留学|我在美国七年求学执教的见闻和感受

　　本人对理科教育一直很感兴趣，多次就此话题发帖。很多朋友对教育以及中美体系比较甚感兴趣观点众多。现在我想简述一下我在美国七年求学执教的一些手见闻和感受。一是希望起到抛砖引玉之效，二是给自己总结一下，为自己回国工作后和人侃教育整理一下材料。

　　几点说明1、我在21世纪初在北京某大学A学习，之后来美留学读博士(涉及学校 B C)，再往后在美国执教(大学D)。我对国内本科硕士，国外本科博士等阶段的基础科学教育(包括学习和教学)都有一定体会，在我的系列中也会对中美的大学做一些对比。

　　2、我的专业方向属于纯数学(以及相当程度的理论物理)。我对实验类学科或工科了解很少，故无法涉及这些方向。但我教过不少数学课(大学里学生最杂的课)，这使得我能大范围接触全校各个专业学生并由此感知他们的数学水平。

　　3、我求学的学校各自代表了中美的水平，我执教的也是老牌藤校。一方面我感觉到了大学确有过人之处，另一方面我也看到了一些令我大跌眼镜的现象。我感到这两方面的很多东西我似乎没有在中文媒体网站上见到较多的提及。

　　在 B和 C的经历：聊聊本科 我是美国大学B的学生(研究生)，但我的导师在美国大学C导致我常到C校去，故我对两校均有了解。本科新生数学基础弱于中国同地位大学B有美国数一数二的理科生源并有很多国际生源支援，但我感觉他们的平均数理水平仍不及我在中国的母校A的(规模更大的)入校生源的水平(当然A的生源在中国也是数一数二的)。我认为这是中国基础教育的一个胜利。当然B的新生水准也是不错的，少有我认为明显配不上B的。

　　题海/考试海/教辅/补课的体系尽管B有很好的生源，它却毫不懈怠，反倒响鼓偏用重锤敲。B高度重视数学基础课并有自己一套方案：除了通用的教材，还有两三套自编的教学讲义和“教辅材料”;教学讲义和“教辅材料”各有侧重，相互补充，时有更新;大量布置作业习题并对习题精心组织分类;除去正课外，要求学生必须上一周两次的小班习题课(由助教上)，而由于有超强的研究生生源，这些助教(在读博士研究生)大都具备独立主讲全课程的能力(相比之下中国的大学A里甚至很多博士后都不能做到这一点)。由于具有极高的师生比例以及博士生本科生比例，B可以为每一门大课组织庞大的教授/助教/批改作业者体系;教授和助教均提供很多课外答疑时间;相关院系、学生宿舍、学生内部均会组织“学习班”“解题班”等，有的学生甚至自己出钱雇家教教自己。

　　此外，小班习题课上常有各种小测验(计入最后成绩);全体的大考试则每学期(12周)有3到4次(相比之下中国的大学A通常16周内只大考两次)。

　　开始我还没太在意，后来我突然意识到B的这套体系不是很像中国高中盛行的题海/考试海/教辅/补课体系么?

　　那么这套体系运行情况如何呢?至少从出口看，效果很好：学生考试成绩不错，我教高年级课时也感觉学生的低年级课的基础打得好。学生的负担很重吗?那是很显然的。有时我都觉得没有必要搞这么多任务。但可能是学生已成年以及本身上进心强等方面的因素，我没有听说过什么被压出严重心理问题的事(也可能我孤陋寡闻了)。

　　B的这套本科基础课教学体系是B在北美诸校中脱颖而出的一大法宝，这一点我在到了大学D后有极深体会。

　　B是让很多中国大学流口水，很多知识分子常挂嘴边的榜样，可是有多少人知道B的基础课教学体系是这样严酷(和类似中国高中)呢?我曾试图和来B“考察高等教育”的中国高校人员介绍B的经验， 可他不感兴趣。能调动起兴趣的是各种雕像Logo和特色建筑带来的“人文气息”和学生活动招贴，草地休闲等体现的“自由学术氛围”……在B和C的经历：聊聊研究生现在我讲讲B和C大学的研究生教育情况。我只了解数学这样的基础理论科学，工科和实验科学的情况可能不大一样，敬请注意。研究生学术水平远超中国同地位大学这当然是来美之前我就预计到的，但来了之后我才知道究竟强到何种程度。

