电气工程专业与电气工程技术专业人才培养方案的比较研究

摘 要 美国普渡大学电气工程专业（EE）和电气工程技术专业（EET）的人才培养方案在培养目标及要求、课程设置、企业实践等方面存在很多异同之处：EE重视学生工程设计和工程实践能力的培养，而EET强调培养学生设计方案的实现能力及技术管理能力；在课程结构及学分要求方面差异较大，但都为专业学生开设了大量的选修课以供不同学生选择；在实践环节EE和EET都为学生提供了两类实习和实践项目。在我国技术型本科人才的培养中，应根据人才培养目标有针对性地开设专业基础课程，充分重视实验课程，在实践中明确各方定位，搭建实践平台。

关键词 普渡大学；电气工程；电气工程技术；人才培养方案；美国

中图分类号 G719 文献标识码 A 文章编号 1008-3219（2015）11-0073-05

高等工程教育与高等技术教育是易于混淆的两种教育类型，其所涵盖的范围既有重合又有区别。二战后，美国的一些学者就工程教育与技术教育之间的关系问题展开过争论。如1952～1955年，美国工程教育协会（ASEE）对美国工程教育进行评估，并在广泛征集意见的基础上，发表了《工程教育评估报告》，亦称《格林特报告》（Grinter Report）。该报告指出，美国工程教育协会工程教育评估委员会的任务在于为工程学院每位学生都提供双重选择，即科学方向的工程专业学习计划或更加实用方向的工程专业学习计划。由此，提出了从工程科学和应用工程两个方向加以区分。工程科学分支促使学校进一步深入开展数学分析，而且随着数字化计算机的出现，数学分析开始蓬勃发展；而应用工程仍然在设计、建设和生产中发挥作用[1]。随后，1965年美国工程师专业发展委员会发表的《工程技术四年制本科计划评估和认证指导纲要报告》（又称《麦卡里克报告》）提出了“四年制技术学位”（Technology degree）这一概念，将其与两年制技工学位（Technician degree）相区分，并建议对四年制工程技术本科学位课程进行评估和认证。在此基础上，该报告明确指出“工程技术师”（Technologist）是指工程技术专业的本科毕业生，而获得两年制工程技术专业副学士学位则被称为工程技工（Engineering technologist）[2]。在此背景下，美国的一些大学做出了积极响应，同时开设了四年制本科工程类学位和技术类学位，开设了工程学院和技术学院。其中就包括本文所研究的普渡大学。本文将聚焦于美国普渡大学的电气工程专业（Electrical Engineering，EE）和电气工程技术（Electrical Engineering Technology，EET）专业，对这两个专业的人才培养方案进行比较，以期对我国技术型本科人才培养提供一些启示。

一、EE与EET人才培养目标及要求比较

普渡大学的EE旨在培养专门从事生物医学成像与感测、自动控制系统、光电、电力能源设备和系统、微电子和纳米技术、超大规模集成电路设计等多种工作领域的人才，帮助该专业的本科毕业生能够在他们所选择的职业道路上或研究生学习中取得成功[3]。根据人才培养方案的要求，EE本科毕业生应具备以下能力：具备运用数学、科学和工程知识的能力；具备设计和开展实验以及分析和解析数据的能力；可以根据既定要求，在社会、政治、经济、环境等现实条件约束下设计系统、设备或程序；具备在不同学科团队中开展工作的能力；具备发现、提出和解决工程问题的能力；能够理解所学专业的专业责任和职业道德；具备有效交流的能力；具备足够的学识来了解工程方案对全球、经济等所产生影响；认识终身学习的必要性，并具备终身学习的能力；具备从本专业角度来理解当代热点议题；具备运用技术、技能和现代工程工具来开展工程实践的能力。这与美国工程与技术认证委员会（Accreditation Board for Engineering and Technology， ABET）对工程类专业认证标准的11项学生能力是完全一致的。

与EE不同，EET旨在培养能够将所学电气工程原理应用于自动化、生物技术、通信、娱乐、智能能源和绿色能源等多个领域，并学会使用微控制器、现场可编程门阵列、数字信号处理器等设备的技术人才。EET以应用为导向，其要求本科毕业生具备以下能力：具备技术和专业技能，学生毕业后能够立刻从事电气或电子工程相关领域的工作，而且上岗后可以在短时间内为其所在公司创造价值；具备利用统计学、离散数学、应用微分方程等数学方法来分析、设计和操作控制系统、通信系统、计算机系统或电力系统的能力；能够有效地进行口头、书面和图表形式交流，达到一名电气电子技术师所需的适当水平；不论是个人还是作为跨学科团队的成员或领袖，都能有效地开展工作；具有高水准的职业道德，并在开展技术相关的实践时具有社会关怀精神；可以通过如工厂培训、硕士研究生课程等短期课程继续接受教育；将项目管理技术应用于电气工程技术项目之中[4]。

