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工程學群
總評比分數: 4.69 顆星

Fundamentals of Electrical Engineering I


本書作者:Don H. Johnson
出版年份:2016
授課名稱:現代科技概論

書評教師:國立臺北科技大學 智慧財產權研究所 賴名亮 副教授

【總評】

整體評價:
本書整體而言具有以下三大優點:
內容全面:該書涵蓋了電氣工程的核心主題,包括電子設備與電路、電磁學、電力系統、訊號與系統等,建立讀者堅實理論基礎。
結構清晰:章節安排合理,從基本概念逐步深入,適合初學者循序漸進地學習。
實用性強:書中包含大量實例與習題,幫助讀者將理論應用於實際問題,培養解決問題的能力。
試用心得:
1. 由於本課程的開放式教科書免費,學生可直接下載,減輕經濟壓力,也解決學生不想買課本而盜印原版教科書所引發的著作權問題。
2. 採用OTB解決方案後,教師不再受原本教科書固定教材限制,可根據課程需求修改內容,加入更多案例讓教材更貼合教學情境。
3. 開放式教科書可以即時更新,確保學生獲取最新的知識與技術,避免學習過時內容。
提供試用後之建議,給欲使用此參考書授課之教師:
此書籍有作者網站常發布相關更新訊息,可以參考利用。
【分項評比】

