中国教育

　　二、电子线路（含电子技术）类

　　1．国外情况

　　此次调研主要讨论国外16所知名大学的"电子线路"课程规划，并与国内此类课程作对比。总体来说，国外的电子设计类课程涵盖面广，从电子电路与器件到数字化图示，从信号处理到计算机数据的操作，均有涉及。学生不仅对系统有了一定的了解，课程中还强调了分析和设计晶体管级别的模拟电路、定量性能测试和实际电路的分析。一般为分层次按计划教学，前一阶段学习比较基础的知识，后一阶段学习高层次的知识，由易到难，并结合实验教学，强调学生的动手能力，和创造能力，在探讨和交流中掌握基本知识。国外教学强调基础知识在各个领域各个方面的应用，重点是理解电子线路，结合各个大学的实际情况，开设与"电子线路"交叉学科的课程，并与现代先进科学技术接轨。比如，"计算机应用"、"CAD技术的应用"、"无线电通信"、"图像处理和信号处理"等。以下列出几所知名大学有关课程的基本情况，尤其是一些特色课程。

　　美国麻省理工学院涵盖电子线路的课程主要有三门："电路和电子学"、"微电子器件与电路"、"模拟电路实验"。其中，"电路和电子学"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的基础知识。"微电子器件与电路"主要讲述半导体基本知识、双极性三极管、MOSFET以及基本的数字电路和模拟电路结构。"模拟电路实验"则针对所学基本理论知识，参与实验，更深刻地理解模拟和数字电路结构及其在实际中的应用。MIT"电路与电子学"课程具有独特的教学内容与知识体系，与国内现有"电路"、"模拟电路和数字电路"、"电工学"的体系完全不同。其目的是将电路基本理论与现代模拟和数字系统的基本元件MOSFET的建模及其应用分析与设计紧密联系在一起，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。

　　美国加州大学圣地亚哥分校在低年级开设电子技术类的公共基础课程，在高年级开设了多门关于电子线路的专业课程，学生可以根据兴趣选择。基础课程包括"电气工程导论"和"电气工程基础"、"电路与系统"、"电路与系统实验"。主要也是介绍模拟和数字基础类知识，并分析电路原理图和通过实验仿真电路。深层次的基础课程包括"有源电路设计导论"、"数字电路"。而专业课程主要包括"电子电路和系统"、"模拟集成电路设计"、"数字集成电路设计"、"高级数字设计项目"，也与计算机、信号与系统和微波等知识交互学习，比如"计算机接口"、"数字信号处理导论"、"微波系统和电路"课程。

　　加州大学伯克利分校（UC Berkeley）涵盖电子技术的课程有基础类的"微电子电路导论"、"电子学导论"以及"电子学导论实验"，还有高层次的"微电子器件和电路"、"电力电子学"、"集成电路器件"、"线性和非线性电路"、"半导体电子学"、"数字集成电路导论"和"线性集成电路"。

　　美国斯坦福大学教授的电子技术类课程包括基本的模拟集成电路设计知识，比如"电子电路II"涵盖基本的电路基础知识、小信号和大信号模型、MOSFET电流电压特征、高频和低频模型、多级放大器和反馈电路等。另外，有"射频集成电路设计"，更结合实际无线通信中的应用，熟悉晶体管振荡器以及PLL锁相环。

　　英国南安普顿大学教授的电子技术，基本目的是让学生熟悉电子电路设计原则，不是为了培养电子工程师，而是为了提供电子学方面的基本读写能力，以便理解基本的电路结构，有效地和电子工程师进行交流。课程涵盖的学科广泛，包括交流电路原理、滤波电路、积分器、微分器和运算放大器电路等基本的电路结构，还有数字电路相关方面的知识和器件，比如布尔函数、组合电路、时序电路设计、触发器、寄存器、TTL和CMOS以及三态输出等。另外，还有状态计算法、高级描述语言、模数转换、数模转换器、稳压、限流和滤波等电路。通过学习基本知识，学生自主设计实验，在实验中学习和掌握，并积极开展研讨会与大家交流。

　　美国加州理工大学更注重实验效果，提出了有组织的系统实验教程，给同学以设计和建立一系列基本模拟电子电路结构的机会，使他们更好地熟悉电路设计结构、器件选择、CAD支持和调试技术。设有专门的电子学实验室，在实验教学中了解基本的放大电路、晶体管特性、小信号分析和运算放大器电路等一系列基础知识，也可以了解无线电通信系统和音频通信系统。

　　英国剑桥大学本科前两年学习基础理论知识，后两年对基础知识升华，学习内容更广泛，更强调实际应用。比如，电气和纳米材料、先进远程通信、电子传感器和检测、微电子机械系统设计、图像处理和图像编码等。

　　可见，国外该门课程覆盖了基本电路理论和模拟与数字电路的基础部分，采用独特的知识体系，用统一的方法研究电路与电子学，引入全新的教学方法，并且利用"抽象"的方法，建立从物理学到电路理论，从电子学到数字系统和计算机科学的联系。

　　另外，国外课程一般在该课程的开放课程网站上，公布除教材内容之外的所有教学相关资源，包括课程简介、教学大纲、教学日历、阅读作业、实验内容、书面作业、电子讲稿和课堂演示设计提纲以及讲课实况音频和视频。该课程的教学目标中，强调了学生掌握电工与电子学中的"抽象"方法，包括集总电路、数字电路和运算放大器等抽象模型，并能应用到电路与电子电路的分析和设计中去。强调学生的动手能力和思维方法的训练，加强学生与老师的交流探讨。

　　国外的电路与电子学课程将其核心内容以全新的方式结合在一起，电路理论与模拟和数字器件与基本单元同时讨论，穿插进行，同时注重MOSFET电路的研究。课程打破了经典的基本电路的讲授体系，同时去掉了一些传统的内容，例如网孔法、互感电路、变压器、三相电路、正弦功率等。

　　课程内容将模拟与数字电路两部分内容结合起来研究，把布尔代数和数字逻辑的内容放在与基本电路模型相同的层次上进行讨论；在课程的知识体系中，将基本电路元件，如电阻、电源、受控源，模拟电子电路的基本元件运算放大器，数字系统中的逻辑门，都作为分析的基本模型。MOSFET电路是现代数字系统的基本单元，课程中特别强调MOSFET基本电路单元的研究，分别讨论其模拟与数字应用，并且将电路分析的直流、动态、正弦稳态、频率响应以及功率和能量分析都以MOSFET的特性及其应用为对象或背景来进行。用"抽象"方法的应用贯穿教学过程，强调电路的研究就是用在各层次上不断抽象化的方法解决复杂系统中的分析和设计问题。利用同一的抽象化方法，将基本电路、电子学乃至计算机科学等基本理论的内容进行融合。

　　由于打破了基础电路理论与模拟和数字电子学的界限，教学内容得以加入更多的实际背景和应用问题，知识的介绍体现最新的模拟和数字电子技术，构成本课程内容的优势。教学内容中涉及许多有实际意义的问题，例如电路的噪声容限、高速数字系统串扰、静态和动态功耗等。知识点问题的引入，分析或设计实例的讲解，多有很强的应用背景。