一本書,寫了四十載,正青春!
——首屆全國優(yōu)秀教材《電路分析基礎(chǔ)》側(cè)記
發(fā)布日期:2021-12-13 供稿:黨委宣傳部 王媛 攝影:受訪者提供
編輯:吳楠 審核:藺偉,、武楠 閱讀次數(shù):【編者按】2021年是中國共產(chǎn)黨成立100周年,,是實施“十四五”規(guī)劃,、開啟全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家新征程的第一年,。在全黨開展黨史學習教育之際,,黨委宣傳部特別推出“永遠跟黨走,、奮進新征程”專題報道,,全面展現(xiàn)學校加強黨的領(lǐng)導黨的建設(shè)取得的成績,,生動講好北理工人的奮斗故事,,廣泛凝聚學校事業(yè)發(fā)展的磅礴力量,,以優(yōu)異成績迎接中國共產(chǎn)黨百年華誕。
一本教材,,在北理工誕生,,四十余載時光,4次修訂,,5次出版,,累計發(fā)行430多萬冊。被中國科學技術(shù)大學,、南開大學,、國防科技大學、武漢大學等110余所國內(nèi)高校廣泛使用,,一代代電子信息類,、自動化類、計算機類高校學子獲益其中,。這本“傳奇”的教材就是《電路分析基礎(chǔ)》,,作者是北京理工大學李瀚蓀教授。
2021年10月,,全國教材工作會議暨首屆全國教材建設(shè)獎表彰會在京召開,,《電路分析基礎(chǔ)》成為北理工7種首屆全國優(yōu)秀教材之一。作為國內(nèi)第一部高校電路分析課程基礎(chǔ)教材,,《電路分析基礎(chǔ)》四十余年來為我國高校電子信息類人才培養(yǎng)做出了重要貢獻。一頁頁翻開,,光陰流淌,,這是一本穿越時光的“故事書”,育人的味道歷久彌新,,躍然紙上……
“從0到1”,,立下“軍令狀”
李瀚蓀教授
上世紀七十年代末,黨和國家決定恢復中斷已久的高考,使人才培養(yǎng)重新步入了健康發(fā)展的軌道,。為即將“春回大地”的國家培養(yǎng)人才,,成為當時的一項緊迫任務。1977年10月,,全國高等學校工科基礎(chǔ)課教材座談會在北京召開,,會議決定在新時期編寫一批高校急需的工科基礎(chǔ)課程教材,并決定由北京工業(yè)學院(今北京理工大學)承擔《電路分析基礎(chǔ)》教材的編寫任務,。
為黨育人,、為國育才,使命昭昭,。面對黨和國家的需要,,50歲的李瀚蓀主動領(lǐng)命,擔任主編,,并立下“軍令狀”,,要保質(zhì)保量完成這項重要任務。李瀚蓀,,1950年畢業(yè)于交通大學(今上海交通大學)電機系,,1951年來到北京工業(yè)學院(今北京理工大學),站上了自己向往已久的“三尺講臺”,。此后,,李瀚蓀先后教授和輔導“電路磁路基礎(chǔ)”“無線電基礎(chǔ)”“電工學理論基礎(chǔ)”等課程,并致力于電路理論的教學研究,,積累了豐富的教學經(jīng)驗,。
雖然,已深耕電子類人才培養(yǎng)26年,,但面對編寫《電路分析基礎(chǔ)》教材任務時,,李瀚蓀仍然感覺挑戰(zhàn)不小。當時高等教育事業(yè)正處于“撥亂反正”的恢復階段,。國內(nèi)并沒有電路分析基礎(chǔ)類課程的現(xiàn)成教材,,也沒有太多可供參考和借鑒的經(jīng)驗和資料。面對國內(nèi)資料為“0”的局面,,李瀚蓀決定從查找國外資料入手,。在那個沒有網(wǎng)絡(luò)的時代,要想查找一本外文資料只能一趟趟的跑圖書館和書店,,甚至還要委托書店輾轉(zhuǎn)訂購,。
