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 河北保定 073000；2.河南大學 河南開封 475001)

自1819年丹麥物理學家、化學家奧斯特發現了電和磁的相互作用以來，電磁現象及其規律的發現、應用不斷發展，使電氣工程形成了獨立的一門專業。如今，電氣工程專業包括電子科學與技術、通信工程專業、電子信息工程專業、自動化專業等，涵蓋多方面專業，證實了電氣工程專業的衍生性較強。電氣工程強大的衍生能力使其遍布于各行各業，隨著社會和經濟的發展，使用電需求大大增加。作為貫穿于電氣設備設計與應用、工業與民用供配電、電機驅動等多方面的專業，電氣工程專業的重要性不言而喻。由此可見，電氣工程本科教育尤為重要。本文針對中外電氣工程的本科教育進行了探討。

一、中外電氣工程人才培養理念

（一）必須掌握的專業技術和基礎課程

中外高等教育對本科教育中必須掌握的專業技術和基礎課程占有巨大比例。例如，美國明尼蘇達大學電氣本科專業的專業技術和基礎課程占學分的百分比為80.47%，我國華中科技大學也強調基礎知識的學習，所占學分的百分比高達92.13%。必須掌握的專業技術和基礎課程是理性思考和創新意識的前提。電氣工程的專業技術和基礎課程決定了其衍生學科能否實踐，并為人類生活生產帶來切實可行的好處。

（二）創新意識

現代經濟的迅速發展，信息化的洪流來臨，使知識的更新迭代速度越來越快。從1665年牛頓時期的宏觀物理、愛因斯坦時期的微觀物理到霍金的宇宙物理，其演變僅315年。而我國自2008年的3G到2020年的5G，演變速度更快，僅12年時間，我國對創新的要求越來越高，創新意識也得到了加強。近年來，在全球范圍內，中外的電氣工程本科教育不斷提高對創新的要求。批判性思考問題、新時代的創新意識、設計并開發產品的能力等都被列入考核要求。

（三）團隊協作能力

近年，在校大學生以獨生子女居多。因此，這部分大學生容易出現較強的以自我為中心的做法。據有關調查顯示，如今的大學生大多表現出合作意識與團結意識不足，紀律觀念不強，團隊協作能力薄弱的基礎問題。團隊協作能力的核心是討論，團隊協作產出的核心也是討論。我國高校課堂中仍然是以教師講課為主的授課方式，反觀國外教育 ，已在課內課時之外設置了大量“討論”課時，既能讓學生對所學內容深入了解，又鍛煉了學生批判性思考的能力和團隊協作能力。目前，國內越來越重視培養學生的團隊協作能力，由原先的“3.5+0.5”模式變為現今大多數學校實行的“3+1”模式，更是啟動了“卓越工程師培養計劃”[1]。這兩種人才培養模式都加強了學生的實踐能力，不僅擴充了學生的知識層面，團隊協作能力和交流與溝通能力也得到了較好鍛煉。減小了以前學校與企業之間不可逾越的鴻溝，讓學生更適應未來企業的工作。

（四）電氣工程專業的工程倫理

應用與工程學的道德原則系統，是工程與技藝的應用倫理，也叫工程倫理。其包括了工程師的專業道德與素養、工程本身的社會價值，以及工程師應具備的行為準則和道德標準。倫理道德是電氣專業本科就讀學生必須具備的一種重要的心理素質，和國內大多數本科院校屢次聲明學生應具有專業的職業技能不同，國外教育教學中不厭其煩的強調學生應具備本專業的職業責任和良好的倫理道德[2]。良好的職業道德是工作之本，無德有才之人對社會的危害很大。

二、中外電氣工程本科教育特點

為了更好地進行中外電氣工程本科教育對比，筆者將中外具有代表性的大學教育特點概括如下：

分別以全球及我國電氣工程專業排名前兩及排名前三名的學校為例說明。

1.麻省理工，目前排名全球第一。該院校的師生比為1∶6。他們對于電氣工程專業的科系理念為：課程設置上要做到初級課程囊括高級課程的共通部分，要透過實踐機制，激發學生專業興趣及動手能力。其人才培養目標：(1)讓學生掌握必要的與電氣工程專業有關的基礎知識。(2)讓學生的專業知識滿足未來職業的需求。(3)培養學生擁有多元化發展的學習基礎。(4)讓學生了解在工程設計過程中和產品中，社會、經濟、技術和人文因素的重要性。

