刘 辉,王新辉,谢明华

(长沙大学电子与通信工程系,湖南长沙 410003)

电工、电子与信息类专业高教自考实践环节考核的探索＊

刘 辉,王新辉,谢明华

(长沙大学电子与通信工程系,湖南长沙 410003)

实践性环节考核是自学考试计划中不可缺少的重要组成部分,针对电工、电子与信息类专业自考实践环节考核中存在的问题,结合自考教育“以考促学”的特点,从改革实践环节考核内容,利用仿真技术开发设计性、综合性实验,加强实践性教学、提高毕业设计质量等方面对搞好电工、电子与信息类专业自考实践环节考核管理进行了探讨.

电工、电子与信息类专业;自学考试;实践环节考核;仿真技术

按照我国高等教育自学考试专业目录,电工、电子与信息类本科专业包括工业自动化、电力系统及自动化、电子工程、通信工程、计算机科学与技术、电子科学与技术和汽车电子等专业.这些专业的大多数课程具有较强的实践性.因此,提高实践环节教学质量,加强实践性环节考核,对培养高质量的电工、电子与信息类人才具有重要意义.

本文针对电工、电子与信息类专业高教自考实践环节考核中存在的问题,从改革实践环节考核内容、利用计算机仿真技术来加强实践性教学和提高毕业设计质量等方面,对实践性环节教学与考核管理进行探索,促进考生工程实践能力的全面提高.

1 实践环节考核在高教自考教育中的重要性

高等教育自学考试是为社会主义建设培养技能型和应用型人才,工科类专业实践性环节考核,是自学考试教育中的重要教学环节,占有重要地位和突出的作用.

1.1 实践环节考核对培养应用型人才的重要性

电工、电子与信息类专业各门课程 (包括:电路、电子技术基础、信号与系统、单片机原理等)是实践性很强的课程,实践环节是其不可缺少的一个部分.这些专业培养的考生面向的对象是工厂、企业或公司的设备和设施,是工作现场的仪表、仪器等设备的正常运行、维护和管理,要求考生掌握学科领域所必需电工、电子、信息、控制与计算机的基础理论,受过较好的实验研究和工程设计与实践训练,具备较强的实际操作能力以及解决实际问题的能力.因此,实践能力的培养是工科专业高等教育自学考试培养应用型人才的一个重要环节.为了实现培养目标,要通过实验、实习、课程设计和毕业设计等形式,强化技能训练,培养考生的工程实践能力和应用能力.考试管理部门不仅要重视理论知识的考核,更要采取一些针对性的切实措施来加强实践环节考核力度,提高自考生的实践能力,促进所学专业知识和专业技能的紧密结合,才能使其成为既有扎实的专业理论知识又有较强的实践能力的应用型人才.

1.2 实践环节考核对考生实践能力培养的重要性

实践环节考核是根据自学考试专业规格要求和课程考试目标,对考生进行基本技能及运用所学知识分析和解决实际问题能力的考核.其目的是检查考生对专业基本技能的掌握情况,对专业技能的培养和提高有着至关重要的作用.通过实践性环节的考核不仅能使考生更全面、系统地掌握本专业的基本技能,而且还能加深对所学理论知识的理解和巩固.只有加强自学考试的实践性环节考核,注重实践性环节考核的方法与质量,重视和加强对实践性环节考核的管理,充分发挥实践性环节考核的作用,才能培养考生运用理论知识分析解决实际问题的专业技能和独立工作的实际能力,引导各助学单位注重实践环节教学管理中的训练,促使考生更加重视实践能力的培养、锻炼在实践中学习的能力,从而提高考生的工程实践能力和应用能力.

2 高教自考实践环节考核工作中存在的主要问题

2.1 对实践性环节考核的重要性认识不高,重视程度不够

一方面,许多自考考生是冲着一张学历文凭来学习的,他们的定位是保证最大限度地通过国家考试,因而在日常学习中将主要精力放在了理论课程的考试上,轻视实践性环节考核和学习,对实践环节学习的重要性认识不足.

另一方面,自学考试机构本身一般没有实验室及实验设备,实践环节的实施基本上是在主考的高等学校内进行.由于主考学校普通本科生、研究生的扩招,实验室建设相对滞后,导致因自身硬件条件不足而对自学考试实验实习、实验辅导教学、实践环节等考核抓得不紧,重视不够.有些主考学校对实践性环节考核没有提高到与理论考核同等的重视程度,主要表现在学校对实践性环节考核标准、考核办法不严格的执行,有的放宽标准,甚至只要交了钱就可以过关,致使实践性环节考核基本流于形式.

