电路分析（2版）书评

（Circuit Analysis：Theory and Practice）

王仲奕

（西安交通大学电气工程学院  副教授）

一、作者（Allan H. Robbins）的教学思想和教材工作

作者的主导思想立足于：

（1）    《电路分析：理论和实践》是针对工程技术计划类、大学工程规划类、工业训练类等类似的电子类学生，是介绍电路分析及其应用的基础教材，因此，教材的编写要突出电路分析的原理和概念，易于读者理解并帮助他们获得期望的收益。

（2）    当学生运用此书成功地完成课程，他们将获得基本电路理论知识和良好的工作实践知识，并且具备解决多种电路相关问题的基本能力。

（3）    有助于教师设计和执行其教学计划。

作者围绕上述教学思想对教材的内容和讲述方法进行了精心的设计，尽力做到：

（1）    有条理的清楚明了的解释，使容易讲述和容易阅读。采用的方式是细致的描述，附加大量的结合了3D效果的真彩照片和图表，通过视觉学习来增强解释和说明分析观点的力度。

（2）    更多的习题（1600道习题）。包括容易的和复杂的。除了章节末习题、练习题，还有学习过程中的检测题，帮助学生在学习新知识之前确定学习中的不足。

（3）    贯穿整个教材的OrCAD PSpice和Electronics Workbench计算机仿真应用。通过习题和例子运用实际屏幕抓图，使学生可以在书中准确的看到他们将在自己计算机屏幕上看到的结果。

（4）    一系列富有挑战性的、类似工程的问题，使学生通过解决多种实际电路相关问题来理解电路分析原理。

为了帮助学生更好的学习基本理论，为了帮助教师能更有效的利用时间和其他资源来设计和执行其教学计划。作者为教材配备了辅助学生和教师的学习辅助包。包括：

（1）    实验指导书：（包含计算机仿真试验的手持电子实验平台的介绍，实验室设备和实验室测量仪器的全面指导）。

（2）    教师资源指导书：包含对所有章节末尾（偶数和奇数序号）习题每步求解过程，有波形图、电路图等等。教师资源指导书在书末同样附有e.resource^TMCD-ROM。

（3）    PowerPoint表达的幻灯片：为教材的每一章准备了幻灯片，可以帮助学习重点和概念。允许载入图像库的图表或者教师自己的图表来创建个人的教学表示手段。

（4）    图像库：包含课本中的200幅真彩图像，为教师提供另一种促进学生理解的方法。图像库允许教师为教学演示显示和打印图表。

（5）    计算机化的测验库：有超过1000道习题用来创建不同水平的测验，可以评估学生理解程度。

（6）    分级课本：跟踪学生的表现，出示学生的进步报告、组织作业等等；简化教师的工作。

（7）    电子工作台电路文件：有100个书上的电路。教师可以为学生免费复制和分配这些电路文件。

（8）    电子技术主页：含有Netscape Navigator，可以直接连接到Delmar Electronics

    从作者的教学思想和大量的教材工作可以看出，作者具有丰富的教学实践经验，整个教材工作贯穿了作者以教师和学生为中心的教学法思想，从提高学习效率、提高教学效果，两个方面组织教材内容，显现作者的个人风格和特色，这是我们应该学习的。

二、教材内容设计

     教材包含5大部分共25个章节。

第一部分有4章，介绍直流概念基础，包含电压和电流、电阻、欧姆定律、功率和能量的基本概念。

第二部分有5章，介绍直流分析方法，包括基尔霍夫定理、串联和并联电路、网孔和节点分析法、Y型和Δ型变换、电源等效、戴维宁和诺顿理论、最大功率传输理论等。

第三部分有5章，介绍电容和电感，包括电容、电感、磁路和简单直流瞬态现象的基本概念。

第四部分有3章，介绍交流基本概念，包括交流、交流电压电源的基本理论，频率、周期、相位、向量、阻抗、交流电路的功率的概念，并介绍了功率因数和功率角的概念。

第五部分有8章，包括交流电路的分析方法、谐振、滤波器、波特图、三相系统、变压器和非正弦波形分析。

    教材有4个附录： OrCAD PSpice应用介绍；线性代数方程组的求解；最大功率传输理论的附加材料；章节末以奇数编号的习题的答案。

从教材内容的划分可以看出教材写作非常细致，注重容易阅读和知识的完整性。25章的设计在我们的电路分析教材中几乎是没有的。我们追求教材内容精练，在很少的篇幅里蕴含很多的知识点，这样作的结果一是丢失了教材的易读性，学生读不懂，有时教师也很难理解教材，二是丢失了知识的连贯性和作为教材应该体现的教学法思想。实际上在目前教师少、学时少，教学内容多、学生多的情况下，我们应该学习国外教材的写作思想，以学生为中心，使教材真正发挥传递知识，培养素质和能力的作用。