由于麻省理工大學是一所培養研究型人才的高校。因此，麻省理工大學電氣工程專業更注重將知識從高級到初級高度壓縮，使深、廣的知識變為人們能夠通過實踐等方法理解和接受的知識。但實踐僅為方法，而并非學生的目標，由實踐迸發出的學習興趣，推動學生走向研究之路，才是他們的終極目標。

2.斯坦福大學，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學生設計，并完成實驗項目，把研究成果給他人展示的綜合能力。該專業是讓所有畢業生在接受通識教育的同時，具有傳授電氣工程專業的基礎知識和能力。該專業同樣重視學生未來的工作、學習能力與意識。努力做到先善其身，全其能力，最后惠澤四海。其人才培養目標：(1)技術知識：提供與數學、科學、計算機和工程所需的輔助知識相關的電氣工程原理的基本知識。(2)程序必須包括至少一個特殊領域。比如，生物電子學。(3)培養學生運用多樣化的技術及知識，發現問題、設計實驗及解決問題的能力。(4)培養歸整信息，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)為專業及實踐提供一個包容性強的多功能平臺。

綜上所述，斯坦福大學對學生的實踐能力要求很高，主要突出了學校培養有服務意識的社會應用型人才的理念。這一理念成為全球電氣工程人才培養的新方向。

3.清華大學，目前我國排名第一。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，緊扣國家未來發展需求，融通行業變化，形成尖端人才培養框架，構建出電氣工程學科育人才體系。其人才培養目標：(1)讓學生掌握電氣工程行業相關基礎知識，學生能動手完成實驗，進而得出實驗技巧。(2)讓學生勇于發掘新的知識，樂于創新，培養學生活到老，學到老的理念，樂意解決不斷出現的新問題。(3)培養學生具備優良的道德品質。(4)讓學生了解新時代全球將面臨的各樣挑戰，勇于承擔相應的社會責任。

清華大學主要選拔我國的優質人才，通過尖端人才的培養方案，使學生成為能緊扣國家需求、有擔當的拔尖創新型人才。

4.西安交通大學，目前我國排名第二。該院校的師生比為1:8.1。該校的科系理念是乘“一帶一路”建設契機和高校“雙一流”建設號角，不懈進取，力爭整體建成具有世界一流的教學科研隊伍、國際化人才培養體系，成為國際電氣領域的人才培養和科學研究中心，并創造新的輝煌。他們的人才培養目標：(1)努力讓學生達到全面發展，完善人格品質。(2)讓學生扎實掌握電氣工程領域的基礎知識和專業知識，讓學生擁有創新意識和創新能力，從而使學生達到在電氣工程相關領域或其他行業工作的標準。(3)培養的畢業生在國內外具有一流競爭力，能夠勝任關鍵技術崗位、技術管理崗位和行政領導崗位，有較強的創業能力。

西安交通大學順應國家導向，調整人才培養方向，讓學生成為國際化人才，進而解決全球可能面對的問題，使中國在全球電氣工程方面占有更廣泛的領域。

5.華中科技大學，目前我國排名第三。該院校的師生比為1∶8.5。該校的科系理念是將創建國際頂尖的電氣工程學科及研究成果作為目標，以培育電工高新技術和電力技術為主線，重新聚焦專業學習方向，加強學科團隊建設，以形成更好的電氣工程專業學習氛圍，為未來電氣工程行業的輝煌而奮斗。他們的人才培養目標：(1)讓在校大學生擁有扎實的理論基礎和較強的綜合能力。(2)讓學生系統掌握本學科的基礎理論知識。(3)讓學生有較強的實踐能力，并能熟練使用計算機等新科技。(4)讓學生不僅掌握本學科領域的專業知識，還要讓他們追隨時代科學發展的趨勢，掌握新時代的技術知識。(5)讓學生能夠在工作中達到要求的標準，并讓學生能夠組織和領導團隊完成任務要求。

