engineering school

申请工程学院意味着什么

2017-07-12 文:

在与不同的学生和家长交流时,我经常会遇到一类共性问题:工程学院怎么样?美国日益严格的就业形势下工程领域专业的传统优势,很多家长理工科优势的传统思维,以及其他因素吸引着庞大的人群注意力。然而工程学院的招生录取形式和标准如何?工程学院的专业设置如何?工程学院的规模如何?工程学院的学习体验如何?这些问题大多数人还是摸不着头脑。今天我们来了解下工程学院的具体情况。但是开始之前我们仍然要了解一些基础信息。

1.    在美国读本科到底意味着什么意思?

简单来说,学生经过选拔和录取,进入某所大学的本科生学院Undergraduate School开始展开最终目的为获得学士学位Bachelor Degree的学习。注意这里的关键词本科生学院有很多变化和不同的含义。

2.    美国本科阶段学生可以就读哪些本科生学院?

这个问题非常复杂。可以说各个学校都有自己不同的政策。抛开任何一所具体学校来讨论这个问题属于耍流氓。

A.    比如哈佛,耶鲁之流本科的所有学生都编入统一的Harvard College, Yale College本科学院,所有录取的学生统一在这个划分下学习。无论学习什么专业,都在这个统一的学院里学习。

B.    哥大,Duke之流的学校本科开设两个学院,文理学院School of Arts and Science以及工程学院School of Engineering. 所有录取的学生要么隶属于文理学院,要么隶属于工程学院。这是早先最为传统的配置,文理学院+工程学院。学生在申请时,需要明确确定自己到底申请哪个学院,从而撰写该学院的申请文书。

a)       甚至还有学校继续将School of Arts and Science这个大一统的学院继续拆分,细分成为更小的划分。比如Rice大学的School of Humanities, School of Social Sciences, 以及School of Natural Sciences, 把经典的文理学院细分成为人文科学学院,社会科学学院,以及自然科学学院。

C.    UPenn,Cornell,Rice之流的学校本科阶段开设除了文理学院以及工程学院之外,其他五花八门的学院:比如宾大的沃顿商学院,康奈尔的农业与生命科学学院,莱斯的建筑学院等等。学生在申请时就要明确申请这些学院,并且录取之后就读于这些学院。学生在申请时,需要明确确定自己到底申请哪个学院,从而撰写该学院的申请文书,以及完成其他定制化的需求。

3.    美国本科阶段学生的专业是怎么回事?

在中国高考的体制里,不同的专业意味着不同的分数线。不信你去问问清华大学计算机专业与工程物理专业的同学,看看他们的分数是不是一样。但是在美国,这个情况又复杂了。首先,所谓专业不仅可以叫做Major, 也可以叫做Concentration, 或者还可以叫做Field。其次,很多学校在学生提交申请时问的问题都是: What is your intended major? 你想要就读的专业是什么?有些学校不仅让你列举首选专业,还要列举次选专业,甚至第三专业意向。

学校确实会考虑学生的专业倾向,但是又没那么死板。崇尚自由的教育理念,不会拿着你当时申请时填写的意向专业,然后把学生绑在凳子上上各种专业课。学生有很多的灵活性来选择自己的第一年的课程,通常这些课程都非常基础。在经过了深思熟虑后,学生最终确定自己的专业major方向,从而开始对照这个专业的毕业要求,修读各个专业领域相关课程。最终拿到的学位会具体写比如Bachelor of Arts in Mathematics, 或者Bachelor of Science in Computer Science. 但是学位信息是有误导的,比如传统上,AB或者BA这个学位指的通常是文理学院的学位,但是Dartmouth的工程学院还可以授予AB的学位。

4.    具体哪些学校具体区分工程学院呢?

