電氣工程專業與電氣工程技術專業人才培養方案的比較研究

何倩

摘 要 美國普渡大學電氣工程專業（EE）和電氣工程技術專業（EET）的人才培養方案在培養目標及要求、課程設置、企業實踐等方面存在很多異同之處：EE重視學生工程設計和工程實踐能力的培養，而EET強調培養學生設計方案的實現能力及技術管理能力；在課程結構及學分要求方面差異較大，但都為專業學生開設了大量的選修課以供不同學生選擇；在實踐環節EE和EET都為學生提供了兩類實習和實踐項目。在我國技術型本科人才的培養中，應根據人才培養目標有針對性地開設專業基礎課程，充分重視實驗課程，在實踐中明確各方定位，搭建實踐平臺。

關鍵詞 普渡大學；電氣工程；電氣工程技術；人才培養方案；美國

中圖分類號 G719 文獻標識碼 A 文章編號 1008-3219（2015）11-0073-05

高等工程教育與高等技術教育是易于混淆的兩種教育類型，其所涵蓋的范圍既有重合又有區別。二戰后，美國的一些學者就工程教育與技術教育之間的關系問題展開過爭論。如1952～1955年，美國工程教育協會（ASEE）對美國工程教育進行評估，并在廣泛征集意見的基礎上，發表了《工程教育評估報告》，亦稱《格林特報告》（Grinter Report）。該報告指出，美國工程教育協會工程教育評估委員會的任務在于為工程學院每位學生都提供雙重選擇，即科學方向的工程專業學習計劃或更加實用方向的工程專業學習計劃。由此，提出了從工程科學和應用工程兩個方向加以區分。工程科學分支促使學校進一步深入開展數學分析，而且隨著數字化計算機的出現，數學分析開始蓬勃發展；而應用工程仍然在設計、建設和生產中發揮作用[1]。隨后，1965年美國工程師專業發展委員會發表的《工程技術四年制本科計劃評估和認證指導綱要報告》（又稱《麥卡里克報告》）提出了“四年制技術學位”（Technology degree）這一概念，將其與兩年制技工學位（Technician degree）相區分，并建議對四年制工程技術本科學位課程進行評估和認證。在此基礎上，該報告明確指出“工程技術師”（Technologist）是指工程技術專業的本科畢業生，而獲得兩年制工程技術專業副學士學位則被稱為工程技工（Engineering technologist）[2]。在此背景下，美國的一些大學做出了積極響應，同時開設了四年制本科工程類學位和技術類學位，開設了工程學院和技術學院。其中就包括本文所研究的普渡大學。本文將聚焦于美國普渡大學的電氣工程專業（Electrical Engineering，EE）和電氣工程技術（Electrical Engineering Technology，EET）專業，對這兩個專業的人才培養方案進行比較，以期對我國技術型本科人才培養提供一些啟示。

一、EE與EET人才培養目標及要求比較

普渡大學的EE旨在培養專門從事生物醫學成像與感測、自動控制系統、光電、電力能源設備和系統、微電子和納米技術、超大規模集成電路設計等多種工作領域的人才，幫助該專業的本科畢業生能夠在他們所選擇的職業道路上或研究生學習中取得成功[3]。根據人才培養方案的要求，EE本科畢業生應具備以下能力：具備運用數學、科學和工程知識的能力；具備設計和開展實驗以及分析和解析數據的能力；可以根據既定要求，在社會、政治、經濟、環境等現實條件約束下設計系統、設備或程序；具備在不同學科團隊中開展工作的能力；具備發現、提出和解決工程問題的能力；能夠理解所學專業的專業責任和職業道德；具備有效交流的能力；具備足夠的學識來了解工程方案對全球、經濟等所產生影響；認識終身學習的必要性，并具備終身學習的能力；具備從本專業角度來理解當代熱點議題；具備運用技術、技能和現代工程工具來開展工程實踐的能力。這與美國工程與技術認證委員會（Accreditation Board for Engineering and Technology， ABET）對工程類專業認證標準的11項學生能力是完全一致的。