完整性(Comprehensiveness):
本書專注於電氣工程的基礎理論,內容涵蓋電路理論、電子學、電磁場理論等,並強調實際應用,適合作為相關課程的教材。只是本書成書時期為2016年,建議老師可將最近幾年的最新科技內容作為補充教材,以增加其完整性。
內容正確性(Content Accuracy):
作者專業背景:Don H. Johnson是Rice University的電機工程學系教授,專長於電機工程領域,這為教材的專業性提供了保障。
教科書評價:該書在亞馬遜等平台上獲得了良好的評價,讀者普遍認為內容詳盡且準確。且該書被多所大學採用為教材,並在學術論文中被引用,顯示其在學術界的認可度。
一致性(Consistency):
該書涵蓋電氣工程的核心主題,包括電路分析、電子設備、電磁學、電力系統,以及訊號與系統等。作者以深入淺出的方式,結合實例和習題,內容具有一致性。
清晰性(Clarity):
本書內容清晰流暢,本書從系統觀念出發,指出任何能夠改變信號的過程或裝置。系統可以是線性或非線性、時間不變或時間變化、因果或非因果的。系統對特定輸入信號的響應決定了其特徵和行為。線性時不變(LTI)系統尤其重要,因為它們數學上簡單且應用廣泛。並清楚說明利用電子電路達成用於分析信號和系統的關鍵數學工具包括傅立葉級數、傅立葉變換、拉普拉斯變換和 Z 變換。這些工具有助於理解信號在時間和頻率領域中的行為。卷積是另一個重要概念,用於描述輸入信號如何與系統互動並產生輸出。
組織結構流暢度(Organization Structure Flow):
這本書的主要結構如下:
先引入基礎概念:包括信號與系統的基本知識,並介紹了與現實世界中信號處理相關的數學工具。這些內容為後續章節的學習奠定了基礎。概念從基礎到進階,逐步過渡,讓讀者能夠理解並掌握每個步驟,而不會感到過於突兀。
主題循序漸進:書中的內容安排遵循從基礎到進階的學習順序,先介紹簡單的信號類型和系統,然後逐步引入更複雜的數學分析方法和系統類型。內容完整流暢。
語法誤差度(Grammatical Errors):
整體而言,本書作為開放式教材,其組織結構非常流暢,章節間過渡自然,循序漸進的設計讓讀者可以逐步掌握複雜的概念和技術。數學和實踐的良好平衡,語法精準,增強了這本書的學習效果。
文化相關性(Cultural Relevance):
本書通過案例研究和實際應用,展示了所學知識如何應用於工程實際問題中。這不僅增強了學習的實用性,也有助於學生將理論知識與實際情況相連接。數學與實踐的平衡:也適合跨文化的學生進行學習,有很多實踐層面的內容,包括如何在實際工程中運用這些理論。這樣的結構不僅保證了數學的嚴謹性,也使得學習者能夠掌握如何在現實世界中運用這些工具。
模組性(Modularity):
具體來說,其模組性可以幾個方面說明:
1. 章節分明,單元劃分清晰
書中的每一章節都是一個獨立的模組,專注於特定的主題。例如,書的開頭部分專注於信號和系統的基礎知識,接著會有關於傅立葉變換、拉普拉斯變換、線性時不變系統(LTI)等更深入的內容。每一章節結構清晰、內容圍繞一個核心概念或理論,這樣學習者可以專注於每一個小模組,逐步積累知識。
2. 每個模組有明確的學習目標
每一章節或單元的開始,會明確列出該單元的學習目標,讓學習者清楚知道自己需要掌握的知識點。這樣不僅幫助學習者集中精力學習某一個具體範疇,還能在學習後回顧檢查是否達成了這些目標。
3. 理論與實踐分開
這本書將理論部分和實踐部分分為不同的模組進行介紹。學習者可以先集中學習理論基礎,理解信號與系統的數學框架,隨後再進行實踐部分的學習,了解如何將理論應用於實際的電氣工程問題中。這樣的模組化設計不僅讓學生能夠清晰理解每個理論的基礎,也能幫助學生實際運用這些理論。
4. 範例和習題的模組化
每個單元結尾的範例和習題組成了又一個小模組,這些範例和習題有助於鞏固學習內容,並且大多數是獨立的。學生可以根據自己的進度選擇性地進行練習,進一步掌握和應用所學知識。習題的難度層次設計合理,從基本到進階逐步引導學習者深入理解。
Relevance Longevity(銜接新知之容易度-教科書內容之敘述方式、範例或時事等…):
這本書從簡單的基本概念開始,逐步引導學生進入更複雜的電氣工程領域,並且在每個章節中提供足夠的背景知識和範例,使得學生可以輕鬆理解和吸收新的知識。具體來說,本書在解釋新概念時,採用了簡單易懂的語言,並且利用大量的圖示來幫助理解複雜的數學和工程概念。例如,信號的時域圖像、頻域圖像等視覺化的工具可以幫助學生更直觀地理解理論知識的實際意涵。這樣的圖示和步驟化解釋有助於學生在學習新知識時不會感到困難。
Interface(介面之適用性-是否因為不同瀏覽器或不同行動載具,而格式不正確或圖片扭曲):
具體來說,這本書在介面適用性方面的優勢在以下幾個方面:
1. 多平台兼容性
作為一本開放式電子書,這本書可以在多種設備上,如個人電腦、筆記型電腦、平板電腦以及手機閱讀。這使得學習者可以隨時隨地訪問教科書,而不受設備的限制。無論學生是在學校、家中還是其他地方,都能夠通過所用的設備學習和進行相關的練習。
2. 清晰的排版
章節之間串聯清晰,並且每一個章節或小節都能夠輕鬆導航。這樣的設計不僅提高了使用者的學習效率,還能夠幫助學生更好地組織學習計劃。
專業程度(Professional knowledge):

以下是對其知識專業度的說明:
1. 內容準確性與權威性
本書涵蓋的內容符合電機工程學科的基礎標準,包括電路分析、信號與系統、電子學、電磁學等核心概念。
內容基於經典電氣工程教材的框架,並參考標準理論,如基爾霍夫定律、網絡定理、傅立葉分析等。
由於開放式教材的特性,本書的內容經過同行評審與專家審核,確保資訊的正確性。
2. 理論深度與概念清晰度
本書不僅涵蓋基礎理論,還提供數學推導與物理直覺解釋,使讀者能夠理解電機工程的基本原理。透過適量的公式推導與範例應用,幫助讀者理解概念背後的數學模型與實際應用。
但相較於一些進階電氣工程專書,這本書的數學推導部分可能較為基礎,適合初學者,而非進階的研究用途。

教學資源(Supplementary Resources):
本書提供額外網路資源可供參考,如下網址
https://github.com/Rhaptos/cnx-qa-benchmark/blob/master/urls.txt

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