信号分析与处理读书报告

信号分析与处理读书报告（精选6篇）

篇1：信号分析与处理读书报告

读书报告

随着低碳经济的提出和节能减排的号召，绿色汽车、节能减排已经成为当今汽车工业发展的主旋律，然而，面对因汽车增多而日益突出的交通拥堵问题、安全问题，使得车辆“智能化”，成为汽车工业的发展方向之一。

汽车的智能化是环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算、现代传感器、信息融合、通信、人工智能及自动控制技术，是典型的高新技术综合体。他的实现必须要求汽车系统与环境系统之间发生信息的流动和监测，以使得汽车能够在环境发生变化时做出正确的决策，所以信号分析与处理在现代汽车以及其研发过程中具有重要的地位。

我参与的项目是ESP的硬件在环仿真实验研究，通过学习《信号分析与处理》这本书，对我的科研工作有如下帮助：

1、它在试验方案设计中具有重要的作用，帮助我们对整过试验工作做全盘的计划，在给定的目的要求下，有效、方便、真实、充分地再现某种物理现象，取得能揭示该现象内在规律的信息和数据，主要包括：实验原理和方案的确定；测量系统的配置；试验条件、步骤、方法；数据处理方案和精度要求。

2、试验信号的采集，它是在人为控制下重现某种物理现象，并测取变化规律的信号和数据。关键是要保证采集后的信号和原始信号的真实性，即要避免出现采集信号失真的情况发生，那就需要在采集过程中要满足不失真条件：系统的输入/输出信号归一化相关函数的值至少有一点为+1或者是－1。

3、数据的处理与分析，是对原始数据进行综合、概括和信息变换，目的是去伪存真、由表及里，解释现象的本质规律。

试验对于工程技术科学是非常重要的，而试验在论证工程技术时，信号的采集与处理扮演了很重要的作用。所以我觉得《信号分析与处理》这本书中重要的知识点是：对信号的时域和频域分析以及它们之间的对应关系和内在关系的分析；由于在采集信号过程中会出现很多干扰，故还应该对滤波器的设计进行好好学习。

在时域和频域分析时，有一个重要的分析工具就是傅里叶变换，其中快速傅里叶变换（FFT）尤其重要。FFT并不是一种新的变换形式，它只是离散傅里叶变换（DFT）的一种快速算法。FFT主要应用在快速卷积、相关和频谱分析中，主要的算法有时间抽选和频率抽选FFT算法两种，以时间抽选FFT算法来讲，它 的特点是：基本运算单元都是蝶形，任何一个长度为N=2M的序列，总可通过M次分解最后成为2点的DFT计算；原位计算，这是由蝶形运算带来的好处，每一级蝶形运算的结果Xm+1(p)无须另外存储，只要再存入Xm(p)中即可，Xm+1(q)亦然。

这样将大大节省存储单元；变址计算，输入为“混序”（码位倒置）排列，输出按自然序排列，因而对输入要进行“变址”计算（即码位倒置计算）。“变址”实际上是一种“整序”的行为，目的是保证“同址”。要注意的是：该算法必须遵循两条准则，对时间奇偶分，对频率前后分。

《工程信号分析与处理》这门课程对我的论文工作有诸多帮助，是一门非常有用的课程，在以后的科研过程中还会更认真的来阅读相关书籍。

篇2：信号分析与处理读书报告

——混凝土结构碳化研究

摘要

混凝土碳化是影响混凝土结构耐久性的重要原因之一，本文通过对混凝土碳化的机理的分析，从影响混凝土碳化的因素、碳化对混凝土的影响、混凝土碳化深度的测试方法、混凝土碳化深度的预测模型等方面着手进行研究，并提出了防止混凝土碳化或放慢碳化速度的相关措施，以提高混凝土耐久性。

关键词

混凝土，碳化机理，影响因素，测试方法，预测模型，预防措施

正文

1.碳化机理分析

空气、土壤或地下水中酸性物质，如CO2、HCl、SO2、Cl2深入混凝土表面，与水泥石中的碱性物质发生反应的过程称为混凝土的中性化。空气中混凝土的碳化是混凝土中性化最常见的形式，它是水泥石中的水化产物与空气中CO2发生分解反应，使混凝土成分、结构和性能发生变化，使用功能下降的一种很复杂的物理化学过程。

1.1碳化反应

在充分水化的水泥石中，水化硅酸钙约占70％，氢氧化钙约占20％，钙矾石和单硫型水化铝酸钙约占7％。混凝土中可碳化成分主要是Ca(OH)2，此外还有水化硅酸钙(3CaO·2SiO2·3H2O)以及在有水状态下未水化的硅酸三钙(3CaO·SiO2)和硅酸二钙(2CaO·SiO2)。有资料显示，硬化水泥石中的Ca(OH)2和C-S-H分别与CO2反应的自由焓最小，因此最易碳化，其碳化反应式为：

Ca(OH)2H2OCO2CaCO32H2O

（G29874.75kJ/mol)

03CaO2SiO23H2O3H2CO33CaCO032SiO26H2O

(G29874.7kJ/mol)

混凝土碳化速度主要取决于以下3个方面：①化学反应本身的速度；②CO2向混凝土内扩散的速度；③混凝土孔隙中可碳化物质，主要是Ca(OH)2的扩散速度。1.2碳化过程

混凝土是一个多孔体，内部存在许多大小不一的毛细孔、孔隙、气泡，甚至缺陷，形成的水泥石结构是一个含固相、液相和气相的非均匀质体。空气中的CO2通过这些固有缺陷渗透到混凝土的孔隙和毛细管中，溶解于孔隙液相中形成H2CO3后发生碳化反应，由此可以看出，混凝土的碳化是在固相、液相和气相中进行的一个复杂的多相物理化学连续过程。反应后，毛细孔周围水泥石中的羟钙石补充溶解为Ca2+和OH-，反向扩散到孔隙液中，与继续扩散进来的CO2反应，一直到孔溶液中的pH值降为8.5～9.0时，这层毛细孔才不再进行这种中和反应，即所谓“已碳化”。碳化是一个由表及里、缓慢向混凝土内部扩散的过程，在混凝土完全碳化区之后形成部分碳化区和未碳化区。从理论上讲，未碳化混凝土的pH值约为12.5，完全碳化的混凝土的pH值为7，因此以pH值来划分不同的碳化区域。pH≥12.5的区段为未碳化区，pH=7的区段为完全碳化区，而7＜pH＜12.5的过渡区段则为部分碳化区。

2.影响混凝土碳化的因素

2.1外部因素

2.1.1环境温度

对于一般化学反应，温度每升高10℃，反应速度约增加2~3倍。温度升高将导致CO2扩散速度，离子运动速度提高。如新加坡地区常年气温偏高（日平均气温27℃），而欧洲地区的日平均气温仅为8~9℃，相同时间，相似的混凝土建筑物在新加坡的碳化深度要比欧洲地区明显加大。实验证明：环境温度对混凝土碳化速度的影响高于环境相对湿度。环境相对湿度不变，随着环境温度的升高，混凝土碳化速度明显增大，比如，对应70％的相对湿度，环境温度从10℃提高到50℃，混凝土的碳化速度提高了近3倍。在工程中也发现了由于温度过高而造成碳化速度明显加快的实例，如某企业食堂，1999年5月竣工，2000年5月发现该食堂厨房间两道梁（未做水泥砂浆抹面）底部出现沿梁长方向的裂缝，局部有混凝土脱落现象。该工程为两层框架结构，现场搅拌混凝土施工，检测中发现该裂缝梁的混凝土表面测试强度较低，设计要求保护层厚为35mm，实测保护层厚度为20mm左右，已完全碳化。分析原因，该梁处于高湿高温的环境中，再加上其保护层厚度不满足设计要求，致使CO2和水蒸气很容易穿过不密实的混凝土表面到达钢筋，钢筋表面锈蚀产生膨胀，形成向外张力，拱裂混凝土保护层。

2.1.2环境相对湿度

CO2只有溶于水后形成H2CO3方能和Ca(OH)2发生反应，但由于混凝土碳化本身即是一个释放水的过程，环境湿度过大造成CO2扩散速度变慢会抑制碳化。在对沿海地区的房屋进行调查后发现，在房屋上部碳化深度明显比下部大，主要原因为下部相对湿度较上部大。湿度过小时，混凝土处于较为干燥或含水率较低的状态，虽然CO2气体的扩散速度较快，但由于碳化反应所需水分不足，故碳化速度较慢，这就是为何我国内陆地区较沿海地区碳化明显的原因：文献认为相对湿度在55％时碳化速度最快；我国规范规定加速碳化试验的相对湿度是70％。虽然对于混凝土碳化速度较快的相对湿度范围看法不尽相同，但集中在50％~70％之间。

