浅谈中外电气工程本科教育

王钰霖 郑 富

(1.河北省定州市第一中学 河北保定 073000；2.河南大学 河南开封 475001)

自1819年丹麦物理学家、化学家奥斯特发现了电和磁的相互作用以来，电磁现象及其规律的发现、应用不断发展，使电气工程形成了独立的一门专业。如今，电气工程专业包括电子科学与技术、通信工程专业、电子信息工程专业、自动化专业等，涵盖多方面专业，证实了电气工程专业的衍生性较强。电气工程强大的衍生能力使其遍布于各行各业，随着社会和经济的发展，使用电需求大大增加。作为贯穿于电气设备设计与应用、工业与民用供配电、电机驱动等多方面的专业，电气工程专业的重要性不言而喻。由此可见，电气工程本科教育尤为重要。本文针对中外电气工程的本科教育进行了探讨。

一、中外电气工程人才培养理念

（一）必须掌握的专业技术和基础课程

中外高等教育对本科教育中必须掌握的专业技术和基础课程占有巨大比例。例如，美国明尼苏达大学电气本科专业的专业技术和基础课程占学分的百分比为80.47%，我国华中科技大学也强调基础知识的学习，所占学分的百分比高达92.13%。必须掌握的专业技术和基础课程是理性思考和创新意识的前提。电气工程的专业技术和基础课程决定了其衍生学科能否实践，并为人类生活生产带来切实可行的好处。

（二）创新意识

现代经济的迅速发展，信息化的洪流来临，使知识的更新迭代速度越来越快。从1665年牛顿时期的宏观物理、爱因斯坦时期的微观物理到霍金的宇宙物理，其演变仅315年。而我国自2008年的3G到2020年的5G，演变速度更快，仅12年时间，我国对创新的要求越来越高，创新意识也得到了加强。近年来，在全球范围内，中外的电气工程本科教育不断提高对创新的要求。批判性思考问题、新时代的创新意识、设计并开发产品的能力等都被列入考核要求。

（三）团队协作能力

近年，在校大学生以独生子女居多。因此，这部分大学生容易出现较强的以自我为中心的做法。据有关调查显示，如今的大学生大多表现出合作意识与团结意识不足，纪律观念不强，团队协作能力薄弱的基础问题。团队协作能力的核心是讨论，团队协作产出的核心也是讨论。我国高校课堂中仍然是以教师讲课为主的授课方式，反观国外教育 ，已在课内课时之外设置了大量“讨论”课时，既能让学生对所学内容深入了解，又锻炼了学生批判性思考的能力和团队协作能力。目前，国内越来越重视培养学生的团队协作能力，由原先的“3.5+0.5”模式变为现今大多数学校实行的“3+1”模式，更是启动了“卓越工程师培养计划”[1]。这两种人才培养模式都加强了学生的实践能力，不仅扩充了学生的知识层面，团队协作能力和交流与沟通能力也得到了较好锻炼。减小了以前学校与企业之间不可逾越的鸿沟，让学生更适应未来企业的工作。

（四）电气工程专业的工程伦理

应用与工程学的道德原则系统，是工程与技艺的应用伦理，也叫工程伦理。其包括了工程师的专业道德与素养、工程本身的社会价值，以及工程师应具备的行为准则和道德标准。伦理道德是电气专业本科就读学生必须具备的一种重要的心理素质，和国内大多数本科院校屡次声明学生应具有专业的职业技能不同，国外教育教学中不厌其烦的强调学生应具备本专业的职业责任和良好的伦理道德[2]。良好的职业道德是工作之本，无德有才之人对社会的危害很大。

二、中外电气工程本科教育特点

为了更好地进行中外电气工程本科教育对比，笔者将中外具有代表性的大学教育特点概括如下：

分别以全球及我国电气工程专业排名前两及排名前三名的学校为例说明。

1.麻省理工，目前排名全球第一。该院校的师生比为1∶6。他们对于电气工程专业的科系理念为：课程设置上要做到初级课程囊括高级课程的共通部分，要透过实践机制，激发学生专业兴趣及动手能力。其人才培养目标：(1)让学生掌握必要的与电气工程专业有关的基础知识。(2)让学生的专业知识满足未来职业的需求。(3)培养学生拥有多元化发展的学习基础。(4)让学生了解在工程设计过程中和产品中，社会、经济、技术和人文因素的重要性。

