PBL教学法在电磁兼容技术课程教学中的应用

熊鸣

摘要：本文首先论述了PBL教学法概念、发展、应用现状，接着介绍了PBL教学方法在电磁兼容技术课程中的应用，详细介绍了所在理论教学过程中所设计的三个问题，利用这三个问题使得学生能够掌握大部分的PCB设计的一些基础知识。最后给了PBL教学方法在该课程应用的总结。

关键词：PBL教学法；电磁兼容技术；问题

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0055-02

一、PBL教学法应用研究

PBL即基于问题的学习（Problem-Based earning），简称PBL，也称作问题式学习。它的实施过程中所包含的基本环节有：组织小组、开始新的问题、后续行动、活动汇报、问题总结等。PBL强调学生的主动学习，而不是传统教育中的以教师讲授内容为主；PBL将学习与需要解决的任务和问题相结合，使学习者在复杂的、有意义的问题情景下，通过学习者的自身努力来解决真正的问题，进而学习隐含的科学知识，掌握解决问题的技能和提高自主学习的能力。PBL教学法以问题为学习的起点，自诞生后，先后在多所医科学校中推广、修正，随着时间的推移，PBL也从最初的医学教育领域走向各学科教育领域，从培养研究生的领域走向中小学及大学教育领域。目前，一份调查表明，北美130所医学院校（全美125所大学中的118所、加拿大16所大学中的12所）引入了或准备引入PBL教学法的占所调查院校的86.2%，占北美所有院校的79.4%，PBL教学法在北美开展已经很普遍。

二、在电磁兼容技术课程中的教学应用

电磁兼容技术这门课程主要讲述了PCB（印制电路板）的设计以及电磁辐射防护，由于该课程理论与实际结合的较为紧密，由于大部分学生在学校期间接触到实际的项目或者PCB很少，故此在讲授该课程时，学生对课程的兴趣不高，对该课程的应用范围也不了解。而实际该课程在学生的本科毕业设计中以及今后的工作、研究中用途较为广泛。所以需要改进教学方法以提高学生的就业竞争力。最初的教学方式采用先从电磁兼容技术的理论入手，结束理论之后开始PCB的设计课程以及注意事项的讲解。从实际的效果来看，这样的方式虽然完成了既定的教学计划，但是对学生并理解所讲授的课程。更不用说将这些理论运用在今后的工作中。利用PBL的教学方法，将该课程的计划设计成一系列的问题，通过在讲授这些问题的解决的过程，使得学生了解该课程的内容，理解课程中所涉及到的技术。首先：为了引起学生的学习该课程的兴趣设计为什么要学习该课程的例子。具体的做法为，首先将学生创新实践中所设计的MP3播放器的实物以及改进的MP3播放器的实物给参加该课程的学生观看，并将此播放器与经过改进后的播放器的音质进行对比，让学生自己感觉出相同的设计，通过不同的设计方法可以得到不同的效果。由于参加该课程的学生大部分都没有实际设计PCB的经验，故观看实物并不能得出比较客观的评价，而通过播放的音质则能比较明显的感觉出两者的不同。由于大部分学生都比较熟悉MP3播放器，通过该实物的展示，也让学生能够了解该课程所涉及的方面，学生对该课程的学习兴趣提高了很多。该对比带来了问题就是为什么不同的PCB设计方法能够带来不同的效果，在PCB设计中应该遵循哪些原理和规则才能保证PCB的设计质量。在后续的课程中介绍电磁兼容技术中的接地概念、接地的方式以及电磁干扰滤波技术。让学生从这些内容中找到哪些理论用在MP3播放器的设计中，对比改进前后的PCB得出这些理论应该如何具体去使用。查找这些相关理论应用使得学生自己总结在实际中应该怎么去分割地线，分割不同的电路网络。通过总结之后，学生对理论在实际中的应用有了一个较为具体的认识，然后教师在学生总结的基础上进行一些实际设计中应该注意问题的总结归纳。比如，在实际中0欧电阻与贴片磁珠的使用问题，在不同设计中单点接地和多点接地的具体应用。通过MP3播放器实物对比所带来的音质不同的问题，使得学生对该课程的一部分内容有了较为深刻的了解。然后：为了让学生理解屏蔽的概念以及用法，给出某型号手机电路板的设计图例以及笔记本电脑拆机的图例。从图例中学生可以看到屏蔽壳的存在，给出的问题就是屏蔽壳的作用是用来完成什么任务。布置学生在互联网上搜索，找出手机和电脑里面屏蔽层的用法，然后在后期的课程中介绍电磁屏蔽的理论。通过前期的图例，网络搜索以及理论的学习，学生对电磁屏蔽的理论以及用法有了一个基本的了解。在学习完该部分理论之后，或多或少地都会对屏蔽的使用有一个基本的总结。通过理论的讲解之后，对屏蔽的方式以及在实际中不同的屏蔽接法做一个较为系统的总结。让学生了解在实际中屏蔽的使用。通过该问题的设计使得学生了解了屏蔽技术在实际中的使用。为今后的防干扰和抗干扰打下坚实的理论基础。最后设计的问题为PCB设计的布局给PCB设计所带来的影响。该问题还是在MP3播放器的对比的基础上实施。通过MP3播放器改进前后的设计对比，给出在设计中应该如何将器件合理布局才能保证在有限的空间里完成PCB的设计。让学生带着这些问题在播放器PCB对比中找到这些问题的答案。并总结出使用的规则。通过对该问题的总结，学生基本能了解了PCB设计中的一些基本常用的知识和规则。教师在学生总结的基础上对学生总结的规则做进一步的细化，给出不同线宽的过电流的大小以及不同封装下电阻的使用技巧。并在总结的基础上介绍PCB设计中的重要规则，20-H原则以及3W原则。通过实际PCB设计的对比，学生能够将所讲授的布局注意事项与实际很好的结合，并且能够通过该问题的设计让学生基本掌握PCB设计的一些概念，并让学生体会到PCB设计并不一定是所谓的体力活，在看似体力活的基础上还有一些统筹考虑全局的需要，让学生了解PCB的设计也需要一定的积累才能完成一个较为理想的电路板。通过该问题也能增加学生对该课程的兴趣。

PBL教学法注重从具体问题细节着手，主要着眼于提高学生解决具体要求问题的能力，电磁兼容技术理论与实际相结合的比较紧密，故此采用PBL教学方法能达到较好地效果。通过PBL的教学方法使得学生对原来较为晦涩的理论有一个较好的掌握，并且能够与实际设计中的操作相结合。通过设计的三个不同的问题，使得学生将问题带入到实际的学习中，通过学生自己的主动学习掌握与这三个问题相关的一些理论，当然这些理论不是该课程的全部，剩下的理论还需要教师在课堂上进行讲述，但是通过设计的这三个问题，都可以达到一个目的，就是增加学生对该课程的兴趣，使得学生从被动的接收知识转变为主动学习的过程。较好地实现从以教为主的教学模式向以学为主的学习模式转变、从重媒体应用的教学模式向重教学设计的教学模式转变、从重知识传授向重能力培养的三大转变。

参考文献：

[1]杨春波，雷国华，刘海青，等.PBL与案例式教学法在高校程序设计课程教学中的结合应用[J].计算机时代，2011，（12）.