如前所说,没有具体对象的涉及,所有的粗略描述都是耍流氓。那么接下来就让我们看看排名前30的学校以及个别工程强校的本科分布状况。需要指出的是,信息采集来源的问题会导致部分数据不是很精准和对应。比如表格最右系列的数据精确到个位数来源于USNEWS的学校排名网页。而所有数字~都代表了来源于学校自身官网或者官方文件的统计与估算。而文字*则代表情况有点复杂,一句两句解释不清。但是忽略个别细节,我们还是可以从各个高校的数据里看出一些端倪。

A.    大多数学校都是同时开设文理学院和工程学院的,这是他们教育的基础配置。所以在这些开设工程学院的学校里学习工程类专业是可能的一种选择。

a)       偶尔例外的Harvard, Yale之流,虽然本科没有独立的工程学院,但是在大一统的学院里,工程类专业还是提供的,学生还可以有丰富的选择。

b)      芝加哥可以算作基本没有工程类专业,而Emory, Georgetown,Wake Forest 以及北卡就更加彻底的贯彻了不开工程学院,不提供工程类专业本科教育的理念。如果你想学工程,那么你来错地方了。

B.    尽管开设了工程学院,但是申请时是否需要明确独立申请又出现了差异。

a)       比如哥大,Duke,宾大,康奈尔之流会有专门的工程学院的申请文书题目等着你。这部分学校的工程学院单独招生。

b)      比如斯坦福,达特茅斯,华盛顿圣路易斯等等高校本科申请文书全部统一,无论是读文理学院还是工程学院,都是统一的文书。不需要专门区分。工程学院与文理学院以及其他可能的本科学院一起招生,不做详细区分。

5.    工程学院为何难以申请?

从表中数据不难发现,工程学院对于绝大多数学校来说,都是一个小众的存在。工程学院规模的数据是统计了整个大一至大四四个年份的情形,所以,如果你想估算每届工程学院的招生,可以用这个数字除以4。当然这个说法对于GIT, UIUC等等大规模的工科强校来说,是有特例的,这2个学校每年招生数量非常多。

A.    规模小:

表中最大规模的工程学院如伯克利,康奈尔之流每届的工程学院招生规模也不足千人。再看其余规模更小的学校,一届400,500人很正常,甚至更小的规模学校,一届100~200人。布朗大学的工程学院全部学生约400多人。

对比右侧的文理学院规模,大家不难发现,其实工程学院的体量都非常非常小。通常是文理学院规模的几分之一。以哥大为例,文理学院一届规模约1100人,而工程学院只有400人。从纯粹录取数量上来看,文理学院的胃口确实相对比较大。

B.    录取标准高

对于工程学院的申请人来说,他们应该习惯来自同辈的激烈竞争。基本上所有申请工院的学生,大家数理化等科学类成绩都非常好。SAT2, AP科学类考试的满分几乎都是标配。并且大家都有五花八门的工程学实验,项目,实习,研究等经历。几乎没有人是一张白纸的背景来申请工院。上图显示的是UIUC的工程学院2016年录取的学生数据。可以看到每四个录取的学生里面就平均一个ACT分数高于34,或者SAT高于1530. 大家GPA似乎3.7以上即可,但是要知道这些工院申请人的课程强度不是打酱油的。最后国际留学生可以看到,UIUC的工院录取学生中每4个里才有一个TOEFL是低于106的,但是也有一个是高于113。所以,再不要给自己任何借口说自己是工程师思维,没法适应TOEFL这种考试了。因为你的工程师小伙伴们分数一点也不低。

6.    如何准备工程学院申请

A.    树立正确的心态

有些大学的文理学院与工程学院的招生规模比大约3倍到4倍,但是这并不意味着来你申请文理学院会比工程学院几率提高3倍或4倍。这种简单的换算并不存在。工程学院的难度确实不低,但是如果你真的热爱工程领域,那么请你一定坚持。

B.    学好数理化

工程学院的学生几乎每一个的数理化基础都很好,所以选最高难度的科学类课程。不要沉溺于AP 统计或者微积分的5分,然后假设自己的数学基础很好。要知道有很多学生已经自学了线性代数,甚至数学分析,甚至微分方程。Well,你当然也可以根据兴趣学习历史,哲学啥的,但是相信我,工程学院更加看重real hard science.