2.2 理论课程学习和相应实践性课程的学习脱节

由于学员分散,难以集中,自考生平时主要靠自学或社会助学学习理论课程,很难有进行实践课程学习的条件和机会,致使理论知识不能够得到即时的验证和深化.再者,一些自学考试专业考核大纲中规定实践性环节考核课程必须在相应理论课程考核通过后才能进行,这势必造成理论课程的学习和实践课程学习的脱节.实践课程的学习严重滞后于理论课程的学习,不利于两类课程的相互促进,直接影响到理论课程和实践课程的学习效果,从而影响人才的培养质量.

2.3 考核方法与自学考试的特殊性脱节

目前自学考试实践考核的测试是按普通高校的模式设计的,忽视了自考生在年龄层次和知识结构上的参差不齐,没有区别对待不同情况的考生群体,没有针对自考生量身定制的实践考核的教材,忽视了通过实践考核提高自考生理论基础和实践能力的独特性.对于电工、电子与信息类专业,目前的实验设备大多采用以实验模块为基本单元的成套实验台或实验箱形式.比如:电工电路实验台、电子技术实验箱、自动控制实验箱以及单片机原理实验箱等等.这样的实验设备美观大方,便于管理,安全易用.然而在这样的实验设备上,考生看到的是一个个画好的元件符号,做实验时,考生所要做的就是按图插上导线,检查接线,做出结果并记录.从这样的设备上考生学到的仍然是书本上的元器件符号,而不知道具体元件是什么样,对考生动手能力和专业技能的培养与提高帮助不大.

3 加强电工、电子与信息类专业实践环节考核的探索

3.1 合理设置专业课程,制定适合自考特点的实践环节考核大纲

在专业课程的设置上,必须以能力培养为中心,理论知识应该以够用为度,强化实践能力考核,加大实践性环节的比重.

制定明确的考核大纲,使考生能清晰地理解考核内容和要求,对于考生起着重要的引导和促进作用.主考院校在明确界定不同专业考生应具备的能力结构的前提下,应对实践教学环节的性质、目的、任务、要求、时间分配和考核办法进行规范的制度建设,制定出系统化的教学计划和实践环节考核大纲.在此基础上,各专业还应围绕专业特点,制定出细化的实施方案.

3.2 对实践环节考核内容进行改革,侧重考核考生实践能力

整合电气、电子与信息类各专业的实践教学环节,实现实践教学与考核内容体系的整体优化.开展形式多样的实践教学与考核形式,对实验性较强的课程按实验教学的认识规律,从加强应用能力培养和技术训练的角度出发,单独开设实践环节教学.在考核内容上注重实践性和创新性,在考核方式上实行教考并行与灵活互动,在考核评分上实行实验思路、过程与结果结合的综合评判,重在将所学理论与实验内容有机地结合,并用掌握的理论深入分析实验现象和结果.考核内容要充分体现专业特点,对于电力系统及自动化专业侧重考核与电力系统 (发电厂、变电站、配电室、大型自动化设备)有关的系统运行、自动控制等内容,而电子工程专业则重点考核与各类电子设备和信息系统有关的设计、应用等内容.同时还适当增加反映电气信息领域最新进展的新技术,有利于提高考生应用所学理论解决实践问题的能力和创新拓展精神.

3.3 强化实践环节教学,增加考生进行综合实践的机会

3.3.1 充分利用主考学校的师资力量和实验设施

目前,实践环节考核大都由主考院校承担.主考院校在师资力量和实验设施等方面占有得天独厚的优势,而广大自考生只在实践课考前的突击性训练和实践课考核中能够有机会接触和利用,时间少之又少.除此以外,自考生几乎没有任何机会到主考院校的实验室进行相关技能的训练.作为主考院校,应把自考生作为一类特殊的考生群体来对待,纳入到本校正常的教学计划中,让他们与普通全日制在校生一样享有学校各种教育资源的权利,与自考专业相关的实验室全方位向自考生开放,以增加自考生进行实践课程训练和专业技能综合训练的机会,提高自身的实践能力.

