电子工程专业
电子工程专业和其他工程专业有许多相似之处,都是基于几门基础学科衍生出来的工程专业。然而,电子工程专业与其他专业的不同之处在于,尽管都属于电子工程领域,但EE专业涵盖的众多专业方向的差异非常大。这也是申请EE专业的难度很大的原因,因为不同的专业方向需要的学科背景差别很大。以斯坦福大学为例,它把EE专业分成了三大类,这是我很喜欢的一个分法,因为它对我们中国学生的就业有很好的指导意义。
以斯坦福大学为例,它将EE专业分为三大类,这是我非常喜欢的一个分类方法,因为它对我们中国学生的就业具有很好的指导意义。以下是我从斯坦福大学招生官网上摘录的对第一大类专业的划分:
物理技术与科学:这一类主要包括医学器械、能源、纳米工程和电力电子。这些领域涉及的方向比较敏感,如医疗、能源等,都属于政府开发的方向。在中国学生中,这些领域通常较少见。这一类的就业方向通常是类似于国家电网,或者在美国会有军用、光子学等领域。
信息系统与科学:这一类涉及控制与优化、信息技术、机器学习交流系统、信号处理、数据科学等我们熟悉且热门的领域。这些领域更加大众化,更符合工业界的开发需求。这些学科有一个非常重要的特点,就是对数学基础的要求非常高。
硬件/软件系统:这一类更加平易近人,包括电路、嵌入式系统、数据科学、软件工程等项目。在EE中,这一大类与计算机科学高度重合。很多同学申请不上计算机科学专业,会选择EE专业中这一类的方向来曲线救国。
这三大类专业方向在工业界的就业前景都是不错的,即使不读博士,也可能有很好的出路。毕业后的工作可能是一些软件公司的软件开发工程师的岗位。这些专业方向对我们中国学生的就业具有很好的指导意义。如果你对这些领域感兴趣,那么这个专业可能就是适合你的。
热门原因&难点
美国大学电子工程专业的热度及其挑战
美国大学的电子工程(EE)专业在中国学生中极受欢迎,仅次于计算机科学(CS)专业。其热门的原因可以归结为以下三点,但这些特点也带来了一些挑战。
多元化的分支:EE专业涵盖了广泛的领域。可能你和其他同学在国内本科阶段学习的并不是同一个分支,但到了美国,这些都被归为EE专业。因此,EE专业将许多分支的学生聚集在一起,统称为电子工程专业。这就带来了一个挑战,即如何选择专业方向和系别。许多同学在这个问题上感到困扰,例如,如果本科专业是分支a,那么在申请研究生EE专业时,应该选择哪个专业呢?或者如果研究生想转方向,哪些方向又与本科专业的背景相关呢?这是申请过程中的两大难题。
广泛的就业前景:由于EE专业的分支非常多,且专业本身对数学、物理、化学、生物等学科的要求都非常高,因此,毕业生的就业前景非常广泛。这就产生了第三个难点:毕业后应该去哪里?是继续深造,还是直接就业,这都会给同学们带来困扰。
与CS的交互性:在所有的工程专业中,EE专业与CS的交互性最高。例如,许多课程(如操作系统)允许学生自由选择,而且许多EE专业和CS是在同一个部门,这使得选择CS的课程变得更加容易。然而,这也带来了第四个难点:EE和CS的兼容问题。每年都有大量的学生既想申请EE,又想申请CS,还有很多本科非EE非CS的同学在研究生阶段想转CS,但他们知道CS专业的申请难度很大,因此会考虑转申EE。
四大基础学科
EE专业的基础学科,也就是说你本科需要有什么样的知识储备,研究生阶段才能选择EE专业。
电子工程专业的主要学科及其重要性
数学(五颗星):数学是EE专业的核心,包括微积分(难度适中)、微分方程(难度偏易)、矢量方程(难度偏难)和线性代数(基础课偏易,高级课偏难)。如果你对机器学习和控制等领域感兴趣,高级线性代数是必不可少的。此外,如果你打算申请CS专业,你需要补充离散数学的知识。一般来说,所有的工程专业都需要学习概率论,这是一个难度较大的课程。
物理(五颗星):物理的重点课程包括力学和电学,这两个课程的难度都适中。如果你在中国大陆的高中阶段学习过,那么你对力学和电学的知识储备应该已经足够了。然而,热学和光学的内容相对较少,而且相对论的难度很大,我们在高中阶段接触到的知识面比较窄,所以物理方面需要的内容还是比较多的。
化学(一颗星):在EE专业中,化学的要求并不高。但是,如果你打算选择纳米相关的方向,除了分子化学,你可能还需要学习一些其他的化学课程。对于大多数同学来说,中国高中的化学水平就已经足够了。
计算机(四颗星):计算机科学的重点课程包括编程语言、数据结构、计算机系统算法、操作系统等,这些都是计算机领域的基础课程。如果你是大三或大四的学生,现在已经开始了研究生的申请周期,那么你需要根据自己想学的方向和已经学过的课程进行相应的补充。如果你是大一或大二的学生,现在还在学习基础课程,但你已经决定了将来要学EE专业,那么你可以根据我们的课程介绍,积极地补充相关课程。
六大进阶课程及分支
讲完了四大基础学科,我们再来看一下进阶课程及分支。为了帮助大家理解,我把进阶课程拆分成了六大分支。
电子工程专业的主要分支及其重要性
- 微电子电路(五颗星):微电子电路的基础学科是物理的电学,涉及的知识有模拟电路元件、模拟电路分析。如果你对电学非常感兴趣,特别是电路分析这块儿,如电容、电感、电源等基础电路元件,以及半导体的电路元件,那么这个分支是适合你的。
- 信号与系统(三颗星):信号与系统的学科基础是数学和计算机,会大量涉及数学理论分析。例如,我本科阶段跟着一个博士,他的项目就是信号图像处理这方面的,他做的研究是对水下照片进行复原。他的算法是专门对水下拍照的图片进行处理,调整光线,复原水下拍照的内容。
- 电磁(五颗星):电磁方向的学科基础就是物理的电场还有磁场方面的知识,涉及电场、电磁场、还有波。它的基础学科除了物理还有数学,像前面说的矢量微积分,在电磁方面是有大量应用的。
- 机械与控制(四颗星):机械与控制的学科基础是数学和物理,涉及的知识是控制原理的基础理论、随机过程等等。这个领域跟信号与系统有一个相似点,就是它需要大量的数学物理的理论分析,然后通过计算把算法研制出来。
- 计算机系统(四颗星):计算机系统的学科基础是物理和计算机,涉及的知识有计算机的结构、汇编语言、缓存等等。
- 半导体设备(五颗星):半导体设备的学科基础是物理和化学,涉及的知识是半导体的材料原理、半导体的材料应用。这是一个非常有意思的领域,但是它的难度非常大,因为它涉及到比较敏感的半导体、还有纳米等技术的研发。