C.    积极动手参与工程学领域实践

工程学领域与其他的学科有一个很大的差别在于更加关注实践项目以及动手能力。你读书多少,或者看Paper多少,本身并不能反映你的实力,相反你参与过哪些项目或者课题,课题难度与参与深度,这些才是区分大家的核心因素。

机器人,模拟电路设计,单片机,微生物燃料电池,垃圾循环利用,大气污染观测,致病基因突变与发现~~~我们所生活的世界提供了一个丰富的大舞台来释放创造性与活力,所以,不要停留在书本上,课堂里的那些知识,相反多花点时间,找到自己感兴趣的课题领域,把所学知识学以致用,这才是工程学院的真正期待。

7.    工程学院提供哪些专业

工程学院设置了各种不同领域细分的课程和专注方向,并进一步通过教育和训练来培养各个领域工程师的。传闻中的工程领域非常众多,且交叉覆盖,但是抽丝剥茧仔细分析,可以发现最为常见的8大类。常见的综合性大学的工程学院会覆盖比较多的工程学专业领域,而小点规模的学校只会包括以下列举的方向的更小子集。

 

A.    Aeronautics, Astronautics and SpaceEngineering 航空航天工程

航空航天工程学其实包含了两个部分:航空工程学(低空)与航天工程学(高空)。这个学科涉及航空,航天飞行器有关的工程领域,是非常典型的交叉学科。学生需要学习,固体力学、流体力学、航天动力学、天体力学、热力学、导航、自动控制、电机工程、机械工程、通信工程、材料科学、工业制造等等很多领域。

B.    Biological,Bioengineering and Biomedical Engineering 生物与生物医药工程

生物工程同样也是交叉学科,利用数学、物理等学科法则,以及工程学本身的解析和综合方法学,以应付在生物学及医学范畴上种种新的挑战的学科。学生需要学习,分子生物学、生物化学、微生物学、药理学、细胞学、免疫学、神经生物学及神经科学,以人工再现生物的整个生命进程或者生命进程中的一部分。目前生物工程大致分为3大类。

C.    Chemical and Bimolecular Engineering化学与分子生物学工程

虽然很多学校将化学与分子生物学工程列举在一起,但仅从名词上来看,这是两个领域。Chemical Engineering 化学工程,是研究以化学工业为代表以及其他过程工业,比如石油炼制、冶金、食品及印染工业,这些生产过程中有关化学过程与物理过程的一般原理和规律。并且根据这些规律来解决过程及装置的开发、设计、操作及改善问题的工程技术学科。

而Bimolecular Engineering分子生物学工程是将工程学的方法原理和实践刻意应用到人为操纵的生物体原生分子层面。这个学科也是交叉学科,同时结合生物学过程以及化学工程的核心模块,集中精力关注分子层面的针对生命科学里的问题和困难的解决方案,包括但不限于环境,农业,能源,工业,食物生产,生物技术和制药等领域。通过人为干预碳水化合物,蛋白质,核算,类脂化合物等的结构和功能属性等方面,来实现目的。

D.    Civil and Environmental Engineering 土木与环境工程

土木与环境工程主要关注各种大型或小型实体项目的分析,设计,建造,维护以及运营。包括但不限于道路,桥梁,隧道,大坝,建筑,等各种复杂的工程项目。

环境工程主要关注保护人类免于受到负面环境因素的影响,环境保护,以及改进环境质量,环境影响与评估,能源保护与开发,废弃物控制,空气水污染治理等各个领域。学生们研究技术进步对于环境的影响。

E.    Electrical and Computer Engineering 电子电气与计算机工程

电子电气工程学以电子学,电磁学等物理分支为基础,涵盖电子学、计算机、电力工程、电信、控制工程、信号处理等领域的工程学。而其中很多课程都与计算机工程领域紧密相连。但是与单纯进行软件开发不同,电子计算机工程关注关注硬件领域偏多。从设计电镀的微控制器,微处理器到电子电路设计等,兼容并包。

