淺談中外電氣工程本科教育

王鈺霖 鄭 富

(1.河北省定州市第一中學(xué) 河北保定 073000；2.河南大學(xué) 河南開封 475001)

自1819年丹麥物理學(xué)家、化學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電和磁的相互作用以來，電磁現(xiàn)象及其規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、應(yīng)用不斷發(fā)展，使電氣工程形成了獨(dú)立的一門專業(yè)。如今，電氣工程專業(yè)包括電子科學(xué)與技術(shù)、通信工程專業(yè)、電子信息工程專業(yè)、自動(dòng)化專業(yè)等，涵蓋多方面專業(yè)，證實(shí)了電氣工程專業(yè)的衍生性較強(qiáng)。電氣工程強(qiáng)大的衍生能力使其遍布于各行各業(yè)，隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使用電需求大大增加。作為貫穿于電氣設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用、工業(yè)與民用供配電、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等多方面的專業(yè)，電氣工程專業(yè)的重要性不言而喻。由此可見，電氣工程本科教育尤為重要。本文針對(duì)中外電氣工程的本科教育進(jìn)行了探討。

一、中外電氣工程人才培養(yǎng)理念

（一）必須掌握的專業(yè)技術(shù)和基礎(chǔ)課程

中外高等教育對(duì)本科教育中必須掌握的專業(yè)技術(shù)和基礎(chǔ)課程占有巨大比例。例如，美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)電氣本科專業(yè)的專業(yè)技術(shù)和基礎(chǔ)課程占學(xué)分的百分比為80.47%，我國(guó)華中科技大學(xué)也強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，所占學(xué)分的百分比高達(dá)92.13%。必須掌握的專業(yè)技術(shù)和基礎(chǔ)課程是理性思考和創(chuàng)新意識(shí)的前提。電氣工程的專業(yè)技術(shù)和基礎(chǔ)課程決定了其衍生學(xué)科能否實(shí)踐，并為人類生活生產(chǎn)帶來切實(shí)可行的好處。

（二）創(chuàng)新意識(shí)

現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，信息化的洪流來臨，使知識(shí)的更新迭代速度越來越快。從1665年牛頓時(shí)期的宏觀物理、愛因斯坦時(shí)期的微觀物理到霍金的宇宙物理，其演變僅315年。而我國(guó)自2008年的3G到2020年的5G，演變速度更快，僅12年時(shí)間，我國(guó)對(duì)創(chuàng)新的要求越來越高，創(chuàng)新意識(shí)也得到了加強(qiáng)。近年來，在全球范圍內(nèi)，中外的電氣工程本科教育不斷提高對(duì)創(chuàng)新的要求。批判性思考問題、新時(shí)代的創(chuàng)新意識(shí)、設(shè)計(jì)并開發(fā)產(chǎn)品的能力等都被列入考核要求。

（三）團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

近年，在校大學(xué)生以獨(dú)生子女居多。因此，這部分大學(xué)生容易出現(xiàn)較強(qiáng)的以自我為中心的做法。據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，如今的大學(xué)生大多表現(xiàn)出合作意識(shí)與團(tuán)結(jié)意識(shí)不足，紀(jì)律觀念不強(qiáng)，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力薄弱的基礎(chǔ)問題。團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的核心是討論，團(tuán)隊(duì)協(xié)作產(chǎn)出的核心也是討論。我國(guó)高校課堂中仍然是以教師講課為主的授課方式，反觀國(guó)外教育 ，已在課內(nèi)課時(shí)之外設(shè)置了大量“討論”課時(shí)，既能讓學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容深入了解，又鍛煉了學(xué)生批判性思考的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。目前，國(guó)內(nèi)越來越重視培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，由原先的“3.5+0.5”模式變?yōu)楝F(xiàn)今大多數(shù)學(xué)校實(shí)行的“3+1”模式，更是啟動(dòng)了“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”[1]。這兩種人才培養(yǎng)模式都加強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力，不僅擴(kuò)充了學(xué)生的知識(shí)層面，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和交流與溝通能力也得到了較好鍛煉。減小了以前學(xué)校與企業(yè)之間不可逾越的鴻溝，讓學(xué)生更適應(yīng)未來企業(yè)的工作。

（四）電氣工程專業(yè)的工程倫理

應(yīng)用與工程學(xué)的道德原則系統(tǒng)，是工程與技藝的應(yīng)用倫理，也叫工程倫理。其包括了工程師的專業(yè)道德與素養(yǎng)、工程本身的社會(huì)價(jià)值，以及工程師應(yīng)具備的行為準(zhǔn)則和道德標(biāo)準(zhǔn)。倫理道德是電氣專業(yè)本科就讀學(xué)生必須具備的一種重要的心理素質(zhì)，和國(guó)內(nèi)大多數(shù)本科院校屢次聲明學(xué)生應(yīng)具有專業(yè)的職業(yè)技能不同，國(guó)外教育教學(xué)中不厭其煩的強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)具備本專業(yè)的職業(yè)責(zé)任和良好的倫理道德[2]。良好的職業(yè)道德是工作之本，無德有才之人對(duì)社會(huì)的危害很大。