改革開放前夕,國內(nèi)的相關(guān)教材都是源自蘇聯(lián),,李瀚蓀在系統(tǒng)研究分析之后,,發(fā)現(xiàn)這些教材在體系劃分,、內(nèi)容編排上,并不適用于我國弱電類人才培養(yǎng)的需求,,由此他把研究重點又轉(zhuǎn)向歐美國家出版的教材,。一本本厚厚的外文原著,李瀚蓀不知翻閱了多少遍,。在透徹研究了國外相關(guān)人才培養(yǎng)的論述和教學資料后,,李瀚蓀開始提筆編寫中國第一部高校《電路分析基礎(chǔ)》課程教材,。沒有電腦,、沒有打字機,李瀚蓀編寫教材只有一支筆和一摞稿紙,。
當時,,李瀚蓀全家生活在學校分配的12平米宿舍內(nèi),床挨著桌,,桌挨著墻,。就是在這樣的條件下,李瀚蓀經(jīng)常奮筆疾書到凌晨,,每到夜深人靜,,伴著家人熟睡的聲音,那一人一桌一燈,,仍在勤奮地工作著,。雖然條件艱苦,但傳承北理工紅色基因的李瀚蓀,,心中想的只有如何盡快完成國家交給的任務,,抓緊時間培養(yǎng)出黨和國家需要的人才,建設(shè)好現(xiàn)代化的大學,。
1978年出版的第1版《電路分析基礎(chǔ)》
帶著堅定的信念,,李瀚蓀克服困難,歷時九個月,,終于完成了27萬字《電路分析基礎(chǔ)》(上下冊)的編寫工作,。經(jīng)由主審單位西安交通大學以及北京郵電大學、北京工業(yè)大學等兄弟院校共同參與的教材審稿會議審核通過,,于1978年7月第一次印刷出版,。《電路分析基礎(chǔ)》的出版,實現(xiàn)了中國高校電路分析基礎(chǔ)課程教材從無到有,、從“0”到“1”的突破,。
讀懂“123”,有“骨”有“肉”
“教材是由若干知識點組成的,,正如房屋是由磚石筑成,。知識點的羅列不能稱其為教材,正如一堆磚石不能稱其為房屋,?!痹诰帉戇^程中,李瀚蓀非常注重挖掘,、完善,、突出“基本結(jié)構(gòu)”。
結(jié)合自己豐富的教學經(jīng)驗,,以及對國內(nèi)外大量教材,、資料的研究,李瀚蓀結(jié)合哈佛大學Bruner教授關(guān)于學科的“基本結(jié)構(gòu)”理論,,在教材編寫中創(chuàng)新性地改革了基本結(jié)構(gòu),,形成了一個假設(shè)(集總假設(shè))、兩類約束(來自電路結(jié)構(gòu)和元件類別),、三大基本方法(疊加,、 分解、變換域),,“123”的基本結(jié)構(gòu)讓這本新教材條理更為清楚,,更利于教學。
在內(nèi)容體系上,,李瀚蓀還創(chuàng)新性地根據(jù)事物變化的內(nèi)外因關(guān)系,,抓住形成電路響應、電路現(xiàn)象的內(nèi)因,,在國內(nèi)教材中首次按照電阻電路和動態(tài)電路兩大體系來進行知識傳授,。 “傳統(tǒng)教材大多按照電路響應進行分類,分為直流電路,、正弦交流電路,、瞬態(tài)電路等,但響應是分析的結(jié)果而不是原因,,我認為這種劃分方式欠妥,,而且隨著現(xiàn)代電路功能的增多,這種劃分難以適應技術(shù)發(fā)展的需要,,也不便于學習,。”按照李瀚蓀劃分的體系,,從內(nèi)因出發(fā),,教材分為電阻電路和動態(tài)電路兩部分,十分便于學生學習理解,。這種電路教學的體系劃分,,對國內(nèi)后續(xù)相關(guān)學科教材的編寫產(chǎn)生了深刻影響,。
