中国教育

　　我国电子信息与电气信息类专业种类繁多（而国外大都就是Electrical Engeneering，也有与Computer Science合在一起的，例如美国麻省理工学院），其基础课程可以分为4类：电路类、电子线路（含电子技术）类、信号与系统类和电磁场类。有的学校将诸如"自动化原理"、"数字信号处理"、"微机原理与接口"等其他的课程纳入基础课中，但是也有学校将其纳入专业课中，甚至被认为其与相关的专业联系不大而没有开设（正如国内有些通信方面的专业不开设自动化技术方面的课程一样）。从总体情况看，上述四类课程作为基础课程，更加具有一般性和普遍性。此外，国内还有一门"电工学"课程，作为一些非电专业的基础课程开设。

　　为了更加深入地开展教学改革研究，我们分教指委按照上述四个课程方向，组织相关委员和相关高校教师展开了国内外教学内容和现状的调研，对相关的教学体系、教学内容和教学方法等进行了比较和分析。下面是对国内外各方向课程教学情况的初步归纳和总结，并根据调研的结果对课程的发展提出意见和建议。

　　一、电路类

　　1．国外情况

　　国外电路类课程的教学体系主要包括两种：一种以苏联体系为代表；另一种则以欧美体系为代表。前者强调电路的理论性，重视分析方法，注重课程体系和授课内容的系统性和完整性。由于受苏联体系的长期影响，目前国内电路课程教学内容和教材与其相似之处较多；后者除强调课程的系统性和完整性外，还强调课程的工程应用性及实验教学。由于欧美大学本科学生的专业划分比较宽泛，电路类课程多作为电气工程和计算机科学（EECS）等专业的核心课程而必修，电路类课程的教学内容和体系也就根据不同学校有不同侧重。

　　本次我们调研了国外13所知名大学电路类课程规划，下面是部分学校电路类课程与国内电路类课程的对比。

　　俄罗斯圣彼得堡国立工业大学将电路理论的主要任务定位为分析、综合和诊断。而莫斯科动力学院对非线性电路内容的讲授比我国和欧美都要多，例如非线性的基本特征和计算方法、直流激励下的非线性电路、直流激励下的非线性磁路、单一频率电压源/电流源作用下的非线性电路、多频率作用下的非线性电路、非线性电路中的过渡过程和自激振荡等。在俄罗斯的高等学校，还存在电工基础教研室。

　　在介绍美国大学之前需要说明，美国的电气工程专业与我国电气工程专业有很大的差别。我国的电气工程专业以电气设备制造、电力系统运行和控制来构造课程体系。而美国的电气与计算机工程系包含的专业对应着我国电气信息类的全部专业，而且是以弱电专业为主，主要是信息处理（含通信）、集成电路（微电子）、计算机工程、自动化等，而电力内容则较弱。

　　美国麻省理工学院（MIT）的电气工程与计算机科学系开设的电路课程是"电路与电子学"，该课程不仅包含了"电路"课程的主要内容，还包含了我国课程体系中"模拟电子电路"和"数字电子电路"的主要内容，主要用于普及基本知识，讲述电路原理、模拟电路和数字电路基础知识，与国内的"电路"、"模拟电路和数字电路"、"电工学"的课程体系有很大不同。他们的目的是使电路基本理论与现代模拟和数字系统的基本元件MOSFET的建模及其分析、设计和应用紧密相联，为电机工程和计算机科学两大领域提供一个宽口径的电路与电子学方面的公共基础课程。

　　美国斯坦福大学电气工程专业开设的有关电路的课程分为"电子学导论"、"电路I"和"电路II"。 "电子学导论"是为低年级学生准备的基础课程，从基本直流电路分析和测量、运算放大器到数字逻辑电路均有所涉及，每周还有３小时的实验。"电路Ｉ"主要是电路分析方法、静态和动态的线性或非线性网络分析等。"电路II"在内容上类似我国的"电子线路"课程。

