美国科学与工程研究生教育概况

贺飞 北京大学

科学与工程研究生教育对提升一个国家的全球竞争力、培养未来所需要的，满足知识经济条件下科研需求高技能人才。本博主在上一篇博文中给大家介绍了美国科学与工程领域本科教育教育概况（参见http://blog.sciencenet.cn/blog-1015-928261.html ）。今天继续介绍美国科学与工程领域的研究生教育概况,主要内容包括研究生在校人数相关指标；科学与工程领域近期获得学位数的趋势以及美国高校女生、少数族裔和外国学生的研究生教育概况等。

1 各学科领域研究生在校人数统计

2000到2011年间，美国科学与工程研究生在校人数增长到超过60万人。有一点需要指出的是科学与工程研究生和博士后调查在2007年重新设计过，由于方法变化，2007年到2010年收集的数据不能与2007年前的数据进行严格比较，进行趋势评估时应当注意这一点。研究生在校人数在大多数科学与工程领域都增长明显，特别是在工程、生物以及社会科学等领域(其中增长幅度最大的发生在政治学与行政管理领域)。计算机科学的研究生在校人数在2000年代早期增长迅速，然后下降到2006年，随后逐渐上升。工程的研究生在校人数在2000到2011年间增长。尽管2011年的增速略有放缓，全日制工程学生的数量在该年达到一个新的峰值。首次在校全日制学生数量是发展趋势的一个指标。尽管在较早期到2000年代中期，这一指标在工程和计算机科学的有些下降，但在大多数科学与工程领域中均是很平稳地增长，特别是在2008到2011年间。2011年，许多科学与工程领域的这一指标达到峰值。这一指标特别是在工程和计算机科学的在校人数，同就业机会的趋势基本一致。当有大量就业机会时，近期研究生通常放弃读研，但当就业机会很少时，去研究生院进一步学习可能是较好的选择。

1.1 按性别的研究生在校人数

2011年，美国46%的科学与工程研究生为女性。不同领域的女性科学与工程研究生的比例不同，最低的是工程、计算机科学和物质科学。女性研究生持续占多数的是心理学、医学和其他健康科学、生物、和社会科学，有一半或接近一半的女性研究生在农学、和地球、大气和海洋科学。在社会科学中，经济学的女性常常比例较低。除计算机科学和物质科学外，大多数领域的女性在校人数的比例在2000到2005-07期间上升，但自那以后就保持相对稳定。女性就读计算机科学的比例在2000达到高峰，自那以后下降。过去20年，女性在物质学科领域的比例逐渐增长，从1991年的25%增长到2011年的33% 。

1.2 非代表少数裔研究生在校人数

2011年，在美国公民和永久居民中，非代表少数裔学生 (黑人、西葡裔以及美国印第安人和阿拉斯加原住民)占科学与工程研究生的17%。非代表少数裔比例最高的学科领域为心理学和社会科学 (23%), 医学和其他健康科学(19%), 以及计算机科学 (15%)；最低为地球、大气和海洋科学 (9%) 以及物质科学(10%)。2000年到2011年间，非代表少数裔比例在所有科学与工程领域的研究生比例均上升，特别是在心理学和计算机科学。2011年美国公民和永久居民的科学与工程研究生在校生中白人约占65%。其中较大比例研究生是在农学以及地球大气海洋科学(约80%)，而比例较小的是计算机科学和社会科学(约60%)。其他领域的白人研究生比例在此之间随着时间变化，就读科学与工程的白人研究生比例在所有领域均下降，计算机科学除外，其白人比例略有增长，从2000年的58%增长到2011年的60%。2011年，亚裔和太平洋岛民在美国公民和永久居民占9%的科学与工程研究生在校人数。其中比例较大的计算机科学 (14%), 工程 (13%), 生物和医学 (分别约为12% 和11%)，比例较低的是农学(3%); 地球大气海洋科学 (4%); 心理学 (5%); 以及社会科学 (6%)。2000年到2011年间，亚裔和太平洋岛民的比例在大多数领域略有上升，但在计算机科学下降 (从2000年的21%下降到2011年的14%)。大约20%的科学与工程领域研究生报告是残疾学生。其中将近三分之二为女性，将近90%为24岁或更大。

