PBL教學(xué)法在電磁兼容技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用

熊鳴

摘要：本文首先論述了PBL教學(xué)法概念、發(fā)展、應(yīng)用現(xiàn)狀，接著介紹了PBL教學(xué)方法在電磁兼容技術(shù)課程中的應(yīng)用，詳細(xì)介紹了所在理論教學(xué)過程中所設(shè)計(jì)的三個(gè)問題，利用這三個(gè)問題使得學(xué)生能夠掌握大部分的PCB設(shè)計(jì)的一些基礎(chǔ)知識(shí)。最后給了PBL教學(xué)方法在該課程應(yīng)用的總結(jié)。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)法；電磁兼容技術(shù)；問題

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2012）12-0055-02

一、PBL教學(xué)法應(yīng)用研究

PBL即基于問題的學(xué)習(xí)（Problem-Based earning），簡(jiǎn)稱PBL，也稱作問題式學(xué)習(xí)。它的實(shí)施過程中所包含的基本環(huán)節(jié)有：組織小組、開始新的問題、后續(xù)行動(dòng)、活動(dòng)匯報(bào)、問題總結(jié)等。PBL強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)，而不是傳統(tǒng)教育中的以教師講授內(nèi)容為主；PBL將學(xué)習(xí)與需要解決的任務(wù)和問題相結(jié)合，使學(xué)習(xí)者在復(fù)雜的、有意義的問題情景下，通過學(xué)習(xí)者的自身努力來解決真正的問題，進(jìn)而學(xué)習(xí)隱含的科學(xué)知識(shí)，掌握解決問題的技能和提高自主學(xué)習(xí)的能力。PBL教學(xué)法以問題為學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，自誕生后，先后在多所醫(yī)科學(xué)校中推廣、修正，隨著時(shí)間的推移，PBL也從最初的醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域走向各學(xué)科教育領(lǐng)域，從培養(yǎng)研究生的領(lǐng)域走向中小學(xué)及大學(xué)教育領(lǐng)域。目前，一份調(diào)查表明，北美130所醫(yī)學(xué)院校（全美125所大學(xué)中的118所、加拿大16所大學(xué)中的12所）引入了或準(zhǔn)備引入PBL教學(xué)法的占所調(diào)查院校的86.2%，占北美所有院校的79.4%，PBL教學(xué)法在北美開展已經(jīng)很普遍。