由于麻省理工大学是一所培养研究型人才的高校。因此，麻省理工大学电气工程专业更注重将知识从高级到初级高度压缩，使深、广的知识变为人们能够通过实践等方法理解和接受的知识。但实践仅为方法，而并非学生的目标，由实践迸发出的学习兴趣，推动学生走向研究之路，才是他们的终极目标。

2.斯坦福大学，目前排名全球第二。该院校的师生比为1:5。该校的科系理念则为重视培养学生设计，并完成实验项目，把研究成果给他人展示的综合能力。该专业是让所有毕业生在接受通识教育的同时，具有传授电气工程专业的基础知识和能力。该专业同样重视学生未来的工作、学习能力与意识。努力做到先善其身，全其能力，最后惠泽四海。其人才培养目标：(1)技术知识：提供与数学、科学、计算机和工程所需的辅助知识相关的电气工程原理的基本知识。(2)程序必须包括至少一个特殊领域。比如，生物电子学。(3)培养学生运用多样化的技术及知识，发现问题、设计实验及解决问题的能力。(4)培养归整信息，说写文字成果的能力，为以后的终身研究提供足够的广度和深度。(5)为专业及实践提供一个包容性强的多功能平台。

综上所述，斯坦福大学对学生的实践能力要求很高，主要突出了学校培养有服务意识的社会应用型人才的理念。这一理念成为全球电气工程人才培养的新方向。

3.清华大学，目前我国排名第一。该院校的师生比为1∶9。该校的科系理念是基于全球化视角，紧扣国家未来发展需求，融通行业变化，形成尖端人才培养框架，构建出电气工程学科育人才体系。其人才培养目标：(1)让学生掌握电气工程行业相关基础知识，学生能动手完成实验，进而得出实验技巧。(2)让学生勇于发掘新的知识，乐于创新，培养学生活到老，学到老的理念，乐意解决不断出现的新问题。(3)培养学生具备优良的道德品质。(4)让学生了解新时代全球将面临的各样挑战，勇于承担相应的社会责任。

清华大学主要选拔我国的优质人才，通过尖端人才的培养方案，使学生成为能紧扣国家需求、有担当的拔尖创新型人才。

4.西安交通大学，目前我国排名第二。该院校的师生比为1:8.1。该校的科系理念是乘“一带一路”建设契机和高校“双一流”建设号角，不懈进取，力争整体建成具有世界一流的教学科研队伍、国际化人才培养体系，成为国际电气领域的人才培养和科学研究中心，并创造新的辉煌。他们的人才培养目标：(1)努力让学生达到全面发展，完善人格品质。(2)让学生扎实掌握电气工程领域的基础知识和专业知识，让学生拥有创新意识和创新能力，从而使学生达到在电气工程相关领域或其他行业工作的标准。(3)培养的毕业生在国内外具有一流竞争力，能够胜任关键技术岗位、技术管理岗位和行政领导岗位，有较强的创业能力。

西安交通大学顺应国家导向，调整人才培养方向，让学生成为国际化人才，进而解决全球可能面对的问题，使中国在全球电气工程方面占有更广泛的领域。

5.华中科技大学，目前我国排名第三。该院校的师生比为1∶8.5。该校的科系理念是将创建国际顶尖的电气工程学科及研究成果作为目标，以培育电工高新技术和电力技术为主线，重新聚焦专业学习方向，加强学科团队建设，以形成更好的电气工程专业学习氛围，为未来电气工程行业的辉煌而奋斗。他们的人才培养目标：(1)让在校大学生拥有扎实的理论基础和较强的综合能力。(2)让学生系统掌握本学科的基础理论知识。(3)让学生有较强的实践能力，并能熟练使用计算机等新科技。(4)让学生不仅掌握本学科领域的专业知识，还要让他们追随时代科学发展的趋势，掌握新时代的技术知识。(5)让学生能够在工作中达到要求的标准，并让学生能够组织和领导团队完成任务要求。