1.3 外国研究生在校人数

2011年，将近17.4万持有临时签证的外国学生就读科学与工程研究生计划。外国学生最集中的领域为计算机科学、工程、物质科学、数学/统计学、化学和经济学。在后911下降之后，一直到2011年，首次全日制外国研究生在校人数的数量在大多数领域一直或多或少的增长。下降和随后的增长集中在工程和计算机科学，这些领域十分受外国学生青睐。然而，2000到2011年间，首次全日制科学与工程研究生中外国学生比例在其他领域下降，特别是在物质科学(从43%降到40%)和社会科学(从29%到24%)。根据国际教育研究所(IIE)收集的数据，所有领域外国研究生的整体数量从2010-11学年到2011-12学年增长了1%。外国研究生新生数量增长了3%。印度、中国、韩国、台湾和加拿大是外国研究生来源最多的国家和地区，与本科生来源前列的地区类似。来自SEVIS最新数据显示从2011年11月到2012年11月所有领域的外国研究生总体增长了3%。2012年，将近60%的美国高校外国研究生在校人数在科学与工程领域。2011年秋到2012年秋之间，在校人数在科学与工程领域外国研究生数量保持稳定，外国学生数量减少的领域有计算机科学(5%), 生物(4%),和工程 (2%)，但是被一下这些领域的增长所抵消：数学(11%), 社会科学 (7%),和心理学(4%)。2012年11月，中国和印度继续占约61%的美国外国科学与工程研究生；但2011年秋到2012年秋之间，来自中国的科学与工程外国学生数量增长，而来自印度学术数量下降。韩国、台湾和加拿大也送来大量科学与工程研究生，这些经济体也还送来较大数量的非科学与工程领域的研究生，尤其是在商学和人文领域。

2 科学与工程硕士学位

近年来，硕士教育的发展趋势引起相当大的关注，但是很少知道什么因素影响硕士研究生成功完成其学业。美国研究生院理事会的研究收集了5家学术机构的2003-04学年到2006-07学年的硕士计划中硕士生完成和损失趋势的数据，数据包括5个科学与工程领域(生物和农学、工程、数学和计算机科学、物质和地球科学、社会和行为科学)和商学。尽管这一研究的数据不能代表全国，不能推及整体科学与工程研究生计划，但是数据来自一定范围的领域和机构，可以揭示硕士学位完成的因素。在调查中，毕业科学与工程硕士研究生认为成功完成硕士计划最重要的因素是其动机和决心，然后是非财政家庭支持，成为一名全日制学生、教学质量以及积极支持的教师。离开其研究生计划的科学与工程硕士生报告认为妨碍其获得硕士学位的最重要的因素是就业的冲突、计划结构、缺乏足够的财政支持、以及缺乏来自家庭的支持。在那些报告关注其完成科学与工程硕士学位能力的学生中，最常见的挑战是解决好学校、工作和家庭的义务。在所研究的机构中，41%的科学与工程硕士学生在2年内完成其计划，60%在3年，66%在4。4年完成率随科学与工程领域变化很小，但是2年完成率最低的学生在物质和地球科学。女性、亚裔和太平洋岛民、临时居民以及年青队列的学生完成其硕士学位比率最高。

大约10%的科学与工程领域学生在6个月内离开其计划，17%在1年内, 23%在2年内。学生在科学与工程领域获得硕士学位的中位时间为23个月，而离开的中位时间为8个月。在一些领域，如工程和地球科学，硕士学位可成为最终学位而完全满足学生就业需求。在其他领域，硕士学位主要为了走向博士学位。科学与工程领域的硕士学位授予数量从2000年大约96,000增长到2011年的大约151,000，并且增长集中在两个时期, 2002–04和2007–11。增长发生在所有主要科学领域。工程和计算机科学的硕士学位授予数量在2004到2007年间减少，但自那以后上升。2011年工程领域授予的硕士学位数量为最近12年最多；而在计算机科学, 2011年授予的硕士学位数量接近其2004年峰值。在这12年间，增长尤其高的领域是工程、心理和政治学和公共管理。

2.1 专业硕士学位情况

2012年，由14名来自产业界和大学领导成员组成的委员会领导一项研究以了解学生选择不同职业路径，通过强调技能使研究生教育现代化，更满足劳动力市场的需求。研究发现，美国专业硕士学位计划强调交叉学科训练，部分与这一研究生教育的新方向相符。专业科学硕士 (PSM)学位在科学与工程领域提供超过学士水平的高级训练，同时发展对雇主有价值的管理和商务技能, 包括领导力、项目管理、团队工作以及沟通。一些PSM计划始于1997年，现在在美国32个州和哥伦比亚特区有超过100个机构近300个这类计划，以及在加拿大、澳大利亚和英国的一些国际计划。