二、在電磁兼容技術(shù)課程中的教學(xué)應(yīng)用

電磁兼容技術(shù)這門課程主要講述了PCB（印制電路板）的設(shè)計(jì)以及電磁輻射防護(hù)，由于該課程理論與實(shí)際結(jié)合的較為緊密，由于大部分學(xué)生在學(xué)校期間接觸到實(shí)際的項(xiàng)目或者PCB很少，故此在講授該課程時(shí)，學(xué)生對(duì)課程的興趣不高，對(duì)該課程的應(yīng)用范圍也不了解。而實(shí)際該課程在學(xué)生的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中以及今后的工作、研究中用途較為廣泛。所以需要改進(jìn)教學(xué)方法以提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。最初的教學(xué)方式采用先從電磁兼容技術(shù)的理論入手，結(jié)束理論之后開始PCB的設(shè)計(jì)課程以及注意事項(xiàng)的講解。從實(shí)際的效果來看，這樣的方式雖然完成了既定的教學(xué)計(jì)劃，但是對(duì)學(xué)生并理解所講授的課程。更不用說將這些理論運(yùn)用在今后的工作中。利用PBL的教學(xué)方法，將該課程的計(jì)劃設(shè)計(jì)成一系列的問題，通過在講授這些問題的解決的過程，使得學(xué)生了解該課程的內(nèi)容，理解課程中所涉及到的技術(shù)。首先：為了引起學(xué)生的學(xué)習(xí)該課程的興趣設(shè)計(jì)為什么要學(xué)習(xí)該課程的例子。具體的做法為，首先將學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐中所設(shè)計(jì)的MP3播放器的實(shí)物以及改進(jìn)的MP3播放器的實(shí)物給參加該課程的學(xué)生觀看，并將此播放器與經(jīng)過改進(jìn)后的播放器的音質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生自己感覺出相同的設(shè)計(jì)，通過不同的設(shè)計(jì)方法可以得到不同的效果。由于參加該課程的學(xué)生大部分都沒有實(shí)際設(shè)計(jì)PCB的經(jīng)驗(yàn)，故觀看實(shí)物并不能得出比較客觀的評(píng)價(jià)，而通過播放的音質(zhì)則能比較明顯的感覺出兩者的不同。由于大部分學(xué)生都比較熟悉MP3播放器，通過該實(shí)物的展示，也讓學(xué)生能夠了解該課程所涉及的方面，學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣提高了很多。該對(duì)比帶來了問題就是為什么不同的PCB設(shè)計(jì)方法能夠帶來不同的效果，在PCB設(shè)計(jì)中應(yīng)該遵循哪些原理和規(guī)則才能保證PCB的設(shè)計(jì)質(zhì)量。在后續(xù)的課程中介紹電磁兼容技術(shù)中的接地概念、接地的方式以及電磁干擾濾波技術(shù)。讓學(xué)生從這些內(nèi)容中找到哪些理論用在MP3播放器的設(shè)計(jì)中，對(duì)比改進(jìn)前后的PCB得出這些理論應(yīng)該如何具體去使用。查找這些相關(guān)理論應(yīng)用使得學(xué)生自己總結(jié)在實(shí)際中應(yīng)該怎么去分割地線，分割不同的電路網(wǎng)絡(luò)。通過總結(jié)之后，學(xué)生對(duì)理論在實(shí)際中的應(yīng)用有了一個(gè)較為具體的認(rèn)識(shí)，然后教師在學(xué)生總結(jié)的基礎(chǔ)上進(jìn)行一些實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意問題的總結(jié)歸納。比如，在實(shí)際中0歐電阻與貼片磁珠的使用問題，在不同設(shè)計(jì)中單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地的具體應(yīng)用。通過MP3播放器實(shí)物對(duì)比所帶來的音質(zhì)不同的問題，使得學(xué)生對(duì)該課程的一部分內(nèi)容有了較為深刻的了解。然后：為了讓學(xué)生理解屏蔽的概念以及用法，給出某型號(hào)手機(jī)電路板的設(shè)計(jì)圖例以及筆記本電腦拆機(jī)的圖例。從圖例中學(xué)生可以看到屏蔽殼的存在，給出的問題就是屏蔽殼的作用是用來完成什么任務(wù)。布置學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上搜索，找出手機(jī)和電腦里面屏蔽層的用法，然后在后期的課程中介紹電磁屏蔽的理論。通過前期的圖例，網(wǎng)絡(luò)搜索以及理論的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)電磁屏蔽的理論以及用法有了一個(gè)基本的了解。在學(xué)習(xí)完該部分理論之后，或多或少地都會(huì)對(duì)屏蔽的使用有一個(gè)基本的總結(jié)。通過理論的講解之后，對(duì)屏蔽的方式以及在實(shí)際中不同的屏蔽接法做一個(gè)較為系統(tǒng)的總結(jié)。讓學(xué)生了解在實(shí)際中屏蔽的使用。通過該問題的設(shè)計(jì)使得學(xué)生了解了屏蔽技術(shù)在實(shí)際中的使用。為今后的防干擾和抗干擾打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。最后設(shè)計(jì)的問題為PCB設(shè)計(jì)的布局給PCB設(shè)計(jì)所帶來的影響。該問題還是在MP3播放器的對(duì)比的基礎(chǔ)上實(shí)施。通過MP3播放器改進(jìn)前后的設(shè)計(jì)對(duì)比，給出在設(shè)計(jì)中應(yīng)該如何將器件合理布局才能保證在有限的空間里完成PCB的設(shè)計(jì)。讓學(xué)生帶著這些問題在播放器PCB對(duì)比中找到這些問題的答案。并總結(jié)出使用的規(guī)則。通過對(duì)該問題的總結(jié)，學(xué)生基本能了解了PCB設(shè)計(jì)中的一些基本常用的知識(shí)和規(guī)則。教師在學(xué)生總結(jié)的基礎(chǔ)上對(duì)學(xué)生總結(jié)的規(guī)則做進(jìn)一步的細(xì)化，給出不同線寬的過電流的大小以及不同封裝下電阻的使用技巧。并在總結(jié)的基礎(chǔ)上介紹PCB設(shè)計(jì)中的重要規(guī)則，20-H原則以及3W原則。通過實(shí)際PCB設(shè)計(jì)的對(duì)比，學(xué)生能夠?qū)⑺v授的布局注意事項(xiàng)與實(shí)際很好的結(jié)合，并且能夠通過該問題的設(shè)計(jì)讓學(xué)生基本掌握PCB設(shè)計(jì)的一些概念，并讓學(xué)生體會(huì)到PCB設(shè)計(jì)并不一定是所謂的體力活，在看似體力活的基礎(chǔ)上還有一些統(tǒng)籌考慮全局的需要，讓學(xué)生了解PCB的設(shè)計(jì)也需要一定的積累才能完成一個(gè)較為理想的電路板。通過該問題也能增加學(xué)生對(duì)該課程的興趣。

PBL教學(xué)法注重從具體問題細(xì)節(jié)著手，主要著眼于提高學(xué)生解決具體要求問題的能力，電磁兼容技術(shù)理論與實(shí)際相結(jié)合的比較緊密，故此采用PBL教學(xué)方法能達(dá)到較好地效果。通過PBL的教學(xué)方法使得學(xué)生對(duì)原來較為晦澀的理論有一個(gè)較好的掌握，并且能夠與實(shí)際設(shè)計(jì)中的操作相結(jié)合。通過設(shè)計(jì)的三個(gè)不同的問題，使得學(xué)生將問題帶入到實(shí)際的學(xué)習(xí)中，通過學(xué)生自己的主動(dòng)學(xué)習(xí)掌握與這三個(gè)問題相關(guān)的一些理論，當(dāng)然這些理論不是該課程的全部，剩下的理論還需要教師在課堂上進(jìn)行講述，但是通過設(shè)計(jì)的這三個(gè)問題，都可以達(dá)到一個(gè)目的，就是增加學(xué)生對(duì)該課程的興趣，使得學(xué)生從被動(dòng)的接收知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)的過程。較好地實(shí)現(xiàn)從以教為主的教學(xué)模式向以學(xué)為主的學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變、從重媒體應(yīng)用的教學(xué)模式向重教學(xué)設(shè)計(jì)的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變、從重知識(shí)傳授向重能力培養(yǎng)的三大轉(zhuǎn)變。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊春波，雷國(guó)華，劉海青，等.PBL與案例式教學(xué)法在高校程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的結(jié)合應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2011，（12）.