電磁兼容技術(shù)課程教學(xué)改革探討

黃平平

［摘要］將《職工電磁兼容技術(shù)培訓(xùn)手冊》引入課堂教學(xué)中，不但可以讓學(xué)生學(xué)到可操作性更強(qiáng)的理論知識(shí)，還可以讓學(xué)生系統(tǒng)了解IT企業(yè)內(nèi)部對員工電磁兼容知識(shí)儲(chǔ)備的要求，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中做到有的放矢。

［關(guān)鍵詞］電磁兼容課教學(xué)改革培訓(xùn)教材

［中圖分類號］G420［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號］2095-3437（2012）02-0050-03

作為理工類院校，電子信息工程專業(yè)承擔(dān)著為IT行業(yè)輸送人才的任務(wù)。它致力于培養(yǎng)具備較強(qiáng)的綜合素質(zhì)、堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，較強(qiáng)的動(dòng)手能力，具有市場競爭力的專業(yè)人才。在電子信息類本科教育過程中，《電磁兼容原理與設(shè)計(jì)技術(shù)》是非常重要的專業(yè)課程。該課程綜合電路基礎(chǔ)、電磁場、單片機(jī)技術(shù)、通信原理等前期課程知識(shí)，又與實(shí)際工程緊密相連，是幫助學(xué)生將學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)與IT行業(yè)實(shí)際工程進(jìn)行搭接的橋梁?！峨姶偶嫒菰砼c設(shè)計(jì)技術(shù)》課程遵循學(xué)以致用的原則，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生了解掌握實(shí)際工程電磁環(huán)境問題的誘因、表現(xiàn)以及解決方案，并運(yùn)用各種設(shè)計(jì)手段、設(shè)計(jì)方法、行業(yè)法規(guī)及先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，對電子電氣設(shè)備的工程電磁兼容進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。

《電磁兼容原理與設(shè)計(jì)技術(shù)》是一門實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)課，其教學(xué)內(nèi)容既有理論知識(shí)又有工程應(yīng)用。在教學(xué)過程中，立足于建立學(xué)生綜合的思維理念和獨(dú)立創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在理論教學(xué)中不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，注重培養(yǎng)學(xué)生了解掌握新信息、新成果，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)。為了進(jìn)一步加深學(xué)生對電磁兼容技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，本文對《電磁兼容原理與設(shè)計(jì)技術(shù)》課程教學(xué)模式改革進(jìn)行了探討，將某大型IT公司的《職工電磁兼容技術(shù)培訓(xùn)手冊》引入到了課堂教學(xué)中，讓學(xué)生不但學(xué)習(xí)到了可操作性更強(qiáng)的理論知識(shí)，而且系統(tǒng)了解了IT企業(yè)內(nèi)部對員工的電磁兼容知識(shí)儲(chǔ)備的要求，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中真正做到有的放矢，同時(shí)為學(xué)生就業(yè)筆試、面試的順利通過增加了保障。

一、電磁兼容技術(shù)課本的特點(diǎn)

電磁兼容(Electromagnetic Compatibility,簡稱EMC)指的是在復(fù)雜的電磁環(huán)境中，每臺(tái)電子電氣產(chǎn)品除了本身要能抗得住一定的外來電磁干擾保證正常工作外，還不能產(chǎn)生對該電磁環(huán)境中的其他電子電氣設(shè)備不能容忍的電磁干擾。這是電磁電容設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則，也是電子電氣產(chǎn)品能通過電磁兼容認(rèn)證的必要條件?！峨姶偶嫒菰砼c設(shè)計(jì)技術(shù)》課程緊緊圍繞電磁兼容設(shè)計(jì)這個(gè)核心，為教學(xué)設(shè)置學(xué)習(xí)內(nèi)容?！峨姶偶嫒菰砼c設(shè)計(jì)技術(shù)》課本的主要特點(diǎn)是：

（一）理論性強(qiáng)

電磁兼容技術(shù)課程開設(shè)的目的，是使學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)，系統(tǒng)地了解電磁兼容的基本原理、電磁干擾抑制的基本方法以及電磁兼容測試技術(shù)，正確理解電磁兼容的基本概念，掌握電磁兼容的原理和方法，初步具備解決實(shí)際中的各種電磁兼容問題的能力。