摒棄“動態(tài)電路分析即過渡過程分析”的狹隘分析視野,增加動態(tài)電路的疊加性質(zhì),,以方波代替正弦波來闡述過渡過程,;摒棄蘇式傳統(tǒng)教材中廣泛使用的“開關(guān)定律”,改為強調(diào)電容電壓,、電感電流的連續(xù)性……通過一系列教學內(nèi)容上的創(chuàng)新改革,,《電路分析基礎(chǔ)》在國內(nèi)第一次將弱電與強電加以區(qū)分,并加強弱電相關(guān)基礎(chǔ)知識的傳授,,對培養(yǎng)弱電類人才的針對性非常強,。
李瀚蓀教授手稿
“用與電子線路課和電子技術(shù)課不同的方式,引入PN結(jié),、晶體管小信號與大信號模型,,不僅解決了是否需要在本課程中引入受控元件和如何正確運用疊加原理的問題,幫助學生在解決實際問題中加深對課程的理解,,更為后續(xù)課程的學習奠定基礎(chǔ),。”人才培養(yǎng)是個連續(xù)的過程,,每門教材都不是孤立存在的,。《電路分析基礎(chǔ)》十分注重與后續(xù)課程內(nèi)容的銜接,。“這本教材的框架脈絡(luò)非常清楚,,教師使用這本教材講課時,思路非常清晰,,學生在這樣的框架之下,,對課程內(nèi)容的理解和掌握也更為容易?!弊鳛椤半娐贩治龌A(chǔ)”的授課教師,,北理工集成電路與電子學院王勇分享了自己的感受。
《電路分析基礎(chǔ)》在實踐檢驗中不斷更新,,其最終目標便是能讓學生學得明白,、教師用得放心。很多使用過的師生表示,,《電路分析基礎(chǔ)》是他們工作學習時必備的“案頭書”,。 《電路分析基礎(chǔ)》出版至今的四十余年間,李翰蓀堅持與時俱進,,始終關(guān)注國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的進展,,根據(jù)技術(shù)發(fā)展情況和實際教學需求,不斷將最新理念,、知識注入新版教材中,,持之以恒地進行精品化教材建設(shè),,形成了一系列國內(nèi)教材首創(chuàng),為我國高校電子信息類人才培養(yǎng)做出了重要的基礎(chǔ)性貢獻,。
學電路,,走好人生之路
“知人者智,自知者明,;勝人者有力,自勝者強,?!?span style="text-indent:2em">“窮則變,變則通,,通則久,。”“不識廬山真面目,,只緣身在此山中,。”如果在一本思政類教材中,,出現(xiàn)以上的教誨之言,,一點也不讓人意外。但是,,在最新的第5版《電路分析基礎(chǔ)》教材中,,除了原理、公式,、電路圖,,一句句詩詞古文、名言警句恰到好處的穿插其間,,不禁讓人感慨這本教材的匠心獨運,。這些蘊含中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的詞句,對電路中的科學原理進行了巧妙揭示,。
四十年來,,每一版教材都是李瀚蓀親自編寫及修訂。2017年,,已經(jīng)90歲高齡的李瀚蓀推出《電路分析基礎(chǔ)》第5版,,雖然已經(jīng)不在講臺上授課,但是他的拳拳育人之心始終不曾改變,。在修訂《電路分析基礎(chǔ)》第5版時,,李瀚蓀不僅在寫作上力求運筆流暢、層次清晰,,還結(jié)合課程思政要求,,深入挖掘教學中的思政要素,,突出自己“工科教材‘人文’化”的理念,寓“價值引領(lǐng)”于“知識汲取”與“能力培養(yǎng)”之中,,激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當,,把立德樹人的根本任務落實在了優(yōu)秀教材的字里行間。
