電工、電子與信息類專業高教自考實踐環節考核的探索＊

劉 輝,王新輝,謝明華

(長沙大學電子與通信工程系,湖南長沙 410003)

電工、電子與信息類專業高教自考實踐環節考核的探索＊

劉 輝,王新輝,謝明華

(長沙大學電子與通信工程系,湖南長沙 410003)

實踐性環節考核是自學考試計劃中不可缺少的重要組成部分,針對電工、電子與信息類專業自考實踐環節考核中存在的問題,結合自考教育“以考促學”的特點,從改革實踐環節考核內容,利用仿真技術開發設計性、綜合性實驗,加強實踐性教學、提高畢業設計質量等方面對搞好電工、電子與信息類專業自考實踐環節考核管理進行了探討.

電工、電子與信息類專業;自學考試;實踐環節考核;仿真技術

按照我國高等教育自學考試專業目錄,電工、電子與信息類本科專業包括工業自動化、電力系統及自動化、電子工程、通信工程、計算機科學與技術、電子科學與技術和汽車電子等專業.這些專業的大多數課程具有較強的實踐性.因此,提高實踐環節教學質量,加強實踐性環節考核,對培養高質量的電工、電子與信息類人才具有重要意義.

本文針對電工、電子與信息類專業高教自考實踐環節考核中存在的問題,從改革實踐環節考核內容、利用計算機仿真技術來加強實踐性教學和提高畢業設計質量等方面,對實踐性環節教學與考核管理進行探索,促進考生工程實踐能力的全面提高.

1 實踐環節考核在高教自考教育中的重要性

高等教育自學考試是為社會主義建設培養技能型和應用型人才,工科類專業實踐性環節考核,是自學考試教育中的重要教學環節,占有重要地位和突出的作用.

1.1 實踐環節考核對培養應用型人才的重要性

電工、電子與信息類專業各門課程 (包括:電路、電子技術基礎、信號與系統、單片機原理等)是實踐性很強的課程,實踐環節是其不可缺少的一個部分.這些專業培養的考生面向的對象是工廠、企業或公司的設備和設施,是工作現場的儀表、儀器等設備的正常運行、維護和管理,要求考生掌握學科領域所必需電工、電子、信息、控制與計算機的基礎理論,受過較好的實驗研究和工程設計與實踐訓練,具備較強的實際操作能力以及解決實際問題的能力.因此,實踐能力的培養是工科專業高等教育自學考試培養應用型人才的一個重要環節.為了實現培養目標,要通過實驗、實習、課程設計和畢業設計等形式,強化技能訓練,培養考生的工程實踐能力和應用能力.考試管理部門不僅要重視理論知識的考核,更要采取一些針對性的切實措施來加強實踐環節考核力度,提高自考生的實踐能力,促進所學專業知識和專業技能的緊密結合,才能使其成為既有扎實的專業理論知識又有較強的實踐能力的應用型人才.

1.2 實踐環節考核對考生實踐能力培養的重要性

實踐環節考核是根據自學考試專業規格要求和課程考試目標,對考生進行基本技能及運用所學知識分析和解決實際問題能力的考核.其目的是檢查考生對專業基本技能的掌握情況,對專業技能的培養和提高有著至關重要的作用.通過實踐性環節的考核不僅能使考生更全面、系統地掌握本專業的基本技能,而且還能加深對所學理論知識的理解和鞏固.只有加強自學考試的實踐性環節考核,注重實踐性環節考核的方法與質量,重視和加強對實踐性環節考核的管理,充分發揮實踐性環節考核的作用,才能培養考生運用理論知識分析解決實際問題的專業技能和獨立工作的實際能力,引導各助學單位注重實踐環節教學管理中的訓練,促使考生更加重視實踐能力的培養、鍛煉在實踐中學習的能力,從而提高考生的工程實踐能力和應用能力.

2 高教自考實踐環節考核工作中存在的主要問題

2.1 對實踐性環節考核的重要性認識不高,重視程度不夠

一方面,許多自考考生是沖著一張學歷文憑來學習的,他們的定位是保證最大限度地通過國家考試,因而在日常學習中將主要精力放在了理論課程的考試上,輕視實踐性環節考核和學習,對實踐環節學習的重要性認識不足.

另一方面,自學考試機構本身一般沒有實驗室及實驗設備,實踐環節的實施基本上是在主考的高等學校內進行.由于主考學校普通本科生、研究生的擴招,實驗室建設相對滯后,導致因自身硬件條件不足而對自學考試實驗實習、實驗輔導教學、實踐環節等考核抓得不緊,重視不夠.有些主考學校對實踐性環節考核沒有提高到與理論考核同等的重視程度,主要表現在學校對實踐性環節考核標準、考核辦法不嚴格的執行,有的放寬標準,甚至只要交了錢就可以過關,致使實踐性環節考核基本流于形式.