3.3.2 在实践教学环节中引入仿真技术

目前适用于电气、电子与信息类专业实践教学的仿真软件有 Matlab、Proteus、Multisim等等.将这些软件恰当、灵活地运用于实践教学中,一方面克服了实验室在元器件品种、规格和数量上不足的限制,避免了仪器损坏等不利因素,并省去大量的实验准备时间,降低了实验成本.另一方面,突破了实验时间和空间的限制,考生不必拘泥于 2～3个学时的实验时间,可以利用自己的电脑在课后继续进行研究,从而真正掌握实验内容和理论知识.

Multisim可真实地仿真分析实际电路的工作过程,在计算机上运行 Multisim,就如同走进一个设备先进功能完善的电子实验室;

Proteus可以像使用仿真器一样调试程序,将Proteus引入《单片机原理》实验教学中,能够加深考生对单片机应用系统设计的理解,有利于设计性实验的开展;

在《数字信号处理》实验中,可以通过Matlab软件开设用离散傅里叶变换 (discrete Fourier transformation,DFT)进行频谱分析、用窗函数法设计有限冲激响应 (finite i mpulse response,FIR)滤波器、用模拟滤波器原型法设计无限冲激响应 (infinite impulse response,II R)滤波器等仿真实验项目.

用仿真软件开设一些综合性、设计性实验,内容由浅入深,集知识性、趣味性和实用性于一体.教师给出实验目的、要求和思路,由考生自己设计、编程并调试出结果,可以培养考生综合运用知识解决问题的能力.

3.4 将仿真技术应用到毕业设计教学环节,提高毕业设计的质量

毕业设计是工科专业考生运用所学专业知识进行工程技术训练的重要教学手段,是检验考生理论知识程度的最后一个环节,也是主考学校对考生进行实践环节考核的重要内容.

电气、电子与信息类专业的毕业设计由于受到仪器设备、场地和经费等诸多客观因素的限制,导致选题面狭窄,且不可能让每个设计方案通过实验来验证.不能保证毕业设计的高质量完成.

应用仿真技术不仅可以解决选题面狭窄、单一的问题.还可为考生的创造性能力开发提供了一个重要工具,使他们可在这个平台上验证自己的创造性思维,创造出新系统和算法.

比如对于工业自动化专业的考生,假定其设计方向为直流拖动调速系统,教师给出控制系统的调速要求、控制精度、响应时间等参数要求,让考生在Matlab环境下用 Simulink仿真包建立设计模型.考生可从单闭环调速系统开始设计与仿真,从仿真结果能看到这种系统能提高调速范围但有静差,加上PI(比例积分)调节器后,从仿真波形就可直观地看出静差能够消除,再加上电流反馈内环,可实现恒定电流的动态过程控制.用Matlab仿真可得出系统的静态、动态特性,然后不断修改参数,不断优化,最后得到满意的设计结果.考生还可在此基础上充分发展自己的聪明才智,按自的思路改变系统结构和设计参数,设计出有独特见解的控制方案.

由此可见,在电气、电子与信息类专业的毕业设计中应用计算机仿真技术可使考生验证毕业设计方案的正确性,解决仪器设备不足的问题;提高考生的设计兴趣,在实践中得到理论知识的升华;能系统地掌握系统设计思路和设计方法;提高考生分析问题、解决问题的能力,掌握科学研究的一些基本方法.

3.5 制定严格的管理规定,确保实践环节考核质量

严格的规章制度是实践环节考核工作顺利进行的保证.为此,主考院校要制定严格的考试程序及各项管理规章制度,如实践环节考核违规违纪处理办法、实践环节考核监考教师守则、工作人员守则、考生守则等一系列实践环节考核管理文件.做到处处有法可依,事事有章可循.严格坚持考核标准,认真执行考核方案和考核大纲的规定,严肃实践环节考风考纪,从严治考,形成良好的考风考纪.此外,要选拔一批有经验的、业务素质高、责任心强的优秀教师来具体对考生进行指导和考试管理工作.树立良好的教师形象、管理者形象、保证考核的权威性和公平性,这样就可以极大地保证考核质量.

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G726.9

A

1008-4681(2010)02-0087-03

2009-09-07;

2010-02-02

湖南省教育科学“十一五”规划 2008年度教育考试研究专项课题 (批准号:XJK08JKZB038)资助项目.

刘辉 (1968-),男,湖南双峰人,长沙大学电子与通信工程系副教授,硕士.研究方向:电子信息工程.

(作者本人校对)