課程內(nèi)容主要涉及電子、電力、無線電等多個(gè)行業(yè)，要求知識(shí)面廣，并具有一定的工程應(yīng)用背景，講授難度大，學(xué)生理解起來也比較困難。講授時(shí)，必須將基本理論與實(shí)際應(yīng)用，甚至是生活常識(shí)相結(jié)合，才能在綜合有關(guān)課程基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上，將學(xué)生已經(jīng)學(xué)到的知識(shí)通過本課程有機(jī)地、和諧地結(jié)合在一起，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率?，F(xiàn)在是信息時(shí)代和電氣化的時(shí)代，各種電子電氣設(shè)備充斥著我們的生活，空間電磁環(huán)境變得日益復(fù)雜。在這種復(fù)雜的電磁環(huán)境下，各種設(shè)備相互間的電磁干擾極易發(fā)生，同時(shí)惡劣的電磁環(huán)境也對人類及生態(tài)產(chǎn)生不良影響，尤其是那些處在惡劣電磁環(huán)境中工作和生活的群體。因此，電磁兼容問題是各個(gè)企業(yè)和用戶急需解決的問題。

（二）注重對學(xué)生基礎(chǔ)的培養(yǎng)

在本科教學(xué)中，通過電磁兼容技術(shù)課程的開設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)際生活中遇到的電磁現(xiàn)象進(jìn)行定性、定量分析及判斷的能力，為今后解決實(shí)際工程問題打下基礎(chǔ)。掌握電磁兼容的基本理論和方法，對電子信息工程類學(xué)生很有必要，也是一名合格的電子工程師必須具備的知識(shí)結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。

二、IT公司培訓(xùn)手冊的特點(diǎn)

IT公司是電子信息類學(xué)生主要的就業(yè)方向。學(xué)生進(jìn)入公司以后，首先要進(jìn)行的就是針對各個(gè)專業(yè)崗位的內(nèi)部培訓(xùn)，這種培訓(xùn)相對于本科階段所開設(shè)的課程，針對性更強(qiáng)，實(shí)用性更好，效率更高。通過這種培訓(xùn)，學(xué)生可以迅速地了解自己的工作內(nèi)容，掌握各自崗位的基本技能。而電磁兼容具有普遍性和不可避免性的特點(diǎn)，因此，IT公司內(nèi)部各個(gè)部門的培訓(xùn)幾乎都會(huì)涉及電磁兼容設(shè)計(jì)的內(nèi)容，這時(shí)公司內(nèi)部自編的培訓(xùn)手冊代替了大學(xué)課程上使用的課本。其主要特點(diǎn)為：

（一）緊緊圍繞產(chǎn)品

手冊是緊緊圍繞公司產(chǎn)品，對公司以往電磁兼容設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，同時(shí)對一些未知的領(lǐng)域進(jìn)行探索。結(jié)合公司以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和實(shí)測電磁兼容數(shù)據(jù)，為硬件工程師進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)提供參考。而且公司注重在設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行嚴(yán)格的電磁兼容設(shè)計(jì)，避免可能出現(xiàn)的電磁兼容問題。而通常教材上說的測試—修改—測試的電磁兼容設(shè)計(jì)，不僅會(huì)增加成本，延長開發(fā)周期，而且還可能使成本增加、維護(hù)不便。而公司手冊要灌輸給員工的主要理念是：從源頭做起、綜合考慮、系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（二）兼顧產(chǎn)品綜合性能

手冊中強(qiáng)調(diào)，產(chǎn)品設(shè)備的電磁兼容設(shè)計(jì)要綜合考慮功能實(shí)現(xiàn)、成本、生產(chǎn)工藝、美觀等多種因素，片面強(qiáng)調(diào)電磁兼容設(shè)計(jì)是不可取甚至是錯(cuò)誤的做法。一個(gè)杰出的硬件工程師可以充分的借鑒已有的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在多種因素中進(jìn)行折中考慮，成功地得到最優(yōu)的全系統(tǒng)性能。

（三）內(nèi)容清晰、合理

這種培訓(xùn)手冊相對于課本知識(shí)層次更有針對性、更清晰。培訓(xùn)教材的內(nèi)容設(shè)置主要是根據(jù)公司的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置，圍繞著電磁兼容的具體內(nèi)容，一般采取從設(shè)備內(nèi)核到外圍設(shè)備或是從外圍設(shè)備到內(nèi)部設(shè)備的順序依次介紹。通過這樣的方式，可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)設(shè)備兼容設(shè)計(jì)的同時(shí)加深對公司產(chǎn)品設(shè)備的認(rèn)識(shí)和理解，相當(dāng)于一本教材教了兩門功課，事半功倍。