2.1.3 CO2浓度 CO2是引起碳化的最直接原因，对于CO2的影响，学者们提出了多达几十种观点，其理论模式大多基于Fick第一扩散定律，即

x2Dq/at

其中，x为碳化深度；D为CO2渗透系数；q为空气中CO2浓度；a为单位体积混凝土吸收CO2能力的系数。上式表明混凝土碳化深度与碳化时间的平方根成正比。即

x1x2q1q2

式中q1、q2分别为相对于碳化深度为x1、x2外界CO2气体的浓度

尽管这一公式考虑的影响因素较少，但是它抓住了碳化进程的主要特征，此后，不少学者又提出了许多公式，但是二者成正比这一点得到了实验验证。需要强调的是，在自然界CO2浓度一般为0.03％，在室内一般为0.1％。自然界中的碳化深度是最符合本身规律的，不过观测碳化深度的时间需要几年甚至几十年，现在普遍的做法是人工碳化，试验所采用的CO2浓度因国家而异。瑞典用3％，澳大利亚用4％，日本用5％或10％，我国用20％，也有的甚至用50％。人工气候中CO2的浓度远远大于自然环境下的浓度，其碳化的机理也就相应的存在着很大差异，碳化所经历的时间和碳化时混凝土所处的龄期差别也很大，两种方法形成的碳化过程的差别和相关性是人们普遍关心的。张令茂等在长达10年的自然碳化试验的基础上，作了对应的人工碳化试验，证明两种方法下的混凝土碳化规律基本符合公式初步建立了人工碳化和自然碳化速率的相关式，说明混凝土在自然条件下的碳化Dt，是可预测的。2.1.4荷载的影响

混凝土中微裂缝是CO2向混凝土扩散的快速通道，而荷载往往是引起裂缝产生和发展最重要的因素之一，因此混凝土结构所受荷载的形式和大小必然影响混凝土的碳化速率。施加预应力能够控制混凝土裂缝的发展、消除或限制裂缝的宽度，从而延长结构的耐久性。东南大学的涂永明等人通过试验证明：拉、压应力分别加快和减缓了混凝土的碳化速率，且应力越大，碳化速率的改变越大；袁承彬采用受拉杆对试件加载的方法，研究了压应力和拉应力作用下混凝土的碳化特性，发现在压应力小于0.7fc范围内，应力的增大会降低混凝土的碳化速率。

但也有相反的研究，金祖权通过试验认为，施加荷载后混凝土的抗碳化能力显著劣化，荷载增加，混凝土受到的外力增大，加剧了混凝土内部原有微小裂隙尖端应力的集中，促使了微裂纹的扩展，混凝土内部裂纹增加，CO2的扩散系数提高，因此混凝土的碳化深度也随之增加。文章还发现当荷载在0~25％变动时混凝土的碳化深度增值小于荷载率在25％～50％变动时碳化深度增值。其原因在于：当荷载率较小时，混凝土先密实后开裂，且裂隙较小，混凝土的碳化产物CaCO3等甚至可以填充部分裂隙，使混凝土致密度增加，碳化深度增加较小；当荷载较大时，混凝土的内部裂隙宽度大幅提高，其碳化产物不足以密实裂隙，且其膨胀应力还导致了裂隙尖端应力集中，裂缝宽度迅速增加，CO2扩散系数提高，从而使碳化速度大幅提高。

2.1.5风压的影响

风环境中CO2等酸性气体在混凝土中的运动是扩散和渗透同时进行的，扩散的驱动力是浓度梯度，所有暴露在空气中的混凝土表面均有扩散发生；渗透的驱动力是压力梯度，外界风压作用于混凝土表面引起气体在混凝土多孔介质中流动，引起的碳化深度可由达西定律进行计算。风压加速空气中酸性气体在混凝土介质中的渗透，具体表现在一方面单位时间内流过流场微元体中的酸性气体质量通量增加。另一方面酸性气体在外压力梯度作用下溶于孔隙水的速度和向介质内部的流动速度加快。大气环境下混凝土结构耐久性通常都受到风的影响，集中体现在风压会加速混凝土的碳化，引起构件截面耐久性不等。前苏联学者古谢耶夫对巴库地区混凝土高压输电塔碳化情况的调查资料表面，长期受强风影响的迎风面和背风面的碳化深度是其它各面的1.5~2.0倍；目前，风压对混凝土碳化影响的研究还处于探索阶段。

2.2内部因素

2.2.1水泥种类

水泥种类不同，碳化速度有明显的差异。（1）在相同的水泥用量、水灰比条件下，水泥中CaO含量越高，硬化的水泥石中生成的Ca(OH)2量越多，混凝土的碱度降低的越慢，所以硅酸盐水泥混凝土的碳化速度慢于掺用活性混合料的水泥混凝土。相同水灰比条件下混凝土碳化速度之比为普通水泥∶早强水泥∶矿渣水泥(30％矿渣)∶矿渣水泥(60％矿渣)∶粉煤灰水泥(20％粉煤灰)=1∶0.6∶1.4∶2.2∶1.9。可见混合材料含量越多，碳化速度越快。但是，如果在掺用混合材料的同时另掺入减水剂降低水灰比，情况又有不同。减水剂是一种表面活性材料，加入混凝土中，对水泥颗粒其扩散作用，把水泥凝聚体中的游离的离子释放出来。从而保持混凝土的工作性能不变而显著的减少水泥用量。掺加优质的减水剂可以大大改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高抗渗性，制成密实的混凝土使碳化减慢。（2）混凝土的碳化还与CO2气体的渗透性有关。经过大量的实践证明：在相同湿度情况下，火山灰水泥或粉煤灰水泥混凝土的渗透速度要比硅酸盐水泥混凝土的渗透速度大。（3）混凝土的碳化与石灰的溶出速度密切相关。石灰的溶出速度取决于水中是否存在影响Ca(OH)2溶解度的物质，如水中含有Na2SO4及少量Mg2+时，石灰的溶解度就会增加，如水中含有Ca(HCO3)2或者Mg(HCO3)2，对抵抗溶出侵蚀十分有利。

2.2.2水灰比

混凝土硬化后，多余的水分蒸发或残留在混凝土中，会提高混凝土内部毛细孔的含量，渗透性提高，因此，CO2气体在混凝土毛细孔中的扩散速度加快，从而将加快混凝土的碳化速度，使混凝土碳化区的碳化深度提高。国内外学者进行了大量的快速碳化实验和长期暴露试验来研究水灰比与混凝土碳化速度的关系。颜承越通过长期暴露试验研究了混凝土碳化速度与水灰比的关系，此关系大致呈线性关系；山东建科院在济南、青岛、佛山进行了室外长期暴露试验及快速试验，得到碳化速度系数与水灰比的关系，并根据济南地区暴露试验给出了碳化速度系数与水灰比的表达式

k12.1w/c3.2

李果等的研究表明，水灰比分别为0.35，0.42，0.55，0.59，0.63，0.74的混凝土，在温度为20℃，相对湿度为70％的条件下，碳化240h，碳化深度分别是8.592mm，11.492mm，13.667mm，15.125mm，20.375mm，22.667mm。可以看出随着水灰比增大，碳化深度明显增加，水灰比从0.35增大到0.74，其碳化速度提高了2.8倍。这是因为混凝土凝固时，水占据的空间会变成微孔或毛细管孔，水灰比越大，混凝土中孔隙越多，越有利于CO2的扩散。

2.2.3水泥用量

目前，水泥用量对混凝土碳化速度的影响，学术界的观点比较统一，增加水泥用量不但可以改变混凝土的和易性，提高混凝土的密实性；另一方面还可以增加混凝土的碱性储备，直接影响混凝土吸收CO2的量，所以水泥用量越大，其碳化速度越慢。蒋利学等人在水灰比均为0。5，温度为20℃，相对湿度为75％，CO2浓度为20％的情况下对水泥用量分别为200 kg／m3，300kg／m3，500 kg／m3的混凝土进行了50d碳化，碳化深度分别是36.6mm，21mm，15.9mm。

2.2.4混凝土强度等级

目前建立的碳化模型大多数都是以水灰比作为反映混凝土品质的主要参数，由于混凝土水灰比与混凝土碳化的物理化学过程有密切联系，因此，碳化速度与混凝土水灰比的相关性很好。其不足之处为：(1)水灰比是决定混凝土性能的一个主要参数，但不能全面反映混凝土的质量；(2)工程技术人员熟悉的是混凝土抗压强度，而在实际工程中，混凝土抗压强度容易测定，但是水灰比很难确切得到。混凝土抗压强度是反映混凝土力学性能的合理指标，它综合反映了混凝土水灰比、水泥品种、骨料品种、水泥用量，施工质量及养护条件等对混凝土品质的影响，混凝土强度高，其密实性好，抗碳化能力强。因此，以混凝土抗压强度为随机变量，建立碳化预测模型更具实际意义。牛荻涛收集了国内外长期暴露试验与实际工程调查的碳化数据64组，将实测数据换算成同一标准环境，以抗压强度为主要参数，建立了便于应用的碳化计算模型。随着混凝土强度的提高，混凝土的碳化深度显著的降低。因为混凝土强度等级越高，混凝土则越密实，CO2的扩散速度则降低，从而使混凝土碳化速度随之降低，混凝土抗碳化能力得到提高。

