工程師養(yǎng)成教育需要改革？

　　理工科系學(xué)生到底需要學(xué)習(xí)什么、以及該如何學(xué)習(xí)那些東西?要解決其中眾多相互沖突的需求，并沒有單一方案…

　　工程師養(yǎng)成教育的改革是一個持續(xù)性的話題，各方也有不同的相關(guān)意見;而最重要的是，該如何讓它切合電子設(shè)計領(lǐng)域的實際情況?以及它到底還缺少什么?這是合理的思考，因為教育與學(xué)生的體驗必須要順應(yīng)變化、適時調(diào)整，就像設(shè)計技術(shù)本身也在不斷演進…

　　最近有一些媒體消息指出，美國各家大專院校的理工科系越來越注重讓學(xué)生親自動手做的實踐專案、跨學(xué)科的團隊項目等等，不那么需要坐在課堂上聆聽純理論教學(xué)的課程;而《Machine Design》網(wǎng)站的資深編輯Stephen Mraz最近寫了一篇文章，題為“革新工程系所的時候到了(Time to Update Engineering Colleges)”，也是設(shè)計相關(guān)的主題。

　　Mraz在文章中指出，學(xué)校應(yīng)該把微分方程式(differential equations)的課程拿掉，因為：“根據(jù)幾年前我們針對讀者的一項調(diào)查，那是被認(rèn)為不實用程度最高的課程;”他補充表示，還有狹義相對論(special relativity)以及量子力學(xué)(quantum mechanics)等等，也是被認(rèn)為不實用程度較高的課程。

　　我對此感到兩難，但較偏向于支持他的說法──在一方面，你確實需要基礎(chǔ)科學(xué)，以提供理解工程原理、權(quán)衡、限制以及現(xiàn)實的框架，再加上你永遠不知道那些知識在什么時候會被需要;但在另一方面，問題在于那些基礎(chǔ)理論你會需要多少，而且何時需要?

　　以微分方程式為例，我認(rèn)為這是理解微分、積分以及相關(guān)架構(gòu)原理的關(guān)鍵，因為它們對很多工程議題至關(guān)重要(例如功率是能量的時間導(dǎo)數(shù)，能量則是功率的時間積分);但你不需要為了學(xué)習(xí)解復(fù)雜的積分/微分方程式而學(xué)習(xí)，那些專注于高度專業(yè)化科目的工程師們，總是能去上其他的課程或是找別的方法學(xué)到更多。

　　例如經(jīng)典波動方程式等偏微分方程式，很容易會讓大多數(shù)的理工科系學(xué)生感到恐慌，而且理由充分;但它對于某些工程專案的分析至關(guān)重要

　　與熱學(xué)相關(guān)的科目也是類似的情況，那對于理解熱源、熱阻抗、功耗、溫升等等相關(guān)問題絕對非常重要，但我永遠也忘不了可怕的熱物理(Thermal Physics)課程──我被引導(dǎo)去了解有關(guān)于原子與分子熱壽命(thermal life)的一切，但對于做為一個以設(shè)計為導(dǎo)向工程師需要了解的宏觀熱度與能量一無所知。

　　所以，你該如何在“恰好足夠”的理解程度之間找到甜蜜點(sweet spot)以及平衡點，而不至于陷入“太少”(如果你推導(dǎo)出太天真或是誤導(dǎo)性的結(jié)論，會非常危險)或是“太多”(你知道的遠超出你需要的)?

　　這會是特別困難的任務(wù)，因為今日的設(shè)計工程師比起一、二十年前的前輩們，得精通更多的學(xué)科，而這些新學(xué)科甚至是建立在物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)、功率、處理器架構(gòu)、作業(yè)系統(tǒng)、軟體語言…等等種類繁多不及備載的基礎(chǔ)之上。

　　就算我們極度仰賴各種優(yōu)異的建模與模擬工具，例如Basic Spice、Ansys、Flotherm與Comsol…等等等等(多到你列不完)，能對于什么是有意義的有所領(lǐng)悟會更好;你需要在電腦分析結(jié)果告訴你要用超級大容量的電容才能讓一切運作順暢時，抱持一點懷疑態(tài)度。

　　模擬軟體能在幫助你預(yù)測設(shè)計是否可行方面發(fā)揮很大作用，但你仍需要能自己掌握狀況

　　(圖片來源：Comsol)

　　我不羨慕教育者處于能發(fā)現(xiàn)自我的位置，特別是那些尋求能給予學(xué)生更多教育、而不是只注重抽象的學(xué)術(shù)論文發(fā)表的教育者;無論他們做什么都會招致許多批評，學(xué)生們也有正當(dāng)?shù)挠^點。對一個想開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)節(jié)點的學(xué)生，要說服他/她需要去學(xué)習(xí)偏微分方程式是很困難的，即是他們可能需要先進的熱分析。

　　幸運的是，或許并非大多數(shù)、但有許多美國的大專院校已經(jīng)適應(yīng)了工程設(shè)計的新現(xiàn)實，了解產(chǎn)品上市時程的急迫性以及跨學(xué)科設(shè)計的重要性;實際情況是，現(xiàn)在的理工科系學(xué)生們與學(xué)校研究團隊在研究主題、復(fù)雜度、執(zhí)行力、洞察力甚至建檔能力方面都有令人印象深刻的表現(xiàn)，看看一些業(yè)界廠商主辦的學(xué)生設(shè)計大賽的優(yōu)勝作品，你會有很多的驚喜。

　　你覺得呢?做為工程師、曾親身經(jīng)歷過理工科系教育的你，認(rèn)為哪些課程真的可以拿掉或是盡量減輕?又有哪些是需要添加、調(diào)整的?歡迎與我們分享你的看法!