譚康伯, 路宏敏, 蘇 濤
(西安電子科技大學(xué) 電子工程學(xué)院, 西安 710071)
隨著“十四五規(guī)劃”的開啟,我國(guó)進(jìn)入全面建設(shè)的新階段。2015年審議通過(guò)的《統(tǒng)籌推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案》,已經(jīng)提出建設(shè)高等教育強(qiáng)國(guó)的要求。在支撐學(xué)科發(fā)展的體系中,專業(yè)課程建設(shè)對(duì)于學(xué)科的塑形與進(jìn)步具有重要的基礎(chǔ)作用。隨著電子信息相關(guān)專業(yè)理論及工程技術(shù)的不斷深入,在復(fù)合型專業(yè)人才培養(yǎng)的過(guò)程中,傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單電磁教學(xué)已根本不能單方面有效適應(yīng)專業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展的先進(jìn)需求。在具體教學(xué)活動(dòng)中,不僅僅要求能通過(guò)教學(xué)認(rèn)識(shí)基本電磁規(guī)律,還要能從中形成相關(guān)知識(shí)發(fā)散,拓展相關(guān)知識(shí)聯(lián)絡(luò),啟發(fā)系統(tǒng)性、綜合性、協(xié)同性思想和方法,以此來(lái)促進(jìn)對(duì)于后續(xù)可能遇到的復(fù)雜電磁問(wèn)題的實(shí)際分析和解決。正因如此,在面向復(fù)合型人才培育的電磁專業(yè)課程建設(shè)中,以基本概念、基本原理、基本方法為基礎(chǔ),從具體課程建設(shè)出發(fā),不斷探索課程知識(shí)脈絡(luò)的貫通途徑、課程知識(shí)載體的豐富形態(tài)、課程評(píng)價(jià)過(guò)程的協(xié)同機(jī)制,是非常必要的。以實(shí)踐為要求,豐富教學(xué),適應(yīng)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的系統(tǒng)發(fā)展;以學(xué)習(xí)為途徑,促進(jìn)教學(xué),適應(yīng)專業(yè)知識(shí)再實(shí)踐的全面發(fā)展。本文以國(guó)家級(jí)一流專業(yè)核心課程為例,淺議電磁兼容專業(yè)課程建設(shè)中的探索與實(shí)踐,以供教學(xué)時(shí)參考。
當(dāng)今時(shí)代,信息化已成為世界各主要國(guó)家的戰(zhàn)略性、先導(dǎo)性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),成為人類社會(huì)重要的基礎(chǔ)設(shè)施。隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步,電氣、電子設(shè)備或系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、交通、國(guó)防、安全等領(lǐng)域。二十一世紀(jì)以來(lái),全球化進(jìn)程不斷深入推進(jìn),世界各國(guó)產(chǎn)業(yè)不斷深度融合,“一帶一路”等重大發(fā)展倡議為各種先進(jìn)信息化設(shè)備或系統(tǒng)的引進(jìn)來(lái)、走出去提供了更大的空間。面對(duì)如此廣闊的發(fā)展空間,信息化設(shè)備或系統(tǒng)必須不斷提升其功能性、系統(tǒng)性、兼容性、發(fā)展性等方面的適應(yīng)能力。而這些都應(yīng)該在各種電氣、電子設(shè)備或系統(tǒng)的性能分析與設(shè)計(jì)中有所綜合考量。新時(shí)代,人類命運(yùn)共同體的理念在各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)一步獲得廣泛的認(rèn)同。各國(guó)裝備、設(shè)施、信息、數(shù)據(jù)等的互聯(lián)互通、共建共享正不斷加速與深入,更多功能的電氣、電子設(shè)備或系統(tǒng)不斷豐富和發(fā)展著人類的生產(chǎn)與生活。于此進(jìn)程中,電磁兼容(Electromagnetic compatibility)不斷追求電氣、電子系統(tǒng)的綠色性和包容性。綠色性在于合理控制電氣、電子系統(tǒng)的電磁污染,包容性則在于有效實(shí)現(xiàn)多樣化電磁體系的命運(yùn)共同。早在2001年12月,為面向日益國(guó)際化的需要,我國(guó)就發(fā)布了《強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證管理規(guī)定》(China Compulsory Certification)-3C認(rèn)證,以此對(duì)信息化設(shè)備或系統(tǒng)中的電磁兼容提出了約束性的具體規(guī)范要求。為了更好地提升各種設(shè)備或系統(tǒng)對(duì)應(yīng)用需求的適應(yīng)性,具體到電工、電子領(lǐng)域,就應(yīng)該在分析和設(shè)計(jì)的實(shí)踐中積極增強(qiáng)電磁兼容意識(shí),并持續(xù)關(guān)注電磁兼容要求。
