美国科学与工程高等教育的主要特征

贺飞  北京大学

高等教育开发人力资本，通过研究和知识发现构建知识基础，以及传播、利用和保持知识，履行许多社会功能。科学与工程高等教育为有竞争力劳动力提供其所需的先进技能，特别是研究生层次的科学与工程教育以及创新所需的研究能力。1990年代以来，世界许多国家扩张了其高等教育系统，提高了高等教育入学率。与此同时，世界范围的学生流动显著增加。许多国家最近在采取各种政策鼓励在外国学习的学生回流，吸引外国学生。

科学与工程高等教育生产受教育的科学与工程劳动力并提高公民文化程度，其作为各国经济竞争力的重要组成也越来越受到包括美国在内的全球各国的关注。奥巴马总统在其2009年2月24日上下两院联席会议的讲话中，要求每一名美国公民完成高中学习后承诺至少接受1年的教育或职业培训。2012年由总统科学与技术顾问委员会完成的报告提出经济预测指向在未来几十年需要提高自然科学和工程大学毕业生的比例。

美国科学基金会出版的《科学与工程指标2014》在其第二章中概述了在国际化大背景下美国提供科学与工程教育的高等教育机构的特征，讨论了本科生和研究生教育特征。并按照学科领域和人口人类讨论了发展趋势，按国家讨论了到美国求学的外国学生。此外，还介绍了各种国际高等教育指标，包括世界部分地区的科学与工程学位产出的比较以及测度工业化国家对外国科学与工程学生增长依赖的指标。该报告的数据来自许多联邦和非联邦渠道，主要调查由科学基金会下属的国家科学与工程统计中心 (NCSES)以及美国教育部的国家教育统计中心(NCES)完成。大多数数据来自人口调查，例如从美国学术机构获得学位的所有学生，不服从抽样变化。数据还来自国际组织，如OECD 和UNESCO的统计研究所以及其他部分国家。

尽管美国历史上在提供广泛高等教育和吸引外国学生方面世界领先，其他许多国家也不断为其本国人口扩展教育，加大吸引外国学生力度。但在当前也面临着巨大的挑战，包括变化中的人口特征，越来越多的外国学生流动，以及高等教育全球竞争。美国大学适龄人口的构成随着亚裔和西葡裔人口比例上升正变得更加多样化。在最近的经济衰退中，公立高等教育机构由于注册人数上升以及州预算吃紧双重因素面临着独有的压力。私立机构同样面临源于收入下降和股票市场的波动对捐赠基金增长的影响效应带来的财政挑战。此外，技术的发展使得在线课程快速增长成为可能。近年来，外国学生的增长贡献了绝大多数的美国科学与工程研究生在校人数的增长，2001年9月11日后外国学生来美国人数的下降的趋势得到回复。

本章中描述美国高等教育特征的指标包括美国提供科学与工程高等教育机构的特征以及高等教育财政相关指标；科学与工程本科生教育包括不同类型机构、领域和人口特征的注册人数相关指标，选择科学与工程专业意向以及获得科学与工程学位数量的最新趋势等指标；科学与工程研究生教育包括研究生注册相关指标，近期科学与工程领域获得学位数量的趋势以及美国高校女性、少数族裔和外国学生参与研究生教育的情况等。本文将该章的主要研究结论概述一下，供相关研究人员参考。

A.       科研非常密集的博士学位授予机构是本科生、硕士和博士各层次科学与工程学位的主要产出单位，但是其他类型的机构在科学与工程研究生教育中也很重要。2011年，科研非常密集的博士学位授予机构在科学与工程领域授予了74%的博士学位，42%的硕士学位，以及38%的本科学位。本科生学院授予相对较少的科学与工程本科学位，但其是未来科学与工程博士毕业生的主要来源。2011年，硕士型高校授予将近30%的科学与工程本科学位，以及25%的科学与工程硕士学位。在2007年-2011年间获得博士学位的美国公民或永久居民有将近五分之一曾经在社区学院或两年制学院挣过学分。

B.       过去20年间，高等教育支出和收入模式及趋势发生了根本的变化。公立大学的净学生学费超过两倍，而州和地方政府拨款减少超过25%。尽管公立科研非常密集的大学的学费仍比私立较低，但公立机构来自学生学费的平均收入增长更迅速。2010年公立科研非常密集的大学来自FTE生均联邦拨款以及项目和合同经费的收入几乎是1987年的两倍，而同期研究支出增长了79%。在私立科研非常密集的大学，来自FTE生均联邦拨款以及项目和合同经费的收入增长了61%，研究支出增长了89%。2007年以来，社区学院扩大注册，加上州和地方拨款的减少，贡献了FTE生均教育支出的8%减少。