三、教材的主要特色

1．注重理论建立的基本思想

作者认为学习电路理论应该是具有挑战性和有趣的，然而也是艰苦的工作。因此，教材应该尽力向学习者阐明电路的理论是如何产生的，这将帮助更好的理解电路理论建立的基本思想。

作者把电路理论产生的途径分为三个，一是来自试验，称为定律，二是出自定义，三是通过数学推导。作者首先让读者明确实验定律无法由其他方法获得，是电路理论的基本依据，是唯一正确的，且贯穿整个教材。阅读教材时，努力弄清产生理论的基本实验定律是掌握其他公式和理解基本原理及概念的前提。

围绕这一教学理念，作者对实验定律介绍的非常详细。如：第三章介绍电阻时，不仅给出了欧姆定律的内容和介绍科学家欧姆，而且详细介绍了欧姆的实验电路和实验过程，即欧姆通过固定电压，改变材料属性、材料长度、截面积，厚度发现电流反比于导线的长度而正比于导线的截面积，从而定义了导线的电阻和说明了电流反比于电阻。通过固定电阻发现电流正比于电压。欧姆结合得到的两个实验结论得出了电压、电流、电阻关系的欧姆定律。

我们在教材中往往给出定律的内容和应用，很少这样清楚明了的介绍定律的来龙去脉，学生不明确定律是实验得出的，不能通过数学证明，应而造成理解和应用上的盲点，造成对公式的死记硬背。

2．注重理论的完整性

作者认为每给出一个新的部分，不仅要让读者理解这些新的术语和定义的基本思想，还要让他们明确前后及相互之间是如何联系的。这样才能让学生理解引入的每一个新的部分的含义和用于什么地方。

如介绍主要理论前，用一章的篇幅说明电路理论中常用的单位、单位的换算、不同单位（如A、mA等）应用的场合及有效位数的问题。说明实际电路和电路模型的关系，给出常用的电路元件模型示意图和在电路分析及计算机仿真软件应用中的作用。

如第二章介绍电流、电压时，先从原子理论观点出发，引出电荷、库仑力、自由电子、离子等一系列概念，接着给出导体、绝缘体、半导体的概念，讨论了电压的形成后，以干电池为例，讨论了电位能和电压、电荷、能量的关系，给出了电压、电流的定义。最后介绍了实际电源的类型以及开关、熔断器、断路器在电路中的作用。

如第三章讨论电阻时，介绍了欧姆实验，给出了导线的电阻计算式以及电缆和分裂导线的意义，接着介绍了电阻的温度效应和计算，实际电阻器的类型和色码的识别，最后给出了非线性电阻的概念和非线性电阻元件以及超导体的概念。

从以上的内容可以看出，作者在介绍一个新的概念时，一是注意概念的引出，与现有理论的联系，二是注意由这个概念所引出的事物和应用，三是注意这个概念和其他分支概念的必然联系。

我们的教材在这一方面很欠缺，由于受到字数的限制，更多的是受教学理念的限制，不注重理论的完整性，造成学生学完课程后，知识是割裂的，不系统的，不会相互联系，最终影响了创新能力的培养。作者对教材内容的设计提示我们：

教材应树立整体知识观的课程思想，以克服本科教育过渡专业和职业化带来的弊端。要认识到整体知识观即承认全部知识是相互联系的，并且可以有机融合为一个统一的知识体系。只有保持教材体系中各个知识系统之间的本质联系，才能使本科教育内容尽可能系统、连贯并形成一个整体，从而在大学本科教育中建立起一种综合教育，帮助学生形成更加连贯的知识观和更加综合的生活观。在社会发展日趋职业化的分裂世界里，学生必须有超越相互独立的学科、发现知识之间相互联系的能力，从整体的高度去思考，以多种视角去研究复杂的问题，能以综合的技能去处理日益支离破碎的知识和专业。

3．注重理论与实际的联系

作者认为电的知识和技能的获得既需要理论的学习，更需通过实践。教材除了给出产生理论的基本试验，还应该给出理论实际应用的指导。作者的作法是：

（1）注重电路元件的实物介绍。如第二章介绍电压、电流时，同时介绍实际直流电源，包括电池的类型和实际应用，介绍了碱性电池、炭锌电池、锂电池、镍镉电池等等，介绍了电池容量的概念和电池寿命与电池容量及电流强度的关系和计算式，电池的串并联联接，电池容量和温度的关系。进而介绍各种实验室用的电源以及太阳能电池。

