美國斯坦福大學電子工程專業本科培養方案研究

白鵬飛

華南師范大學華南先進光電子研究院 廣東廣州 510006

我國高校當前正處于課程改革與培養創新人才的重要時期，“為什么我們的學校總是培養不出杰出人才”，錢學森之問引發了國人對高校人才培養模式的冷靜思考與關注。他山之石，可以攻玉，美國高校課程設置因其鮮明的特色與有效的培養，歷年來得到世界各國的借鑒與關注，但需要指出的是，我們不能只是泛泛地了解其總體的課程方案，真正的研究與借鑒需要深入探索具體學校相應的具體專業，才能挖掘更具操作性的啟示。美國斯坦福大學電子工程本科專業，在全美電子工程專業中排名第二，僅次于麻省理工大學，在全球享有美譽，筆者針對該校電子工程專業本科培養方案，進行全面、細致的分析與探討。

1 斯坦福大學電子工程專業本科培養目標探討

美國斯坦福大學電子工程專業，在其學院網頁上明確地公布了培養目標[1]：

(1)工程知識：提供電子工程基礎知識以及輔助的數學、科學、計算機知識。

(2)實驗室技能與設計技能：培養展示和設計實驗項目所需的基本技能，培養發現問題與設計項目并利用技術設備、知識與技能解決問題的能力。

(3)交流技能：培養組織與呈現信息的技能，培養有效利用英語進行寫作與演講的技能。

(4)為未來的學習做準備：為本科學習、研究生以及終身學習提供足夠寬與深的學習項目。

(5)為專業化做準備：為專業化實踐提供廣泛的機會，包括團隊合作、領導力、安全性、信仰、服務、經濟和專業化的組織。

從上述培養目標可以看到，一方面，斯坦福大學電子工程專業不僅十分重視專業技能的培養，如工程知識、實驗室技能與設計技能，并且同樣注重對未來工作、學習能力與意識的培養，例如將交流技能和終身學習的理念作為專業培養目標，與基礎知識、技能并列成為培養目標；另一方面，該專業在培養目標中專門指出，不僅局限于學校理論學習，還會為專業化實踐提供廣泛機會，從目標指引上便將學校學習與專業實踐緊密聯合為一體化的目標體系，值得我國借鑒。

在上述培養目標的基礎上，斯坦福大學電子工程專業培養方案將上述五方面目標進一步分解，明確指出培養學生的各方面能力，以學習結果的形式予以呈現：

(1)應用數學、科學和工程學知識的能力；

(2)設計與操縱實驗、分析與理解數據的能力；

(3)根據需要設計一個系統、部件或流程的能力；

(4)運作多學科小組的能力；

(5)識別、假設與解決工程學問題的能力；

(6)認識專業與道德責任；

(7)有效溝通的能力；

(8)廣泛的教育需要，以認識我們能夠在全球與全社會背景下對工程解決方案產生影響；

(9)重視終生學習的需要與能力；

(10)利用技術、技能和現代化工程器具進行工程實踐的能力；

(l1)打好進入工程學或其他專業研究生課程學習所需的相關基礎。

仔細剖析上述細致的學習結果目標，從宏觀的培養目標落實到具體培養指向上，落實到可觀測、可評價的學習結果之上，為檢驗電子工程專業人才素養高低和課程培養的效果，提供了重要的評價指標。而在注重各方面專業能力，如應用數學、工程學知識的能力、設計與開展實驗能力的同時，也提出了認識專業與道德責任的重要性，提出應認識到自身對全球、全社會都會產生影響，從而將個體與社會聯系起來，建立為人類為社會服務的公民意識，這是科學素養中不可或缺的組成部分。

2 斯坦福大學電子工程專業本科四年課表研究

研讀斯坦福大學電子工程專業培養方案[2]，可以看到，該課程方案要求本科生四年取得至少180學分，其中數學和科學課程合起來不少于45學分(數學課程不少于30學分)，科學課程不少于12學分，社會中的技術課程不少于3學分；工程學專業課程合計不少于68學分，包括專業基礎課、專業核心課程、專業寫作課程、特殊領域課程、設計類課程和較高難度的選修課程；其他課程合計不少于60學分，包括人文科學、通識教育、語言課程等。

為了幫助本科生更好地選擇課程，斯坦福大學電子工程專業公布了各個二級培養方向的四年學習推薦課表，筆者以信號處理和通信專業方向推薦課表為例予以探討(見表1)。

表1 斯坦福大學電子工程專業信號處理和通信培養方向推薦課表

從上述信號處理和通信培養方向推薦課表可以看到以下特色：

(1)各學期學分數適中，保證學生有足夠的思考與實踐時間。從表1可以看到，斯坦福大學每學年分為三個學期，每個學期四個年級所推薦的學分總數控制在12～18學分，即近似于每星期只上12～18節課，而其余的空余時間，則統一組織或各自參與研討、自學、實踐等活動。應當看到，培養方案和相應學習結果目標中涉及的各方面能力，不是僅僅通過課堂授課能夠培養與達成的，更多的需要學生在思考與實踐中予以消化、升華與應用，并在過程中得以錘煉相應的能力，適中的學分設置不過多地占用學生時間，為此提供了重要的保證。