　　雄厚的学术背景

　　不少研究生在刚入学时或入学后一年内就已经掌握了不少较深的理论。两年以后，我见过的国内来作访问的一些985学校教授已经无法和我们讨论问题了，因为有太多我们懂而他们不懂的东西。

　　精神原子弹

　　一个突出的感受，就是关于人的精神面貌。这里是我见过的人的精神力爆发性最强的地方。有一批为学术痴狂的学生，时不时处于唯恐自己学得太少太慢的精神状态。我也是其中之一。在来到这里之前，我觉得自己长期处于一种与周边格格不入的学术化偏执状态，来了之后我觉得自己不孤独了。我甚至很担心我的某些同学会过劳死。

　　惊人的效率

　　强大的背景和只争朝夕的精神造就了惊人的学习效率。和中国的A大学做个对比。比如在A大学五六个好学生进行任务分解，折腾十二三个星期的讨论班(每周讨论一次) 可以理解清楚某一复杂前沿学术文章。在那时候我感觉良好得很，因为若把这文章交得我手里我一个人便能在相同时间内轻松搞定。而到了在C大学里，一个研究生中的猛将靠单干两三个星期就能拿下。当然我没多久也成了这样的人。但如果不是B和C的环境我恐怕还在沾沾自喜自己鹤立鸡群一个顶五六个，而没有意识到自己的效率还有提高至少五倍的潜力。

　　强烈的主人翁意识

　　B和C的不少教授自身便是学界，决定着学术的发展方向。这深深影响了学校的气氛和学生的心态，仿佛自己就处于世界中心未来也要争做主人翁一般。这固然有自大和可笑的一方面，但也意味着很多学生面对再难啃的学习上硬骨头都有“志在必得”“攻必克”的自信。而这种自信在中国国内的大学是非常缺乏的：我见过太多国内的聪明孩子不敢去学最难的学术文献。

　　也有一些平庸者

　　当然我要承认再好的学校都有一批水平一般的学生。不过他们中的一些在退出学界走向社会后反而可能成为比我们这些学究社会影响力更大的人。

　　人的差距是的我一向不认为中国大学和世界的差距主要在于体制。首当其冲的问题是钱比人家少太多。这个问题在近年来得到了较大改善，但也面临需要持续大投入和一定时间积累的问题。

　　那么在钱的问题不那么突出以后，什么是主要矛盾呢? 我以为是人的差距。确切地说是中国未能在本土完成基础科学人才的原始积累。我希望我的见闻能使读者理解为什么即使中国现在全盘复制美国的大学体制，中国的大学的基础科学研究生教育也无法和B/C这样的学校竞争，研究生们的学术基础天赋、野心、勇气、甚至勤奋程度都远远拼不过。

　　那么是不是中国的基础科学没希望赶上美国了呢?中短期内(比如15年内)我觉得是这样的。但长期看则不然。在D的经历和思考：

　　基础差、耽误多 毕业后我在大学D任教。D是老牌，是美国综合性大学第二梯队的一个典型代表(B/C属梯队)。我在D大学教过从大一到大四的来自各个院系专业的学生，有的课还是人数颇多的大课。和以前一样我只能通过数学能力来了解学生。

　　本科生入学水平远弱于B/C有些人在我看来需要重修高中乃至初中的一些数学课。个别人连小学数学(如分数的四则运算)都不熟!这绝不是我个人的偏激看法。比如学校出的关于新生数学能力的诊断性考试题竟然要考察自然数的四则运算，分数的四则运算，一元一次方程等(当然后面会考到高中的复数、极限导数等)。而多数新生在这样简单的考题上竟只能拿到一半分。更可怕的是，他们中很多竟然敢于免修门微积分课(直接上第二门)……

　　教学困境

　　显然，在这样的情况下想让学生知其然也知其所以然已成了几乎不可能的任务。一些刚从象牙塔毕业的青年教师(我是其中一员)对此没有思想准备。我试图保住一条底线：最起码我要解释教科书上写了的东西让他们在学完后能看懂教科书。但即便这样低的目标我也根本达不到而以惨败结束。比如我一直耿耿于怀的一件事是：我教的微积分学生可能几乎没有人明白积分的定义……直到第二年，我才从更有经验的人那里了解到：不要试图准确描述基本概念，也不要花较多时间解释主要思路动机或多问为什么(因为这对学生来说实在太难了……而且会遭到学生的强烈反对)。

