加拿大蒙特利尔大学的微波教育

李兆龙

（南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京210094，东南大学毫米波国家重点实验室，江苏南京210096）

0 引言

我国的微波教育主要分布在如：清华大学、东南大学、电子科技大学、西安电子科技大学等传统强校中［1～2］，与此不同，加拿大的微波教育相对集中。其中，规模最大的微波教育既不在加拿大规模最大的综合性大学多伦多大学，也不在加拿大最古老的McGill大学，而在具有悠久的微波教育传统的蒙特利尔大学工学院，即Ecole Polytechnique，Universite de Montreal（当地的教职员工通常亲切地称之为Poly）。作为一个具有141年历史的工学院，Poly仅有约7500名学生，然而Poly的科研经费却高达8200万加元，约合人民币4．92亿元，平均每个学生享有的科研经费达到6．56万元人民币。正是由于充足的经费支持，奠定了其微波工程教学与研究较好的基础。

Poly的微波教育归功于本校的Renato．G．Bosisio（伯思叟）教授及其团队在大约50年前开始的研究工作。20世纪90年代，在现任微波实验室主任吴柯教授的主持下，实验室获得了若干笔来自加拿大自然科学与工程研究基金委（Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada，类似于我国自然科学基金委）、加拿大创新基金（Canada Foundation for Innovation）和魁北克政府的主要经费投入，迅速扩大了规模，实验条件也获得极大改善，甚至可以在实验室内加工单片微波集成电路MMIC（Monolithic Microwave Integrated Circuits）。在组建科研团队时，Poly非常注重人才的多样化，实验室有来自不同专业背景的专职教授8名，其研究方向涵盖了从DC到THz、从基础理论到工程应用的电磁场与微波技术的几乎全部的研究方向。

2009年，以Poly为依托，创建了魁北克射频电子研究中心 CREER （Centre de Recherche en E·lectronique Radio-fréquence），整合了位于加拿大魁北克省内11所大学和1个国家研究所的优质资源，研究中心拥有46名教授和超过390名研究生，成为加拿大规模最大的微波教育基地。

1 培养理念

东西方成功的教育都有相同的或类似的理念，东方教育理念里的“有教无类”、“因材施教”等中国传统文化的精髓，在Poly也有不同的表现形式，并且在制度上进行了保证。例如，“有教无类”就对应于Poly的入学政策里明文规定：不因种族、年龄、性别、肤色、国籍而对不同的申请者采取不同的政策［3～4］。

“因材施教”对应于Poly的人才教育理念突出培养学生兴趣和职业化教育为核心：Poly制定入学原则的出发点是强调学生对自己所选择的专业的兴趣，早在学生准备申请入学之前，就鼓励学生根据自己的兴趣选择合适自己的专业方向和自己感兴趣的导师，并为此建立了专门的网页并进行了规范［5］。Poly认为，兴趣是最好的老师，当学生对自己选择的专业充满了持久兴趣的时候，学生自然而然就有了求学的动机（motivation）和热情（enthusiasm），顺利完成学业就有了保证，这一理念也在其官方文件中多次出现［5～7］。为了充分鼓励学生对微波学科的兴趣，Poly专门建立了面向高年级本科生的开放实验室，由微波方向的教授专门设计了4-6个微波开放实验，包括：采用Friss公式法测量天线增益（图1所示）、用频谱仪收听调频广播（图2所示）、用计算机控制多普勒雷达测量足球的速度等。实验本身虽然难度不大，但是紧紧抓住了微波理论和工程应用的结合点，极大地调动了学生的好奇心。

图1 采用Friss公式快速测量天线增益的实验

图2 采用频谱仪收听调频广播的实验

2 制度设计

和中国类似，作为专门职业教育的微波教育，集中在研究生教育中，具体分为博士Ph．D．（Doctorat，）、研究型硕士 M．Sc．A（Maitrises recherche），职业型硕士M．Ing（Maitrises professionnelle）和高级专业文凭教育 DESS （d’études supérieures spécialisées），其培养方案如图 3 所示。

图3 研究生教育培养方案

其中，Ph．D．需要修满15学分的课程再加上75学分的科研课题，M．Sc．A需要修满15学分的课程再加上30学分的科研课题，M．Ing需要修满30-39学分的课程再加上6-15学分的科研课题，DESS需要修满0-9学分的本科课程再加上21-30学分的研究生课程，不同类别的研究生有其各自不同的侧重点。由于保证了教育目标的多元化，不同层次学生的不同需求均能得到满足，在制度上保证了“因材施教”这个理念的施行。

值得注意的是DESS文凭教育，这是专门为了跨专业学生能进入微波相关领域工作或者继续攻读研究生学位而设置的一个过渡学位。这个学位的设立吸引了众多原本未选择微波专业，而自己在个人发展过程中渐渐对微波专业产生兴趣的学生。设置的这个过渡学位由于需要选修之前从未修过的相关课程，如本科的工程电磁场和本科的微波工程课程，使得这部分学生在追求更高层次的专业教育时能充分打好基础，对自己进入微波专业领域时更有信心，这是我国研究生教育中所没有的。