二、中外電氣工程本科教育特點(diǎn)

為了更好地進(jìn)行中外電氣工程本科教育對(duì)比，筆者將中外具有代表性的大學(xué)教育特點(diǎn)概括如下：

分別以全球及我國(guó)電氣工程專業(yè)排名前兩及排名前三名的學(xué)校為例說明。

1.麻省理工，目前排名全球第一。該院校的師生比為1∶6。他們對(duì)于電氣工程專業(yè)的科系理念為：課程設(shè)置上要做到初級(jí)課程囊括高級(jí)課程的共通部分，要透過實(shí)踐機(jī)制，激發(fā)學(xué)生專業(yè)興趣及動(dòng)手能力。其人才培養(yǎng)目標(biāo)：(1)讓學(xué)生掌握必要的與電氣工程專業(yè)有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。(2)讓學(xué)生的專業(yè)知識(shí)滿足未來職業(yè)的需求。(3)培養(yǎng)學(xué)生擁有多元化發(fā)展的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。(4)讓學(xué)生了解在工程設(shè)計(jì)過程中和產(chǎn)品中，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和人文因素的重要性。

由于麻省理工大學(xué)是一所培養(yǎng)研究型人才的高校。因此，麻省理工大學(xué)電氣工程專業(yè)更注重將知識(shí)從高級(jí)到初級(jí)高度壓縮，使深、廣的知識(shí)變?yōu)槿藗兡軌蛲ㄟ^實(shí)踐等方法理解和接受的知識(shí)。但實(shí)踐僅為方法，而并非學(xué)生的目標(biāo)，由實(shí)踐迸發(fā)出的學(xué)習(xí)興趣，推動(dòng)學(xué)生走向研究之路，才是他們的終極目標(biāo)。

2.斯坦福大學(xué)，目前排名全球第二。該院校的師生比為1:5。該校的科系理念則為重視培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)，并完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，把研究成果給他人展示的綜合能力。該專業(yè)是讓所有畢業(yè)生在接受通識(shí)教育的同時(shí)，具有傳授電氣工程專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)和能力。該專業(yè)同樣重視學(xué)生未來的工作、學(xué)習(xí)能力與意識(shí)。努力做到先善其身，全其能力，最后惠澤四海。其人才培養(yǎng)目標(biāo)：(1)技術(shù)知識(shí)：提供與數(shù)學(xué)、科學(xué)、計(jì)算機(jī)和工程所需的輔助知識(shí)相關(guān)的電氣工程原理的基本知識(shí)。(2)程序必須包括至少一個(gè)特殊領(lǐng)域。比如，生物電子學(xué)。(3)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用多樣化的技術(shù)及知識(shí)，發(fā)現(xiàn)問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及解決問題的能力。(4)培養(yǎng)歸整信息，說寫文字成果的能力，為以后的終身研究提供足夠的廣度和深度。(5)為專業(yè)及實(shí)踐提供一個(gè)包容性強(qiáng)的多功能平臺(tái)。

綜上所述，斯坦福大學(xué)對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力要求很高，主要突出了學(xué)校培養(yǎng)有服務(wù)意識(shí)的社會(huì)應(yīng)用型人才的理念。這一理念成為全球電氣工程人才培養(yǎng)的新方向。

3.清華大學(xué)，目前我國(guó)排名第一。該院校的師生比為1∶9。該校的科系理念是基于全球化視角，緊扣國(guó)家未來發(fā)展需求，融通行業(yè)變化，形成尖端人才培養(yǎng)框架，構(gòu)建出電氣工程學(xué)科育人才體系。其人才培養(yǎng)目標(biāo)：(1)讓學(xué)生掌握電氣工程行業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)生能動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而得出實(shí)驗(yàn)技巧。(2)讓學(xué)生勇于發(fā)掘新的知識(shí)，樂于創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生活到老，學(xué)到老的理念，樂意解決不斷出現(xiàn)的新問題。(3)培養(yǎng)學(xué)生具備優(yōu)良的道德品質(zhì)。(4)讓學(xué)生了解新時(shí)代全球?qū)⒚媾R的各樣挑戰(zhàn)，勇于承擔(dān)相應(yīng)的社會(huì)責(zé)任。

清華大學(xué)主要選拔我國(guó)的優(yōu)質(zhì)人才，通過尖端人才的培養(yǎng)方案，使學(xué)生成為能緊扣國(guó)家需求、有擔(dān)當(dāng)?shù)陌渭鈩?chuàng)新型人才。