可见，普渡大学EE和EET这两个专业都对学生的表达能力、团队合作能力和终身学习能力提出了明确要求，都强调培养学生的职业道德素养和社会责任意识，让学生了解其所学专业对周围世界的影响。这两个专业在人才培养目标和要求上也存在明显差异，如EET学生在毕业后可以直接上岗从事技术作业，而EE由于其不仅需要为学生就业做好准备，还需要为继续升学深造的学生做好准备，因此该专业理论性更强，其毕业生通常需要一段时间的实习才能从事技术作业。相比较而言，EE更加重视学生工程设计和工程实践能力的培养，而EET则强调培养学生设计方案的实现能力和技术管理能力。

二、EE与EET课程设置比较

（一）课程结构比较

由于普渡大学EE专业建立了严格的准入机制，即所有选择工程专业（包括EE）的学生进入大学后第一年都将接受由工程教育系提供的“一年级工程教育”[5]。只有那些修完规定课程并获得相应学分的学生，才有资格进入后一阶段的专业学习。“一年级工程教育”的目的在于一方面为普渡大学工程学院各专业推荐、培养和保留优秀学生，另一方面也为进入工程专业学习的学生奠定牢固的知识基础。因此，EE专业学生一年级主要修习基础类课程（以公共课和专业基础课为主），二年级开始学习专业课。与之相比，EET专业的入学门槛较低，所有达到普渡大学入学条件的学生都可以选择该专业，并且从大学一年级开始进入专业课的学习。

EE和EET课程计划中都设置了三种课程类型，即公共课、专业基础课和专业课。然而，这三种类型课程在EE和EET课程计划中所占比例有所不同。如EE专业的学生在大学4年共需修满124个学分[6]，除了修习大量的专业课（该部分学分占总学分的40%）以外，还需要修习12门专业基础课（该部分学分占总学分的33%）。EE专业所需修习的公共课数量较少（该部分学分占总学分的20%），且以选修课为主。与EE不同，EET专业的学生在4年里则修满120个学分即可结业。EET的学生除需和EE一样修习大量的专业课（该部分学分占总学分的43%）以外，只需修习6门专业基础课（该部分学分仅占总学分的16%）。与EE相比，EET专业需要修习更多公共课（该部分学分占总学分的38%）[7]。

为了满足不同学生的学习兴趣和需求，EE和EET都为学生开设了大量的选修课，尤其是公共课部分，如EE专业学生需修完25个学分，其中公共选修课占18学分；而EET专业共需修完45学分，其中公共选修课占42学分。就EE和EET两个专业的课程计划来看，选修课学分几乎占据一半。如EE专业中选修课的学分占总学分的42%，而EET专业中选修课的比例更大，占总学分的53%。通过为学生提供大量的选修课，让他们根据自身需求来选择修习的课程[8]。

（二）课程内容的比较

1.公共课

EE和EET公共课开设的科目相似，都为学生开设了语言和写作类的课程，旨在培养学生的口头和书面交际能力。如EE要求学生在一年级修习“写作”和“语言交际基础”这两门课；EET则要求学生在修完“语言交际基础”课后，选修一门英语写作课。与EE不同的是，EET公共课覆盖面更多，要求学生具备更宽广的知识基础。如EET要求学生在交际、统计学、商学、工业经济学和技术等领域各选修若干门课程。EET专业86级毕业生表示：“技术学院让我拥有实验室实际动手经验，并且给我机会将商学和营销课程相融合。我觉得这些与我未来的职业兴趣相吻合。在过去的15年，我有幸担任威瑞森（Verizon）公司普渡大学事务的执行主管，在此期间我经常到访普渡大学，努力推动普渡大学与威瑞森之间的业务发展。”[9] 可见，这类公共课对EET专业学生未来发展产生了重要影响。

