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美国理科教育(2)教育与国力(上) 2011-01-17 16:36:00
把中小学教育,特别是理科教育,看作“国家竞争力”的根本所在,可说是美国二战后的传统了。1957年苏联第一颗人造卫星伴侣号(Sputnik)发射成功,在美国引起举国震动,以及对科学和教育政策的全面反省。从那以后,联邦政府在科学教育上的支出翻了几倍,科学也在公众眼中从“实验室怪人”变成了财富和国家安全的源泉。十多年后,美国终于率先登月,赢得了“空间竞赛”。到了八十年代初,面对美国七十年代的经济困难和日本和德国的强力竞争,国家教育促进委员会(NCEE)发表了报告“危机中的国家”(A Nation at Risk),认为中小学教育的缺失威胁到了美国的领先地位,必须立即改革。这个报告的很多建议,特别是重视标准考试的做法,被采纳进了1994年通过的“2000年目标”(Goal 2000)法案和2001年通过的 “不让一个孩子掉队”(No Child Left Behind)法案中。2005年,面临全球化带来的新挑战,美国国会要求美国科学院研究美国科技的现状和对策。2007年,科学院发表了报告“未雨绸缪”(Rising Above the Gathering Storm),把中小学理科教育列为重大“整改”对象之一。报告的作者大多数是高科技公司的现任或前任高级主管,也有一些学校研究科技政策的教授。同年八月,国会通过了“美国竞争力法”(America Competes Act),采纳了报告中的一些建议,包括在7年内让国家自然基金,国家标准技术实验室和能源部科研办公室的经费加倍,以及一些增进中小学理科师资的措施。这个法案在2010年得到了5年的延长。与此同时,国家科学院,国家工程学院和医学学院提交了“未雨绸缪”更新版,阐述这五年来的情况变化和更新后的建议。报告认为过去五年中国家的竞争力情况更加恶化,面临的风暴已达到“最高级”。正好这时新的PISA成绩公布,奥巴马总统声称美国又面临“卫星时刻”(Sputnik Moment),誓言致力加大科学和教育的投资。每当谈到全球化挑战,“加强教育和训练”总是政治家们提出的对策之一。然而五十多年来,似乎教育落后于国家需要的情况从未改善过。

中小学理科教育是否拖了国家竞争力的后腿?我们是否应该加大中小学和大学理科教育的投入?这是本文要讨论的题目。

关于美国理科教育面临的问题,除了上一篇文章中讨论过的国际测验成绩问题外,“未雨绸缪”更新版【注1】还列举了一些其他问题。其中包括:
◇大约30%的美国年轻人不能按时高中毕业。美国的高中毕业率是工业国家中名列20位。
◇美国中小学生在国际测验中落后,在国内测验中,40年中没有多少进步。然而扣除物价因素后,美国2007年每个学生的花费是1973年的两倍多。
◇美国选修教育专业的学生在国内国际都是中等偏下。46%的教师在头五年间离开这个职业。
◇中国的清华和北大是美国博士学生的最大来源。2001年,51%的美国专利由非美国公司取得。
◇大约三分之一在美国的制造业表示他们面临技术人才短缺。

大约在同时(2010年9月),白宫科学技术顾问发表了“训练与激励:事关美国前途的中小学理科教育”(Prepare and Inspire: K-12 Education in Science, Technology, Engineering and Math (STEM) for America’s Future)【注2】,这是给美国总统作为决策依据的报告。报告中提到了更多的问题:
◇在美国,大约三分之一的学士学位是理科的。而在中国和日本,这个比例分别是53%和63%。
◇美国一半以上的理科研究生来自国外。
◇许多优秀的理科学生被吸引到其他领域。
◇美国目前注重帮助学习困难的学生。但是我们需要对优秀学生给予更多的注意和资源。
◇即使最好的中小学也缺少能够激励学生的理科老师。太多美国学生认为理科科目太沉闷和太困难。

以上这两篇报告大致反映了“主流意见”:美国的理科教育问题多多,而解决的办法是加大投资力度,培养更多的教师和吸引更多的学生。这里有些问题我将在其他文章中讨论。在本文中,我将主要讨论以下问题:美国理科学生的数量与质量是否影响了国家的竞争力?