C.       过去10年间，美国高等院校学费和杂费增长快于中位家庭收入。不同类型的机构以及各州的本科生债务呈现不同。然而，在最近的科学与工程本科学位毕业生中，本科生债务水平不因专业而不同。博士毕业生的债务水平因领域而不同。在科学与工程领域，博士研究生债务较高的领域通常为社会科学、心理学、以及医学或其他健康科学。在获得博士学位时，几乎一半的2011年科学与工程博士毕业生背有与其本科生或研究生教育的相关债务。

D.       美国高等教育本科生注册人数在15年间从1250万增长到2011年末的1830万人。最大增长与2000-02年和2008-10年两个经济衰退一致。副学士型学院（注：美国社区学院或初级学院发放的为期两年的本科学位）注册了最大数量的学生，其次是硕士型学院以及科研非常密集型大学及博士授予机构。高等教育注册人数的增长主要来自少数族裔，尤其是西葡裔和亚裔。

E.        过去15年，科学与工程本科学位数量平稳增长，2011年达到新的峰值突破50万。同期科学与工程本科学位比例稳定在32%左右。2011年，所有科学与工程领域授予本科学位数量均有增长，包括在2000年代中期快速下降和2009年以来一直持平的计算机科学。1990年代后期以来，女性获得约57%的本科学位以及50%的科学与工程本科学位。男性在工程、计算机科学和物理获得绝大多是本科学位。而在生物学、农学、社会科学以及心理学中女性多于男性。2000到2011年间，女性获得科学与工程本科学位的比例持平。同期，在计算机科学、数学、物理、工程以及经济学等领域下降。

F.        获得科学与工程本科学位的族裔构成不断变化，既反映人口结构变化，也反映了少数族裔入学人数增长的变化。2000年以来，对所有族裔来说，获得本科学位总人数、获科学与工程本科学位总人数以及在大多数科学与工程领域获本科学位总人数均有增长。

G.       2011年秋到2012年秋，外国在美国本科生数量大大增加(18%)。绝大多数本科外国学生注册增长在非科学与工程领域。在科学与工程领域，最大增长是在工程和社会科学。中国、韩国和沙特阿拉伯留学美国的本科生最多。

H.       2000年到2011年间，科学与工程研究生注册从大约493,000增加到超过608,000。研究生注册在大多数科学与工程领域增加，特别在工程、生物和社会科学领域强劲增长。女性继续在以下领域注册不成比例的低：工程(23%),计算机科学 (25%), 物质科学(33%), 以及经济学(38%)。2011年，非代表少数裔学生(黑人、西葡族、印第安人和阿拉斯加原住民)注册人数占科学与工程研究生的12%，亚洲和太平洋岛民占6%以及白人占47%。临时居民占其余注册科学与工程研究生的绝大多数。

I.          2011年，联邦政府是19%全时科学与工程研究生的主要财政支出渠道。最近几年，这一比例在18%到20%之间波动。2009年，联邦政府资助61%科学与工程研究生津贴，其中51%为研究助理，24%为奖学金。生物学、物质科学和工程等领域的研究生较计算机科学、数学、医学和其他健康科学、心理学以及社会科学等领域研究生得到相对较多的联邦财政支持。

J.         2011年秋到2012年秋，外国研究生数量增长3%，所有增长均发生在非科学与工程领域。2012年秋，将近60%在美外国研究生注册在科学与工程领域，而外国本科生为30%。2011到2012年，外国研究生注册在科学与工程领域的数量保持稳定，在计算机科学、生物学和工程等领域减少, 被数学、社会科学和心理等领域的增加抵消。2012年秋，大约60%的在美外国科学与工程研究生来自中国和印度。

K.      科学与工程领域授予硕士学位从2000年的大约100,000增长到2011年大约151,000。在此期间，科学与工程硕士学位增长水平(57%)高于学士学位(39%)和博士学位(38%)增长水平。增长发生在大多数主要的科学与工程领域，其中最大为工程、心理、政治学以及公共管理。2000年以来，大多数主要的科学与工程领域女性获得硕士学位的数量和百分比有所增长。2000到2011年间，所有族裔获得科学与工程硕士学位数量均有增长。在此期间，黑人和西葡裔的比例增加，亚裔、太平洋岛民以及印第安人和阿拉斯加原住民保持稳定，而白人则下降。

L.        2011年美国学术机构大约授予38,000 科学与工程博士学位。2002到2007年，美国大学每年授予科学与工程博士学位数量显著增长，然后保持稳定并在2010年稍有下降，但在2011年再次增长。从授予较多博士数量领域较多来看，2000到2011年间最大增长是工程(58%) 以及生物学(52%) 。