2.专业基础课

EE和EET专业基础课所开设的科目也类似，都为学生提供了思维、数学和科学（包括物理、化学和计算机）相关的课程。然而，就课程难度和深度来看，EE明显高于EET，EE课程所涉及内容更复杂，对学生的要求更高。以物理科目为例。EE和EET都修习两门物理课，但EET只要求学生修习“普通物理（一）”和“普通物理（二）”两门基础课程，了解力学、热、声、电学、光学和现代物理学等有关物理的基础知识；而EE的本科生则需修习现代力学、电场和磁场交互作用两门课。这两门物理课程都是以微积分为基础，需要大量的数学知识解决物理问题，学习难度较大。数学课同样也如此，EET的学生只需在大学一年级的上下学期分别修习两门应用微积分课程，其都强调微积分在生活、管理和技术中的应用；而EE的学生则需在大学一至三年级完成“解析几何与微积分”“多元微积分”“常微积分方程”等5门数学课程的学习。与EE相比，EET专业基础课更强调数学、物理等课程的基础知识对于解决技术问题的应用价值，偏重于基础，而EE则更强调数学和科学知识的系统性、理论性和完整性，其涉及的内容更为宽广和深入。

3.专业课

EE和EET都要求学生修习12门专业必修课，都开设了专业导论和职业指导类课程，都以完成项目设计的形式来结束专业课程的学习，而且专业课课程内容都涉及计算机与数字系统、电路理论、电子技术、信号处理、电磁场/波等方面的内容。然而，两者在专业课课程内容上存在一定的差异：其一，EE专业课是以复杂的数学和科学知识为基础，学习难度更大，如“信号与系统”和“电磁场”这两门课都以难度较高的数学和物理知识为基础（常微积分方程、电磁交互作用）；而“无线通信”以普通物理知识为基础。其二，EE专业课侧重利用工程原理理论来分析和设计元件、系统或程序，而EET专业课则侧重于工程原理的应用和实践操作。如EE的“电子设备与设计实验”课与EET的“直流与脉冲电子”课都涉及二极管、双极晶体管、场效晶体管等内容，但前者旨在让学生学会测量二级晶体管和双极晶体管的性能；学会设计、开发和检测二级晶体管、双极晶体管和场效晶体管的偏执电路；学会根据既定的一组指标设计、开发和检测单级电压放大器；学会设计简单的开关电路。而后者则以阐明稳压二极管、双极晶体管、场效应晶体管等特征；运用电路原理来分析运算放大器、晶体管等；根据给定电路图构建电子电路；利用仪器对电气参数进行测量；解释实验数据等为课程目标。其三，与EE相比，EET的专业课更强调理论讲授与实验操作相结合。EET几乎所有专业必修课都为学生提供了实验的机会，12门专业必修课中有10门课程都设置了实验课环节，而且每周都会开设理论课和实验课，理论课与实验课的课时比约为1：2。实验课多以小班教学（一般少于20人）为主[10]，学生可以根据教师布置的课题项目以个人或团队合作的形式来动手操作，能帮助学生将实际动手操作经验与相应的电气电子基本理论有效结合，提高应用能力；与之相比，EE的大部分专业必修课都以理论课为主，12门专业必修课中7门都为理论课，主要通过课堂讲授的方式来完成[11]。

三、EE与EET企业实践环节比较

企业实践作为EE和EET人才培养中不可或缺的一环，二者表现出更多的相似性。由于美国政府为提供学生实习实践岗位的企业提供了一系列扶持性政策，而且普渡大学的工程学院和技术学院都与数百家企业建立了优质的合作伙伴关系，因此EE和EET专业的学生都拥有去许多企业实习实践的机会。这两个专业的人才培养方案并没有将校外实习实践环节单独设立，也没有设置学分或做其他硬性规定，只是为学生参与实习或校外实践提供平台和资助，学生可以自愿选择是否参加实习实践及实践单位。为了帮助学生更好地选择实习岗位，学校不仅设立了专门的专业实践办公室（Professional Practice Office，PPO），每个院系还有专门的协调教师来帮助学生搜寻岗位、安排面试、提供实践预备课程和职业咨询等。他们负责定期与学生所实习单位进行交流，帮助实习单位与学生之间建立互惠关系。