华中电子科技大学聚焦学科领域知识，培养学生实践创新能力，以我国电气工程方面的研究成果和应用实践的可行性为己任，为培养务实创新人才而奋斗。

笔者通过国内外学校的对比，总结发现了以下特点：(1)从科系理念来看，国外更重视学生的综合能力和学生与社会之间的联系，国内则更重视学科人才的培养。当学生初入社会时，可能会发现所学知识与所拥有的能力无法满足企业的需求。因此，国外和国内电气工程行业的差距加大。从根本而言，行业的差距源于科系的理念。(2)从师生比来看，国外师生比低于国内，较低的师生比意味着更好的教学质量，进而证实为何国外高校对电力工程的教育优于我国。(3)从人才培养目标来看，国内外都重视基础知识和人才素质的培养。

三、我国电气工程人才培养困境

1.学生的培养分为专业基础知识的传授、思想道德品质的提高、学习与举一反三能力的培养。高校等级不同的背后，其思想道德品质的提高、学习与举一反三能力的培养自然不同。而我国高校分层现象严重，师资力量与生源水平更是千差万别，由此导致了人才培养的局限性。解决电气工程行业的人才匮乏问题，要先降低院校之间电气工程专业的差距。减小院校间电气工程的差距，可以通过院校交流、师生互换等方式进行。

2.电气工程专业需要做线路保护类和线路设计性等实验，配备专门的实验室是学习电气工程必不可少的要素。我国因大学等级不同，投入的资金也不同，有的院校没有相应的实验室或者实验室设备不全，这些因素均导致学生动手实践能力较差和专业知识理解程度较浅。

3.大学生本应在大四进行实习，而很多企业担心大学生实习会影响企业的正常生产，不欢迎大学生实习，导致大学生没有或很少有机会进厂操作。学校可以培养学生参与课外科技活动的意识，学校与企业携手合作，政府支持并引导学生进厂学习，都是解决学生“死读书”的较好方法。这些方法将使学生灵活面对，解决问题的能力会有较大提升，从而让学生将专业理论课的形式多元化，使枯燥乏味的专业知识变得易于理解和接受，变得真实可见，而不仅存于课本。

4.国内教师学位偏低，掌握的知识有限，导致其传授的知识有限，使学生的理解与掌握程度低，扩展学生的知识面少，间接形成了我国电气工程落后于国外的局面。可以通过提高教师认证的门槛，加强教师队伍的建设，促进教师深造是解决这些问题。

四、立足全球视角下的电气工程本科教育

不同国家有不同的教育模式，笔者列举几个国家的教育模式：

德国“双元制”：在高等院校或职业学院的大学学习与在企业的职业培训或实践融合在一起的一种学习模式。

美国：基于“双元制”并注重学生的自主创新能力提出“CDIO”模式。“CDIO”：Conceive（构思），Design（设计），Implement（实现），Operate（运作）。

加拿大：CO-OP：雇用单位参与学校教育和工作实践相结合。

日本：“产生官”政府组织或相关部门建立国立研究机构，宏观指导大学和企业之间的合作，加强产学的合作力度，由高校和企业共同培养人才。

中国：近年来提出“3+1”模式，“3”指思想综合素质、专业知识和专业技能三个方面，“1”指在合格毕业基础上，学生根据自己的兴趣爱好和特长，自愿接受拓展技能培训教育，再打造、再提升，成为一专多能复合型人才。

在世界经济迅速发展的今天，各国都不再只注重基础理论的革新，更多是注重实践与产学对接，多种教育模式下进行产学合作。在生产力是第一要义的今天，哪个国家更适合这一理念，哪个国家就能领先一步。这正是为何美国在电气工程专业遥遥领先的原因。

五、结束语

总之，电气工程建设的好坏对我国社会发展有重要的影响。在我国社会经济迅速发展的今天，电气工程本科教育的问题更为突出。国外在1878年设置电气工程专业，而我国仅在1908年才开设，中间相隔30年。如何弥补这落后的30年，主要是提高我国电气工程的本科教育。笔者探讨中外电气工程本科教育的差别与中国电气工程本科教育应如何提高，是希望中国在电气工程专业越走越远。