2.2.5水泥含碱量

水泥含碱量越高，孔溶液pH值越高，碳化速度越快。这是因为：(1)含碱量越高，水泥石中的C-S-H结构越不均匀，毛细孔增多，水泥石中粗大的孔隙增多；(2)含碱量越高，孔溶液中OH-离子浓度越大，碳化后沉积的碳酸钙溶解度减少，即孔溶液钙离子浓度减少，补充钙离子浓度的氢氧化钙晶体得以溶解，加速混凝土碳化。即混凝土的含碱量越高，碳化速度越快。

2.2.5骨料种类

由于粗骨料的形成或生产条件不同，其内部孔隙结构差别很大。普通粗骨料一般为水成岩，火成岩和变质岩经加工而成，其结构致密，吸水性小；天然轻骨料(如浮石、火山渣等)属喷出岩，其结构多孔，称海棉或蜂窝状，吸水率较大；人造轻骨料(如陶粒)孔隙率较大，但多为圆形封闭孔，吸水率较小。总的来说天然砂，砾石，碎石比水泥浆的透气性小，但是轻骨料的透气性大，有利于CO2在混凝土中的扩散。同等条件下，普通混凝土的碳化速度约为轻砂，天然轻骨料混凝土的0.56倍。并且在水灰比相同时，使用粒径大的骨料比使用粒径小的骨料容易碳化。这是由于大石子底部容易产生净浆的离析、沉淀，从而增加了渗透性。

2.2.6氯离子浓度

在钢筋混凝土结构的实际使用中，混凝土的碳化和氯离子的侵蚀是交织在一起的。在含有氯离子的混凝土中，混凝土的碳化深度随氯离子含量增加而下降，游离氯离子与Ca(OH)2作用形成CaCl2，CaCl2具有高吸湿性，将使混凝土内部保持较高的湿度，阻碍碳化的进行，但是研究同时表明：氯离子虽有阻碍混凝土碳化的作用，但在碳化和氯离子共同作用下会使钢筋遭受更为严重的腐蚀。

2.2.7施工质量 混凝土浇筑和养护质量是影响混凝土密实性的一个重要原因。施工因素对混凝土的影响主要是指混凝土搅拌、振捣和养护条件的影响，施工因素主要是通过影响混凝土的密实性来影响混凝土碳化。施工良好的混凝土比较密实，碳化速度小，而施工不良的混凝土由于振捣不密实，养护不善或养护时间不足，会造成混凝土内毛细孔粗大，且混凝土蜂窝麻面比较多，为大气中CO2，水，氧等气体的渗透提供了条件。特别是构件的棱角部位和预应力构件的底部。此外空洞，裂缝，施工缝等也会造成混凝土局部碳化严重。一般来说施工缝下部混凝土碳化速度大于上部混凝土碳化速度，这是由于泌水作用施工缝下层混凝土表面水灰比较大，结构疏松所致。

2.2.8含泥量

混凝土中骨料体积约占混凝土体积的70％左右，骨料质量的好坏对混凝土性能具有十分重要的影响。含泥量就是骨料众多性能指标中的一项，粘土、石粉等微物质是常见的泥分。他们可能引起需水量增加、减弱混凝土性能或更容易被风化、阻碍水泥与骨料胶结的充分发展、妨碍水泥的正常水化或与水泥中成分进行化学反应。大多数骨料中含有一种或几种杂质，其中以粘土和石粉最为常见。它们在混凝土中以种种不同的形式起作用。对混凝土的强度、收缩、徐变、抗渗、抗冻、耐磨等性能往往都会产生不利的影响。

2.2.9外掺加剂

混凝土中掺加减水剂，能直接减少用水量，而引气剂使混凝土中形成很多封闭的气泡，切断毛细管的通路，两者均可以使CO2有效扩散系数显著减小，从而大大降低混凝土的碳化速度。

2.2.10覆盖层

在工程结构中所用的覆盖层一般为可以碳化的砂浆、石膏等，另外还有不含碳化物质的覆盖层，如沥青、涂料、瓷砖等，同济大学的刘亚芹，张誉等通过实验分析了覆盖层对混凝土碳化的影响机理，从理论上推导出考虑覆盖层影响的碳化深度计算公式，并分析了覆盖层各参数对碳化延缓效果的影响。Hart Young Moon等人通过实验证明了覆盖层不但能很好的起到延缓碳化的作用，而且对比有无覆盖层的混凝土发现有覆盖层的混凝土弹性模量也高于无覆盖层混凝土。蒋利学等人在同等条件下分别对无覆盖层混凝土，10mm厚石狄砂浆覆盖层，16mm厚石灰砂浆覆盖层进行了50d碳化，碳化深度分别是17.5mmm，15.1mm，13.5mm。

3.碳化对混凝土的影响

混凝土碳化既会造成混凝土自身物质结构、力学性能的改变，同时也破坏钢筋表面碱性保护膜，导致钢筋锈蚀，从而降低整个结构或构件的耐久性。

3.1对钢筋锈蚀的影响

碳化对钢筋混凝土结构来说最大的危害是由于混凝土pH值的降低破坏钢筋表面的钝化膜使钢筋产生锈蚀。混凝土的护筋机理是，混凝土由于水泥水化，产生了大量的Ca(OH)2等碱性水化产物，混凝土pH值高达12.5~13.5，钢筋表面形成200～1000µm厚的钝化膜，有效地保护了混凝土中的钢筋不被锈蚀。随着碳化反应的进行，pH值逐渐降低，混凝土中的钢筋脱钝，产生锈蚀。过去一直认为碳化要进行到混凝土中钢筋表面时，钢筋才脱钝产生锈蚀，因此常把CO2扩散到钢筋表面的时间作为预测钢筋混凝土结构寿命的一个重要手段。英国著名学者Parrott最先通过试验验证了部分碳化区的存在，很好地解释了在碳化未到达钢筋表面之前钢筋已开始锈蚀的现象，为更好地认识钢筋锈蚀与混凝土碳化之间的关系提供了依据。从碳化对钢筋锈蚀速度的影响来看，当pH＞11.5时钢筋处于钝化状态，不发生锈蚀，pH≤9时锈蚀速度不再受pH值的影响，只有当9＜pH＜11.5时锈蚀速度随pH值下降而增大。由于铁锈层呈多孔状，即使锈层较厚，其阻挡进一步腐蚀的效果也不大，因而腐蚀将不断向内部发展，同时生成的铁锈体积约为原先体积的2.5倍，产生的膨胀压力将使混凝土出现裂缝和引起剥落，促使混凝土保护层开裂，导致更大的腐蚀。

3.2对孔结构的影响

碳化时混凝土的孔径和总孔隙率均减少。随着碳化时间的延长，碳化使混凝土的孔隙率降低，早期降低迅速，后期缓慢，且低强度的混凝土更为显著。碳化反应造成了混凝土孔隙率下降，在一定程度上堵塞了部分毛细孔隙，抑制水分侵入，但另一方面使混凝土微观结构重分布，破坏了混凝土基体原先的过滤机制，使得有害物质更容易侵入到混凝土内部。

3.3对腐蚀因子迁移的影响

混凝土碳化使Friedel复盐和硫铝酸盐分解产生的Cl-和SO42-向未碳化区迁移产生浓缩，使得这两种离子在碳化区浓度显著降低，碳化前沿的浓度显著升高，同时混凝土中的Na+、K+等碱金属离子向Cl-和SO42-相反方向迁移和浓缩，致使碳化未到达钢筋表面时钢筋已经开始锈蚀。

3.4对收缩的影响

混凝土碳化时产生较大的收缩，其原因是在干缩产生的压应力下的Ca(OH)2晶体溶解和CaCO3在无压力处沉淀所致，此时加大了水泥石的可压缩性。碳化收缩的诸多影响因素中湿度的影响最大。

3.5对强度的影响

碳化增加了混凝土的质量，使混凝土的强度增大，这是由于混凝土碳化时生成的CaCO3密实了混凝土结构。也有资料表明，碳化对混凝土强度的影响必须分期考虑，碳化在一定程度上改善了混凝土中水泥石的孔结构，使其密实程度得到了一定的提高，其作用在早期超过了水泥的水化作用，致使标准碳化状态下混凝土的早期强度增长很快，但从长期的利益来看，碳化使混凝土产生了一定程度的收缩，造成后期强度发展变得缓慢；一般来说，加速碳化时混凝土始终处于良好的养护环境，而实际的混凝土常常处于干湿循环等恶劣环境中，因此加速碳化时强度有所增加，而实际混凝土结构的强度有所下降。