2.2 理論課程學習和相應實踐性課程的學習脫節

由于學員分散,難以集中,自考生平時主要靠自學或社會助學學習理論課程,很難有進行實踐課程學習的條件和機會,致使理論知識不能夠得到即時的驗證和深化.再者,一些自學考試專業考核大綱中規定實踐性環節考核課程必須在相應理論課程考核通過后才能進行,這勢必造成理論課程的學習和實踐課程學習的脫節.實踐課程的學習嚴重滯后于理論課程的學習,不利于兩類課程的相互促進,直接影響到理論課程和實踐課程的學習效果,從而影響人才的培養質量.

2.3 考核方法與自學考試的特殊性脫節

目前自學考試實踐考核的測試是按普通高校的模式設計的,忽視了自考生在年齡層次和知識結構上的參差不齊,沒有區別對待不同情況的考生群體,沒有針對自考生量身定制的實踐考核的教材,忽視了通過實踐考核提高自考生理論基礎和實踐能力的獨特性.對于電工、電子與信息類專業,目前的實驗設備大多采用以實驗模塊為基本單元的成套實驗臺或實驗箱形式.比如:電工電路實驗臺、電子技術實驗箱、自動控制實驗箱以及單片機原理實驗箱等等.這樣的實驗設備美觀大方,便于管理,安全易用.然而在這樣的實驗設備上,考生看到的是一個個畫好的元件符號,做實驗時,考生所要做的就是按圖插上導線,檢查接線,做出結果并記錄.從這樣的設備上考生學到的仍然是書本上的元器件符號,而不知道具體元件是什么樣,對考生動手能力和專業技能的培養與提高幫助不大.

3 加強電工、電子與信息類專業實踐環節考核的探索

3.1 合理設置專業課程,制定適合自考特點的實踐環節考核大綱

在專業課程的設置上,必須以能力培養為中心,理論知識應該以夠用為度,強化實踐能力考核,加大實踐性環節的比重.

制定明確的考核大綱,使考生能清晰地理解考核內容和要求,對于考生起著重要的引導和促進作用.主考院校在明確界定不同專業考生應具備的能力結構的前提下,應對實踐教學環節的性質、目的、任務、要求、時間分配和考核辦法進行規范的制度建設,制定出系統化的教學計劃和實踐環節考核大綱.在此基礎上,各專業還應圍繞專業特點,制定出細化的實施方案.

3.2 對實踐環節考核內容進行改革,側重考核考生實踐能力

整合電氣、電子與信息類各專業的實踐教學環節,實現實踐教學與考核內容體系的整體優化.開展形式多樣的實踐教學與考核形式,對實驗性較強的課程按實驗教學的認識規律,從加強應用能力培養和技術訓練的角度出發,單獨開設實踐環節教學.在考核內容上注重實踐性和創新性,在考核方式上實行教考并行與靈活互動,在考核評分上實行實驗思路、過程與結果結合的綜合評判,重在將所學理論與實驗內容有機地結合,并用掌握的理論深入分析實驗現象和結果.考核內容要充分體現專業特點,對于電力系統及自動化專業側重考核與電力系統 (發電廠、變電站、配電室、大型自動化設備)有關的系統運行、自動控制等內容,而電子工程專業則重點考核與各類電子設備和信息系統有關的設計、應用等內容.同時還適當增加反映電氣信息領域最新進展的新技術,有利于提高考生應用所學理論解決實踐問題的能力和創新拓展精神.

3.3 強化實踐環節教學,增加考生進行綜合實踐的機會

3.3.1 充分利用主考學校的師資力量和實驗設施

目前,實踐環節考核大都由主考院校承擔.主考院校在師資力量和實驗設施等方面占有得天獨厚的優勢,而廣大自考生只在實踐課考前的突擊性訓練和實踐課考核中能夠有機會接觸和利用,時間少之又少.除此以外,自考生幾乎沒有任何機會到主考院校的實驗室進行相關技能的訓練.作為主考院校,應把自考生作為一類特殊的考生群體來對待,納入到本校正常的教學計劃中,讓他們與普通全日制在校生一樣享有學校各種教育資源的權利,與自考專業相關的實驗室全方位向自考生開放,以增加自考生進行實踐課程訓練和專業技能綜合訓練的機會,提高自身的實踐能力.