4.西安交通大學(xué)，目前我國(guó)排名第二。該院校的師生比為1:8.1。該校的科系理念是乘“一帶一路”建設(shè)契機(jī)和高?！半p一流”建設(shè)號(hào)角，不懈進(jìn)取，力爭(zhēng)整體建成具有世界一流的教學(xué)科研隊(duì)伍、國(guó)際化人才培養(yǎng)體系，成為國(guó)際電氣領(lǐng)域的人才培養(yǎng)和科學(xué)研究中心，并創(chuàng)造新的輝煌。他們的人才培養(yǎng)目標(biāo)：(1)努力讓學(xué)生達(dá)到全面發(fā)展，完善人格品質(zhì)。(2)讓學(xué)生扎實(shí)掌握電氣工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，讓學(xué)生擁有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，從而使學(xué)生達(dá)到在電氣工程相關(guān)領(lǐng)域或其他行業(yè)工作的標(biāo)準(zhǔn)。(3)培養(yǎng)的畢業(yè)生在國(guó)內(nèi)外具有一流競(jìng)爭(zhēng)力，能夠勝任關(guān)鍵技術(shù)崗位、技術(shù)管理崗位和行政領(lǐng)導(dǎo)崗位，有較強(qiáng)的創(chuàng)業(yè)能力。

西安交通大學(xué)順應(yīng)國(guó)家導(dǎo)向，調(diào)整人才培養(yǎng)方向，讓學(xué)生成為國(guó)際化人才，進(jìn)而解決全球可能面對(duì)的問題，使中國(guó)在全球電氣工程方面占有更廣泛的領(lǐng)域。

5.華中科技大學(xué)，目前我國(guó)排名第三。該院校的師生比為1∶8.5。該校的科系理念是將創(chuàng)建國(guó)際頂尖的電氣工程學(xué)科及研究成果作為目標(biāo)，以培育電工高新技術(shù)和電力技術(shù)為主線，重新聚焦專業(yè)學(xué)習(xí)方向，加強(qiáng)學(xué)科團(tuán)隊(duì)建設(shè)，以形成更好的電氣工程專業(yè)學(xué)習(xí)氛圍，為未來電氣工程行業(yè)的輝煌而奮斗。他們的人才培養(yǎng)目標(biāo)：(1)讓在校大學(xué)生擁有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的綜合能力。(2)讓學(xué)生系統(tǒng)掌握本學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識(shí)。(3)讓學(xué)生有較強(qiáng)的實(shí)踐能力，并能熟練使用計(jì)算機(jī)等新科技。(4)讓學(xué)生不僅掌握本學(xué)科領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，還要讓他們追隨時(shí)代科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)，掌握新時(shí)代的技術(shù)知識(shí)。(5)讓學(xué)生能夠在工作中達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)，并讓學(xué)生能夠組織和領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)完成任務(wù)要求。

華中電子科技大學(xué)聚焦學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力，以我國(guó)電氣工程方面的研究成果和應(yīng)用實(shí)踐的可行性為己任，為培養(yǎng)務(wù)實(shí)創(chuàng)新人才而奮斗。

筆者通過國(guó)內(nèi)外學(xué)校的對(duì)比，總結(jié)發(fā)現(xiàn)了以下特點(diǎn)：(1)從科系理念來看，國(guó)外更重視學(xué)生的綜合能力和學(xué)生與社會(huì)之間的聯(lián)系，國(guó)內(nèi)則更重視學(xué)科人才的培養(yǎng)。當(dāng)學(xué)生初入社會(huì)時(shí)，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)所學(xué)知識(shí)與所擁有的能力無法滿足企業(yè)的需求。因此，國(guó)外和國(guó)內(nèi)電氣工程行業(yè)的差距加大。從根本而言，行業(yè)的差距源于科系的理念。(2)從師生比來看，國(guó)外師生比低于國(guó)內(nèi)，較低的師生比意味著更好的教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而證實(shí)為何國(guó)外高校對(duì)電力工程的教育優(yōu)于我國(guó)。(3)從人才培養(yǎng)目標(biāo)來看，國(guó)內(nèi)外都重視基礎(chǔ)知識(shí)和人才素質(zhì)的培養(yǎng)。

三、我國(guó)電氣工程人才培養(yǎng)困境

1.學(xué)生的培養(yǎng)分為專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的傳授、思想道德品質(zhì)的提高、學(xué)習(xí)與舉一反三能力的培養(yǎng)。高校等級(jí)不同的背后，其思想道德品質(zhì)的提高、學(xué)習(xí)與舉一反三能力的培養(yǎng)自然不同。而我國(guó)高校分層現(xiàn)象嚴(yán)重，師資力量與生源水平更是千差萬別，由此導(dǎo)致了人才培養(yǎng)的局限性。解決電氣工程行業(yè)的人才匱乏問題，要先降低院校之間電氣工程專業(yè)的差距。減小院校間電氣工程的差距，可以通過院校交流、師生互換等方式進(jìn)行。