　　美国加州大学伯克利分校电气工程专业课程分为初级和高级课程，与电路相关的初级课程为"微电子电路导论"，内容包括电阻电路、电路分析方法、电感和电容、运算放大器和半导体MOS器件等，每周3小时授课，1小时讨论。在高级课程里有"数字电子学导论"或"工程电子技术"，内容与"电子电路导论"类似，但更侧重半导体器件及电路设计，还增加了每周3小时的实验。

　　美国加州大学圣地亚哥分校电气及计算机工程专业的"电路"课程分属于初级课程和高级课程类别中。其中，在初级课程类里开设了"模拟设计导论"，主要内容为基本电路原理、电路分析方法、时变信号和暂态一阶电路、稳态正弦响应等。

　　美国加州理工学院电路类课程偏重实验，在二年级第一学期开设有"电子学实验"，内容包括基本电路和电路分析、电路瞬态响应和正弦稳态响应、二极管、三极管及运算放大器和小信号分析等，每周３小时授课、３小时实验，课后复习６小时。

　　加拿大阿尔伯塔大学（Alberta）的"电路"课程内容与我国的设置基本一致，其主要内容包括：电阻电路、电路分析方法、电感和电容、交流电路稳态分析、磁耦合电路、单相和三相电路功率、暂态电路时域分析、复频域分析、磁耦合电路、互易网络、理想运算放大器等。主要区别在于部分课后习题是日常生活中应用的实际电路,要求学生综合应用所学知识，将其转换为等效的电路模型，然后再分析求解。

　　德国汉诺威大学电气工程专业的"电路"课程分为电路I、II、III，包含了直流电路、交流电路、一阶和二阶网络等。

　　英国南安普顿大学的电子学与计算机系开设有"电路导论"课程，24学时，3小时实验，4小时指导。主要内容涵盖电阻电路、电路分析方法、电感和电容、交流电路稳态分析等。

　　所有这些学校的"电路"课程都配有实验，有的专门开设实验课程，有的是电路课程综合实验，通常都包括Matlab仿真实验、基本电路硬件实验，有的还包括Spice仿真实验。此外，像MIT还可以在图书馆或校园网上观看长达9小时的教学录像以作为课堂教学的补充。

　　总体来说，国外的电路类课程具有如下特点：

　　（1）教学体系呈现百花齐放的态势，教学内容涵盖面广，除基本电路理论内容外，还涉及模拟电路和数字电路的内容，强调电磁学-电路理论-电子学-数字系统的有机联系。

　　（2）各学校电路类课程教学安排具有层次性，低级别课程通常学习比较基础的知识，高级别课程学习高层次的知识，循序渐进。

　　（3）特别强调实验教学，强调学生的自我动手能力，一般都安排有讨论课，在探讨和交流中掌握基本知识。

　　（4）国外电路类课程的教学内容重点和变化，这一点还可以从国外教材中得到体现。近年来，我国多家出版社引进了国外优秀的"电路"课程教材，品种达10余种之多，为我国"电路"课程的改革与建设吹来了一股清新之风。

　　Electric Circuits（J. W. Nilsson，S. A. Riedel著）被IEEE Spectrum杂志称为"电路领域的经典之作"，是美欧"电路"课程采用最为广泛的教材，目前已出版第8版。全书共分18章，系统讲述了电路中的基本概念、基本理论、基本分析和计算方法。该书强调：概念的建立和理解；利用概念的认识解决实际问题；重视工程实际能力的培养，努力提供使用真实数据和实际物理条件的习题。该书提供了大量的工程实例，这些实例涉及信号处理与能量处理的众多领域。

　　Engineering Circuit Analysis（Hayt，W.H.著），首版于1962年，目前已是第7版，该书已被国外许多著名大学选为电子、电力工程领域入门课程的教材。作者从3个最基本的电路定律(欧姆定律、基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律)推导出了电路分析中常用的分析方法及分析工具。作者注重将理论和实践相结合，很多例题、练习、章后习题以及正文中的应用实例都取自于业界的典型应用，对于设计题目，答案可能是非唯一的。该书还简介了MOS和BJT模型及特性。该书的第6版被改编成《电路基础》（改编版），使其更适合作为高校电气与计算机工程专业本科生的英文教材。