2012年，美国PSM计划总在校生达到将近5,800学生，其中大约三分之一为首次入学。入学者超过一半为男性(55%)，在美国公民和永久居民中，25%为非代表少数族裔。大多数学生就读于以下四个学习领域之一：计算科学(21%), 生物技术(16%), 环境科学与自然资源(14%), 以及数学和统计学 (14%)。2012年授予了将近1,800个PSM学位。其中超过20%为生物技术，类似比例在计算机或信息科学。大多数获得PSM学位的男性在化学、地球科学和GIS、生物信息学和计算生物学以及数学和统计学。大多数获得PSM学位的女性在医学相关科学和环境科学与自然资源。PSM计划尚未接受系统的正式评估。然而，根据研究生院理事会的2010-11专业硕士校友调查结果，超过80%的PSM计划毕业生在2011年夏季正在工作，他们绝大多数的工作与其所学领域非常相关。超过一半的全时工作的报告其工资为$50,000或更高。类似发现报告也在其他跟踪单个PSM计划学生研究中。

2.2 按性别的硕士学位

男性和女性获得科学与工程硕士学位的数量在2000到2011年间增长。2000年，女性获得43%的科学与工程硕士学位，但到2011获得45%。在美国公民和永久居民中，女性获得将近一半的科学与工程硕士学位；在临时居民中，女性获得大约三分之一的科学与工程硕士学位。女性获得科学与工程硕士学位比例随领域不同。与学士学位一样，2011年，女性获得大量硕士学位是在心理学、生物、农学和除了经济学外的大多数社会科学，获得硕士学位比例较低的是工程、计算机科学和物理。然而，女性2011年在工程领域获得硕士学位的比例略高于其2000年比例。女性在大多数主要科学与工程领域获得硕士学位的数量在过去10年一直在增长。在计算机科学，数量增长到2004年，然后显著下降到2007年，但自那以后又一直增长。

2.3 按族裔的硕士学位

美国公民和永久居民获得科学与工程硕士学位的数量2000到2011年间所有族裔均有增长。美国公民和永久居民中非代表族裔在科学与工程领域获得硕士学位的比例在2000到2011年间略有增长。相关数据与学士学位中的各个族裔没有大的差别。2011年，黑人占10%的科学与工程硕士学位获得者，2000年为8%；西葡裔占8%, 2000年为5%；美国印第安人和阿拉斯加原住民占0.5%, 2000年比例类似。亚裔和太平洋岛民的比例在此期间仍旧保持稳定。白人学生获得科学与工程硕士学位比例从2000年的70%下降到2011年的61%，而黑人、西葡裔、临时居民获得硕士学位比例上升。其他或未知族裔获得科学与工程硕士学位比例在2000到2011年间翻了一倍，达到12% 。

2.3 按国籍的硕士学位

外国学生在科学与工程硕士学位得主中的比例高于学士或副学士学位得主中的比例。2011年外国学生获得超过25%的科学与工程硕士学位。他们的学位高度集中在计算机科学、经济学和工程领域，2011年这些领域占超过40%的硕士学位。在工程领域，持有临时签证学生获得超过一半的硕士学位在电子工程和化学工程。2011年，持临时签证学生获得科学与工程硕士学位数量在2004到2007年急剧下降后达到10年内的最高点(39,000)。在2004到2007年间大多数下降是计算机科学和工程领域的减少，但是这两个领域的数据在接下来几年均反弹回升了约三分之一。

3 科学与工程博士学位

美国博士教育产生对整个社会重要的新知识，提高美国在全球知识经济中竞争力，培养学术界、产业界和政府的新一代研究者以及其他经济部门的高技能劳动力。美国高校每年授予的科学与工程博士学位数量(排除其他健康科学)在2002到2008年稳步增长，然后2009年和2010年下降。2011年数量增长了将近5%超过38,000。2000到2012年间，科学与工程博士学位数量的增长出现在美国公民和永久居民以及临时居民中。其中最大增长领域是在工程和生物。

3.1 博士学位完成时间

获得博士学位的时间要求以及进入博士计划的成功率引起那些追求学位的关注，大学授予学位，机构和组织资助研究生学习。较长时间获得学位意味失去挣钱机会和较高的损失风险。博士学位时间(用进入研究生院的时间和获得学位时间之间计算)增长到1990年代中期，但自那以后在所有科学与工程领域从7.7下降到7.0年。物质科学和数学获得学位时间最短，而社会科学和医学以及其他健康科学时间最长。1997到2011年间，获得博士学位时间在每一个有博士授予权的卡耐基学术分类机构中均减少。在科研非常密集的研究型大学获得博士学位时间最短(从1997年的7.2年下降到2011年的6.9年)。医学院的博士学位得主完成的也快(2011年为6.7年)。在那些科研规模不大的大学完成学位时间则需要较长(表1)。