根据以上两篇报告,对这个问题的回答应该是肯定的。主要论据是:美国理科学生的数量和质量在国际上都有差距;有很多美国公司面临人才短缺;美国技术人才依赖外国的情况严重。

但是,另一方面的声音也很强烈【注3,注4】。他们认为,美国的理科人才是供过于求。过去几十年来,每年各种学位的理科毕业生(美国公民和永久居民)都稳定在理科职位增长数的三倍左右。从1977年到2002年,美国学士,硕士和博士学位中理科的比例分别稳定在20%,30%和60%左右,而绝对人数有所增加【注5】。而且美国学生的质量也不差。美国中学科学课程的数目和修课人数的比例在过去几十年来都有增加。2006年,大学新生的SAT数学成绩是历史上最高的,比1996年高了近15分,比1986年高了20分。关于国际上的对比,上篇文章已经分析过。美国处于中游,但表现历年来没有下降【注5】。对工程和技术公司主管的调查表明,他们不认为申请的人不够多,或者申请人的数学和科学技能不足。问题是,他们找不到所需的特定技术和经验的人才【注6】。

有关文章:
谈谈美国中小学理科教育(1)关于国际测验成绩 (上)

谈谈美国中小学理科教育(1)关于国际测验成绩(下)

完整大脑与后信息时代 《A Whole New Mind》读后

古狗随想录 (上):“掌控中的混乱”

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【1】 Rising above the gathering storms revisited,2007,www.aps.org/policy/reports/upload/rags-revisited.PDF
【2】 http://www.whitehouse.gov/sites/default/files/microsites/ostp/pcast-stemed-report.pdf
【3】 H. Salzman and L. Lowell, “Making the Grade”, Nature vol. 453 (2008), 28-30, doi:10.1038/453028a, http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7191/full/453028a.html
【4】 B. L. Benderly, “Does the U.S. Produce Too Many Scientists?” Scientific American (2010), http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=does-the-us-produce-too-m
【5】 Lowell, B. L. & Salzman, H. Into the Eye of the Storm: Assessing the Evidence on Science and Engineering Education, Quality, and Workforce Demand (Urban Inst., Washington DC, 2007). http://www.urban.org/UploadedPDF/411562_Salzman_Science.pdf
【6】 Lynn, Leonard, and Hal Salzman. 2002. “What Makes a Good Engineer? U.S., German, and Japanese Perspectives.” Presented at Proceedings. The European Applied Business Research Conference, in Rothenburg, Germany, June.
浏览(3883) (0) 评论(12)
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文章评论
作者:欧阳峰 留言时间:2011-01-19 18:32:08
莺歌燕语,昭君,皇兄:

的确,专业人员去当老师是个好主意。20年以前有个纪录片 Stand and Deliver 就是讲一个程序员辞职去教高中数学,帮助一群连乘法都做不来的拉丁裔学生通过微积分AP考试。其中很多情节很感人。

我现在也在中文学校教初中和高中数学,(不过是课外辅导,准备竞赛的)。一年多来的体会,一个是学校教的基础真差(即使是最好学区里的尖子学生),一个是教孩子不光是知识问题,如何启发孩子的兴趣和动力真是门大学问。所以我对老师的尊敬又增加了不少。
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作者:皇城根儿 留言时间:2011-01-19 09:05:41
莺歌燕语的思路的确很有创造性。 如昭君所说,是双赢。但也有不好的一面,就是工作市场的减小。
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作者:昭君 留言时间:2011-01-18 19:52:43
莺歌燕语说得不错,这种 “alternate certificate”项目,对其他教育背景和工作经验的成年学生进行短期培训(一般要求至少在所学领域有五年以上工作经历,还有其他条件),然后就可以获得教师资格上岗就业(有的会在合同中要求你去特定的学校,尤其是师资欠缺的inner city学校)。这的确是一个 win-win solution 。
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作者:莺歌燕语 留言时间:2011-01-18 18:41:58
“其实在目前的经济情况下,把中小学(特别是高中)教师作为工程技术人员退休前的“过渡工作”,既提供一个相对轻松又能发挥余热的岗位,又让学生接触到在“现实世界”里打拼过的人,还可以作为桥梁给学生提供去其他单位实习的机会,岂不是一举几得?”

