‘电路导论6版’(introduction to electric circuits)书评

王仲奕

（西安交通大学电气工程学院  710049 ）

一、   作者的教学思想和教材工作

作者（Richard C. Dorf）的主导思想立足于：

（1）    给初学者介绍电的基本概念和基本分析方法。

（2）    让读者明了电路理论是工业生产、日常生活、办公实际需要和不断进步的结果，电路是现代社会中的重要组成部分。

（3）    让学习者明确正确的分析一个电路进而按要求设计出一个电路是学习电路理论的最终目标，是所有工程技术人员的基本技能。

作者认为目前计算机和网络的广泛应用，为电路学习提供了进一步深入学习和思考的条件，给教材配备网络学习的辅助系统将逐步成为一种必须加强的手段。围绕这一思想，作者建立了网络学习资源和‘电路学习苹果机’做为主要的辅助学习方式，‘电路学习苹果机’对每一个问题提供一组实例，实例包括三部分内容，首先是对问题类型的描述，然后给出教材中相关知识点，最后提供详细的解答，对每一道习题提供随机的参数，这样使教材的习题达到了无限多。此外提供了计算软件PSpice、MATLAB和应用软件分析问题的过程。

我们目前也尝试利用网络作为教学辅助工具，但由于人力、资金和对本科教学工作轻视的原因，对这一方面的开发和建设还远远落后于国际水平。  

二、   教材内容设计

教材内容主要介绍线性电路理论的基本概念和基本分析方法。全书分17章加5个附录。第1章介绍电路的基本物理量，第2章介绍电路元件，第3章介绍简单电阻电路的分析，第4章介绍线性电路的一般分析方法，第5章介绍电路的主要定理，第6章介绍运算放大器，第7章介绍储能元件，第8章介绍一阶电路，第9章介绍二阶电路，第10章介绍正弦电路，11章介绍正弦稳态电路的功率，12章介绍三相电路，第13章介绍频率响应，第14章介绍拉普拉斯变换，第15章介绍傅立叶级数和傅立叶变换，第16章介绍滤波电路，第17章介绍两端口和三端口网络。5个附录分别介绍了矩阵分析、复数概念和计算、三角函数公式、欧拉公式、标准电阻色码。全书有200个例题，300多个练习题和800多个习题。

与我校教材（邱关源编著）相比，全书内容基本相似，但分的更为细致，更为浅显，强调基本，强调实际应用，强调计算机应用。   

三、    教材的主要特色

1．            注意配合不同的学时数和不同层次的学生

      由于全书内容分的很细，因而可以根据学时数灵活的取舍。由于主导思想放在介绍上，内容由浅入深，从特殊到一般。如第3章介绍电阻电路时，分析主要围绕单回路和双结点的电路，附录内容也是电路中涉及的基本数学式子，这在我们的电路教材里很少见，这种内容设计使教材中的语言表述浅显易懂，解题思路一目了然，注重基本理论和基本概念，不追求解题技巧，适用于不同层次的学生，也适用于国内高校选为双语教学的教材。

2．            注重电路理论与电学发展史的联系

作者认为电是自然现象，是电荷存在和相互作用的结果，学习电的知识有必要了解电学理论的全貌，既要了解现代电气工程设备和方法的发展及21世纪电气工程的热点，也要了解电学理论的发现、形成及发展过程。因此全书各章中对电学理论中的重要历史人物、典型实验及实际应用实例作了简单但系统的回顾。如第1章一开始就介绍了电学史上的科学家Guericke、Benjamin、Volta、Ampere、Joule、Maxwell以及他们的发现和对电学理论的贡献，并附上了从1600年?1995年电气工程中的重要事件表。在第2章介绍了Edison、Ohm，第3章介绍了基尔霍夫，第6章介绍了Oersted、Faraday，第9章介绍了Marconi，第14章介绍了Laplace，等等，所有介绍的历史人物和实验都付了精美的图片。

 对历史作这样全面的回顾在我国的教材中几乎没有，反映了教学理念的差异，我们更强调现代化的高科技，注重结果，忽视起因。电路导论的做法不仅让读者了解电学理论的发现、形成及发展过程，重要的是对初学者起了震撼的作用，震撼于大自然现象的奇妙而产生对自然规律的敬畏，震撼于科学创新发展的艰难曲折而产生对科学家们的敬仰，从而深刻体会理论来自于实践又用于实践的真理。

3．            写作细致、严谨

作者立足于给初学者介绍一门理论，因而对出现的每一个新名词、每一个新概念、每一个新公式不仅作了解释，而且作了严格的定义，对一些概念如电、电荷、电流、直流电，功率、线性元件，无源元件等等，甚至对拉普拉斯变换中的‘变换’一词都单独用蓝色列出给以严格的定义。对介绍的每一种分析方法都总结出分析计算步骤，对所有付的历史人物和实验的图片不仅给出图片介绍，而且都给出了图片的出处。

    作者的做法对初学者来说，不仅起了对基本概念的强调和便于查询的作用，而且在无形中培养和训练了阅读者一种严谨的思路。写作如此细致严谨在我国的教材中是少见的，我们更强调写作的精炼，但精炼往往忽视了细节，损失了严谨，使读者读后抓不住要点，也丧失了对初学者素质培养的作用。