“由正實數(shù)域變換而來的對數(shù)域是一個‘虛擬世界’,,對數(shù)表是現(xiàn)實世界語言和這‘虛擬世界’語言間的‘字典’,!”生動形象的比喻、青年人易于接受的語言,,讓抽象的知識一下子變得清晰,、有趣起來?!斑@本教材不僅告訴學生‘是什么’,,同時還引導學生去探索‘為什么’,從導語到原理再到范例,,循循善誘,,學生使用這本教材學習的效果非常好”。王勇介紹道,。
2017年出版的第5版《電路分析基礎(chǔ)》
這本使用了四十余年的教材,,之所以經(jīng)久不衰,始終得到不同時代高校師生的歡迎,,除了科學,、經(jīng)典的內(nèi)容設(shè)計,貼近學生的教學表達之外,,更為重要的就是李瀚蓀長達數(shù)十年對這本教材的精心耕耘,。李瀚蓀瞄準科研領(lǐng)域和行業(yè)發(fā)展的最前沿,聚焦學生群體的時代變化,,不斷把自己授課的經(jīng)驗體會,,融入到一版版教材的修訂中。“電子信息類專業(yè)課程相對比較難,,《電路分析基礎(chǔ)》這本教材深入淺出,,覆蓋的知識點非常全面、詳細,,邏輯性非常強,,環(huán)環(huán)相扣,為我之后的專業(yè)學習奠定了很好的基礎(chǔ),?!币呀?jīng)是北理工集成電路與電子學院副院長的傅雄軍教授,作為學校1996級微電子技術(shù)專業(yè)的本科生,談起24年前使用《電路分析基礎(chǔ)》教材的體會時,,仍然記憶猶新,。
方便學生自學,也是《電路分析基礎(chǔ)》的一個突出特點,。自學能力對于大學生來說十分重要,,一本便于學生自學的教材更加重要。一些“干貨滿滿”的教材,,往往有“骨”無“肉”,,學生讀起來晦澀難懂,只知結(jié)論,、不知緣由,,并不利于學生自學。針對這個問題,,李瀚蓀就主張“教材宜細不宜粗”,“細”教材闡述透徹,,便于自學,,利于解惑。
《電路分析基礎(chǔ)》教材自誕生以來,,國內(nèi)眾多知名高校一直將其作為電子信息,、自動化、計算機類等專業(yè)的“電路分析基礎(chǔ)”課程教材,。目前,,在北理工每年都有1300名以上不同專業(yè)的學生使用該教材。這本既便于學生自學,,也利于教師教學的優(yōu)秀教材,,得到師生們經(jīng)久不衰的贊譽。在四十多年的實踐探索中,,《電路分析基礎(chǔ)》在創(chuàng)新中發(fā)展,、在發(fā)展中創(chuàng)新,繼承經(jīng)典,、與時俱進,、立德樹人,其改版次數(shù),、發(fā)行量和影響力在國內(nèi)同類教材中可圈可點,。教材自發(fā)行以來,曾獲得過全國高等學校優(yōu)秀教材獎,、高等教育國家級教學成果優(yōu)秀獎,、國家教委科學進步二等獎、普通高等教育精品教材等榮譽,入選過普通高等教育國家級規(guī)劃教材,,發(fā)行量長期居全國同類教材前列,。
“教材是教育教學的關(guān)鍵要素,更是立德樹人的基本載體,。以李瀚蓀為代表的學院幾代教師講傳承,、重創(chuàng)新,與時俱進,、精益求精,,不斷將新思想新知識新觀點融入課堂和教材,不僅推出了5版《電路分析基礎(chǔ)》教材,,還推出了《電路分析基礎(chǔ)學習指導》《電路分析基礎(chǔ)學習指導》《簡明電路分析基礎(chǔ)》《簡明電路分析基礎(chǔ)教學指導書》等系列配套教材,,共同構(gòu)成了優(yōu)質(zhì)教材矩陣?!奔呻娐放c電子學院黨委書記武楠談道,。
一本書,一堂課,,一群人,,培根鑄魂、啟智增慧的北理故事,,還在不斷演繹新時代的精彩篇章,!