4.混凝土碳化深度的测试方法

4.1酚酞溶液喷洒方法

目的：简便和迅速测定碳化深度。

概述：劈裂面上喷洒1%酚酞溶液测定碳化深度。

特点：通过测定pH值，间接反映碳化程度，简单方便。

存在问题：劈裂时对构筑物有一定损伤，而且只能判断pH值小于8.6，不能确定混凝土中性化原因。

4.2钻孔法

目的：对构筑物损伤较小，可以迅速测定碳化深度。概述：电钻钻孔时的粉末洒布于涂刷酚酞溶液的滤纸表面，测定滤纸呈粉红色时的削孔距离。

特点：通过测定pH值，间接反映碳化程度，同时可以在施工现场进行。钻孔孔径10mm就可以，对构筑物损伤小。

存在问题：同喷洒法，不能准确判断混凝土中性化的原因。

4.3热分析法

目的：评价水化物的碳化程度。

概述：用热分析装置将样品从常温加热到1000℃时测定水化产物中的Ca(OH)2和CaCO3的含量。

特点：直接反映水化矿物的碳化程度，可以评价未完全碳化区间碳化程度。存在问题：只能评价Ca(OH)2的碳化，不能评价C-S-H的碳化。使用石灰岩类骨料或混合材料时，难以确定碳化生成CaCO3的含量。

4.4 X射线物相分析法

目的：测定碳化前后的矿物种类。

概述：用试样对X射线进行衍射，得到发生衍射的晶面距和相对强度，与衍射图谱集卡片对照进行匹配检索，判断碳化前后矿物的结构和名称。

特点：直接反映水化矿物的碳化程度，可评价未完全碳化区碳化程度。存在问题：定量精度差。

4.5电子探针显微分析法

目的：测定微区碳化状态。

概述：利用EPMA试验装置测定水化物中碳元素分布。特点：彩图表示碳元素的分布状态，可测定微区碳化状态。

存在问题：适用于截面尺寸小于5cm的样品，试样表面浸渍树脂研磨时，测定的碳含量包括树脂中的碳元素，应予以考虑。

5.混凝土碳化深度的预测模型

近30多年来，混凝土碳化深度的预测模型一直是混凝土材料和结构界研究的热点问题，国内外的学者纷纷提出了各种碳化预测模型，多达数十种。这些模型基本上可以归为三种类型：基于扩散理论建立的理论模型；基于碳化试验建立的经验模型；基于碳化理论与试验结果的碳化模型。

5.1基于扩散理论的理论模型

该类模型都做了如下的基本假设：CO2 在混凝土的孔隙中的扩散遵守Fick第一定律JDdCdt。CO2 从混凝土表面向混凝土内部扩散，其浓度呈线性降低。忽略部分碳化区内混凝土的碳化影响，即假定存在一个碳化界面，界面两侧物质的浓度是常量。

5.1.1阿列克谢耶夫模型

前苏联的阿列克谢耶夫等人在深入分析碳化的多相物理化学过程后，认为控制混凝土碳化速率的是CO2 在混凝土孔隙中的扩散过程。根据Fick第一定律以及CO2在多孔介质中的扩散和吸收特点，得到如下的混凝土碳化理论数学模型

XKt2DCO2CCO2MCO2t

式中：X为碳化深度，K为碳化速率系数，t为碳化时间，DCO2为CO2在混凝土中的扩散系数，CCO2为混凝土表面的CO2的浓度，MCO2为单位混凝土能吸收的CO2的量。

5.1.2 Papadakis模型

希腊学者Papadakis等人在分析研究碳化的整个物理化学过程后，根据CO2及各可碳化物质（Papadakis 认为Ca(OH)

2、C-S-H、C2S 和C3S 都是可碳化物质）在碳化过程中的质量平衡条件，建立了偏微分方程组，经适当的简化，得到

X2DCO2CCO2CCa(OH)23CCSH3CC3S2CC2S

式中：CCa(OH）2，CC-S-H，CC3S，CC2S分别为Ca(OH)2，C-S-H，C2S，C3S的初始浓度。

5.2基于碳化试验建立的经验模型

5.2.1基于水灰比的经验模型

日本学者岸谷孝一基于碳化试验和自然暴露试验，提出了预测公式

ωc＞0.6时，Xrcrars-

1c10.2510.3(1.153c)4.6c1t，ωc≤0.6时，Xrcrars-1

1.76t，7.2式中：ωc-1为水灰比，rc为水泥品种影响系数，ra为骨料品种影响系数，rs为混凝土掺加剂影响系数。

5.2.2基于水灰比和水泥用量的经验公式

由于基于水灰比的经验公式只考虑了水灰比的影响，而没有考虑可碳化物质含量的影响，一些学者提出了考虑水灰比和水泥用量的经验公式。

黄士元等提出了预测公式

ωc-1＞0.6时，x104.27kkcωc-1≤0.6时，x73.54kkc0.54kw0.47t，t，0.83kw0.43式中：k为水泥品种影响系数，普通硅酸盐水泥取1.0，矿渣水泥取1.43，掺粉煤灰硅酸盐水泥取1.56，掺粉煤灰矿渣水泥取1.78，kc，kw分别为水泥用量和水灰比影响系数，kc=（-0.0191C+9.311）×10-3，kw=（9,844wc-1-2.982）×10-3。

5.2.3基于混凝土强度的经验模型

Lesache de Fontenay C研究了混凝土外加剂、混凝土组成和暴露条件对碳化的影响，得到了混凝土强度与碳化深度之间的关系

X[6800(F2825)1.56]t，式中：F28为28d抗压强度9MPa。Smolczyk的经验公式

X250(Rc121Rg2)t，式中：Rg为假定不碳化混凝土的极限强度，Rg=625kg/cm2，Rc为混凝土的抗压强度。

5.2.4基于扩散理论与试验的预测模型

同济大学的张誉等人在Papadakis碳化机理的基础上，推导出碳化深度预测的实用数学模型，然后通过试验验证与修正，得到一个将扩散理论和试验数据结合起来的预测公式

X839kRHkCO2kTkS(1RH)1.1(cc)10.34HDccCCO2t，式中：kRH为环境湿度影响系数，kCO2为环境CO2浓度影响系数,kT为环境温度影响系数, γHD为水泥水化程度修正系数，90d养护取1.0，28d取0.85，γc为水泥品种修正系数，硅酸盐水泥取1.0，其他取1.0为掺合料含量，ks为应力状态影响系数。

5.3预测碳化深度的随机模型

混凝土碳化是个复杂的物理化学过程，由于建筑物所处环境和混凝土本身质量都有很大的随机性，因此混凝土的碳化深度也具有很大的随机性。因此，又有人提出了混凝土碳化的随机模型。

统计研究表明，混凝土的碳化深度服从正态分布，混凝土的一维概率密度函数可以表示为

fx(x,t)12x(t)exp{[xx(t)]2[x(t)]22}，式中：μx(t)为混凝土碳化深度的平均值函数，σx(t)为混凝土碳化深度的标准差函数，t为碳化时间。

混凝土碳化的随机模型

xkmckjkCO2kpkskckft，式中：kmc为计算模式不定随机变量，主要反应碳化模型计算结果与实际测试结果之间的差异，同时也包含其他一些在计算模型中未能考虑的随机因素对混凝土碳化的影响，kj为角部修正系数，角部取1.4，非角部取1.0，kCO2为CO2浓度影响因素，kp为浇注面影响系数，主要考虑混凝土在施工过程中振捣、养护和拆模时间对碳化的影响，对浇注面取1.2，ks为工作应力影响系数，受拉取1.1，受压取1.0，kc为环境因子随机变量，主要考虑环境温度和相对湿度对碳化的影响，kf为混凝土质量影响系数。

6.混凝土碳化的防治措施

6.1碳化混凝土的处理

碳化会对混凝土结构产生很大的危害，对于已碳化或正在碳化的混凝土要根据混凝土的碳化程度进行处理，使之正常服役。

对于碳化程度不同的混凝土的处理方法也不一样，对碳化深度过大，钢筋锈蚀严重，危及结构安全的构件应该进行拆除重建；对于碳化深度小于钢筋保护层厚度的混凝土结构，可以用优质涂料进行封闭处理；对于碳化深度大于钢筋保护层厚度或碳化深度虽然小但是疏松脱落的，应该凿去碳化层，再浇注高强度等级混凝土；对于钢筋锈蚀严重的，应在修补前除锈或加筋。

6.2碳化预防措施

混凝土碳化主要是由于混凝土中碱性物质受到来自外界的酸性CO2 气体的侵蚀后造成的，因而预防混凝土碳化的措施也主要是阻断CO2 入侵混凝土碱性介质的途径。

目前常用的混凝土碳化防护措施主要有以下方面：

6.2.1涂保护层

在混凝土表面涂一层密封层，例环氧基液涂层、聚脲弹性体等，使得混凝土不与空气及水接触，可以有效的防治混凝土的碳化。

6.2.2严格控制水灰比

水灰比小的混凝土水泥浆的组织密实，透气性小，即有较好的抗渗性，因而碳化速度慢。所以在拌制混凝土时，在满足设计要求和施工要求的情况下，尽量降低水灰比，减少用水量，增加密实度，提高混凝土的抗渗性。为此，可掺引气型的高效减水剂，一方面使混凝土内部产生均匀、稳定、互不连通的微小气泡，阻止了CO2的渗透，另一方面也大大减少了混凝土的用水量，增加了混凝土的密实度，提高了抗渗性。