　　Fundamental of Electric Circuit（C. Alexander, Sadiku著）注重理论联系实际，贯穿全书的电路仿真，可通过该书提供的Multisim软件实现，在我国有较多读者。

　　在俄罗斯，教材体系逐渐呈多样化趋势，除早期的"场－路－场"体系即电磁学基本概念和原理、电路理论、电磁场理论外，也有将电路理论与电磁场分开著述的教材；有专门面向无线电和通信学科本科生的电路理论教材；有专门讲述非线性电路理论的教材以及反映计算机辅助分析电路和电磁场最新进展的教材。其中，仍以"场－路－场"体系为主。此外，习题集版本特别多。

　　由俄罗斯科学院院士 K.C.德米尔羌、Л.P.涅伊曼、H.B. 卡洛夫金、B.Л.切秋林编著的《电工理论基础》（第4版），三卷套外加一卷习题集，是目前使用最多的优秀教材。高等教育出版社近期将翻译出版这套教材。

　　2000年以来，由Е.А. Лоторейчук编著的《电工理论基础》和由В.А. Кузовкин 编著的《理论电工》，它们虽以电路理论内容为主，但也将相关的电磁场内容穿插于教材之中。在讲授直流、交流以及电感电容之前，先要讲授它们的电磁场基础，属于场-路混合体系。后者还涉及了电子器件、放大电路和离散信号等。

　　国外电路类课程的教材具有如下特点：

　　注重电路的工程应用背景。教材中一般都有大量的工程应用实例。

　　注重计算机技术在电路中的应用。这些教材一般选用Matlab、Pspice、Multisim等软件之一作为教材的辅助软件。

　　注重教材的编写方法，易读，便于自学。

　　注重电路问题的电磁场基础。

　　国外教材所体现的教学内容，以及对于理论内容与工程实例相结合的突出特点，与其区别于我国的本科教学组织和管理形式密不可分。以MIT为例，6.002(即"电路与电子学")课程是MIT的电气工程和计算机科学系(EECS)本科生最重要的基础课程之一。所有希望获得EECS系学位的本科生都需要选修并通过该课程。课程的学分编号为4-2-9，即平均每周4学时上课，2学时学生做实验，9学时学生预复习及完成作业，大致相当于我国的5至6个学分(每周5至6学时课)，这是一个以课堂讲授为主的基础理论课程。又如，MIT的6.002课程的授课教学人员配置包括：主讲教师、复习课教师(Recitation Instructor，RI)、教学助理(Teaching Assistant，TA)、实验的组织和管理、实验助理(Lab Assistant，LA)、作业批改员(Grader)和课程秘书等，教学环节包括：大课(Lecture)、小班(每个小班约25人)各讲授每次1学时的两次复习课(也可称为讨论课)、答疑课、实验课等多种形式。课程评价与考核采用2次测验和1次期末考试，均采用半开卷形式和百分制评分。

　　综合评价国外的教学组织和管理运行机制，表面上看与国内似乎很相似，但是其中最根本的区别在于：国外的教学是以学生为主导的，在学习知识的过程中，学生的主动性、自觉性和自律性更强，国外高校的学分制体系和学生的高淘汰率，保证了较高标准的教学水平。

　　在实验教学方面，以美国麻省理工学院、佐治亚理工学院、普渡大学、密西根大学为例，"电路"课程通常包含部分电子技术的内容，作为专业基础课程教授的知识点涉及面宽，注重应用，电路实验对综合设计和应用方面的要求较高。尽管在实验学时数上并不是很多，例如在MIT的实验仅有4次，但是学生需要在这4次的实验过程中，利用课时外时间，不断实践，从开始完成简单实验，到最后要完成一个完整系统的设计和调试，学生的能力培养效果较为明显。