與EE不同，EET旨在培養能夠將所學電氣工程原理應用于自動化、生物技術、通信、娛樂、智能能源和綠色能源等多個領域，并學會使用微控制器、現場可編程門陣列、數字信號處理器等設備的技術人才。EET以應用為導向，其要求本科畢業生具備以下能力：具備技術和專業技能，學生畢業后能夠立刻從事電氣或電子工程相關領域的工作，而且上崗后可以在短時間內為其所在公司創造價值；具備利用統計學、離散數學、應用微分方程等數學方法來分析、設計和操作控制系統、通信系統、計算機系統或電力系統的能力；能夠有效地進行口頭、書面和圖表形式交流，達到一名電氣電子技術師所需的適當水平；不論是個人還是作為跨學科團隊的成員或領袖，都能有效地開展工作；具有高水準的職業道德，并在開展技術相關的實踐時具有社會關懷精神；可以通過如工廠培訓、碩士研究生課程等短期課程繼續接受教育；將項目管理技術應用于電氣工程技術項目之中[4]。

可見，普渡大學EE和EET這兩個專業都對學生的表達能力、團隊合作能力和終身學習能力提出了明確要求，都強調培養學生的職業道德素養和社會責任意識，讓學生了解其所學專業對周圍世界的影響。這兩個專業在人才培養目標和要求上也存在明顯差異，如EET學生在畢業后可以直接上崗從事技術作業，而EE由于其不僅需要為學生就業做好準備，還需要為繼續升學深造的學生做好準備，因此該專業理論性更強，其畢業生通常需要一段時間的實習才能從事技術作業。相比較而言，EE更加重視學生工程設計和工程實踐能力的培養，而EET則強調培養學生設計方案的實現能力和技術管理能力。

二、EE與EET課程設置比較

（一）課程結構比較

由于普渡大學EE專業建立了嚴格的準入機制，即所有選擇工程專業（包括EE）的學生進入大學后第一年都將接受由工程教育系提供的“一年級工程教育”[5]。只有那些修完規定課程并獲得相應學分的學生，才有資格進入后一階段的專業學習?！耙荒昙壒こ探逃钡哪康脑谟谝环矫鏋槠斩纱髮W工程學院各專業推薦、培養和保留優秀學生，另一方面也為進入工程專業學習的學生奠定牢固的知識基礎。因此，EE專業學生一年級主要修習基礎類課程（以公共課和專業基礎課為主），二年級開始學習專業課。與之相比，EET專業的入學門檻較低，所有達到普渡大學入學條件的學生都可以選擇該專業，并且從大學一年級開始進入專業課的學習。

EE和EET課程計劃中都設置了三種課程類型，即公共課、專業基礎課和專業課。然而，這三種類型課程在EE和EET課程計劃中所占比例有所不同。如EE專業的學生在大學4年共需修滿124個學分[6]，除了修習大量的專業課（該部分學分占總學分的40%）以外，還需要修習12門專業基礎課（該部分學分占總學分的33%）。EE專業所需修習的公共課數量較少（該部分學分占總學分的20%），且以選修課為主。與EE不同，EET專業的學生在4年里則修滿120個學分即可結業。EET的學生除需和EE一樣修習大量的專業課（該部分學分占總學分的43%）以外，只需修習6門專業基礎課（該部分學分僅占總學分的16%）。與EE相比，EET專業需要修習更多公共課（該部分學分占總學分的38%）[7]。

為了滿足不同學生的學習興趣和需求，EE和EET都為學生開設了大量的選修課，尤其是公共課部分，如EE專業學生需修完25個學分，其中公共選修課占18學分；而EET專業共需修完45學分，其中公共選修課占42學分。就EE和EET兩個專業的課程計劃來看，選修課學分幾乎占據一半。如EE專業中選修課的學分占總學分的42%，而EET專業中選修課的比例更大，占總學分的53%。通過為學生提供大量的選修課，讓他們根據自身需求來選擇修習的課程[8]。