一般而言,電氣、電子設(shè)備特別是數(shù)字設(shè)備、射頻設(shè)備,大部分必須滿足強(qiáng)制性軍用或民用電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。沒有滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備或系統(tǒng),均為不合格產(chǎn)品。如何設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容性,如何測(cè)試產(chǎn)品的電磁兼容性,如何采用先進(jìn)的科技成果提升產(chǎn)品的電磁兼容性,使產(chǎn)品滿足相關(guān)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn),確保產(chǎn)品獲得電磁兼容性認(rèn)證,創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,就成為當(dāng)代科技人員必須掌握的專業(yè)基礎(chǔ)。因此,“電磁兼容原理與技術(shù)”作為電子信息相關(guān)專業(yè)的專業(yè)課程,隨著電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)代電子、通信、計(jì)算機(jī)等系統(tǒng)電磁兼容性的強(qiáng)制要求,該課程具有了越來(lái)越重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程公共平臺(tái)的地位。我校設(shè)置有國(guó)家級(jí)一流專業(yè)——電子信息工程,以及國(guó)家級(jí)一流專業(yè)和國(guó)防特色專業(yè)——電磁場(chǎng)與無(wú)線技術(shù)。在這兩個(gè)特色專業(yè)的課程體系中,“電磁兼容原理與技術(shù)”為專業(yè)核心課程。在歷屆領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)的關(guān)心重視,任課教師的悉心培育下,該課程不斷健康發(fā)展、日趨成熟并且充滿活力。上世紀(jì)八十年代,特別是改革開放以來(lái),隨著我國(guó)信息技術(shù)的不斷進(jìn)步,電子、通信、計(jì)算等系統(tǒng)間以及系統(tǒng)內(nèi)兼容性問(wèn)題逐步凸顯。在此科學(xué)、技術(shù)發(fā)展的時(shí)代背景下,上世紀(jì)八十年代中期,我校梁昌洪教授、路宏敏教授等資深專家、學(xué)者,結(jié)合科研項(xiàng)目開始有關(guān)電磁兼容的科學(xué)、技術(shù)課題研究,并為研究生開設(shè)“電磁兼容原理”課程。隨著設(shè)備或系統(tǒng)數(shù)字化、小型化、集成化的發(fā)展,電磁兼容性問(wèn)題獲得更有利的發(fā)展。為落實(shí)“寬口徑、厚基礎(chǔ)”的人才培養(yǎng)理念,上世紀(jì)九十年代中期我校開始為本科生開設(shè)“電磁兼容原理與技術(shù)”課程,成為開設(shè)該課程最早的國(guó)內(nèi)四所高校之一(北航、北交大、成電、西電)。進(jìn)入二十一世紀(jì),特別是近幾年來(lái),隨著電氣、電子領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步,電磁兼容領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)課程教學(xué)不斷提出新的要求。2015-2017期間的陜西省精品資源課程建設(shè),對(duì)本課程多方面的進(jìn)步起到了促進(jìn)作用。本課程依托西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院,為特色專業(yè)建立了穩(wěn)定的老中青教師結(jié)合的教學(xué)梯隊(duì),教師培訓(xùn)的制度化和教研活動(dòng)的規(guī)范化提高了電磁兼容專業(yè)教師教學(xué)水平。