　　那么是不是说在所谓“素质/启发性/创造性/实质性”教学完全走不通后，只有“填鸭”教育一条路让学生会算一些题就行了呢?事实上由于没有大学B那样强的(类似于中国高中的)管控体系，我们连“填鸭”的能力也没有。最终的结果是，通常已经有所放水的期末考试，常常是多数人无法及格。而且低年级的劣质情况积累影响中高年级，甚至导致系里不得不把一些有多年历史的 中高年级的课程内容砍掉1/3以上(但之后仍是大多数人考不及格……)

　　我刚到学校时曾与系里一位老教授攀谈，当谈及基础教育失败导致学生数学能力极差且有越来越差之势时，这位曾上过战场的老头竟然控制不住，在我面前哭起来。我在教了好几门课后开始明白他的痛苦了。

　　学生有自由但反受耽误

　　另一件让我印象深的事是：D没有让我觉得学术上拔尖的本科学生。到了高年级，确有一些功课学得很好也有心向学的人。我给过他们一些进一步发展的意见指导，但无一例外的发现他们学过的东西非常非常少，对学科的理解则基本还停留在新生和科普水准。在了解了他们在本科三四年中的学习经历后，我发现他们基本上都有几个问题：

　　1、在中低年级并没有完全想清楚自己未来要干什么，因此花了不少时间去体验其他的专业以及很多“通识课”。大学自由灵活的体制也鼓励他们这么做。

　　2、以为自己所有的专业课都学得很好就行了。

　　这样做有啥问题呢? 问题在于他们被真正拔尖的孩子(其他学校的和外国的)甩开得太多太多了：三四年前大家的起点差不多，而现在别人“轻舟已过万重山”高出他们好几个境界去了。怎么会这样呢?这是因为最拔尖的学生具有很强的目的性 (我一定要当科学家)，自我指导性(给他足够的书，他自己就能钻研出来) 和自我激发性(学得越好就越不满足甚至越焦虑)。

　　D大学的好学生没有这么强，但是如果他们从大一开始就坚持贯彻明确的专业培养计划，他们和最学生的差距不至于这么大(起码学的专业课会多得多)。而现在我只能指出他们的学术基础太薄弱(很多基础专业课没学)并开出长长的课单书单。但我知道他们没时间了，毕业期申请期快到了。一些孩子也痛苦地意识到，自己看似没有什么问题的学术之路，实际上导致自己已经输在起跑线附近(如果以成为学者为目标的话)。

　　坚持贯彻明确的专业培养计划，这其实是中国大学的办法。中国大学给学生转专业和定专业的自由远不及美国学校。这当然导致了众所周知的学生不得不学不喜欢的专业的问题，但也保证了次好的学生在愿意走此专业道路时，不至于落后先进太多。这些次好的学生(假设在中国最学校)的学术竞争力强于美国大学D的上述好学生(虽然D的科研和教授实力目前肯定强于中国最学校)。

　　研究生教育不算拔尖

　　再简要说一下研究生教育。D大学的教授虽不向B/C那样强势，但也基本都是功力深厚的悍将。可是D的研究生精神面貌远远不如 B/C的研究生，反而更像中国最学校的研究生：没有强烈的主人翁意识，没有精神原子弹，(最令我窝火的毛病)不敢学习自己方向上最难的学术工作……

　　我感到中国国内的学在研究生教育上，和D大学这样的学校比，虽然仍然落后但已经可以望其项背了。比如如果未来几年能够保持现在的吸收海龟的势头，那么在我熟悉的学科(数学)上十年后达到美国10-15名学校的研究生教育水平，是完全有机会的。

　　第二梯队基础科学教育形势不容乐观如果连D大学这样的学校生源都大成问题，我就不得不怀疑：除了个位数的最好学校外，美国其他的学校的美国理工科生源质量都有大问题。我没有专门调查其他学校情况，但我零星接触的情况同我的怀疑是吻合的。