表1 进入研究生院和获得科学与工程博士学位的中位时间长, 按2010年卡耐基分类的博士授予权机构: 1997–2011

数据来源： Science and Engineering Indicators 2014

获得学位的中位时间随人口特征而略有变化，但这种变化倾向在不同领域有差别。2011年，所有博士学位得主中，女性较男性获得博士学位时间要长(分别为7.9和7.4年)。然而，但当在领域内比较时，这种差别很小或不复存在。男性和女性获得博士学位时间在大多数领域类似，除了工程女性略微小于男性(女性6.5，男性6.9)。在科学与工程领域中，持有临时签证的获博士学位时间长于美国公民和永久居民，以及在大多数领域，白人男性较所有其他族裔时间要短。在生命科学，西葡裔博士学位得主获得学位时间与白人一样短(6.7)。

3.2 按性别博士学位

在美国公民和永久居民中，女性获得科学与工程博士学位(排除其他健康科学)的比例从2000年的43%增长到2011年的47%。在此10年，女性在大多数专业领域增长，但在部分领域相当不平衡。2011年，女性在非科学与工程领域，在大多数除了经济学外的社会和行为科学中，在生物学以及医学和其他健康科学获得一半或更多博士学位。在物质科学、数学和计算机科学以及工程中女性获得博士学位少于三分之一。尽管女性获得物质科学和工程的博士学位百分比较低，但是自身较2000年要高。

女性获得科学与工程博士学位数量增长快于男性。女性美国公民和永久居民在科学与工程获得博士学位数量，从2000年接近8,000增长到2011年接近11,000，而同期男性获得博士学位数量从大约10,000 增长到接近12,000 。女性获得科学与工程博士学位数量的增长发生在大多数科学与工程领域。例如，女性美国公民和永久居民获得工程博士学位的数量从2000年大约500增长到2011年的900，生物学从1,700增长到2,900，物质科学从600增长到接近900。男性美国公民和永久居民获得博士学位数量在本10年早期下降发生在非科学与工程领域和许多科学与工程领域。然而，2005年以来，男性获得博士学位数量在除了农学和心理学外的所有科学与工程领域均增长。

3.3 残疾人获得博士学位情况

2011年，3%的博士学位得主报告有残疾。与没有残疾相比，残疾人较少获得工程领域博士学位(9% 比17%)，更多获得社会和行为科学博士学位(21%比17%)。将近三分之一的残疾科学与工程博士学位得主报告无学习能力，17%报告失明或视觉损伤, 13%报告圣体或外形残疾，12%报告聋或听力障碍, 4%报告说话或发声残疾, 21%为其他或未说明残疾。

3.4 按族裔博士学位

非代表少数族裔获得科学与工程博士学位的数量和比例在2000到2011年间增长。2011年，黑人获得1,233 科学与工程博士学位，西葡裔获得1,326, 美国印第安人和阿拉斯加原住民获得113—占当年获得科学与工程博士学位(排除其他健康科学，参见注释39)的8%，较2000年的6%有增长。美国公民和永久居民获得科学与工程博士学位的 比例同期从9% 增长到12%。所有族裔获得的贡献这一增长，尽管黑人和西葡裔获得科学与工程博士学位数量较美国印第安人和阿拉斯加原住民增长相对更大。2011年，亚裔和太平洋岛民美国公民和永久居民获得6%的所有科学与工程博士学位，与2000年类似。尽管白人美国公民和永久居民获得科学与工程博士学位的数量在2000到2011年间增长，授予给少数族裔和临时签证的科学与工程博士学位数量增长幅度更快。结果是白人美国公民和永久居民获得科学与工程博士学位的比例从2000年的53%下降到2011年的43%。