（2）注重电路测量方法和测量仪器的介绍。如第二章介绍了电压表和电流表的类型，和使用方法，给出了实物图和实际接线图，第三章介绍了欧姆表的类型和使用欧姆表测量电阻的方法。第四章介绍了功率表，等等。很多地方给出了实际测量的示意图。

（3）设计了一些富有挑战性的、类似工程的实际问题，，使学生用以检验学习的理论和了解理论的应用。这类问题贯穿于整本书（一般位于每章的末尾），使学生可以实践在每章中学习的技巧用于实际问题求解的过程，而不需要不断翻阅书本去寻找他们是否应用了正确的方法。

   以上的内容在我们的教材中很少介绍，加上实验环节和课堂教学环节的脱节，结果使得一门极富工程应用性的课程给人纯理论课程的印象，学生学完电路课只会纸上的计算，缺乏实际电工技术操作技能和测量仪器及测试原理的了解，因而不知道理论如何用于实际。显然我们应该在教材中大力加强设计和实践内容，使电路课程的技术基础课性质的内涵充分体现出来。

4．注重教学法

作者在教材的布局和内容设计以及表述方法上非常注重教学法， 采用的方式是：

（1）    每章的开始给出本章的总述。

每章的开始提供一个简明的总述，总述中给出了学习目标、学习背景和重点术语，定义了学习内容和应该达到的能力，使学生了解本章重点和为什么要学习这些内容以及期望获得的知识和技能，为本章学习做准备。

（2）    附加大量图表。

除了注重有条理的编写，突出原理和概念的编写风格之外，为了学生易于理解，教师易于教学，在课本中插入了实际元件、实际测量仪器、计算机仿真界面说明以及辅助说明原理的约1200多张真彩照片和图表（很多结合了3D效果）来加强解释、说明和分析观点，增强了视觉学习效果。

（3）    历史事件的介绍。

对在电学领域带来主要贡献的人和事件提供有意义的历史背景介绍。作者认为这些介绍不是可有可无的，这些内容可以洞析理论的发展，阐述过程中的重要贡献者，以及在普遍情况下这些理论是如何与电子学领域相关的。此外这些内容对教学来说可以活跃气氛，对阅读来说增加趣味性，对学生来说可以增长见识。作者的思想显示出在教材编写中也应该增加人性元素。

（4）    大量的注释。

在教材页边留出空白处，加入了大量的详细注释以及图表，这些注释可以帮助初学者更好的理解内容。

（5）    精心的习题设计。

配合教材内容的学习，作者提供了约1600多道习题、练习题和学习过程中的检测题。分为：

在指导学生学习方面，提供了大量的例题和详细的求解过程，以说明如何应用理论方法解决问题，促进学生的理解。

在检验学生学习方面，提供了学习过程中的检测题，使学生可以检验刚刚学过内容掌握的情况，帮助学生在学习新知识之前确定学习中的不足。

在实际应用方面，设计了一些实际问题使学生便于检验他们对知识的理解。

的求解是由附录而来的。

在配合教师教学方面，把章节末的习题按章节划分，从简单的实际练习平滑过渡到更加富有挑战性的和一定深度的问题。

（6）    计算机仿真

在教材中详细介绍了应用广泛的计算机仿真软件OrCAD PSpice和Electronics Workbench，在如何建立电路、连接仪表和测量电路运行方面，采取通过举例，一步接一步的实际屏幕抓图显示，并和理论解相比较来验证结散结果方式。作者认为这些计算机仿真包使学生可以在书中准确的看到他们将在自己计算机屏幕上看到的结果，提供了另一种方法来丰富和增加对电路学习的认识。

（7）    相伴的互联网址。

教材提供了相伴的互联网址让教师和学生来使用，以补充习题、附录、电路图、更新EWB与OrCAD PSpice状态、发布普通信息，以及与作者联系的方式的形式提供实时帮助。

作者的教学法工作提示我们，一本好的教材必须要考虑教学法问题，教材中的教学法思想不仅体现作者的专业水平，更体现作者的人文意识和社会责任意识。因此我国目前有特色的教材寥寥无几的原因，是由于教材严重缺乏教学法的研究。显然一本教材要体现出好的教学法，需要作者付出大量的辛勤劳动，需要作者进行一种智慧的创造，因此，写一本好的教材，不亚于进行一项大的过程，而目前我国高校中评估机制显露出对教学和教材建设的轻视，这是出不来好教材的根本原因。