其实,前几年我住的郡是这样做的,而且,哪些人可以经过短期训练就上课堂,然后给他们一段时间完成资格认证。我小女儿有过一个老师就是从金融界来的。认识一个老中从IT下来到中学教物理了。

美国学生难弄,可能也是一个原因。我去学校帮忙,还没半小时,头就痛了。
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作者:欧阳峰 留言时间:2011-01-18 16:46:48
怡然:谢谢你的支持和欣赏。的确,美国对于教育有很深的危机感,也应该如此。但是对于如何改进,却众说纷纭,而且即使形成共识,也由于政治和其他原因不能实施。所以归根结底,指望学校是不行的。我们华人家长,还需自求多福呢。
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作者:欧阳峰 留言时间:2011-01-18 16:30:39
昭君:

对蔡爱米的文章我不想评论,因为正如你说,那主要是卖书的炒作,也许不代表她真实的想法。莺歌燕语已经指出了她书中内容与文章并不一致。

关于教师质量,的确是个问题。其实教师待遇如何,也是见仁见智的。他们的平均工资比同等学历的其它工作(如工程师)要低,但他们只要工作九个月。如果愿意的话,夏天能做很赚钱的家教等工作。而且教师工作是铁饭碗,医保,退休福利等都比工程师工作好很多。所以我觉得待遇并不是主要原因。而教师工会维护的只看年资,不看业绩的晋升和报酬系统,是不是使得有上进心的青年人避开这个行业呢?这只是我的猜想。其实在目前的经济情况下,把中小学(特别是高中)教师作为工程技术人员退休前的“过渡工作”,既提供一个相对轻松又能发挥余热的岗位,又让学生接触到在“现实世界”里打拼过的人,还可以作为桥梁给学生提供去其他单位实习的机会,岂不是一举几得?但是由于教师要求特别的资格认证,这个想法也很难实现。

其实我觉得“选择职业的时候受到市场价值影响的“功利”心态”并不是坏事啊。市场价值反映了市场需求,应该作为择业的指南嘛。当然有些行业的薪酬(如金融业)在我看来是扭曲了,并不反映他们创造的社会价值。但那是另一个问题了。在美国,科学家绝对是辛苦又不赚钱的行当。所以只有真正热爱科学的人才会选择搞科学。这其实是个很好的选择机制。但是近几十年来,许多外国学生(可能也包括我自己吧,呵呵)把来美国搞科学作为移民的跳板。这也造成了这个市场的混乱。这个问题,在我的下一篇中还要说到。
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作者:欧阳峰 留言时间:2011-01-18 16:16:25
皇兄:你说“特别是在理工方面,不是缺少合格的科学家,而是缺少合格的普通工程师。”我在下篇中还要讲到这个问题,但结论可能你会不同意。关于美国高科技工业的现状,我在《世界是平的》书评中(下一篇会给出链接)更详细地谈到。欢迎你的关注和反驳。
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作者:怡然 留言时间:2011-01-18 06:23:58
谢谢欧阳这么旁征博引有理有据的好文章,包括前面两篇。看来美国从上到下对于其教育现状的危机感并非空中来风,你文中例举出的一系列数据尤其能说明问题,正是事实胜于雄辩。
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作者:皇城根儿 留言时间:2011-01-17 21:38:34
是的,美国中小学教育体制上的问题的确很严重。但不影响真正天才的产生。是金子在哪儿都发光,家庭的经济条件的因素不应很大。美国学生的问题是两极分化。好的很好,烂的很烂。特别是在理工方面,不是缺少合格的科学家,而是缺少合格的普通工程师。这是很危险的。美国现在就处在这样一个危机中。可以有好的创新和发明。但却无法将其有效应用。很多产品的设计和制造在市场上缺少竞争力。这不是简单的劳工成本问题。
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作者:欧阳峰 留言时间:2011-01-17 18:40:01
皇兄:很同意你的说法。就像中国的农民,工人都比美国多,这不是问题;但为什么博士,大学生比美国多就成了问题呢?