6.2.3严格选材

在选择原料时严格控制原材料的质量，施工时要选择生成Ca(OH)2多的水泥，以减慢混凝土的碳化速度。

6.2.4控制施工质量

混凝土浇筑与养护质量是影响混凝土碳化的重要因素，混凝土浇筑不规范，振捣不密实，以及养护方法不当、养护时间不足，都会造成混凝土内部毛细孔道粗大，使水、空气、侵蚀性化学物质进入混凝土内部，从而加速混凝土的碳化和钢筋腐蚀。严格控制施工质量，可以有效地减缓混凝土碳化速度，提高耐久性。密实度好的混凝土其抗碳化能力也越高。

7.结语

篇3：信号分析与处理读书报告

双语教学和研究性教学是当前教育教学研究的热点之一。结合北京航空航天大学 (简称北航) 《信号分析与处理》双语课程的教学实践, 重点探讨了如何把双语教学与研究性教学两者相结合, 以利于充分发挥两者在课程教学中的优势, 从而较大提高教学质量。

2001年8月, 教育部在《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》中提出:“为适应经济全球化和科技革命的挑战, 本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。对高新技术领域的生物技术、信息技术等专业, 更要先行一步, 力争三年内, 外语教学课程达到所开课程的5%～10%。”教育部本科教学评价方案中也规定, 达到优秀标准的学校, 双语教学的课程要占到8%以上。2004年2月21日, 教育部高教司在其主办的高校双语教学工作研讨会上决定将双语教学开展情况作为高等学校状态数据十项指标之一。

所谓双语教学, 即用非母语进行部分或全部非语言学科的教学, 其实际内涵因国家、地区不同而存在差异。我国及不少亚洲国家和地区正在探索试验的双语教学, 一般是指用英语进行学科教学的一种体系。因此, 目前开始试验推广的双语教学的内涵也应属这一范畴。国际通行的一般意义的双语教育的基本要求是:在教育过程中, 有计划、有系统地使用两种语言作为教学媒体, 使学生在整体学识、两种语言能力以及这两种语言所代表的文化学习及成长上, 均能达到顺利而自然的发展。在这里, 第二种语言是教学的语言和手段而不是教学的内容或科目。

2. 开展《信号分析与处理》双语教学的必要性

北航仪器科学与光电工程学院本科生核心课程《信号分析与处理》采用国外具有代表性和先进性的原版教材为参考书, 并采用双语进行讲授、交流和阶段考核。通过双语教学, 可使学生初步具备离开字典直接阅读专业英文版教材、外文期刊资料的能力;促使学生多渠道、特别是借助互联网, 了解国外本专业最新的学术动态和各种学术观点, 扩大学生的专业视野;有助于学生利用最新的外文资料进行学术研究。我们在进行双语教学探索的同时考虑以下三个因素:

(1) 选择优秀的英文原著作为参考教材;

(2) 培养一批高素质的任课教师, 特别是具有一年以上较长期国外留学经历的青年教师;

(3) 引导学生相互学习和自我学习。

世界各国的教学研究证明, 双语教学能够使学生在学术视野, 认知能力, 口语表达能力, 解决问题的能力, 思维的抽象化和思考的全面性等方面优于其他同龄的非双语学习者, 这种优势有助于他们更好地适应环境和更快地发展。

同时, 国外的一些双语教育实践证明, 双语教育能够比较省时、省力地培养学生的语言能力, 尤其是第二语言的能力。例如, 加拿大法语沉浸式双语教育课程的结果显示, 那些以英语为母语参加课程的学生, 通过七、八年的学校教育, 其法语水平和以法语为母语的学生相差无几。同专门把法语作为一门第二语言而学习的英语为母语的学生相比, 他们的法语水平远远超越后者。香港的一些国际学校的实践结果也可以对此佐证。教学语言对生成语言能力的促进作用由此可窥一斑。

我校教师可以从双语教学的过程中借鉴国外现代的教学理念、先进的教学方法和手段, 更新教育思想, 并与国际人才培养新体系相接轨, 从而实现自身职业的永续发展。学校通过实施双语教学能够拥有一批同时具备语言和学科专业授课能力的优秀双语教师队伍, 有效提高其国际竞争力。此外, 使用双语授课还能够不断提高师资队伍的教学水平及学术水平, 加速教材更新, 起到促进学校专业建设和教学改革的作用。目前, 我国教育正在逐步走向国际化。双语教学既有利于培养具备国际竞争力的本土人才, 又能吸引更多的国际学生, 进而有效地提高我国高等教育的国际竞争力。

3. 开展《信号分析与处理》双语教学的方式

目前北航《信号分析与处理》课程开设在大三, 因为大三学生的外语水平一般都已达到大学英语四、六级水平, 而且对本专业的知识已经有了较为深刻的理解和认识, 而大一、大二的学生英语水平还在提高阶段, 对本专业知识的理解较为浮浅, 大四的学生面临考研、找工作等现实压力。选择在大三学年针对《信号分析与处理》科目开展双语教学是最佳时期。因此, 北航仪器科学与光电工程学院把本科三年级下学期的《信号分析与处理》课程作为双语教学和研究性教学的试点课程之一。另外, 北航的大学英语开设在一、二年级, 大三时学生普遍已有了较好的英语基础。双语教学可延续英语的学习, 符合大学英语四年连续学习的指导方针, 对英语的掌握可起到一定的促进和提高的作用。而且可在基础英语学习之后, 将学生的英语学习兴趣转移到自己的专业上来。学生也基本上完成了专业基础课和专业主干课程的学习, 具备了相应的专业基础知识, 正是学生渴望探究科学原理过程的时候, 此时进行研究性教学也是最佳时机。

北航的《信号分析与处理》双语教学的方式主要采用以下方式进行:

(1) 渗透型双语教学

渗透型双语教学, 是在正常教授《信号分析与处理》课程中适当穿插使用英语。这种方法主要在授课初期和本科教学时使用, 因学生的英语水平有限, 作为双语教学的过渡, 教师在讲授中使用一些常规的英语课堂用语, 或是用英语讲解一些名词术语, 并辅以中文解说。

(2) 穿插型双语教学

穿插型双语教学, 交替使用中英文两种语言教授《信号分析与处理》。在讲授过程中, 根据教材的难易和学生的接受能力, 较难的部分以中文讲授为主, 在学生理解专业知识的基础上适当用英文作为补充解释;在学生较易接受的部分, 主要以英文讲授为主, 适当加以汉语解释和说明。

4.《信号分析与处理》双语教学的结果分析

北航的《信号分析与处理》课程由具有丰富国外研究经历的教授和讲师担任任课教师。在授课过程中, 任课教师首先介绍本节课的主要内容、重点难点, 然后, 再结合实例详细讲解每一个知识点。知识点讲授完后, 进行提问或者给出若干思考题目供大家思考、讨论。国外教学模式和我国教学模式有着一定的区别, 由于我们的学生是刚刚开始接触部分、全英文授课, 需要根据学生和课程的特点, 选择适合的教学模式和方法。

双语教学的目的在于提高学生利用英文获取新知识、新技能的能力, 使学生通过广泛的英文阅读接触国际上本专业或相关领域最新的科技发展动态, 因此, 教师必须对专业发展现状有很好的把握, 对专业发展前沿有深刻的了解。

在推行双语课的初期, 选择双语课的学生可能会对期末考试有一定顾虑, 由于我校初步探索双语教学的方式, 我们认为以提高学生的综合素质为最终教学目的是必要的。因此, 双语课的期末考试可以采用英汉并用的形式, 每一道题既有英语形式又有汉语形式, 而学生答题时既可以选择英语也可以选择汉语, 这既解决了学生的语言障碍, 又体现了双语教学。初期过后在对学生的双语学习评价方面, 可以从技能考核和学科考试两方面进行。其中技能考核包括英语书写的听课、读书笔记、课前对话演讲、原版教材课外阅读和积累情况、实践能力等;对于学科考试, 期末教师可制定开卷考试试题, 可查看外文资料、字典等工具书, 内容可有用英文解释名词、写出关键词、简答题等。这种开放性的考试方法和多元化的评价形式, 再加上科学化的阅卷等手段加强了对学生学习过程的评价。

在课堂上, 对于教师的提问学生要用英语作答。这样, 一方面培养学生对专业内容用英语思维的能力, 另一方面, 教师也能够及时地了解学生的学习状况, 不断地调整教学方法。在讲完每一节的内容之后布置相应的作业题, 要求部分作业用英语作答。同时, 要求学生善于学习教材上对问题描述的方式, 将其应用到自己作业解答中去, 进而提高英文写作的能力。