（四）舉例具體、有代表性

手冊中舉例更加具體，往往是一個(gè)知識(shí)點(diǎn)對應(yīng)著本公司產(chǎn)品中幾種不同的應(yīng)用進(jìn)行舉例。這種方法往往在提高新人學(xué)習(xí)效率方面能起到舉一反三的效果。這些內(nèi)容包含了公司以往的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，這是所有課本上找不到的，也正因?yàn)榇?，很多公司的培?xùn)手冊也是嚴(yán)禁對外公開的。

三、改革課堂講授模式

為了更好地提高教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生加深對電磁兼容技術(shù)課程的理解，更多的獲取課本與《IT企業(yè)電磁兼容技術(shù)培訓(xùn)手冊》的雙份知識(shí)，筆者在授課時(shí)對課堂講授的內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化，將二者進(jìn)行合理搭配和有機(jī)的結(jié)合，使學(xué)生既對知識(shí)點(diǎn)的理論有了完整的理解和掌握，也知道了這個(gè)知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際工程中是怎么樣去應(yīng)用的。這就解決了學(xué)生學(xué)習(xí)中最重要的問題：這個(gè)知識(shí)點(diǎn)從哪里來？又到哪里去？打破了原來學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)學(xué)了不知道用來做什么的瓶頸。

課堂教學(xué)是目前課程教學(xué)體系中的重要環(huán)節(jié)，但如果課堂的教學(xué)內(nèi)容都依據(jù)現(xiàn)有的電磁兼容教材，以滿堂灌為主，就會(huì)降低學(xué)生的聽課效果，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣衰退。引入培訓(xùn)手冊，基于實(shí)際例子和特色案例的學(xué)習(xí)比較易于理解和掌握，尤其適合電磁兼容這門綜合性學(xué)科的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用分析中，充分體會(huì)到電磁兼容性設(shè)計(jì)在產(chǎn)品開發(fā)中的重要性，進(jìn)一步提高學(xué)生對電磁兼容基礎(chǔ)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解。

通過實(shí)例描述→發(fā)現(xiàn)問題→原因分析→改進(jìn)措施的流程對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，使學(xué)生掌握課程所要求的知識(shí)和技能，提高學(xué)習(xí)效率。如果始終講授基本原理和方法，學(xué)生對抽象概念很難理解，容易失去學(xué)習(xí)的興趣。另外，在選擇案例或設(shè)置問題時(shí)，要圍繞課程主要章節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容或難以理解的原理和方法進(jìn)行設(shè)置，注意體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的連貫性。通過案例教學(xué)法不僅可以鞏固學(xué)生對所學(xué)課程理論的理解，為綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、解決實(shí)際問題做好準(zhǔn)備，而且還能給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)身臨其境的感覺，激發(fā)其學(xué)習(xí)的積極性。

將課本內(nèi)容與培訓(xùn)教材內(nèi)容結(jié)合起來，也有利于增加知識(shí)體系的系統(tǒng)性和完整性。整合教學(xué)內(nèi)容，將課程內(nèi)容總體分為三部分：第一部分為經(jīng)典的基礎(chǔ)理論和計(jì)算方法，即電磁兼容問題的理論分析、計(jì)算等；第二部分為電磁兼容的通用技術(shù)和常規(guī)做法，包括抗干擾技術(shù)、屏蔽技術(shù)和電磁兼容設(shè)計(jì)等；第三部分為專題介紹和研究，包括通信系統(tǒng)的電磁兼容、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電磁兼容、建筑物及電氣設(shè)備的防雷技術(shù)等。這也與培訓(xùn)教材的內(nèi)容設(shè)置相對應(yīng)。

具體講授時(shí)，針對知識(shí)點(diǎn)，先結(jié)合課本講授基本理論，然后結(jié)合培訓(xùn)教材講授具體事例，并找出兩者在相同知識(shí)點(diǎn)論述的不同。提出問題讓學(xué)生來分析，引發(fā)學(xué)生在課本理論和工程經(jīng)驗(yàn)之間的思考，從而為學(xué)生架設(shè)好由理論過渡到工程，由課本過渡到實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的橋梁，便于學(xué)生活學(xué)活用知識(shí)，也為學(xué)生將來走上工作崗位，加快由學(xué)生到員工的轉(zhuǎn)變打下基礎(chǔ)。