M.     临时签证学生继续获得高比例的美国科学与工程博士学位，部分领域处于绝对优势，他们也获得较大比例的科学与工程领域的硕士学位。2011年，外国学生获得56%的工程博士学位，51%的计算机科学博士学位，44%的物理博士学位以及60% 的经济学博士学位。总体上占整个科学与工程学位的比例大约为三分之一。自2002到2008年急剧上升后，获得科学与工程博士学位的临时居民的数量直到2010年下降，但2011年再次上升。2011年，临时签证学生获26%科学与工程硕士学位，其中45%为计算机科学，44%为经济学，42%为工程以及35%为物理。

N.      2010年，世界范围授予超过550万科学与工程第一大学学位。中国学生约占24%，欧盟约占17%，以及美国约占10%。2000到2010年间，中国、台湾、土耳其、德国和波兰授予科学与工程第一大学学位数量大约翻倍。在此期间，美国和其他一些国家（例如澳大利亚、意大利、英国、加拿大和韩国）授予科学与工程第一大学学位增长幅度在23%到56%之间，而法国、日本和西班牙则分别减少14%, 9%, 和4%。科学与工程学位继续占大约三分之一美国授予的本科学位总数。在日本，2010年60%第一学位为科学与工程领域；而中国为50%。在美国，2010年授予本科学位的大约5%为工程。与之对应的亚洲为18%，特别是中国为31%。

O.      2010年，美国在单个国家占授予科学与工程博士学位数量最大，接着是中国、俄罗斯、德国和英国。中国和美国授予科学与工程博士学位数量今年来明显增长。而韩国和其他许多欧洲国家授予科学与工程博士数量更平稳增长。直到2006年，日本授予科学与工程博士学位增长相对稳定，但自那时开始下降。2007年，中国在自然科学和工程授予博士学位数量超过美国成为世界领袖。2010年，中国这一数字保持稳定。在美国，2010年女性获得41%的科学与工程博士学位，约与澳大利亚、加拿大、欧盟和墨西哥的比例一样，高于马来西亚、韩国和台湾。

P.        过去20年，国际学生流动扩展，随之而来各国争夺国际学生竞争日益激烈。美国仍旧是最大数量的国际流动学生（本科和研究生）的目的地，尽管     其占比从2000年的25%下降到2010年的19%。在OECD国家中，美国在自然科学和工程领域的额占比在此期间下降。但是来美国学习社会和行为科学的国际学生上升，因此整体比例保持稳定。一些国家由于自身大学适龄人数下降而扩招外国学生。除美国外，外国学生列为首选目的地的其他国家包括英国、澳大利亚、德国和法国。

总体来看，有以下四大主要特征：

美国科学与工程高等教育吸引不断增长的学生数量。所有领域和科学与工程领域授予学士和硕士学位数量持续增长，2011年达到新的峰值。大多数本科生科学与工程教育的增长发生在科学领域，特别是社会和行为科学以及生物学。在工程领域，学士学位过去10年持续增长，但尚未达到1980年代最高记录。在2004到2007年急剧下降后，计算机科学学位授予开始反弹。硕士和博士学位授予数量在所有科学与工程领域增长。博士学位授予数量增长最近10年主要是在自然科学和工程领域。

过去20年来，高等教育支出和收入模式和趋势发生了根本变化，并随着最近经济下滑而加剧。公立机构在紧缩的预算环境中面临竞争需求，面对州拨款下降和保持教育质量和规模的需求双重压力。在服务于不同的学生并在满足高等教育需求方面发挥重要作用的社区学院，随着学生寻求可承受大学教育的数量增加，尤其受到影响。外国学生就读科学与工程自后911下降后已经恢复。最近几年，外国学生在校生在本科生和研究生层次上，不论是科学与工程领域还是非科学与工程领域，均有相当的增长。

高等教育国际化持续扩张。许多其他国家大学已经扩大其外国科学与工程学生的入学人数。美国继续吸引最大数量和比例的全球国际流动学生，尽管其外国学生在所有领域占比最近几年有所下降。自然科学和工程的国际学生占比下降，但来美国学习社会和行为科学的国际学生增长，使得美国整体科学与工程国际学生占比保持稳定。

高等教育经历快速转型。通过慕课（MOOCs）和类似创新的远程和在线教育增长，扩展了知识获取，并在一定程度上降低了成本，与此同时，降低不断上涨成本的压力也不断增大。然而，目前发展尚不明朗的问题有：MOOCs是否将被不同类型机构广泛采用，提高获取率是否伴随着提高学习质量以及在线和远程教育将给高等教育领域带来什么后果等等。

参考文献：National Science Board. 2014. Science and Engineering Indicators 2014. Arlington VA: National Science Foundation (NSB 14-01).

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