　　我回想了一下我在国内的高中情况：中国的梯队学校和其后的学校理工科生源质量远没有这么恐怖的巨大落差。

　　不要再猜测学校顺便说一下，因为我说了很多D大的毛病，所以希望河友不要猜测D大是哪所学校(其实如果仔细看帖又对北美大学熟悉的话范围很容易缩小到两三所)以免在网上流传后引起不必要的麻烦。ABC也不要猜了(虽然可能比猜D还容易)。

　　我的一些思考：

　　美国Top大学的优势 注意：1、我在这篇里只讲大学的基础科学研究和教育。2、我说的很多是对理论科学的观察，实验科学因为依赖于大量实验设备分析起来可能会有所不同。不过我认为我讲的大体上恐怕还是成立的。如其他领域的朋友有不同意见，欢迎提出。

　　美国最Top大学在基础理论科学研究和教育上拥有巨大优势简单的讲，美国拥有的流教授和学者，占世界的份额实在是太大了。按我的粗糙印象这类似于美军在世界军事格局上的地位。其他的表现：比如吸引全世界最好学生从而拥有最好研究生院等都是建立在这一基础上的。虽然我提过美国大学本科生源的严重问题，但学的还不错，而且作为象牙塔里的东西，基础科学的研究拼的是教授和研究生生源(不限于最学校)。而随着美国经济地位的下降，它维持这一地位的能力会下降。但是这并非一个突变的过程(假定不爆发世界大战或者苏联式经济社会崩溃)。除了美国的经济地位在中短期内大概不会暴跌式下滑外，具体到学界有三个特殊因素是很值得注意的：1、除了中国美国在经济上没有威胁大的赶超型的竞争者(欧洲日本经济更惨)，而目前中国仍未在本土攒出哪怕一个理科世界的大学;2、一个流学者成熟后往往有30年“水准保质期”，这是很难被政治经济条件改变的(当然做实验的人会面临经费问题)。这意味着即使现在美国繁殖学者能力受到了严重打击仅凭已有人才也能维持一些时日，更何况这件事还没发生。3、Top的学校本身处在经济社会金字塔顶端，抗经济打击能力很强。

　　如果你认为中国有在15年内基础科学赶上美国的机会，不妨打开美国最强的10所大学，查看相关领域的50岁以下非华人学者的名单。15年后这些人极有可能仍在美国。然后你再想想中国如何能在15年内制造出一个超出这些人的群体来。我的看法是：即使所有华人立马回国，中国学生也不再赴美留学，也未必做得到。原因很简单：时间不够来不及繁殖那么多国际学者。美国体制的一些具体举措有可借鉴之处我举例讲一个我觉得值得借鉴的东西：tenure track 体系(终身教职轨道体系)

　　研究性大学选择自己认为比较有前途的、做了一段时间博士后的青年学者，将其置于此终身教职轨道上考察数年。期间较好地保障其研究条件。数年后若发现此人确实不错，则委任为终身教授。若觉得没有那么，则让其走人(即所谓的“不升即走”)。这是一种竞争性很强的制度，对最强者很有利(快速上升有效地避免论资排辈)，对次强者有一定风险，但也可以强烈激发其动力。

　　对中国来说，这种制度不仅有利于增强国内学术环境里一直偏弱的学者的斗志，而且也是中国在有钱后同美国抢夺人才的需要(毕竟绝大多数海外华人科学人才是在美国)。我的一些思考：美国理科基础教育的薄弱

　　美国理科基础教育质量差而且积重难返我前面已描述了我认为美国理科基础教育质量差的理由，这里就不再多说了。那么有没有办法改变呢?在D大学让我大跌眼镜后我决定做一下调查。当然很快我发现早有受不了了的大学教授作了调查并常年奔走呼号。(Berkely的伍鸿熙就是这样的一个热心人，他收集了大量资料和例，教育爱好者可以去看看)

　　总的说来，我认为明显改善的希望很小。

　　1、中小学教师素质太弱，本身也是糟糕理科基础教育的受害者。

　　比如伍鸿熙和他的同事调查了很多中小学数学老师，竟然罕有人能解释类似于 “除以一个分数等于乘以它的倒数” 这类简单事实的原因!(可惜我一时找不到有多高比例教师做不到这些事的原始数据，不过是骇人听闻的高)。最后做调查的大学教授们，发现中小学数学老师在上中小学时，他们的数学老师就未能给他们解释这些简单事实。等他们长大了，逐渐见怪不怪，也能顺利做计算，可是他们始终没有理解为什么!他们虽然上了大学，但往往是大学里学得较吃力的学生，被微积分线性代数折磨得够呛，而且最重要的是：大学也不会教这些东西呀。