3.5 外国的科学与工程博士学位得主

2011年临时居民获得将近13,000 科学与工程博士学位，较2000年大约8,000有所上升。持有临时签证的外国学生较硕士、学士和副学士学位获得较大比例的博士学位。临时居民获得科学与工程博士学位比例从2000年的31%增长到2011年的36%。在一些领域，这些学生甚至获得更大的博士学位比例。2011年，他们获得一半或更多博士学位的领域为工程、计算机科学和经济学。他们在其他科学与工程领域获得博士学位的比例相对较低—例如, 27%在生物, 26%在医学, 7%在心理学，以及大多数在11% 和38%之间 (除经济学) 。从1991年到2011年，来自前10位的国家和经济体的外国科学与工程博士学位得主(包括永久和临时居民)总共占68%的所有在美外国科学与工程博士学位获得者(表2)。其中6个为亚洲国家。

表2  外国人获得美国科学与工程博士学位,按来自国家/经济体: 1991–2011

数据来源：Science and Engineering Indicators 2014

1991年的到2011年，来自亚洲国家或地区的学生(中国、印度、韩国和中国台湾) 获得超过一半外国学生获得美国科学与工程的博士学位(131,000 比236,000)，是来自欧洲学生的三倍多(41,000)。中国占了其中几乎一半(63,000)，接着为印度 (28,000), 韩国(22,000), 和中国台湾(17,000)。大多数学位授予在工程、生物和物质科学(表3)。这期间，大约20%的博士学位授予给韩国和中国台湾，在非科学与工程领域。

表3 美国科学与工程博士学位亚洲得主, 按领域和国家（地区）: 1991–2011

数据来源：Science and Engineering Indicators 2014

来自中国学生获得科学与工程博士学位数量在1990年代后期下降，然后上升到2007年，随后3年降低16%，但是在2011年上升了4%。过去20年，尽管存在波动，中国人获得科学与工程博士学位的总数翻了一倍多。来自印度的学生获得科学与工程博士学位数量也在1990年代后期下降，但自2002年以来几乎每年都在上升，过去20年增长到接近3倍。韩国遵循类似模式，但是较少戏剧性增长。韩国学生获得科学与工程博士学位数量在1990年代后期也下降，然后在2000年代中期上升。相反，来自中国台湾的轨迹完全不同。1991年，台湾学生较印度和韩国学生获得更多的美国科学与工程博士学位。然而，随着1990年代台湾高校科学与工程教育能力的提升，来自台湾的学生在美国获得科学与工程博士学位数量不断下降。但2004年以来，美国来自台湾的博士学位得主数量又再次缓慢上升。

1991到2011年间，欧洲学生较亚洲学生获得极少的美国科学与工程博士学位，并且较亚洲学生更少学习工程(表3和表4)。1991-2001年获得美国科学与工程博士学位数量最大的欧洲国家依次为德国、俄罗斯、英国、希腊、意大利、罗马尼亚和法国。来自西欧国家的博士学位得主趋势变化很大。1991-2011年，中东欧国家学生获得美国高校科学与工程博士学位的数量增长到5倍，达到553。尽管其数量在2005-2007年间几乎达到西欧总数，但是自那以后开始下降。俄罗斯、罗马尼亚和希腊获得科学与工程博士学位的比例较英国、法国、意大利和德国更高。俄罗斯和罗马尼亚的博士学位得主更像那些来自西欧国家的，在数学和物质科学获得博士学位；而希腊更喜欢在工程领域(表4)。

表4 来自欧洲的美国科学与工程博士学位得主，按领域和国家：1991–2011

数据来源：Science and Engineering Indicators 2014

尽管加拿大和墨西哥同美国临近，这两个国家居民获得美国科学与工程博士学位的比例较亚洲和欧洲要小。加拿大学生获得美国科学与工程博士学位的人数从1991年大约320增长到2009年的接近500，但是最后两年下降了。墨西哥和巴西学生获得美国科学与工程博士学位的总体人数较早达到峰值(分别在2003和1996年)，最近几年也下降。墨西哥和巴西学生在科学与工程领域获得美国博士学位较加拿大要高(表5)。特别是在工程和农学，墨西哥和巴西较加拿大获得美国博士学位比例要高。

表5 北美, 南美,以及中东的美国科学与工程博士学位获得者，按领域和来源地区: 1991–2011

数据来源：Science and Engineering Indicators 2014

1991到2011年间，中东学生较亚洲、欧洲和美洲学生获得远更少量的美国科学与工程博士学位(约20,000)(表3,4,5)。这一地区，来自土耳其的学生获得最大数量美国科学与工程博士学位，接着是伊朗和约旦。其中伊朗较大的比例为工程(55%),比以上任何国家要高。超过三分之一来自土耳其和约旦的博士学位得主在工程领域获得学位，比例与亚洲国家类似。

参考文献：

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