依托于電磁場(chǎng)與微波技術(shù)博士點(diǎn)的專業(yè)優(yōu)勢(shì),深抓基本知識(shí)結(jié)構(gòu)并面向?qū)嶋H問(wèn)題需要,基本教學(xué)與新形式教學(xué)結(jié)合,吸引學(xué)生參加有關(guān)電磁兼容性的初步科研工作,拓展了學(xué)生電磁兼容學(xué)習(xí)的綜合知識(shí)面,構(gòu)建工程教育專業(yè)認(rèn)證中解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的培養(yǎng)平臺(tái)。理論教學(xué)與開放型電磁研究相結(jié)合,使學(xué)生加深了對(duì)理論知識(shí)的理解,同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,以及獨(dú)立思考、分析和解決問(wèn)題的能力。持續(xù)的探索表明,專業(yè)發(fā)展中的實(shí)踐基礎(chǔ)不斷促進(jìn)專業(yè)人才的教育與培養(yǎng)。
狹義來(lái)看,用電系統(tǒng)的電磁兼容問(wèn)題主要追求“不干擾別人,也不受別人干擾”。而從更廣義的角度來(lái)看,電磁兼容主要追求電氣、電子系統(tǒng)的“綠色、包容”。使產(chǎn)品滿足相關(guān)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn),確保產(chǎn)品獲得電磁兼容性認(rèn)證,創(chuàng)造更高質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,電磁兼容是當(dāng)前和未來(lái)電子信息相關(guān)專業(yè)人員必須掌握的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。電磁兼容源于電磁,又高于電磁。特別是近年來(lái),電磁兼容由設(shè)備級(jí)向系統(tǒng)級(jí)的發(fā)展趨勢(shì),使得電磁兼容正逐漸成為相關(guān)學(xué)科知識(shí)體系中的“上層建筑”?!半姶偶嫒菰砼c技術(shù)”是電氣、電子類相關(guān)專業(yè)中一門總體性、協(xié)同性、系統(tǒng)性、綜合性很強(qiáng)的課程。該課程基于許多相關(guān)先修課程中的概念和研究問(wèn)題的方法,綜合分析和預(yù)測(cè)實(shí)際工程中出現(xiàn)的電磁騷擾問(wèn)題,形成了具有特色的原理與技術(shù)[1-2]。
在大學(xué)階段,專業(yè)課程學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)之后進(jìn)一步學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。從學(xué)習(xí)的持續(xù)性來(lái)看,學(xué)生以往已進(jìn)行了基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí),未來(lái)可能進(jìn)行更加專業(yè)化的研究型學(xué)習(xí)或進(jìn)行更加實(shí)踐化的工程型學(xué)習(xí)?!盎A(chǔ)不牢、地動(dòng)山搖”這一原則對(duì)于專業(yè)課程的學(xué)習(xí)同樣重要。在此承前啟后的重要環(huán)節(jié)中,需要通過(guò)具體舉措適當(dāng)梳理知識(shí)學(xué)習(xí)中的基礎(chǔ)體系,不斷引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建專業(yè)課程的知識(shí)框架和聯(lián)絡(luò),不斷加強(qiáng)專業(yè)課程知識(shí)中的基本概念、基本原理、基本方法的提煉和認(rèn)知。
對(duì)此,本課程的教學(xué)旨在重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生理解和掌握電磁兼容相關(guān)概念、原理、方法,培養(yǎng)能夠從事系統(tǒng)級(jí)、設(shè)備級(jí)和部件級(jí)電磁兼容工程研發(fā)、應(yīng)用以及技術(shù)管理的專門人才。本課程主要服務(wù)于專業(yè)學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)于電磁兼容相關(guān)概念的深刻理解,對(duì)于抑制電磁干擾基本方法的掌握;對(duì)于電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,特別是信息技術(shù)設(shè)備電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和最新軍、民電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的了解。