(2)數學、科學課程與工程學專業課相配套，且專業課涉及面較廣。仔細比對上述推薦課表可以看到，各門工程學專業課程開設之前，都有相應的數學課程提供數學工具，都有相應的科學課程提供知識基礎，三類課程相互呼應。另者，工程學專業課程覆蓋面較廣，不僅包括常規的基礎課程(如信號處理)，還將生物醫學成像導論、無線個人通信導論等課程內容予以開設，有利于學生建構綜合的專業素養，發展更為全面的專業眼光。

(3)通識教育類課程在整個課程方案中占據不可忽視的比例。從統計表1中的相關課程學分數可以看到，通識教育類課程共計32學分，占總學分近1/5的比重。斯坦福大學為學生開設了700多門通識教育課程，學生需要從人文科學、自然科學、應用科學與技術、人類和社會學四大領域，至少選擇10門通識教育課程修讀。該類課程的設置，為學生拓展視野、提升綜合思維素養，奠定了必要的基礎。

(4)寫作課程的開設，在一定程度上彌補了理工科學生語言表達能力欠缺的不足。推薦課表顯示，在大一、大二和大三學年，都在其中一個學期開設了寫作課程，并且這些課程是針對專業寫作，有利于提高理工科學生相對薄弱的語言表達能力，并且所培養的寫作技能，將會為今后工作中的工程方案設計、專業論文撰寫提供重要的支持。

3 斯坦福大學電子工程專業暑期實踐培養項目簡介

斯坦福大學電子工程專業除了常規課程外，還設置了學生暑期電子工程實踐培養項目(REU Summer Program)，時間是6月至8月，旨在為本科生提供平臺和機會與電子工程人員和研究團隊在前沿專題中一起工作，既深入探究某個特定主題，同時又廣泛地親歷電子工程實踐的各領域。

暑期實踐項目除了跟隨電子工程人員實習外，還專門為本科生設置了研討會和實踐結束前的匯報活動。其中研討會每兩周召開一次，研討主題既涵蓋較廣泛的電子工程領域專題內容，也涉及如研究生教育、職業規劃、就職機遇等話題，并邀請電子工程職工和專家開設相應的講座。而匯報活動則是在暑期項目的最后一個星期，要求參與項目的學生撰寫一份報告，設計一份相關研究主題的海報，并向電子工程人員展示海報中的研究成果。

從上述暑期實踐項目可以看到，斯坦福大學電子工程專業暑期實踐培養項目體現出三大特色，一是重視學生參與真實電子工程領域的實踐，親身參與電子工程研究團隊的工作過程，更有效地將理論與實踐結合起來。二是兼顧學生的職業規劃與教育培養，在暑期實踐項目中特設的職業規劃研討、研究成果報告等內容，為學生未來的發展，提供了不可忽視的作用。三是合理地利用暑假時間，在保證實踐機會的同時，也避免因實習占用常規課程的課時而出現課程擁擠現象，值得借鑒。

4 若干啟示

縱觀斯坦福大學電子工程本科專業的課程方案，可以得到以下啟示。

啟示一：為電子工程專業學生設置明確、全面的培養目標。

斯坦福大學電子工程本科專業為學生明確列出了五大方面的培養目標，并將目標進一步細化為11個方面的能力目標，不僅涵蓋專業技能，也包括關系未來發展的溝通表達能力和職業道德等目標。合理清晰的目標規劃，不僅為評估教學效果提供了評價立足點，并且全面的目標體系也指引著課程的設置，例如，寫作、語言等課程，便是對應溝通表達能力培養目標的，這些對我國電子工程專業培養目標的設置具有借鑒價值。

啟示二：適中的課程數量，給予學生足夠的獨立與合作學習的時間。

從斯坦福大學電子工程本科專業推薦課表可以看到，每個學期四個年級所推薦的學分總數都控制在12～18學分，反思我國電子工程專業，較密集的課時數在一定程度上導致學生疲于上課而缺少獨立思考、合作研討、參與實踐的時間，而顯然，單純依賴課堂聽課對于能力的培養是遠遠不夠的，這一點需要引起我們的深思。

啟示三：注重對未來發展關系密切的基礎性課程設置。

應當看到，關系學生未來發展的課程并不僅僅局限于專業課程，斯坦福大學電子工程本科專業十分重視的通識教育課程、專業寫作課程、語言課程等，都為學生未來職業發展開闊視野、錘煉必備的寫作與語言表達能力奠定了重要的基礎。而數學和科學課程的合理搭配，也保證了學生未來發展所必需的理論基礎知識。即便是具體到電子工程專業領域的課程，從推薦課表中可以看到，也不僅僅是設置了信號處理、電路等經典的專業課程，同時也注重拓展學生在電子領域的視野，將相關的生物醫學成像導論等課程予以開設，為學生未來職業選擇拓展了本專業的視野與發展空間，值得我們學習與借鑒。

啟示四：企校聯合設置實踐培養項目，并合理利用暑期時段。

筆者介紹了斯坦福大學電子工程專業的暑期實踐培養項目，通過與電子工程領域的相關企業聯合，為學生提供了較好接觸一線實踐與前沿研究的平臺與機會，也為學生未來職業規劃提供了重要的指導。而將實踐培養項目置于暑假時段，既充分利用了暑期時間，也避免了占用常規課程進行實習帶來的各種問題，對我國高校電子工程專業的實習具有較好的啟示。

[1] 2012-13 UG Electrical Engineering Major Program[EB/OL].http∶//www.stanford.edu.2013,4.

[2] School of Engineering Stanford University. Electrical Engineering - Signal Processing & Communications 2011-2012 Program Sheet[EB/OL].http∶//www.stanford.edu.2013,4.