2.電氣工程專業(yè)需要做線路保護(hù)類和線路設(shè)計(jì)性等實(shí)驗(yàn)，配備專門的實(shí)驗(yàn)室是學(xué)習(xí)電氣工程必不可少的要素。我國(guó)因大學(xué)等級(jí)不同，投入的資金也不同，有的院校沒有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室或者實(shí)驗(yàn)室設(shè)備不全，這些因素均導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力較差和專業(yè)知識(shí)理解程度較淺。

3.大學(xué)生本應(yīng)在大四進(jìn)行實(shí)習(xí)，而很多企業(yè)擔(dān)心大學(xué)生實(shí)習(xí)會(huì)影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，不歡迎大學(xué)生實(shí)習(xí)，導(dǎo)致大學(xué)生沒有或很少有機(jī)會(huì)進(jìn)廠操作。學(xué)?？梢耘囵B(yǎng)學(xué)生參與課外科技活動(dòng)的意識(shí)，學(xué)校與企業(yè)攜手合作，政府支持并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)廠學(xué)習(xí)，都是解決學(xué)生“死讀書”的較好方法。這些方法將使學(xué)生靈活面對(duì)，解決問題的能力會(huì)有較大提升，從而讓學(xué)生將專業(yè)理論課的形式多元化，使枯燥乏味的專業(yè)知識(shí)變得易于理解和接受，變得真實(shí)可見，而不僅存于課本。

4.國(guó)內(nèi)教師學(xué)位偏低，掌握的知識(shí)有限，導(dǎo)致其傳授的知識(shí)有限，使學(xué)生的理解與掌握程度低，擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面少，間接形成了我國(guó)電氣工程落后于國(guó)外的局面。可以通過提高教師認(rèn)證的門檻，加強(qiáng)教師隊(duì)伍的建設(shè)，促進(jìn)教師深造是解決這些問題。

四、立足全球視角下的電氣工程本科教育

不同國(guó)家有不同的教育模式，筆者列舉幾個(gè)國(guó)家的教育模式：

德國(guó)“雙元制”：在高等院?；蚵殬I(yè)學(xué)院的大學(xué)學(xué)習(xí)與在企業(yè)的職業(yè)培訓(xùn)或?qū)嵺`融合在一起的一種學(xué)習(xí)模式。

美國(guó)：基于“雙元制”并注重學(xué)生的自主創(chuàng)新能力提出“CDIO”模式?！癈DIO”：Conceive（構(gòu)思），Design（設(shè)計(jì)），Implement（實(shí)現(xiàn)），Operate（運(yùn)作）。

加拿大：CO-OP：雇用單位參與學(xué)校教育和工作實(shí)踐相結(jié)合。

日本：“產(chǎn)生官”政府組織或相關(guān)部門建立國(guó)立研究機(jī)構(gòu)，宏觀指導(dǎo)大學(xué)和企業(yè)之間的合作，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)的合作力度，由高校和企業(yè)共同培養(yǎng)人才。

中國(guó)：近年來提出“3+1”模式，“3”指思想綜合素質(zhì)、專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能三個(gè)方面，“1”指在合格畢業(yè)基礎(chǔ)上，學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好和特長(zhǎng)，自愿接受拓展技能培訓(xùn)教育，再打造、再提升，成為一專多能復(fù)合型人才。

在世界經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，各國(guó)都不再只注重基礎(chǔ)理論的革新，更多是注重實(shí)踐與產(chǎn)學(xué)對(duì)接，多種教育模式下進(jìn)行產(chǎn)學(xué)合作。在生產(chǎn)力是第一要義的今天，哪個(gè)國(guó)家更適合這一理念，哪個(gè)國(guó)家就能領(lǐng)先一步。這正是為何美國(guó)在電氣工程專業(yè)遙遙領(lǐng)先的原因。

五、結(jié)束語

總之，電氣工程建設(shè)的好壞對(duì)我國(guó)社會(huì)發(fā)展有重要的影響。在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，電氣工程本科教育的問題更為突出。國(guó)外在1878年設(shè)置電氣工程專業(yè)，而我國(guó)僅在1908年才開設(shè)，中間相隔30年。如何彌補(bǔ)這落后的30年，主要是提高我國(guó)電氣工程的本科教育。筆者探討中外電氣工程本科教育的差別與中國(guó)電氣工程本科教育應(yīng)如何提高，是希望中國(guó)在電氣工程專業(yè)越走越遠(yuǎn)。