華中電子科技大學聚焦學科領域知識，培養學生實踐創新能力，以我國電氣工程方面的研究成果和應用實踐的可行性為己任，為培養務實創新人才而奮斗。

筆者通過國內外學校的對比，總結發現了以下特點：(1)從科系理念來看，國外更重視學生的綜合能力和學生與社會之間的聯系，國內則更重視學科人才的培養。當學生初入社會時，可能會發現所學知識與所擁有的能力無法滿足企業的需求。因此，國外和國內電氣工程行業的差距加大。從根本而言，行業的差距源于科系的理念。(2)從師生比來看，國外師生比低于國內，較低的師生比意味著更好的教學質量，進而證實為何國外高校對電力工程的教育優于我國。(3)從人才培養目標來看，國內外都重視基礎知識和人才素質的培養。

三、我國電氣工程人才培養困境

1.學生的培養分為專業基礎知識的傳授、思想道德品質的提高、學習與舉一反三能力的培養。高校等級不同的背后，其思想道德品質的提高、學習與舉一反三能力的培養自然不同。而我國高校分層現象嚴重，師資力量與生源水平更是千差萬別，由此導致了人才培養的局限性。解決電氣工程行業的人才匱乏問題，要先降低院校之間電氣工程專業的差距。減小院校間電氣工程的差距，可以通過院校交流、師生互換等方式進行。

2.電氣工程專業需要做線路保護類和線路設計性等實驗，配備專門的實驗室是學習電氣工程必不可少的要素。我國因大學等級不同，投入的資金也不同，有的院校沒有相應的實驗室或者實驗室設備不全，這些因素均導致學生動手實踐能力較差和專業知識理解程度較淺。

3.大學生本應在大四進行實習，而很多企業擔心大學生實習會影響企業的正常生產，不歡迎大學生實習，導致大學生沒有或很少有機會進廠操作。學校可以培養學生參與課外科技活動的意識，學校與企業攜手合作，政府支持并引導學生進廠學習，都是解決學生“死讀書”的較好方法。這些方法將使學生靈活面對，解決問題的能力會有較大提升，從而讓學生將專業理論課的形式多元化，使枯燥乏味的專業知識變得易于理解和接受，變得真實可見，而不僅存于課本。

4.國內教師學位偏低，掌握的知識有限，導致其傳授的知識有限，使學生的理解與掌握程度低，擴展學生的知識面少，間接形成了我國電氣工程落后于國外的局面。可以通過提高教師認證的門檻，加強教師隊伍的建設，促進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

不同國家有不同的教育模式，筆者列舉幾個國家的教育模式：

德國“雙元制”：在高等院校或職業學院的大學學習與在企業的職業培訓或實踐融合在一起的一種學習模式。

美國：基于“雙元制”并注重學生的自主創新能力提出“CDIO”模式。“CDIO”：Conceive（構思），Design（設計），Implement（實現），Operate（運作）。

加拿大：CO-OP：雇用單位參與學校教育和工作實踐相結合。

日本：“產生官”政府組織或相關部門建立國立研究機構，宏觀指導大學和企業之間的合作，加強產學的合作力度，由高校和企業共同培養人才。

中國：近年來提出“3+1”模式，“3”指思想綜合素質、專業知識和專業技能三個方面，“1”指在合格畢業基礎上，學生根據自己的興趣愛好和特長，自愿接受拓展技能培訓教育，再打造、再提升，成為一專多能復合型人才。

在世界經濟迅速發展的今天，各國都不再只注重基礎理論的革新，更多是注重實踐與產學對接，多種教育模式下進行產學合作。在生產力是第一要義的今天，哪個國家更適合這一理念，哪個國家就能領先一步。這正是為何美國在電氣工程專業遙遙領先的原因。

五、結束語

總之，電氣工程建設的好壞對我國社會發展有重要的影響。在我國社會經濟迅速發展的今天，電氣工程本科教育的問題更為突出。國外在1878年設置電氣工程專業，而我國僅在1908年才開設，中間相隔30年。如何彌補這落后的30年，主要是提高我國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電氣工程本科教育應如何提高，是希望中國在電氣工程專業越走越遠。