3.3.2 在實踐教學環節中引入仿真技術

目前適用于電氣、電子與信息類專業實踐教學的仿真軟件有 Matlab、Proteus、Multisim等等.將這些軟件恰當、靈活地運用于實踐教學中,一方面克服了實驗室在元器件品種、規格和數量上不足的限制,避免了儀器損壞等不利因素,并省去大量的實驗準備時間,降低了實驗成本.另一方面,突破了實驗時間和空間的限制,考生不必拘泥于 2～3個學時的實驗時間,可以利用自己的電腦在課后繼續進行研究,從而真正掌握實驗內容和理論知識.

Multisim可真實地仿真分析實際電路的工作過程,在計算機上運行 Multisim,就如同走進一個設備先進功能完善的電子實驗室;

Proteus可以像使用仿真器一樣調試程序,將Proteus引入《單片機原理》實驗教學中,能夠加深考生對單片機應用系統設計的理解,有利于設計性實驗的開展;

在《數字信號處理》實驗中,可以通過Matlab軟件開設用離散傅里葉變換 (discrete Fourier transformation,DFT)進行頻譜分析、用窗函數法設計有限沖激響應 (finite i mpulse response,FIR)濾波器、用模擬濾波器原型法設計無限沖激響應 (infinite impulse response,II R)濾波器等仿真實驗項目.

用仿真軟件開設一些綜合性、設計性實驗,內容由淺入深,集知識性、趣味性和實用性于一體.教師給出實驗目的、要求和思路,由考生自己設計、編程并調試出結果,可以培養考生綜合運用知識解決問題的能力.

3.4 將仿真技術應用到畢業設計教學環節,提高畢業設計的質量

畢業設計是工科專業考生運用所學專業知識進行工程技術訓練的重要教學手段,是檢驗考生理論知識程度的最后一個環節,也是主考學校對考生進行實踐環節考核的重要內容.

電氣、電子與信息類專業的畢業設計由于受到儀器設備、場地和經費等諸多客觀因素的限制,導致選題面狹窄,且不可能讓每個設計方案通過實驗來驗證.不能保證畢業設計的高質量完成.

應用仿真技術不僅可以解決選題面狹窄、單一的問題.還可為考生的創造性能力開發提供了一個重要工具,使他們可在這個平臺上驗證自己的創造性思維,創造出新系統和算法.

比如對于工業自動化專業的考生,假定其設計方向為直流拖動調速系統,教師給出控制系統的調速要求、控制精度、響應時間等參數要求,讓考生在Matlab環境下用 Simulink仿真包建立設計模型.考生可從單閉環調速系統開始設計與仿真,從仿真結果能看到這種系統能提高調速范圍但有靜差,加上PI(比例積分)調節器后,從仿真波形就可直觀地看出靜差能夠消除,再加上電流反饋內環,可實現恒定電流的動態過程控制.用Matlab仿真可得出系統的靜態、動態特性,然后不斷修改參數,不斷優化,最后得到滿意的設計結果.考生還可在此基礎上充分發展自己的聰明才智,按自的思路改變系統結構和設計參數,設計出有獨特見解的控制方案.

由此可見,在電氣、電子與信息類專業的畢業設計中應用計算機仿真技術可使考生驗證畢業設計方案的正確性,解決儀器設備不足的問題;提高考生的設計興趣,在實踐中得到理論知識的升華;能系統地掌握系統設計思路和設計方法;提高考生分析問題、解決問題的能力,掌握科學研究的一些基本方法.

3.5 制定嚴格的管理規定,確保實踐環節考核質量

嚴格的規章制度是實踐環節考核工作順利進行的保證.為此,主考院校要制定嚴格的考試程序及各項管理規章制度,如實踐環節考核違規違紀處理辦法、實踐環節考核監考教師守則、工作人員守則、考生守則等一系列實踐環節考核管理文件.做到處處有法可依,事事有章可循.嚴格堅持考核標準,認真執行考核方案和考核大綱的規定,嚴肅實踐環節考風考紀,從嚴治考,形成良好的考風考紀.此外,要選拔一批有經驗的、業務素質高、責任心強的優秀教師來具體對考生進行指導和考試管理工作.樹立良好的教師形象、管理者形象、保證考核的權威性和公平性,這樣就可以極大地保證考核質量.

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G726.9

A

1008-4681(2010)02-0087-03

2009-09-07;

2010-02-02

湖南省教育科學“十一五”規劃 2008年度教育考試研究專項課題 (批準號:XJK08JKZB038)資助項目.

劉輝 (1968-),男,湖南雙峰人,長沙大學電子與通信工程系副教授,碩士.研究方向:電子信息工程.

(作者本人校對)