便于学生学习和理解课程。“信号与系统”是一门前后知识点相关性很强的课程，三大变换之间也有很多相似点。在教学过程中，当所授内容涉及到以前的知识点时适时引导学生复习以前的知识点也能取得事半功倍的效果。（3）互助式学习。由表1可知，贵州人民武装学院电子科学与信息专业学生层次参差不齐，有部分同学学习层次较好，原来就学过“信号与系统”课程，而部分同学“高数”和“电路分析”基础薄弱，“信号与系统”课程学起来也很吃力。鉴于这种两极分化的情况，在自愿的前提下，对学生进行了互助小组分组，由层次较好的学生和稍差的学生组成一个学习小组，课堂课下进行辅导和帮助，期末结束时以受助者提高的程度为准，酌情给帮助者一定的加分奖励。事实上，互助式学习不是每个学生都愿意接受，少部分成绩较好的学生认为是在浪费时间，但大部分认为对自己再次学习和提高是有帮助的。经过几年的实践证明，上述方式有助于弥补专升本学生学习层次差异的问题。4.开设实验课，提高学生的动手能力“信号与系统”是集理论性和应用性为一体的课程，在“信号与系统”课程中理应开设实验教学内容。[3]既要加强知识学习，又要践行所学知识，提高实践能力和创新能力，形成理论与实践的相辅相成、相互促进。鉴于“信号与系统”课程知识量多、课时较紧的情况，贵州人民武装学院利用暑假一个月的小学期专门开设实践课程。在实验教学设计上，应涵盖三个部分：首先是基础性实验，主要要求学生掌握一些基本实验技能、基本实验数据分析能力，培养学生的基本工程素质。其次是综合设计性实验，目的在于提高学生电路级的综合设计能力、系统级的开发应用能力。最后是自主探究性实验，目的是培养学生发现问题的能力、自主性探究和解决问题的能力。后两部分实验是针对学习层次较好、对本门课程相关研究有着浓厚兴趣的学生开设，属于可选内容。以上三部分实验，学生可以自行选择实验内容，以适应专升本不同层次学生的不同需求。5.增加专题报告课兴趣是最好的老师。在“信号与系统”课程授课期间，除了教学计划规定的内容外，每学期为学生举办一次或者两次与课程主题有联系但是又不列入考试要求的专题报告，在课外一个学时，由学生自由选听。这样的报告如果选题新颖、生动，并与课程主线较好配合，可以使学生的学习积极性、主动性大大增加。例如讲傅里叶变换时可以讲乐音频谱与电子音乐这一题目，学生们大多都是喜爱音乐的，但对音乐知识了解很少，不认识五线谱，更不知道乐音频谱的基本规律。[4]因此，这样可以引发学生强烈的兴趣和讨论，从而取得较好的教学效果。三、结论“信号与系统”课程是通信、电子信息类专业非常重要的一门专业基础课。本文针对专升本“信号与系统”教学中出现的一些问题，参照了许多教育同仁的方法，根据因材施教的原则提出了一些措施，也进行了一些教学尝试。实践证明，这些尝试和措施取得了一些效果，但在尝试过程中也出现了一些新的问题，这就需要不断改进和努力，以期更有效地提高教学效果和教学质量。参考文献：[1]赵立岭.概念法在《信号与系统》教学中的应用[J].榆林学院学报，2012，22（4）：44-46.[2]郑君里.信号与系统引论[M].北京：高等教育出版社，2009.[3]杜娟.对我院“信号与系统”课程教改的几点思考[J].广东工业大学学报，2004，（4）：70-71.[4]郑君里.信号与系统评注[M].北京：高等教育出版社，2005.（责任编辑：王祝萍）