同時(shí)，培訓(xùn)手冊中給出了大量的總結(jié)性的圖表，要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)辯證的使用這些以往工程中總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)。如手冊中，會(huì)詳細(xì)介紹公司產(chǎn)品中某些具體細(xì)節(jié)的電磁兼容設(shè)計(jì)原則，如圖1給出了一個(gè)串口的布線的例子，這在一般的電磁兼容課本中是很難見到的。

這個(gè)例子是針對公司的某類型產(chǎn)品。

說明在進(jìn)行PCB布線時(shí)，為了得到良好的電磁兼容設(shè)計(jì)效果，必須給信號提供回流路徑。

應(yīng)該將由接口器件引出的地線網(wǎng)絡(luò)當(dāng)做普通信號線來處理。通過這樣的例子可以很直觀的讓員工掌握與本公司產(chǎn)品有關(guān)的電磁兼容設(shè)計(jì)技術(shù)。

在講課時(shí)，一定要讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何迅速的看懂、理解手冊的內(nèi)容，如何快速地將前人的工程經(jīng)驗(yàn)變成自己的知識(shí)儲(chǔ)備。同時(shí)，由于現(xiàn)在高校課程具有課時(shí)少、信息量大的特點(diǎn)，要合理引導(dǎo)學(xué)生課后自學(xué)，并提供各種機(jī)會(huì)讓學(xué)生動(dòng)手自己設(shè)計(jì)不同方案的電子系統(tǒng)，以此來比較其電磁兼容性的差異，在探索的同時(shí)學(xué)會(huì)自己思考解決問題。

將課本與企業(yè)培訓(xùn)手冊結(jié)合起來，讓學(xué)生學(xué)會(huì)找到解決問題的方法，才真正的達(dá)到了我們進(jìn)行本門課程教改的目的。

通過IT企業(yè)培訓(xùn)手冊的引入和課程的改革, 學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情有了明顯的提高, 尤其對將兩者進(jìn)行比較學(xué)習(xí)的內(nèi)容特別熱情。既牢固的掌握了基礎(chǔ)理論知識(shí)，又加深了對實(shí)際工程中應(yīng)用的理解。因此，在《電磁兼容原理與設(shè)計(jì)技術(shù)》課程的教學(xué)中，應(yīng)結(jié)合課程特點(diǎn)以及學(xué)生的實(shí)際情況，改革教學(xué)內(nèi)容，做到在保持教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性的基礎(chǔ)上，引入具有豐富工程經(jīng)驗(yàn)內(nèi)容的IT企業(yè)培訓(xùn)手冊。同時(shí)更新傳統(tǒng)的教學(xué)理念，提前讓學(xué)生接觸企業(yè)技術(shù)和設(shè)計(jì)理念，讓學(xué)生在競爭日益激烈的就業(yè)市場前先行一步，進(jìn)一步深化教師“引路”、指明方向的角色。多年的教學(xué)實(shí)踐表明，這種教學(xué)改革取得了良好的教學(xué)效果，為培養(yǎng)訓(xùn)練有素的電磁兼容工程師打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。只有不斷更新教育觀念, 結(jié)合課程所具有的自身特點(diǎn)改變傳統(tǒng)教學(xué)模式, 注重學(xué)生能力的培養(yǎng), 才能不斷提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出更多更好的適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的人才。

［參考文獻(xiàn)］

［1］張林昌. 發(fā)展我國的電磁兼容事業(yè)［J］.電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2005， 20（2） : 23-28.

［2］鄒澎，周曉萍.電磁兼容原理、技術(shù)和應(yīng)用［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2007.

［3］李明等. 電磁兼容技術(shù)研究現(xiàn)狀與趨勢［J］.電子質(zhì)量，2007，（7）：61-64.

［4］楊克俊.電磁兼容原理與設(shè)計(jì)技術(shù)［M］.北京：人民郵電出版社，2005.

［5］白運(yùn)芳. 電磁兼容與電磁兼容設(shè)計(jì)［J］.無線電工程，2008， 38（11） : 34-36.

［責(zé)任編輯：陳明］