通過(guò)課程學(xué)習(xí),幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)于電磁兼容性設(shè)計(jì)基本內(nèi)容、基本要求和主要方法的掌握;對(duì)于電磁兼容性分析和預(yù)測(cè)方法的熟悉以及基本電磁兼容研究工具的熟悉和掌握;對(duì)于基本電磁兼容性試驗(yàn)和測(cè)量技能的熟悉。由于涉及眾多需要學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)內(nèi)容,為此,在課程建設(shè)中,首先要對(duì)課程知識(shí)圖譜梳理。課程知識(shí)譜系的明確有助于“明課程,明需求,明聯(lián)系、明變化”,有助于指導(dǎo)具體的課程教學(xué)工作,有助于相關(guān)的課程大綱修訂、培養(yǎng)方案修訂和教育教改研究等。圖1給出了“電磁兼容原理與技術(shù)”課程的主要知識(shí)譜系,以此,師生就可更加明確課程學(xué)習(xí)中的內(nèi)部知識(shí)點(diǎn),并理清課程內(nèi)部重要關(guān)鍵點(diǎn)的相互關(guān)系。還可進(jìn)一步明確課內(nèi)知識(shí)點(diǎn)對(duì)外聯(lián)系,包括與先修和后修知識(shí)的相關(guān)性。更有助于對(duì)相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)的系統(tǒng)認(rèn)知,對(duì)前期課程相關(guān)度以及后續(xù)畢業(yè)指標(biāo)點(diǎn)的理解更強(qiáng)、更具體、更明確。有的放矢、綱舉目張,在大學(xué)本科專業(yè)教學(xué)實(shí)際中,從基本知識(shí)框架著眼,把同一課程體系中的不同知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比與聯(lián)系,將對(duì)學(xué)生的相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)具有重要價(jià)值。
圖1 專業(yè)課程主要知識(shí)譜系圖示
專業(yè)課程知識(shí)背景的豐富,為基礎(chǔ)內(nèi)容的開放拓展提供了空間。在教學(xué)內(nèi)容豐富程度與時(shí)俱進(jìn)方面,本課程結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際中的電磁兼容工程案例,以更加生動(dòng)、形象的形式,在課堂教學(xué)中不斷深化學(xué)生對(duì)電磁系統(tǒng)總體思維的認(rèn)知,進(jìn)而結(jié)合課程的系統(tǒng)化內(nèi)容,在教學(xué)中不斷細(xì)化電磁兼容性知識(shí)架構(gòu)思維體系。在教學(xué)內(nèi)容中牢牢抓住電磁兼容基本概念、基本原理、基本方法的脈絡(luò),通過(guò)教師的細(xì)致講解,引導(dǎo)學(xué)生在對(duì)知識(shí)的吸納中進(jìn)行化整為零,進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí),通過(guò)教師的綜合啟發(fā),引導(dǎo)學(xué)生加速對(duì)知識(shí)的消化和知識(shí)思考,方便學(xué)生更快、更全面地掌握電磁兼容知識(shí)。
“電磁兼容原理與技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容主要涉及用電設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計(jì)、分析、仿真驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)、認(rèn)證測(cè)試、標(biāo)準(zhǔn)等的基本概念、原理和方法。為了給學(xué)生創(chuàng)造更多學(xué)習(xí)相關(guān)科學(xué)技術(shù)新近成果的條件,并了解解決用電設(shè)備電磁兼容性的科學(xué)與工程知識(shí),在課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容中,除了課程中的基本概念、原理和方法外,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新和豐富。例如:① 在“電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)”的學(xué)習(xí)內(nèi)容中,采用新標(biāo)準(zhǔn)。比如對(duì)于電磁兼容國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn),以新的GJB151B-2013代替GJB151A-97和GJB1512A-97,使學(xué)生掌握最新國(guó)家軍用電磁兼容標(biāo)準(zhǔn),適應(yīng)未來(lái)研發(fā)需求。