和我国高等教育相比，一个特别有趣点是在Poly里，不同层次的学生可以选择自己专业模块里的同一门课，并且由一个教授负责讲授。换句话说，即本科生和研究生可以混在一起上课，由一名教授负责。教授在评价学生的表现时，既可以根据学生不同的层次采取不同的标准区别对待，也可以采用统一标准。这一点是和中国高等教育的现状截然不同的，中国高校目前绝大多数的情况是本科生教学和研究生教学分别由教务处和研究生院负责，因此便有可能存在同一主题的课由一名教师给本科生开一遍，由另一名教师给研究生开一遍。相比之下，Poly的教授教学工作量要少很多，可以有更多的时间从事科研活动。

3 课程设置

作为电子工程（Genie electrique）这样一个宽阔的专业，Poly的研究生教育分为7个方向，包括：自动化与系统、通信、微电子、能源电力、电网络、应用信息和微波。作为加拿大规模最大的微波教育基地，Poly开设的微波相关专业并不多，具体包括：高等电磁场、微波测量自动化、微波无源电路和有源电路、微波非线性电路、电磁场中的数值方法等。从表面上看，微波课程的设置方面并没有很特殊之处，然而Poly的一个很重要的特点就是每门课程都会有一个Project，即课程设计大作业。Project的设计思想主要是结合主讲教师自身的科研经历，指导学生完成一个具有工程实践背景的小项目，并在此过程中训练学生将所学的知识灵活运用，了解并基本掌握一种工业设计标准软件（如Advanced Design System，ADS），用于解决一个工程实际问题，达到灵活运用课堂所授知识解决具体问题的培养目标。这使得学生对微波工程的认识由感性上升到理性，避免学生只会解题，不会设计的局面，从而达到激发学生兴趣，焕发学习热情的目的。

引入Project最大的好处就是打破了传统的以教师为唯一主导的课堂教学模式，突出了每个学生作为个体需要全程参与的研究型学习，通过教师的指点，学生一步一步的探索如何运用所学知识解决实际问题，把书本上的原理图变为可以加工生产的图纸，通过对书本的运用感受到知识的力量，并在此过程中学会面对新鲜事物，建立模型并解决问题，获得一种自我实现的满足感和成就感，获得创造的自由，从而培养起对这门课的兴趣。

4 质量管理

指导研究生学习是一项极富挑战的事业，为此Poly制定了严格而不失灵活、详细而不冗余、权威而又相互尊重的人性化管理规范，要求导师、学生、系主任（或研究生院院长）和工学院共同作出承诺，致力于为学生提供高质量、个性化、促进学生可持续发展的教学和科研环境［7］。举个例子，在文件（参考文献［7］）中，在对导师进行规范要求时甚至详细到了规定导师必须和研究生定期进行会面，但是灵活规定了会面的时间在一个合理的范围内（Le directeur d＇études ou de recherche s＇engage à se rendre disponible dans des délais raisonnables pour chacun de ses étudiants des cycles supérieurs）。又如，在规定Poly的研究人员的研究成果成功商业化后如何分配净利润的时候，明确规定了研究团队（人员）可以合法地获得50%以上的净利润，在政策层面最大限度的调动科研人员的积极性［8］。

为了控制培养的博士生的质量，Poly施行了严格的博士生资格考试制度，由博士生资格考试委员会组织进行［9］。资格考试必须在注册后的14个月内进行，考试本身分为笔试和口试两部分，任何一部分未通过都要被淘汰出博士生培养计划。笔试主要考查学生对专业理论的掌握程度，范围开放，历时数日至2周。口试主要考查学生的综合研究能力，需要学生对课题的方向和进展进行答辩，并实行一票否决制。和我国相比，其质量管理体系类似，但其特点是每一个环节都能得到严格的执行。虽然没有官方的统计数字，但是在面对不合格的博士生候选人时，资格考试委员会会毫不留情地将其淘汰，真正实现宽进严出的办学特点。

在研究生毕业前对其进行评价时，除了个别专攻理论的博士生，所有的学生都被要求对自己提出的创新的微波电路结构或者系统进行实物验证。由于各种新型现代微波电路加工工艺日趋复杂，加工微波、毫米波电路的概念已经远远超出了传统的PCB（Printed Circuit Board）加工工艺和车、铣、刨的范畴，而是大量的需要应用化学气相沉积、离子溅射、激光精密切割等高精度的微加工工艺。为此，30年前，Poly从微波方向的科研开始，就成立了专门的技师团队，专人专岗，由技术专家全面负责来自学生的加工需求。由于有了专业的加工团队，教师和学生科研时提出的各种不寻常的结构都能被加工出来，其发表的文章也更容易被高层次的杂志所录取。相比之下，我国的高校绝大多数事业编制中都没有给学科配备技师的岗位，我国高校教师需要加工微波毫米波电路时往往无法做到像Poly一样方便和高效，对科研有一定程度的影响［10］。

5 结语

本文综合考察了加拿大蒙特利尔大学工学院的微波教育，其基本设置与我国研究生教育规范有许多类似之处，其特点是每一个环节都能得到严格的执行，且在实践环节上具有突出优势，其结果是经历了一轮完整的正规教育过程后，学生为职业发展打下了良好的基础。借鉴西方发达国家的教育经验，既有助于树立我国教育工作者的信心，破除迷信，也有助于提升我国高等教育的质量，可谓“他山之石，可以攻玉”。