指定一些相关教材的内容让学生去阅读, 写读书摘要。摘要不是对其中的内容简单地摘抄, 而是用自己的语言 (英语) 进行简明扼要的复述。注重课堂总结和课后阅读相结合, 譬如英文文献的翻译阅读, 学会检索相关领域的文献。相信, 随着计算机技术的迅猛发展和日益普及, 双语教学的探索与实践可为工科大学生的毕业设计以及将来走向社会奠定较宽广的专业基础知识。

在条件容许的情况下, 我们推荐学生做与他们所学专业相关的国际学术会议的志愿者, 熟悉国际会议的组织程序, 通过与参加国际会议的专家进行交谈, 了解各专家的研究方向, 了解与会议相关主题的发展动态, 熟悉国际会议文章的一些写作特点, 感受应用英语进行学术交流的氛围和乐趣。实践证明, 通过上述形式多样的训练方式, 学生的专业英语阅读能力、专业英语语言表达能力和专业知识水平在实践中逐步提高。为进入研究生阶段更好的快速融入科研生活做好充分的准备。

5.《信号分析与处理》双语教学的未来发展

我校的《信号分析与处理》双语教学正处于探索与实践的初期阶段, 我们仍然面临以下几点问题:

(1) 提高教师队伍的英语授课能力。我们的授课教师选择的是具有国外研究背景的教授和讲师, 但是作为一名大学教师, 需要进一步揣摩大学生的英语接受能力, 了解18岁到22岁学生的英语基础。既要学生们能够学习《信号分析与处理》的学科知识, 又可以进一步提高他们的英语综合水平。

(2) 消除学生对双语教学的紧张情绪和厌烦心理。作为非母语的授课方式, 绝大多数同学可能在初期会产生紧张情绪, 或者是厌烦心理。我们的教学目的以《信号分析与处理》课程的教学内容和任务为主, 英语学习能力的提高为辅。不过分强调英语考核, 做到既能考察学生学习的情况, 又能让大家不会为考试而学英语, 从而避免把专业课的双语教学推向英语课的一边。

(3) 选择双语教学中的听说读写中的重要性排序, 目前以我们的教学结果分析来看, 教学中阅读能力是很重要的环节, 本科学生面临着继续深造和毕业工作的双重选择。研究生的自我学习能力中, 很大一部分包含了英文材料的阅读和理解, 这是研究型工作的基础部分。毕业工作的同学同样面临着要求从事研究、开发等工作, 能够用英语熟练地检索、阅读、理解有关的理论、方法以及各种手册, 并能用英语娴熟地撰写比较地道的学术论文、技术报告和文档。综上所述, 我们在教学中以阅读能力的提高为首要工作任务。

6. 结语

《信号分析与处理》作为双语课程来开设, 本身也是专业课程教学的一个改革。在此基础上, 为了培养符合科技发展、社会需要的复合型人才, 我们的双语课程教学也要不断改进教学理念、教学模式和教学方法, 在探索中前进, 在摸索中提高。自2007年以来, 我们通过不断努力和改革, 逐步提高双语教学的教学效果。当然我们的教学还存在许多有待改进之处, 需要在以后的工作中不断探索和提高。未来几年, 双语教学将是我校教学改革的重要内容之一。我们坚信, 在学校领导以及其它相关部门的大力支持下, 在全体师生的共同努力下, 《信号分析与处理》双语教学终将成为我校教学改革中一道亮丽的风景线, 为我校培养出更多全面发展的复合型、国际型人才。

摘要：依据北京航空航天大学《信号分析与处理》课程教改内容, 本文针对工科院校核心专业课程的双语教学进行了初步探讨。论述了开展《信号分析与处理》课程双语教学的必要性, 分析了北京航空航天大学《信号分析与处理》双语教学的方式, 结合教学内容, 论述了双语教学的结果。针对仍然存在的问题, 对《信号分析与处理》课程双语教学的进一步发展进行了展望。

篇4：信号分析与处理读书报告

关键词:双语教学;信号分析与处理;课程改革

1.前言

双语教学和研究性教学是当前教育教学研究的热点之一。结合北京航空航天大学(简称北航)《信号分析与处理》双语课程的教学实践,重点探讨了如何把双语教学与研究性教学两者相结合,以利于充分发挥两者在课程教学中的优势,从而较大提高教学质量。

2001年8月,教育部在《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》中提出:“为适应经济全球化和科技革命的挑战,本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。对高新技术领域的生物技术、信息技术等专业,更要先行一步,力争三年内,外语教学课程达到所开课程的5%～10%。”教育部本科教学评价方案中也规定,达到优秀标准的学校,双语教学的课程要占到8%以上。2004年2月21日,教育部高教司在其主办的高校双语教学工作研讨会上决定将双语教学开展情况作为高等学校状态数据十项指标之一。

所谓双语教学,即用非母语进行部分或全部非语言学科的教学,其实际内涵因国家、地区不同而存在差异。我国及不少亚洲国家和地区正在探索试验的双语教学,一般是指用英语进行学科教学的一种体系。因此,目前开始试验推广的双语教学的内涵也应属这一范畴。国际通行的一般意义的双语教育的基本要求是:在教育过程中,有计划、有系统地使用两种语言作为教学媒体,使学生在整体学识、两种语言能力以及这两种语言所代表的文化学习及成长上,均能达到顺利而自然的发展。在这里,第二种语言是教学的语言和手段而不是教学的内容或科目。

2.开展《信号分析与处理》双语教学的必要性

北航仪器科学与光电工程学院本科生核心课程《信号分析与处理》采用国外具有代表性和先进性的原版教材为参考书,并采用双语进行讲授、交流和阶段考核。通过双语教学,可使学生初步具备离开字典直接阅读专业英文版教材、外文期刊资料的能力;促使学生多渠道、特别是借助互联网,了解国外本专业最新的学术动态和各种学术观点,扩大学生的专业视野;有助于学生利用最新的外文资料进行学术研究。我们在进行双语教学探索的同时考虑以下三个因素:

(1)选择优秀的英文原著作为参考教材;

(2)培养一批高素质的任课教师,特别是具有一年以上较长期国外留学经历的青年教师;

(3)引导学生相互学习和自我学习。

世界各国的教学研究证明,双语教学能够使学生在学术视野,认知能力,口语表达能力,解决问题的能力,思维的抽象化和思考的全面性等方面优于其他同龄的非双语学习者,这种优势有助于他们更好地适应环境和更快地发展。

同时,国外的一些双语教育实践证明,双语教育能够比较省时、省力地培养学生的语言能力,尤其是第二语言的能力。例如,加拿大法语沉浸式双语教育课程的结果显示,那些以英语为母语参加课程的学生,通过七、八年的学校教育,其法语水平和以法语为母语的学生相差无几。同专门把法语作为一门第二语言而学习的英语为母语的学生相比,他们的法语水平远远超越后者。香港的一些国际学校的实践结果也可以对此佐证。教学语言对生成语言能力的促进作用由此可窥一斑。

我校教师可以从双语教学的过程中借鉴国外现代的教学理念、先进的教学方法和手段,更新教育思想,并与国际人才培养新体系相接轨,从而实现自身职业的永续发展。学校通过实施双语教学能够拥有一批同时具备语言和学科专业授课能力的优秀双语教师队伍,有效提高其国际竞争力。此外,使用双语授课还能够不断提高师资队伍的教学水平及学术水平,加速教材更新,起到促进学校专业建设和教学改革的作用。目前,我国教育正在逐步走向国际化。双语教学既有利于培养具备国际竞争力的本土人才,又能吸引更多的国际学生,进而有效地提高我国高等教育的国际竞争力。

3.开展《信号分析与处理》双语教学的方式

目前北航《信号分析与处理》课程开设在大三,因为大三学生的外语水平一般都已达到大学英语四、六级水平,而且对本专业的知识已经有了较为深刻的理解和认识,而大一、大二的学生英语水平还在提高阶段,对本专业知识的理解较为浮浅,大四的学生面临考研、找工作等现实压力。选择在大三学年针对《信号分析与处理》科目开展双语教学是最佳时期。因此,北航仪器科学与光电工程学院把本科三年级下学期的《信号分析与处理》课程作为双语教学和研究性教学的试点课程之一。另外,北航的大学英语开设在一、二年级,大三时学生普遍已有了较好的英语基础。双语教学可延续英语的学习,符合大学英语四年连续学习的指导方针,对英语的掌握可起到一定的促进和提高的作用。而且可在基础英语学习之后,将学生的英语学习兴趣转移到自己的专业上来。学生也基本上完成了专业基础课和专业主干课程的学习,具备了相应的专业基础知识,正是学生渴望探究科学原理过程的时候,此时进行研究性教学也是最佳时机。

北航的《信号分析与处理》双语教学的方式主要采用以下方式进行:

(1)渗透型双语教学

渗透型双语教学,是在正常教授《信号分析与处理》课程中适当穿插使用英语。这种方法主要在授课初期和本科教学时使用,因学生的英语水平有限,作为双语教学的过渡,教师在讲授中使用一些常规的英语课堂用语,或是用英语讲解一些名词术语,并辅以中文解说。

(2)穿插型双语教学

穿插型双语教学,交替使用中英文两种语言教授《信号分析与处理》。在讲授过程中,根据教材的难易和学生的接受能力,较难的部分以中文讲授为主,在学生理解专业知识的基础上适当用英文作为补充解释;在学生较易接受的部分,主要以英文讲授为主,适当加以汉语解释和说明。

4.《信号分析与处理》双语教学的结果分析

北航的《信号分析与处理》课程由具有丰富国外研究经历的教授和讲师担任任课教师。在授课过程中,任课教师首先介绍本节课的主要内容、重点难点,然后,再结合实例详细讲解每一个知识点。知识点讲授完后,进行提问或者给出若干思考题目供大家思考、讨论。国外教学模式和我国教学模式有着一定的区别,由于我们的学生是刚刚开始接触部分、全英文授课,需要根据学生和课程的特点,选择适合的教学模式和方法。

双语教学的目的在于提高学生利用英文获取新知识、新技能的能力,使学生通过广泛的英文阅读接触国际上本专业或相关领域最新的科技发展动态,因此,教师必须对专业发展现状有很好的把握,对专业发展前沿有深刻的了解。

在推行双语课的初期,选择双语课的学生可能会对期末考试有一定顾虑,由于我校初步探索双语教学的方式,我们认为以提高学生的综合素质为最终教学目的是必要的。因此,双语课的期末考试可以采用英汉并用的形式,每一道题既有英语形式又有汉语形式,而学生答题时既可以选择英语也可以选择汉语,这既解决了学生的语言障碍,又体现了双语教学。初期过后在对学生的双语学习评价方面,可以从技能考核和学科考试两方面进行。其中技能考核包括英语书写的听课、读书笔记、课前对话演讲、原版教材课外阅读和积累情况、实践能力等;对于学科考试,期末教师可制定开卷考试试题,可查看外文资料、字典等工具书,内容可有用英文解释名词、写出关键词、简答题等。这种开放性的考试方法和多元化的评价形式,再加上科学化的阅卷等手段加强了对学生学习过程的评价。

在课堂上,对于教师的提问学生要用英语作答。这样,一方面培养学生对专业内容用英语思维的能力,另一方面,教师也能够及时地了解学生的学习状况,不断地调整教学方法。在讲完每一节的内容之后布置相应的作业题,要求部分作业用英语作答。同时,要求学生善于学习教材上对问题描述的方式,将其应用到自己作业解答中去,进而提高英文写作的能力。

指定一些相关教材的内容让学生去阅读,写读书摘要。摘要不是对其中的内容简单地摘抄,而是用自己的语言(英语)进行简明扼要的复述。注重课堂总结和课后阅读相结合,譬如英文文献的翻译阅读,学会检索相关领域的文献。相信,随着计算机技术的迅猛发展和日益普及,双语教学的探索与实践可为工科大学生的毕业设计以及将来走向社会奠定较宽广的专业基础知识。

在条件容许的情况下,我们推荐学生做与他们所学专业相关的国际学术会议的志愿者,熟悉国际会议的组织程序,通过与参加国际会议的专家进行交谈,了解各专家的研究方向,了解与会议相关主题的发展动态,熟悉国际会议文章的一些写作特点,感受应用英语进行学术交流的氛围和乐趣。实践证明,通过上述形式多样的训练方式,学生的专业英语阅读能力、专业英语语言表达能力和专业知识水平在实践中逐步提高。为进入研究生阶段更好的快速融入科研生活做好充分的准备。

5.《信号分析与处理》双语教学的未来发展

我校的《信号分析与处理》双语教学正处于探索与实践的初期阶段,我们仍然面临以下几点问题:

(1)提高教师队伍的英语授课能力。我们的授课教师选择的是具有国外研究背景的教授和讲师,但是作为一名大学教师,需要进一步揣摩大学生的英语接受能力,了解18岁到22岁学生的英语基础。既要学生们能够学习《信号分析与处理》的学科知识,又可以进一步提高他们的英语综合水平。

(2)消除学生对双语教学的紧张情绪和厌烦心理。作为非母语的授课方式,绝大多数同学可能在初期会产生紧张情绪,或者是厌烦心理。我们的教学目的以《信号分析与处理》课程的教学内容和任务为主,英语学习能力的提高为辅。不过分强调英语考核,做到既能考察学生学习的情况,又能让大家不会为考试而学英语,从而避免把专业课的双语教学推向英语课的一边。

(3)选择双语教学中的听说读写中的重要性排序,目前以我们的教学结果分析来看,教学中阅读能力是很重要的环节,本科学生面临着继续深造和毕业工作的双重选择。研究生的自我学习能力中,很大一部分包含了英文材料的阅读和理解,这是研究型工作的基础部分。毕业工作的同学同样面临着要求从事研究、开发等工作,能够用英语熟练地检索、阅读、理解有关的理论、方法以及各种手册,并能用英语娴熟地撰写比较地道的学术论文、技术报告和文档。综上所述,我们在教学中以阅读能力的提高为首要工作任务。

6.结语

篇5：《信号分析与处理》教案

课程名称 ：信号分析与处理

本章节授课内容：绪论（信号概述）

教学日期 授课教师姓名：李歧强

职称：教授

授课对象：自动化09级

授课时数：3 教材名称及版本：信号分析与处理

杨西侠、柯晶编著

授课方式（讲课√

实验

实习

设计）

本单元或章节的教学目的与要求

本章主要介绍有关信号的基本概念 —— 信号、信号的分类，并介绍信号分析和信号处理的相关知识。

要求学生掌握信号、信息的概念及其相关之间的关系，理解信号分析和信号处理的概念。

授课主要内容及学时分配（2学时）

1．1 信号 1．2 信号的分类 1．3 信号分析与处理

辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示教等）多媒体课件

主要外语词汇

signal, periodic signal, nonperiodic signal, digital signal, analog signal, signal process

参考教材（资料）

1.周浩敏．信号处理技术基础．北京：航空航天大学出版社，2001

2.郑君里，应启绗，杨为理．信号与系统（第二版）．北京：高等教育出版社，2000 3．Oppenheim A V, Willsky A S with Nawab S H.Signals and Systems(Second Edition).Prentic Hall,1999（清华大学出版社影印本）

4．Orfanidis S.J.Introduction to Signal Processing.Prentic Hall International,Inc,1996（清华大学出版社影印本）

5．陈行禄，秦永年．信号分析与处理．北京：航空航天大学出版社，1992 6．徐守时．信号与系统理论、方法和应用．合肥：中国科技大学出版社，1999

山东大学授课教案

课程名称 ：信号分析与处理

本章节授课内容：模拟信号的频谱分析

教学日期 授课教师姓名：李歧强

职称：教授

授课对象：自动化09级

授课时数：12 教材名称及版本：信号分析与处理

杨西侠、柯晶编著

授课方式（讲课√

实验

实习

设计）

本单元或章节的教学目的与要求

模拟信号分析是信号分析的基本内容之一，也是本课程的最基础部分。通过对模拟信号的频谱分析，掌握信号频谱的概念以及周期信号，非周期信号和抽样信号频谱特点，为离散信号的分析打下良好的基础。

要求学生掌握周期信号，非周期信号和抽样信号频谱分析方法，理解与掌握周期信号，非周期信号和抽样信号频谱特点。

授课主要内容及学时分配（12学时）

（2学时）2．1 连续时间信号的时域分析

（4学时）2．2 周期信号的频谱分析——傅里叶级数（4学时）2．3 非周期信号的频谱分析——傅里叶变换（2学时）2．4 抽样信号的傅里叶变换

重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）

1）掌握与理解频谱的基本概念。

2）掌握周期信号的频谱分析方法以及特点。（重点、难点）3）掌握非周期信号的频谱分析方法以及特点。（重点、难点）4）了解周期信号傅里叶级数和傅里叶变换的联系与区别。5）掌握抽样信号的傅里叶变换。

主要外语词汇

signal, periodic signal, nonperiodic signal, digital signal, analog signal, step signal, impulse signal, sine signal, cosine signal, rectangular pulse signal, complex exponential signal, Fourier analysis, Fourier transform, Fourier series, Fourier coefficient, spectrum density, amplitude spectrum, phase spectrum, complex spectrum.辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示教等）多媒体课件

复习思考题

2-1 2-2 2-3 2-4 2-5

2-6 2-7 2-8 2-9 2-10 2-11 2-12 2-13 2-14 2-15 2-16 2-17 2-18

参考教材（资料）

1.周浩敏．信号处理技术基础．北京：航空航天大学出版社，2001

2.郑君里，应启绗，杨为理．信号与系统（第二版）．北京：高等教育出版社，2000 3．Oppenheim A V, Willsky A S with Nawab S H.Signals and Systems(Second Edition).Prentic Hall,1999（清华大学出版社影印本）