② 在“電磁兼容測(cè)量”的學(xué)習(xí)內(nèi)容中,除了敘述測(cè)量方法、設(shè)備配置的內(nèi)容外,還引入新設(shè)備、新系統(tǒng)以及應(yīng)用于電磁兼容測(cè)量的新技術(shù)、新方法,幫助學(xué)生在知識(shí)的學(xué)習(xí)中開闊視野并增強(qiáng)實(shí)踐認(rèn)知。③ 增加一些用電設(shè)備或系統(tǒng)電磁兼容設(shè)計(jì)、整改分析和認(rèn)證試驗(yàn)的新方法、新材料,豐富更新的學(xué)習(xí)內(nèi)容。例如,新增采用電磁新材料進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)與分析,采用輻射源的極化特性進(jìn)行電磁兼容整改等。圖2給出了面向工程應(yīng)用的電磁兼容新知識(shí)拓展示例。
圖2 面向工程應(yīng)用的知識(shí)更新示例
本課程在建設(shè)中以基本內(nèi)容為基礎(chǔ),逐步適度擴(kuò)展國(guó)內(nèi)、外電磁兼容工程研究中的新技術(shù)、新動(dòng)態(tài)、新內(nèi)容。在教學(xué)內(nèi)容擴(kuò)充方面,以課堂知識(shí)為基礎(chǔ),課后在教師的引導(dǎo)和啟發(fā)下,通過(guò)大作業(yè)、研究性報(bào)告等形式鍛煉學(xué)生將課堂知識(shí)與擴(kuò)充的新內(nèi)容進(jìn)行融合,以保證學(xué)生既建立基本知識(shí)構(gòu)架,達(dá)到基本要求,又便于通過(guò)教師的啟發(fā)+引導(dǎo)和學(xué)生參照互聯(lián)網(wǎng)或?qū)I(yè)電磁兼容資源等方式自學(xué)擴(kuò)展知識(shí)空間。為了不斷增強(qiáng)學(xué)生在面對(duì)復(fù)雜電磁問(wèn)題時(shí)認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,基于電磁兼容多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn),不斷嘗試把系統(tǒng)性思想方法與專業(yè)科學(xué)技術(shù)知識(shí)相結(jié)合。在教學(xué)內(nèi)容的豐富中,根據(jù)學(xué)科以及教學(xué)發(fā)展的新變化、新需要對(duì)原有內(nèi)容進(jìn)行了拓展和更新,使之更符合現(xiàn)代電磁兼容教學(xué)發(fā)展需要。
對(duì)于綜合性較強(qiáng)的專業(yè)課,以豐富多樣的教學(xué)方法與手段為載體,有助于課程知識(shí)全方位生動(dòng)、靈活的表現(xiàn)與認(rèn)知。在探索完善教學(xué)方法與手段的多樣性方面,本課程逐步推進(jìn)多形態(tài)學(xué)習(xí)資源融合,不斷發(fā)展多種學(xué)習(xí)方法手段。在我?!懊嫦蚪虒W(xué)3.0規(guī)劃”以及“教授上課+研究生助教制度”等教學(xué)機(jī)制的鼓勵(lì)引導(dǎo)下,本課程為學(xué)生的電磁兼容專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí),逐步構(gòu)建起“教材+網(wǎng)課+線上線下專業(yè)資源”的綜合教學(xué)載體平臺(tái),如圖3所示。同時(shí),在師生間有效運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、QQ、微信、視頻會(huì)議等快捷通信技術(shù)與手段,傳播知識(shí)、分享知識(shí)、熟悉知識(shí),持續(xù)發(fā)掘課程知識(shí)學(xué)習(xí)中軟硬件承載的潛能。
圖3 專業(yè)課程的綜合教學(xué)載體平臺(tái)
教材建設(shè)作為高等教育基礎(chǔ)性要素和資源,是高等教育內(nèi)涵式發(fā)展的重要建設(shè)內(nèi)容。基于相關(guān)設(shè)備、系統(tǒng)電磁兼容性科研項(xiàng)目的成果積累,最新編著出版了《工程電磁兼容(第三版)》(2019年)教材。本課程教材先后入選西安電子科技大學(xué)優(yōu)秀教材與“十二五”普通高等教育本科國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。在教材的編著中,努力嘗試將知識(shí)學(xué)習(xí)與系統(tǒng)思維相結(jié)合,將知識(shí)學(xué)習(xí)與探索研究相結(jié)合,將知識(shí)學(xué)習(xí)與電磁兼容新技術(shù)、新形態(tài)相結(jié)合。