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为物理研究领先世界 美国费尽了心思

2017-11-17 10:09 来源:新华每日电讯

  美国总统特朗普今年9月在白宫签署一份总统备忘录,要求联邦政府教育部每年划拨至少两亿美元用于加强中小学的科学、技术、工程和数学(总称STEM,相当于中国的理工科)教育。备忘录宣称,美国中小学理工科教育从师资到投入都严重不足,全美近40%的中学压根没有开设物理课。

  那么,美国存在物理学习危机吗?

  美国物理学会的一大职能是在全美范围内围绕物理教育进行调查,内容五花八门,既针对学校、师资,也针对学生。比如中学物理,谁在教?教什么?教师培训情况、教材和教学资源情况、物理教师遭遇的困难等,非常详细。又比如大学物理,全美共有多少所大学设立了物理系,每年有多少物理专业毕业生,他们的就业前景和起薪水平又如何都一清二楚。这些数据很枯燥,但细琢磨起来,相当有趣、有用,是美国教育部门出台相关政策的重要依据。

  登录美国物理学会网站,一方面,白宫文件引用的数据挺靠谱,2012~2013学年,没开设物理课的中学占比39%。另一方面,物理学科在美国教育体系里,总体势头是一条向上曲线。数据显示,和过去相比,目前美国学习物理的中学生人数、大学就读物理系学生人数、物理系本硕博毕业人数,都处于历史最高水平。在美国高中,AP(大学先修课程)物理课程是选修学生人数增长最快的课程。

  美国高校每年有多少物理系本科毕业生呢?美国物理学会统计研究中心的最新报告表明,2016年,美国新鲜出炉了8432位物理系本科学士,人数创历史新高,比2015学年增长4%,比1999年的低谷时期增长了131%(1999年以后连年增长)。过去5年来,首年注册的物理系博士生人数每年稳定在大约3200人,2016年授予的物理博士学位比上一年减少2%,但比12年前增加了67%。

  令人惊讶的是,多数美国高校物理系规模不大,每年本科毕业生超过50人的高校相当少。数据表明,2014年,全美有192所高校物理系最高提供博士学位,496所高校物理系最高提供学士学位,约90%的高校物理系本科毕业生不足12人,平均每所物理系当年颁发本科毕业文凭仅为6.1个,中位数是5。也就是说,半数美国高校物理系每年本科毕业生在5人或以下。这一年,耶鲁大学年物理系本科毕业生仅28人,有8所高校的物理系没有一名本科生毕业。另外,39所高校物理系内设天文学专业,所以毕业生数据还包括一些天文学学士。

  引人注目的是,物理系学生在美国有着相当不错的就业前景,但本科毕业后选择继续深造的比例很高。根据美国物理学会的调查数据,高达57%的美国大学物理系本科毕业生选择攻读硕博学位,另外43%的毕业生初入职场,平均薪水就达到美国本科毕业生最高起薪水平,他们的就业领域也相当宽泛,包括军队、高校、政府部门、企业、研究机构、核设施等。在工程、金融和IT行业,物理系毕业生备受青睐。

  二战后,美国长期享有一个世界其他国家望尘莫及的优势,就是擅长把世界各国辛苦培养的优秀人才“掐尖”。美国物理学会的统计数据显示,在美国高校物理系本科毕业生中,外国学生所占比例仅为个位数(2006年为7%)。但博士生中,四成以上是外国学生,其中又以亚洲和东欧学生居多。外国学生如能拿到博士学位,在美国就业前景也十分看好。

  就此而言,美国物理研究领先世界,诺贝尔奖拿到手软的关键原因,恐怕不是本国中小学物理教育有多了不起,而是中小学的综合教育、大学本科教育,以及能够留住用好物理人才的科研机制和环境。

  从某种角度上说,包括现任总统特朗普在内,美国有在各个领域“居安思危”“居安喊危”的传统。政府加大投入强化理工科教育,也远非自特朗普始。奥巴马执政8年间,没少在理工科教育上花心思费脑筋。特朗普在培养美国本土理工科人才方面,与奥巴马政府的政策一脉相承。此外,结合特朗普政府收紧移民政策倾向,还有一重目的也很明确,那就是通过加强本国学生的理工科教育,增强本土人才的竞争力。

  总体说来,如果和上世纪末情况比较,物理如今在美国不能算乏人问津的冷门学科,起码能够“保温”。当然,也很难有多热,这与物理学科的“高冷”名声有关系,与被频繁吐槽的美国中学理工科教育有关系,也和美国吸引移民人才以保持科研领先优势的“磁场”机制有关系。世界其他国家很难像美国这样大规模吸引全球移民人才,要想提升科研水平,不仅得靠自力更生地培养人才,更要靠改革体制机制,千方百计留住人才、用好人才。

(责任编辑:王蔚)

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