4．Orfanidis S.J.Introduction to Signal Processing.Prentic Hall International,Inc,1996（清华大学出版社影印本）

5．陈行禄，秦永年．信号分析与处理．北京：航空航天大学出版社，1992 6．徐守时．信号与系统理论、方法和应用．合肥：中国科技大学出版社，1999

山东大学授课教案

课程名称 ：信号与系统

本章节授课内容：离散信号分析

教学日期 授课教师姓名：李歧强

职称：教授

授课对象：自动化09级

授课时数：10 教材名称及版本：信号分析与处理

杨西侠、柯晶编著

授课方式（讲课√

实验

实习

设计）

本单元或章节的教学目的与要求

离散信号分析是数字信号处理的基本内容之一，也是本课程的重点。通过对信号的频谱分析，掌握信号特征，以便对信号作进一步处理，达到提取有用信号的目的。

要求学生掌握离散信号分析方法，注重DTFT，DFS，DFT的基本概念，以及它们的区别与联系，熟悉FFT算法原理。

授课主要内容及学时分配（10学时）

（1学时）3．1 离散时间信号——序列（1学时）3．2 序列的z变换（1学时）3．3 序列的傅里叶变换（1学时）3．4 离散傅里叶级数（DFS）（2学时）3．5 离散傅里叶变换（DFT）（2学时）3．6 快速傅里叶变换（FFT）（2学时）3．7 离散傅里叶变换的应用

重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）

1）掌握与熟悉DTFT，DFS，DFT的基本概念。（重点）2）掌握DTFT，DFS，DFT的区别与联系。（重点、难点）3）熟悉FFT算法原理，正确绘制FFT运算蝶形图。4）了解DFT的应用。

主要外语词汇

discrete time signal, sequence, discrete time Fourier transform, discrete Fourier transform, discrete Fourier series, principal value sequence, convolution sum, bit-reversal, butterfly flow graph

辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示教等）多媒体课件

复习思考题

3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 3-8 3-9 3-10 3-11 3-12 3-13 3-14 3-15 3-16 3-17 3-18

参考教材（资料）

1.周浩敏．信号处理技术基础．北京：航空航天大学出版社，2001

2.郑君里，应启绗，杨为理．信号与系统（第二版）．北京：高等教育出版社，2000 3．Oppenheim A V, Willsky A S with Nawab S H.Signals and Systems(Second Edition).Prentic Hall,1999（清华大学出版社影印本）

4．Orfanidis S.J.Introduction to Signal Processing.Prentic Hall International,Inc,1996（清华大学出版社影印本）

5．陈行禄，秦永年．信号分析与处理．北京：航空航天大学出版社，1992 6．程佩青．数字信号处理教程（第二版）．北京：清华大学出版社，2001 7．陈怀琛．数字信号处理教程——MATLAB释义现实现．北京：电子工业出版社，2004

山东大学授课教案

课程名称 ：信号与系统

本章节授课内容：模拟滤波器的设计

教学日期 授课教师姓名：李歧强

职称：教授

授课对象：自动化09级

授课时数：6 教材名称及版本：信号分析与处理

杨西侠、柯晶编著

授课方式（讲课√

实验

实习

设计）

本单元或章节的教学目的与要求

信号处理中最广泛的应用是滤波。数字滤波器的设计是数字信号处理中最基本的技术之一。但是某些数字滤波器实质上是对模拟滤波器的模仿。通过本章的学习，了解模拟滤波器的基本概念和设计原理，为数字滤波器的学习打下基础。

要求学生掌握与理解模拟滤波器的基本概念及设计方法，掌握Butterworth 和Chebyshev模拟滤波器的设计。

授课主要内容及学时分配（6学时）

（2学时）

4．1 模拟滤波器的基本概念及设计方法（4学时）

4．2 模拟滤波器的设计

重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）

1）掌握与理解模拟滤波器的基本概念及设计方法。（重点）

2）掌握Butterworth 和Chebyshev模拟滤波器的设计。（重点、难点）3）了解频率变换法设计高通、带通和带阻滤波器的方法。

主要外语词汇

filter, Butterworth approximation, Chebyshev approximation , ideal low-pass filter, system function.辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示教等）多媒体课件

复习思考题 4-1 4-2 4-3 4-4

参考教材（资料）

1.周浩敏．信号处理技术基础．北京：航空航天大学出版社，2001 2．郑君里，应启绗，杨为理．信号与系统．北京：高等教育出版社，2000 3．Oppenheim A V, Willsky A S with Nawab S H.Signals and Systems(Second Edition).Prentic Hall,1999（清华大学出版社影印本）

4．Orfanidis S.J.Introduction to Signal Processing.Prentic Hall International,Inc,1996（清华大学出版社影印本）

5．陈行禄，秦永年．信号分析与处理．北京：航空航天大学出版社，1992 6．程佩青．数字信号处理教程（第二版）．北京：清华大学出版社，2001 7．陈怀琛．数字信号处理教程——MATLAB释义现实现．北京：电子工业出版社，2004

山东大学授课教案

课程名称 ：信号与系统

本章节授课内容：数字滤波器的设计

教学日期 授课教师姓名：李歧强

职称：教授

授课对象：自动化09级

授课时数：10 教材名称及版本：信号分析与处理

杨西侠、柯晶编著

授课方式（讲课√

实验

实习

设计）

本单元或章节的教学目的与要求

数字滤波器是数字信号处理中最重要的基本内容之一，通过本章的学习，了解数字滤波器的基本概念并掌握IIR和FIR的原理及设计方法。

授课主要内容及学时分配（10学时）

（1学时）5．1 基本概念

（3学时）5．2 IIR数字滤波器设计

（4学时）5．3 FIR数字滤波1 基本概念器设计（2学时）5．4数字滤波器的2 IIR数字滤波实现 3 FIR数字滤波

重点、难点及对学生的要求（掌握4数字滤波器的、熟悉、了解、自学）

1）掌握与理解数字滤波器的基本概念及设计方法。（重点）2）掌握IIR 和FIR模拟滤波器的设计。（重点、难点）3）了解数字滤波器的实现。

主要外语词汇

digital filter, impulse invariance, bilinear transformation, window function, finite impulse response(FIR), infinite impulse response(IIR), recursive digital filter, nonrecursive digital filter.辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示教等）多媒体课件

复习思考题

5-1 5-2

5-3

5-4

5-5

5-6

5-7 5-8 5-9 5-10 5-11

参考教材（资料）

1.周浩敏．信号处理技术基础．北京：航空航天大学出版社，2001 2．郑君里，应启绗，杨为理．信号与系统．北京：高等教育出版社，2000 3．Oppenheim A V, Willsky A S with Nawab S H.Signals and Systems(Second Edition).Prentic Hall,1999（清华大学出版社影印本）

4．Orfanidis S.J.Introduction to Signal Processing.Prentic Hall International,Inc,1996（清华大学出版社影印本）

篇6：信号分析与处理读书报告

《信号分析与处理》考试大纲

课程名称：信号分析与处理

一、考试的总体要求

掌握连续和离散信号与系统的基本知识，连续和离散信号与系统的时域及变换域分析方法，信号的抽样与恢复，信号的调制与解调，系统的状态变量分析。

二、考试的内容

1.信号与系统的基础知识：信号和系统的概念及分类；信号的基本运算及典型信号的定义和性质；系统性质的判定。

2.连续时间系统的时域分析：线性系统微分方程式的建立与求解；系统全响应的自由响应和强迫响应分解形式；零输入响应和零状态响应；系统的单位冲激响应和单位阶跃响应的概念及求解；信号的时域分解和卷积积分的定义、性质、计算；卷积积分法求解线性时不变系统的零状态响应。

3.信号与系统的变换域分析：Fourier级数和Fourier变换的求解方法及基本性质；周期、非周期信号的频谱；运用Fourier分析方法对信号进行频谱分析；信号的抽样与恢复；Laplace变换定义、收敛域；Laplace变换的性质、Laplace逆变换；系统函数的定义、意义、求法与应用；系统函数的零、极点分布与系统特性的关系；系统的稳定性；连续离散时间系统的复频域框图与流图描述形式；任意信号激励下系统的稳态响应；信号的无失真传输和理想低通滤波器；系

统调制和解调的原理与实现；拉普拉斯变换在线性系统分析中的应用。

4.线性离散时间系统的分析：离散时间信号的表示、性质、运算及卷积和；线性离散时间系统的建模、分析；离散时间系统的单位响应；离散时间系统的零状态响应、零输入响应和全响应；Z变换定义、收敛域；Z变换与拉普拉斯变换的关系；Z变换的性质、Z逆变换；离散系统的Z变换分析；离散系统的系统函数；掌握离散时间系统的时域和Z域框图与流图描述形式；

5.系统的状态变量分析：状态、状态变量、状态矢量的概念；状态方程和输出方程的建立。

三、考试的题型