是的,美国尖子不容易被埋没。美国在国际学术奥林匹克上的表现都不错(当然很多选手是新移民的孩子),而且大多数选手都没有经过从小的特别训练,只有学校的教育和最后半年左右的训练。但是另一方面,美国教育制度也有不少问题,使得穷人和少数民族不能受到很好教育。他们之中恐怕也有被埋没的天才呢。这个问题我以后还会谈到。
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作者:昭君 留言时间:2011-01-17 18:38:49
欧阳:
你这篇宏观分析教育与国家竞争力的文章,可能正好为眼下“如火如荼”的关于“中国式教育”的辩论提供了一个很好的背景。从你文中提供的这些信息可以看出,美国公众和政府对自己国家的教育体系存在的问题产生了“忧患意识”由来已久, 而在全球化的竞争中, 面对来自其他国家(尤其是发展中的大国比如中国和印度)的人才的竞争,这种忧患意识在现在达到了顶峰。所以,在这个框架中来看爱米蔡的文章(她的targeted audience是美国人), 就不难理解这个“天时地利”的现象了(当然她的这篇文章更大程度上来说是一个marketing tool, 看看她的书短短一个礼拜之间就已经爬到了Amazon.com自传类书籍的销量首位, "overall" 销量第六就可以看到这个策略的成功)。只是有意思的是,当美国人在反思自己的教育理念和教育体系的不足的时候,我们这些对两种体制都有亲身体会的中国父母,倒对蔡的“extreme”的教育方法几乎是一边倒地否定,不能不说是“物极必反”的绝好例子,呵呵。Hopefully there will be a convergence of the extremes in the future:).

具体说到文中提到的一些因素,我觉得很重要的一点是“美国选修教育专业的学生在国内国际都是中等偏下。46%的教师在头五年间离开这个职业。” 我所在的大学,教育学院的学生的入学要求就比其他专业的要低不少,而且毕业的要求似乎也不高,所以其他专业的教授们常常拿这个来开玩笑,说当老师的水平都只能这样, 怎么要求我们的学生能很出色呢。这个现象的成因,我并不太清楚,但想来不外乎是因为教师这个职业在传统上是“不吃香”的行业,因为收入不高, 所以这又是“市场规律”在起作用了。但最近几年因为教师短缺,不少学区(尤其是富有的学区)纷纷提高教师待遇, 尤其如果有教师工会的话,中小学教师的收入水平已经提高了不少, 所以这个问题也许可以得到缓解.

至于美国学生较少选择理科,和“许多优秀的理科学生被吸引到其他领域”,可能也是由市场机制决定的。所以,从教育这个层面来讲,似乎完全依靠市场需求来调节并非最佳的对策。当然,这种在选择职业的时候受到市场价值影响的“功利”心态,也不是只有美国才有。据说现在中国的中学生们心目中的最理想的职业早就不再是我们读书那会儿的“科学家”“发明家”了,而是“企业家”,“金融专家”,呵呵。

Just my two cents:).
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作者:皇城根儿 留言时间:2011-01-17 18:31:54
美国的科技创新基本上靠第一代或第二代移民。二代以后的基本上都是混混儿。所以只要美国的移民政策不变,数理化的问题不足为虑。另外,美国教育体系里的各类“小灶”名目繁多,所以真有天份的也埋没不住。
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