F.    Industrial and Systems Engineering 工业与系统工程

工业工程主要研究复杂流程,系统与组织的优化。工程师们关注去消除一切时间,金钱,物料,工时,机器时,能源以及其他资源的冗余消耗。这个学科尝试将开发,改进和实施整体系统,并融合人,财,知识,信息,设备,能源,材料等综合统一分析,同时引入数学,物理以及社会科学等原理来实现量化结果。

系统工程是典型的交叉学科,关注如何针对复杂的系统的生命周期进行合理的设计和管理。利用系统思考的原理来组织领域内知识。通常研究问题包括工程需求,可靠性,物流,不同领域协调,测试与评估,运营与维护等领域。工作流程,优化方法,风险管理都会涉及。

G.    Mechanical Engineering 机械工程

机械工程使用工程,物理,以及材料科学等领域知识,来实现设计,分析,生产制造以及维护机械系统。学生需要掌握力学,动力学,热力学,材料科学,结构分析,以及其他知识。

H.   Material Science and Engineering 材料科学与工程

材料科学与工程也是一个交叉学科,主要包括探索发现和设计新材料。学生需要理解材料的历史,结构,属性和表现等指标。

 

8.    工程学院的学习体验如何

A.    工院学习感受

我的学生遍及全美各个顶尖的工程学院,从斯坦福到伯克利,从加州理工到麻省理工,从香槟到佐治亚,通过和他们的交流和观察,我得以一窥整个工程学院的学习体验。简单来说就是一个字:累。平时的课程本身就比较艰深难学,同时还有大量的作业以及experiment and project,要强的学生还要积极参加research session,甚至假期还要申请internship. 可以说社交生活和轻松基本上与大多数工程学院的学生是绝缘的。

同时,要在美国大学顺利毕业并拿到某个专业领域的学位,那么学生必须按照一定的规则来完成一系列的课程。这个规则设定的一个重要环节就是Prerequisite 先修课程或前置课程。比如单变量微积分就是多变量微积分的前置课程,学生必须先完成前置课程,才可以选择后续高级课程,而这个多变量微积分又是其他高级课程比如Real Analysis, Complex Analysis之类的前置课程。

B.    工院毕业时间

大多数良好规划,扎实勤奋的学生顺利的按照既定学科路径一路修读各种课程,顺利通关,那么4年顺利毕业,非常正常。可是一旦中途出现问题,那么4年的常规时间框架就不适用了。比如,一个读Mechanical Engineering的学生,不小心在Thermo 热力学这门必修课挂了,那么他只能下学期继续重修这个课,但是这样做的后果在于,那些基于热力学为前置课程的其他课程都不能学了,必须得顺利完成热力学后才可以继续,所以毕业进度至少拖后一个学期,有些时候不巧,由于学校课程安排的合理程度决定,甚至得晚一个学年。所以,不要惊奇的看着那些4.5年甚至5年才毕业的工程学院的学生,这个现象其实很正常。当然如果在暑假你们学校恰好又开了这门课,那么理论上你可以赶上末班车。

当然我们会尽力避免挂科的出现,那么其他情形也有可能拖慢我们的进度。比如有些学生进入工院后兴趣发生了转变,从Electrical Engineering电子电气工程专向了Bio-Medical Engineering 生物医学工程,那么又得从本来EE路径的课程规划,重新跳到BME的路径规划,开始学起,那么这样自然而然会拖后毕业时间。

选择了工程学意味着选了一条不是那么容易走的路,但是无论是STEM的就业机会还是目前OPT的延长政策,都带给了大家更多的机会与可能。本科阶段工程学严谨的训练,还是会对个体在未来长远发展有莫大的好处的。所以,鼓励那些真正热爱工程领域的学生,放手追求你的梦想,因为世上原本就没有轻松的路。如果真的累了,那么就休息会,然后看看那些和你同龄的印度同学吧,相信我你并不孤独。