EE和EET都为学生提供两类实习和实践项目，即（校企）合作教育（Cooperative education）项目和短期实习（Internship）项目，学生可以根据自身需求自主选择。参加合作教育的学生将在同一家企业进行较长时间的工作实习，他们将全日制学习和全职工作交替进行。合作教育包括两种类型：五期和三期合作教育计划。五期合作教育计划主要针对大学平均成绩（GPA）达到3.0分以上且修完相关的预修课程的大二学生。学生可以在大一结束后提出申请并进入企业开始第一期合作教育，具体情况根据用人企业的需要来决定。参加该计划的学生将在同一家企业完成4～5期的产学合作，其中工作时间大概为20～22个月。实践结束时由用人企业提供实践书面证明[12]。与五期合作教育计划不同的是，三期合作教育计划通常是针对大学平均成绩达到2.6分以上且修完相关的预修课程的三年级学生。他们可以在第三学期结束时提出申请，在完成大二课程后参与3期的产学合作，其中工作时间大概为12个月[13]。参加合作教育的学生不仅可以通过学校奖学金项目获得经费上的资助，而且他们在校学习期间可以赚到薪水。这不仅有利于增加学生到企业实践的机会，而且还有助于缓解学生的经济负担。尽管这种长期的企业实践工作通常会导致学生延期一年完成学业，但这种实践环节有利于学生尝试不同的工作，学生通过在所在企业各部门轮转，对所在企业的了解更为全面，不仅有利于增加学生的职业责任感，而且还有利于企业对学生的全面考核，增加学生未来的就业机会。普渡大学PPO主任表示，普渡大学参加长期实习工作的学生中有一半学生毕业后受聘于原实习企业[14]。

此外，EE和EET还可以通过实习计划的选择去不同的公司或企业实习。这种实习的时间更短，通常只有一期，其形式比较灵活。学生通常利用暑期参与该计划。当实习学生对其实习公司感到满意，希望在该公司继续实习，PPO将会帮助学生与其实习公司协商，看是否可以将实习计划转为三期的合作教育计划[15]。

四、借鉴与启示

随着我国经济社会迅速发展，技术本科教育的重要性日显突出。近些年，我国政府也出台相关文件，支持技术本科院校的发展。然而由于技术本科教育在我国发展的时间比较短，经验缺乏，许多技术本科院校在制定人才培养计划时，都会或多或少地移植或照搬传统本科院校学术型或工程型本科人才的课程设置。通过以上分析，可以看出这两者是存在一定差异的。基于此，结合我国技术型本科人才的培养现状，提出了几点建议。

（一）根据人才培养目标有针对性地开设专业基础课

目前我国一些技术本科院校仍紧紧追随研究型大学培养工程型人才的步伐，忽视技术人才培养目标的特殊性，在专业基础课程的设置中盲目追求高难深，毕竟在我国技术专业和工程专业的学生生源状况是存在一定差距的，这种做法不仅会挫伤学生学习的兴趣和积极性，而且也将使技术型人才的培养目标难以实现。因此，技术本科院校在设置专业基础课程时，应根据技术专业的培养目标和技术人才特殊性开设具有技术应用特色的基础类课程，重视学生技术应用能力的培养。

（二）重视专业实验课，将技术学科知识与实验项目有效结合

技术本科的人才培养目标是培养实践能力强的技术人才，其课程设置应该服务于这一目标的实现。而技术知识作为培养技术实践能力的重要媒介，其不同于科学知识或者是工程知识，具有很强的实践特性。技术知识不强调高、专、深的理论知识，而是更注重经验性的技术知识，强调其对解决实际技术问题的应用价值。然而，这种经验性知识的获得通常依赖于特定的情境，学生往往只能在动手操作的实验和实践中才能真正获得。如普渡大学EET的专业必修课中几乎都为学生设置了实验环节，而且课时分配较多，多以实验项目的形式开展。因此，技术本科在课程设置中可以借鉴其经验，将专业理论课与专业实验课有机结合，将技术知识融入到技术实验项目中，来帮助学生构建技术知识体系，使他们围绕实践中的技术问题来建构知识和技能，从而形成一定的技术实践能力。

（三）明确政府、学校、学生和企业在企业实践环节中的角色定位，搭建良好的实践平台

企业作为追求市场利润和效益的一种经济实体，以追求生产和经营利润为目的，他们参与高校企业实践教学的积极性不高。政府应真正落实为接收学生实习的企业采取纳税减免、财政补贴等相关政策。在此前提下，如何在学校、学生和企业三者间形成互惠共赢的关系将成为解决技术型本科实习难问题的关键。借鉴美国普渡大学的经验，高校应注重与企业的交流和互动，为企业与学生之间搭建桥梁，在帮助企业搜罗优秀储备人才的同时，为学生寻求更多的实践机会。如普渡大学成立了专门的PPO，技术学院还有专门的协调教师负责了解学生的实习需求，提供相关实习信息，并对在岗实习的学生进行跟踪管理。同时，要企业提高对校企合作的认识，树立长远的发展战略。此外，在企业实践过程中，还应尊重学生的主体作用，为他们提供灵活多样的实习机会，比如工学交替、长期与短期实习相结合，充分调动学生的积极性和创造性，让学生根据自身需要选择企业实践的机会。

参 考 文 献

[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.

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