（二）課程內容的比較

1.公共課

EE和EET公共課開設的科目相似，都為學生開設了語言和寫作類的課程，旨在培養學生的口頭和書面交際能力。如EE要求學生在一年級修習“寫作”和“語言交際基礎”這兩門課；EET則要求學生在修完“語言交際基礎”課后，選修一門英語寫作課。與EE不同的是，EET公共課覆蓋面更多，要求學生具備更寬廣的知識基礎。如EET要求學生在交際、統計學、商學、工業經濟學和技術等領域各選修若干門課程。EET專業86級畢業生表示：“技術學院讓我擁有實驗室實際動手經驗，并且給我機會將商學和營銷課程相融合。我覺得這些與我未來的職業興趣相吻合。在過去的15年，我有幸擔任威瑞森（Verizon）公司普渡大學事務的執行主管，在此期間我經常到訪普渡大學，努力推動普渡大學與威瑞森之間的業務發展?！盵9] 可見，這類公共課對EET專業學生未來發展產生了重要影響。

2.專業基礎課

EE和EET專業基礎課所開設的科目也類似，都為學生提供了思維、數學和科學（包括物理、化學和計算機）相關的課程。然而，就課程難度和深度來看，EE明顯高于EET，EE課程所涉及內容更復雜，對學生的要求更高。以物理科目為例。EE和EET都修習兩門物理課，但EET只要求學生修習“普通物理（一）”和“普通物理（二）”兩門基礎課程，了解力學、熱、聲、電學、光學和現代物理學等有關物理的基礎知識；而EE的本科生則需修習現代力學、電場和磁場交互作用兩門課。這兩門物理課程都是以微積分為基礎，需要大量的數學知識解決物理問題，學習難度較大。數學課同樣也如此，EET的學生只需在大學一年級的上下學期分別修習兩門應用微積分課程，其都強調微積分在生活、管理和技術中的應用；而EE的學生則需在大學一至三年級完成“解析幾何與微積分”“多元微積分”“常微積分方程”等5門數學課程的學習。與EE相比，EET專業基礎課更強調數學、物理等課程的基礎知識對于解決技術問題的應用價值，偏重于基礎，而EE則更強調數學和科學知識的系統性、理論性和完整性，其涉及的內容更為寬廣和深入。

3.專業課

EE和EET都要求學生修習12門專業必修課，都開設了專業導論和職業指導類課程，都以完成項目設計的形式來結束專業課程的學習，而且專業課課程內容都涉及計算機與數字系統、電路理論、電子技術、信號處理、電磁場/波等方面的內容。然而，兩者在專業課課程內容上存在一定的差異：其一，EE專業課是以復雜的數學和科學知識為基礎，學習難度更大，如“信號與系統”和“電磁場”這兩門課都以難度較高的數學和物理知識為基礎（常微積分方程、電磁交互作用）；而“無線通信”以普通物理知識為基礎。其二，EE專業課側重利用工程原理理論來分析和設計元件、系統或程序，而EET專業課則側重于工程原理的應用和實踐操作。如EE的“電子設備與設計實驗”課與EET的“直流與脈沖電子”課都涉及二極管、雙極晶體管、場效晶體管等內容，但前者旨在讓學生學會測量二級晶體管和雙極晶體管的性能；學會設計、開發和檢測二級晶體管、雙極晶體管和場效晶體管的偏執電路；學會根據既定的一組指標設計、開發和檢測單級電壓放大器；學會設計簡單的開關電路。而后者則以闡明穩壓二極管、雙極晶體管、場效應晶體管等特征；運用電路原理來分析運算放大器、晶體管等；根據給定電路圖構建電子電路；利用儀器對電氣參數進行測量；解釋實驗數據等為課程目標。其三，與EE相比，EET的專業課更強調理論講授與實驗操作相結合。EET幾乎所有專業必修課都為學生提供了實驗的機會，12門專業必修課中有10門課程都設置了實驗課環節，而且每周都會開設理論課和實驗課，理論課與實驗課的課時比約為1：2。實驗課多以小班教學（一般少于20人）為主[10]，學生可以根據教師布置的課題項目以個人或團隊合作的形式來動手操作，能幫助學生將實際動手操作經驗與相應的電氣電子基本理論有效結合，提高應用能力；與之相比，EE的大部分專業必修課都以理論課為主，12門專業必修課中7門都為理論課，主要通過課堂講授的方式來完成[11]。