4．            电路分析和电路设计并重

作者认为分析和设计电路是工程技术人员的基本技能，电路教材就是让学习者学会电路分析和电路设计的方式方法。作者把电路分析和电路设计放在同等重要的地位，在第一章就专门给出了分析和设计的联系和区别，用图1和图2所示流程图说明分析分为5步，设计分为3个阶段。

又认为分析和设计是紧密联系的，分析是为了设计，设计又离不开分析。电路设计是一个有目的的循环过程，即设计者设想一个目标，构成可能的一组电路及预期电路实现目标的过程。这个电路需满足一系列的条件和要求，设计方案是在反复的试验和分析中被不断修正和改进的。

全书所有的例题、习题和实际问题设计围绕以上思想和步骤展开。

我们的教材中往往注重电路分析，而不提电路设计，讲究分析方法和技巧，不提分析与设计的关系，造成学习者不知分析如何用于设计，使分析方法成了空壳，这显示出我们在教学理念上的差距。

                图1.  电路分析流程图

                      图2.  电路设计流程图

5．            注重电路理论与工程实际的紧密联系

作者认为分析一个电路进而按要求设计出一个电路是所有工程技术人员的基本技能， 围绕这一思想，全书注重电路理论与工程实际的紧密联系，增强了电路设计部分，提供了很多真实的电路、电工设备的实例，作者采取的方式是在每一章的开头给出一个与本章理论和分析方法有关的实际问题的电路设计任务，如第1章是喷气阀控制器，第2章是温度传感器，第3章是调压器，第4章是分压器的角度显示，第5章是测量形变的电桥，第6章是，第7章是积分电路与开关，第8计算机与打印机的连接电路，第9章是汽车点火电路，第11章是最大功率传输，第13章是无线电调谐电路，等等。 在每一章的最后给出设计任务的解答，包括电路的实现，电路的分析结果，参数的设定等等。这样做起到的作用是：

（1）    让学习者带着问题去阅读本章内容，避免了学习中的盲目性。

（2）    最后通过问题的解答让学习者深刻体会到应用本章内容解决实际问题的方式方法。使理论不再抽象，让教材成为理论与实际的桥梁。

国内教材注重理论和概念，在如何叙述清楚这门理论，如何让学习者掌握好这门课的学习方法方面做了大量的研讨工作，但一直未能很好地解决课程中理论与工程实际紧密结合及培养学生能力和素质的问题。教材中缺乏与理论和概念密切相关的工程实例。在处理概念理解和解题方法之间的关系时，停留在教会学生使用那些一成不变的程序化的模式求解一些简单问题。在理念上过于强调大学二年级的电工基础课程理论抽象，能够为学生提供的工程问题和真正的工程实践机会十分有限，认为一些具有真实性和运用实际物理条件的习题和作业应用那些一成不变的程序化的模式求解是很困难的。

国内教材的处理方式造成的后果是：

（1）    让学习者感到理论空洞、抽象，不知道学了有什么用，因而学了就忘。

（2）    把一门应用性很强的理论变成了只是掌握一些程序化求解方法，割裂了理论和工程实际的联系。

6．            精心的习题设计

作者认为全书主要为学习者提供分析电路、设计电路和解决问题的方式方法。围绕这一思想，作者精心设计了例题和练习题。共有200多道例题，例题与基本概念和基本分析方法紧密联系，讲述一个概念和方法，就给出相应的3-4个例题，例题注重基本内容的掌握，给出严密的数学推导过程。

 书中每一章的习题分为5种类型：

（1）    练习题。练习题紧随例题之后，形式和内容与例题类似，答案付在练习题后。学生看了例题就能做出练习题，从而掌握基本计算方法。

（2）    扩展题。每一章的扩展题是本章中例题的延伸，扩展题的答案付在题后，除了让学习者按给的数据作题外，还提供了电路学习苹果机，苹果机包含大部分习题，可以对每一道习题提供随机的参数，这样使教材的习题达到了无限多。

（3）    证明题。作者认为现代工程师常借助计算机分析、设计电路和系统，因而检查和判断分析和设计的结果是否正确的能力是工程技术人员应该具备的重要技能。书中的证明题是一些给出了解答的题目，让学生应用电路的基本定理和定律检验结果的正确性。作者认为有时检查一道题可能比作一道题花费的精力更多，更能促进学习效果。

（4）    设计题。给出设计要求，让学生设计电路，或设计参数，或改进电路等。

（5）    应用PSPICE和MATLAB分析问题。作者认为计算机工具的支持作用在学习过程中常常是无法估量的，能熟练的应用计算机工具辅助电路课程的学习，是为分析计算真实的工程实例打下基础，也是工程师应该具备的一种内在的素质。教材给出了应用PSPICE和MATLAB分析的习题，在‘电路学习苹果机’里提供了计算软件和习题解答，让学生掌握应用计算机分析问题的方法。

对比‘电路导论’我们的教材主要存在如下问题：

（1）    受教材字数限制，为了强调内容的完整，而忽略例题的作用，例题的类型和数量都偏少。

（2）    重视教材中的内容，而往往忽视习题的编制。习题数量少（一般300题左右），类型单一，基本没有证明和设计方面的习题。

（3）    教材中也开始介绍PSPICE和MATLAB分析电路的功能，但在实际的实施过程中，仍然认为计算机工具不能代替学习电工基础使用的传统方法，忽视计算机工具对学生学习过程的理解有巨大的帮助。