本課程秉承持續(xù)性、系統(tǒng)性的教育信息化理念,在課堂教學(xué)不斷豐富的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步以西安電子科技大學(xué)“西電學(xué)堂”為依托,建設(shè)網(wǎng)課65講,初步涵蓋了“電磁兼容原理與技術(shù)”課程知識(shí)的主要核心內(nèi)容,通過(guò)信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化等多媒體技術(shù),服務(wù)于電子信息領(lǐng)域高校學(xué)生以及需要深入學(xué)習(xí)的專業(yè)技術(shù)從業(yè)人員對(duì)相關(guān)專業(yè)課程需求,為學(xué)生與教師的知識(shí)聯(lián)系提供了新的渠道,為特色專業(yè)課程的示范性推廣提供了新的形式。另外,在學(xué)校、學(xué)院、學(xué)科的大力支持下,為課程教學(xué)提供了知識(shí)學(xué)習(xí)拓展性的基礎(chǔ)軟硬件支撐。配置頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀等設(shè)備,為師生設(shè)計(jì)綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)提供了電磁兼容測(cè)試基礎(chǔ)平臺(tái),采用專業(yè)軟件建立了電磁CAD虛擬仿真中心,助力提高學(xué)生對(duì)于復(fù)雜電磁問(wèn)題分析和解決的能力、仿真研究能力的培養(yǎng)。
本課程在實(shí)際發(fā)展中不斷豐富載體資源特色:
(1) 線上線下全面聯(lián)動(dòng):具有課堂教學(xué)、國(guó)家規(guī)劃教材、多媒體+網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、精品資源課程等多方全面協(xié)調(diào)支撐。傳統(tǒng)考核與創(chuàng)新性探索考核、綜合實(shí)踐考核等相結(jié)合,不斷探索全面評(píng)價(jià)體制。
(2) 實(shí)驗(yàn)室聯(lián)動(dòng)拓展:具有超高速集成電路設(shè)計(jì)與電磁兼容教育部實(shí)驗(yàn)室、天線與微波國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室支持,還有面向電磁兼容教學(xué)研究的電磁虛擬實(shí)驗(yàn)室以及電磁兼容測(cè)量資源等能為學(xué)生多方面學(xué)習(xí)電磁知識(shí)提供更為直觀的資源條件。
(3) 輔助性雙語(yǔ)教學(xué):電磁兼容課程中通過(guò)適當(dāng)引入外文資料、教材進(jìn)行課堂理論教學(xué),在原有專業(yè)英語(yǔ)教學(xué)中拓展電磁兼容相關(guān)內(nèi)容,既鞏固和拓展了基本內(nèi)容,又促進(jìn)學(xué)生對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的感受和興趣。
此外,在電磁兼容課程的建設(shè)過(guò)程中,結(jié)合國(guó)家、學(xué)校、學(xué)院、專業(yè)的教學(xué)工作規(guī)劃和安排,本課程還積極參與相關(guān)的教學(xué)思想和方法的學(xué)習(xí)、研討與交流活動(dòng),如圖4所示。
圖4 專業(yè)課建設(shè)中教育教學(xué)思想和方法的學(xué)習(xí)與交流
在研討中不斷通過(guò)多方學(xué)習(xí)、思考、總結(jié)等互動(dòng),與國(guó)內(nèi)教育專家、一線同行教師進(jìn)行教育思想、課程建設(shè)、教學(xué)方法等方面的交流,不斷學(xué)習(xí),把先進(jìn)思想、方法融入到具體教學(xué)改革與建設(shè)的過(guò)程中。通過(guò)不斷對(duì)專業(yè)課程知識(shí)學(xué)習(xí)載體進(jìn)行豐富,使專業(yè)課程建設(shè)適當(dāng)反映教育教學(xué)前沿,使課程學(xué)習(xí)的方法與手段更好地適應(yīng)電磁兼容課程地特點(diǎn)以及教學(xué)的特點(diǎn)。