三、EE與EET企業實踐環節比較

企業實踐作為EE和EET人才培養中不可或缺的一環，二者表現出更多的相似性。由于美國政府為提供學生實習實踐崗位的企業提供了一系列扶持性政策，而且普渡大學的工程學院和技術學院都與數百家企業建立了優質的合作伙伴關系，因此EE和EET專業的學生都擁有去許多企業實習實踐的機會。這兩個專業的人才培養方案并沒有將校外實習實踐環節單獨設立，也沒有設置學分或做其他硬性規定，只是為學生參與實習或校外實踐提供平臺和資助，學生可以自愿選擇是否參加實習實踐及實踐單位。為了幫助學生更好地選擇實習崗位，學校不僅設立了專門的專業實踐辦公室（Professional Practice Office，PPO），每個院系還有專門的協調教師來幫助學生搜尋崗位、安排面試、提供實踐預備課程和職業咨詢等。他們負責定期與學生所實習單位進行交流，幫助實習單位與學生之間建立互惠關系。

EE和EET都為學生提供兩類實習和實踐項目，即（校企）合作教育（Cooperative education）項目和短期實習（Internship）項目，學生可以根據自身需求自主選擇。參加合作教育的學生將在同一家企業進行較長時間的工作實習，他們將全日制學習和全職工作交替進行。合作教育包括兩種類型：五期和三期合作教育計劃。五期合作教育計劃主要針對大學平均成績（GPA）達到3.0分以上且修完相關的預修課程的大二學生。學生可以在大一結束后提出申請并進入企業開始第一期合作教育，具體情況根據用人企業的需要來決定。參加該計劃的學生將在同一家企業完成4～5期的產學合作，其中工作時間大概為20～22個月。實踐結束時由用人企業提供實踐書面證明[12]。與五期合作教育計劃不同的是，三期合作教育計劃通常是針對大學平均成績達到2.6分以上且修完相關的預修課程的三年級學生。他們可以在第三學期結束時提出申請，在完成大二課程后參與3期的產學合作，其中工作時間大概為12個月[13]。參加合作教育的學生不僅可以通過學校獎學金項目獲得經費上的資助，而且他們在校學習期間可以賺到薪水。這不僅有利于增加學生到企業實踐的機會，而且還有助于緩解學生的經濟負擔。盡管這種長期的企業實踐工作通常會導致學生延期一年完成學業，但這種實踐環節有利于學生嘗試不同的工作，學生通過在所在企業各部門輪轉，對所在企業的了解更為全面，不僅有利于增加學生的職業責任感，而且還有利于企業對學生的全面考核，增加學生未來的就業機會。普渡大學PPO主任表示，普渡大學參加長期實習工作的學生中有一半學生畢業后受聘于原實習企業[14]。

此外，EE和EET還可以通過實習計劃的選擇去不同的公司或企業實習。這種實習的時間更短，通常只有一期，其形式比較靈活。學生通常利用暑期參與該計劃。當實習學生對其實習公司感到滿意，希望在該公司繼續實習，PPO將會幫助學生與其實習公司協商，看是否可以將實習計劃轉為三期的合作教育計劃[15]。

四、借鑒與啟示

隨著我國經濟社會迅速發展，技術本科教育的重要性日顯突出。近些年，我國政府也出臺相關文件，支持技術本科院校的發展。然而由于技術本科教育在我國發展的時間比較短，經驗缺乏，許多技術本科院校在制定人才培養計劃時，都會或多或少地移植或照搬傳統本科院校學術型或工程型本科人才的課程設置。通過以上分析，可以看出這兩者是存在一定差異的?；诖?，結合我國技術型本科人才的培養現狀，提出了幾點建議。

（一）根據人才培養目標有針對性地開設專業基礎課

目前我國一些技術本科院校仍緊緊追隨研究型大學培養工程型人才的步伐，忽視技術人才培養目標的特殊性，在專業基礎課程的設置中盲目追求高難深，畢竟在我國技術專業和工程專業的學生生源狀況是存在一定差距的，這種做法不僅會挫傷學生學習的興趣和積極性，而且也將使技術型人才的培養目標難以實現。因此，技術本科院校在設置專業基礎課程時，應根據技術專業的培養目標和技術人才特殊性開設具有技術應用特色的基礎類課程，重視學生技術應用能力的培養。