在課程教學(xué)方法的探索與豐富中,本課程以學(xué)生為主體、以教師為引導(dǎo),通過(guò)學(xué)習(xí)、實(shí)踐、總結(jié)不斷探索教-學(xué)深度融合的系統(tǒng)性教學(xué)方法。為了力爭(zhēng)每一位學(xué)生在電磁兼容學(xué)習(xí)中都有所收獲,根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)、實(shí)踐能力與條件方面所存在的實(shí)際差異化情況,逐步嘗試給學(xué)生在電磁兼容課程實(shí)踐環(huán)節(jié)中以更大的自由度,教師主要在課程的整體系統(tǒng)性方面開展引導(dǎo)。在課堂教學(xué)中,針對(duì)某一問(wèn)題或者知識(shí)點(diǎn),教師首先提出問(wèn)題或簡(jiǎn)要論述知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行啟發(fā)性引導(dǎo),然后請(qǐng)一位學(xué)生開放性回答問(wèn)題,2-5位學(xué)生進(jìn)行同一問(wèn)題課堂討論,最后教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)分析并給出參考結(jié)論。除了在電磁兼容基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)中,教師提出明確而嚴(yán)格的要求外,對(duì)于學(xué)生在開放性的電磁兼容知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐中,教師則給予適當(dāng)?shù)陌?,通過(guò)引導(dǎo)參與,不斷鼓勵(lì)每位學(xué)生都能在電磁兼容課程的教育過(guò)程中發(fā)展自身的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。
在對(duì)“電磁兼容原理與技術(shù)”相關(guān)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,如圖5所示,本課程積極為學(xué)生提供電磁兼容知識(shí)的實(shí)踐內(nèi)容。加強(qiáng)電磁兼容課程實(shí)踐的教學(xué)環(huán)節(jié),探索課程“動(dòng)腦-動(dòng)手”等方面的具體實(shí)踐。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行電磁兼容中的RE、CE、RS、CS四類基本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),使學(xué)生從具體的課程設(shè)計(jì)中了解和掌握電磁兼容知識(shí)的基本特點(diǎn)和規(guī)律。此外,在實(shí)踐環(huán)節(jié)中,還逐步通過(guò)產(chǎn)品的電磁兼容傳導(dǎo)、輻射實(shí)驗(yàn),PCB等的電磁兼容設(shè)計(jì),參觀學(xué)習(xí),電磁兼容相關(guān)仿真工具簡(jiǎn)介及其使用,電磁兼容新技術(shù)及其應(yīng)用研討,進(jìn)行綜合練習(xí),進(jìn)行適度擴(kuò)展。在電磁兼容課程實(shí)踐中,通過(guò)教師課程引導(dǎo)、學(xué)生課后大作業(yè)、師生共同進(jìn)行研究性報(bào)告討論等具體教學(xué)方法,把電磁兼容課堂知識(shí)與互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、圖書館等資源有機(jī)融入整個(gè)系統(tǒng)性電磁兼容知識(shí)和能力掌握過(guò)程中,在課程中逐步加強(qiáng)思想、方法的啟發(fā)和引導(dǎo),進(jìn)而促進(jìn)對(duì)綜合教學(xué)和實(shí)踐深化的全面性。通過(guò)上述課程實(shí)踐與參與環(huán)節(jié),使得學(xué)生從單純的被動(dòng)學(xué)習(xí)者,逐步成為被動(dòng)與主動(dòng)相結(jié)合的積極學(xué)習(xí)者。通過(guò)大作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)告,除了增強(qiáng)大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力外,還對(duì)其綜合表述與交流能力、獨(dú)立思考與創(chuàng)造能力、復(fù)雜問(wèn)題分析與解決能力、系統(tǒng)方案研究與選擇能力等多方素質(zhì)的全面形成也起到一定的促進(jìn)和提高作用。在電磁兼容教學(xué)中,探索教師引導(dǎo)與學(xué)生參與相協(xié)同、知識(shí)學(xué)習(xí)與應(yīng)用實(shí)踐相協(xié)同。通過(guò)教與學(xué)的相互促進(jìn),不斷豐富和完善課程教學(xué)。
圖5 專業(yè)知識(shí)實(shí)踐教學(xué)的不斷充實(shí)
課程考核評(píng)價(jià)方式需要與專業(yè)課程的具體實(shí)際情況相適合。在完善考核評(píng)價(jià)方式方面,“電磁兼容原理與技術(shù)”課程逐步探索以評(píng)-考-創(chuàng)相結(jié)合為參考,完善綜合性考核評(píng)價(jià)方式。電磁兼容強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性,學(xué)生的全面發(fā)展也具有系統(tǒng)性,為了探索其內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。依據(jù)課程設(shè)置的學(xué)期、時(shí)長(zhǎng)、性質(zhì)、基礎(chǔ)等特點(diǎn),本課程在教學(xué)過(guò)程中逐步探索學(xué)/考區(qū)分,綜合評(píng)價(jià),分塊評(píng)價(jià)等一些不同方式。在逐漸充分照顧到大多數(shù)學(xué)生電磁兼容能力培養(yǎng)的情況下,對(duì)兼顧不同學(xué)生差異化學(xué)習(xí)特點(diǎn)和潛質(zhì)的培養(yǎng)進(jìn)行適度有益的探索。
在具體電磁兼容課程綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)實(shí)施中,本課程不斷探索從多方面對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。通過(guò)設(shè)置平時(shí)檢查,幫助學(xué)生及時(shí)復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。通過(guò)設(shè)置期末考試,指引學(xué)生加強(qiáng)對(duì)電磁兼容原理與技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度。通過(guò)設(shè)置電磁兼容仿真分析和電磁兼容實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等實(shí)踐考察,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)與實(shí)踐、動(dòng)腦與動(dòng)手相結(jié)合。通過(guò)學(xué)生在一定條件下對(duì)探索性問(wèn)題進(jìn)行宣講、答辯,討論等靈活考察評(píng)價(jià),幫助學(xué)生發(fā)掘創(chuàng)新性綜合能力。課程學(xué)習(xí)中綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)示意圖如圖6所示。
圖6 專業(yè)課程學(xué)習(xí)中綜合評(píng)價(jià)示意圖
面向未來(lái),電子信息人才的培養(yǎng)需要向具備綜合性、多樣性能力的方向發(fā)展[3-6]。在電磁相關(guān)學(xué)科教學(xué)實(shí)踐中,因涉及較多數(shù)理專業(yè)知識(shí),會(huì)使不少學(xué)生出現(xiàn)不能積極拓展思維,將多種具體知識(shí)形成聯(lián)系的問(wèn)題。對(duì)此,本文以“電磁兼容原理與技術(shù)”專業(yè)課程建設(shè)為背景,通過(guò)探討教學(xué)活動(dòng)中知識(shí)聯(lián)系、教學(xué)途徑和考評(píng)方式的重要作用,探究相關(guān)問(wèn)題處理的具體方法。探索實(shí)踐表明,明晰系統(tǒng)性課程知識(shí)架構(gòu),豐富多樣化課程教學(xué)載體,發(fā)揮綜合性課程考核優(yōu)勢(shì),可使得“因材施教”的教學(xué)理念,在師生對(duì)電磁兼容系統(tǒng)化知識(shí)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐過(guò)程中,更好的顧及大多數(shù)學(xué)生電磁兼容基本知識(shí)培養(yǎng),并助力發(fā)揮各人不同的能動(dòng)性和潛質(zhì)。
電磁兼容工程應(yīng)用的實(shí)際持續(xù)促進(jìn)著電磁兼容教學(xué)建設(shè),同時(shí),電磁兼容教學(xué)建設(shè)又持續(xù)促進(jìn)著未來(lái)建設(shè)者的電磁兼容實(shí)踐和應(yīng)用能力的形成與發(fā)揮。從實(shí)踐到學(xué)習(xí),從學(xué)習(xí)到再實(shí)踐。電磁兼容由于其系統(tǒng)性、綜合性、協(xié)同性的專業(yè)特點(diǎn),通過(guò)不斷的專業(yè)課程教學(xué)探索,逐步提升學(xué)生系統(tǒng)觀念、增強(qiáng)綜合素質(zhì)、發(fā)展協(xié)同能力,引導(dǎo)學(xué)生在豐富多彩的專業(yè)學(xué)習(xí)與實(shí)踐中,揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短、全面發(fā)展。
電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)2022年1期