（二）重視專業實驗課，將技術學科知識與實驗項目有效結合

技術本科的人才培養目標是培養實踐能力強的技術人才，其課程設置應該服務于這一目標的實現。而技術知識作為培養技術實踐能力的重要媒介，其不同于科學知識或者是工程知識，具有很強的實踐特性。技術知識不強調高、專、深的理論知識，而是更注重經驗性的技術知識，強調其對解決實際技術問題的應用價值。然而，這種經驗性知識的獲得通常依賴于特定的情境，學生往往只能在動手操作的實驗和實踐中才能真正獲得。如普渡大學EET的專業必修課中幾乎都為學生設置了實驗環節，而且課時分配較多，多以實驗項目的形式開展。因此，技術本科在課程設置中可以借鑒其經驗，將專業理論課與專業實驗課有機結合，將技術知識融入到技術實驗項目中，來幫助學生構建技術知識體系，使他們圍繞實踐中的技術問題來建構知識和技能，從而形成一定的技術實踐能力。

（三）明確政府、學校、學生和企業在企業實踐環節中的角色定位，搭建良好的實踐平臺

企業作為追求市場利潤和效益的一種經濟實體，以追求生產和經營利潤為目的，他們參與高校企業實踐教學的積極性不高。政府應真正落實為接收學生實習的企業采取納稅減免、財政補貼等相關政策。在此前提下，如何在學校、學生和企業三者間形成互惠共贏的關系將成為解決技術型本科實習難問題的關鍵。借鑒美國普渡大學的經驗，高校應注重與企業的交流和互動，為企業與學生之間搭建橋梁，在幫助企業搜羅優秀儲備人才的同時，為學生尋求更多的實踐機會。如普渡大學成立了專門的PPO，技術學院還有專門的協調教師負責了解學生的實習需求，提供相關實習信息，并對在崗實習的學生進行跟蹤管理。同時，要企業提高對校企合作的認識，樹立長遠的發展戰略。此外，在企業實踐過程中，還應尊重學生的主體作用，為他們提供靈活多樣的實習機會，比如工學交替、長期與短期實習相結合，充分調動學生的積極性和創造性，讓學生根據自身需要選擇企業實踐的機會。

參 考 文 獻

[1]John Weese，Lawrence Wolf. The Advance Toward Distinction in Engineering Technology. Journal of Engineering Education.1994（1）：41.

[2]H. E. McCallick， Recommended Guidelines for Evaluation and Accreditation of Four-Year Programs in Technology[R].ECPD， February， 1966.

[3]BSEE and BSCmpE Program Educational Objectives[EB/OL]. https：//engineering.purdue.edu/ECE/Academics/Undergraduates/Program Objectivesand Outcomes.

[4]Department of Electrical and Computer Engineering Technology[EB/OL]. https：//www.purdue.edu/catalogs/technology/plansOfStudy/ecet.html

[5]First-Year Engineering Plan of Study[EB/OL]. https：//engineering.purdue.edu/ENE/Academics/FirstYear/FYEPOS.

[6]BSEE Degree Minimum Requirements[EB/OL]. https：//engineering.purdue.edu/ECE/Academics/Undergraduates/UGO/pdf/bsee.pdf.

[7][9]Electrical Engineering Technology[EB/OL]. https：//tech.purdue.edu/degrees/electrical-engineering-technology.

[8]Electrical Engineering Technology Plan of Study[EB/OL]. https：//tech.purdue.edu/sites/default/files/EET-fall-2014_0.pdf.

[10]Search for Courses[EB/OL].https：//selfservice.mypurdue.purdue.edu/prod/bwckctlg.p_display_courses.

[11]Current Undergraduate ECE Course Descriptions[EB/OL].https：//engineering.purdue.edu/ECE/Academics/Undergraduates/UGO/CourseInfo/coursesUndergrad.

[12]5-Session Co-op Program. https：//opp.purdue.edu/programs/5-session-coop.html.

[13]3-Session Co-op Program. https：//opp.purdue.edu/programs/3-session-coop.html.

[14]Purdue co-op program gives students employment edge[EB/OL]. http：//www.purdue.edu/newsroom/academics/2012/120131GrollCoop.html.2012-01-31.

[15]Office of Professional Practice.Professional Practice Program Annual Report 2010-2011[EB/OL]. https：//opp.purdue.edu/about/reports/files/AnnualReport2011-Web.pdf：7.