　　这时我就深刻感觉到了中国这套师范学校体系的重要性。

　　2、教材和教学标准体系有严重质量问题

　　看了愤怒的大学教授和一些家长的控诉后，我才了解到原来很多流行的数学教科书内容有严重漏洞，歧义或错误。我半剧透一个，一些美国学生不懂分数的乘法：为啥 2/3 * 1/5=2/15? 就是不懂!甚至还专门造了一个词fractionphobia(分数恐惧症)来描述这种不懂的恐惧。(中国人想不通)这事儿怎麽就能这么难呢?美国的教科书害的……教科书的问题其实是教学大纲和教学指导思想的产物。那么教学大纲和教学指导思想出了啥问题?大致说来美国有两派。派由中小学教师和教育学专家组成主张初等教育，要实行“启发式”“探索式”教学，多从实际从动手出发 用计算器等代替传统计算教学等。第二派由大学教师和一些家长组成主张传统教学法， 强调记忆和练习，强调严格的书本知识学习。两派争执不下，矛盾公开化在90年代曾酿成的“数学战争”。从现在的情况看第二派在掌握教育主导权上失败了，前述的问题是在派的思想下产生的。

　　3、教育改革阻力极大

　　那么美国能不能回归一些传统或者直接向中国之类的体系学习呢?不少人就是这么主张的(当然他们中的很多不说学中国而说学新加坡之类)。但是这类改革会受到强大的教师工会阻挠。家长总是分散的，大学教授人数少而且外国人多，不接地气。他们无力和人数众多高度组织的中小学教师争权。更不用说把握相当一部分话语权的教育学专家们往往是派……

　　4、经济困难

　　宏观经济困难导致美国政府捉襟见肘，各利益集团都要争夺缩水的经费蛋糕，在金融军工医疗等巨人面前，公立教育是弱势。

　　5、种族因素

　　非洲裔和拉美裔的理科成绩弱，在好大学的理工科里所占比例极低。而他们占人口的比例在不断上升……

　　6、教育标准在全国范围内不统一

　　在联邦制下，地方有很大的自主权。我询问过我的学生，感觉不同地区的学生学的课的难度 知识点甚至顺序都会有很多不一样， 情形十分混乱。更麻烦的是美国人迁移性大。我听说有很多孩子在搬家后会出现学习的课程无法衔接的麻烦。我甚至知道有的人在中学里没学过物理(连牛顿三定律都没学过)……

　　7、反智主义的干扰

　　有至少两类反智主义。一类基于保守宗教思想。这类思想对知识分子没大的影响力，但有一定群众基础，有民粹式的政治影响力，其对某些地区出身的人有洗脑作用。比如曾有学生告诉我他因为对上帝的信仰和家庭教育因素，长期以来对学习物理和数学有难以克服的感情排斥性……另一类则以相对主义、多元化、极端环保主义、女性主义等面貌出现，或者表现为一些受过良好高等教育但理科学得不好的人，质疑学习理科的必要性。这些人虽不如种多但往往更难缠。我的一些思考：

　　依赖外国人才输入的科研模式 美国的基础科学研究高度依赖外国人才输入这是大家都熟知的事实。那么依赖程度有多高呢?最好的办法是看各学科的行业学会的年度报告。我查看了美国数学会的多年报告，发现美国的数学博士中，出生在美国的所占比例常年维持在四成多。另外在其所统计的美国大学数学系高引用率学者中，外国人占六成。所以在数学界可以说至少半壁江山靠外国人。其他的学科也许会略有不同，但美国的基础科学研究高度依赖外国人才输入应该是个准确的判断。

　　美国的这种情况是非常奇特而且前所未有的。历史上曾出现过的其他科学强国(老欧洲三强英法德以及后来的苏联) 在期其科学事业都是基本上完全由本族人支撑起来的。

　　基础科学研究高度依赖外国人才输入一个中国Top学生20多岁到美国学习，30多岁回国工作这是一种新模式。六年前(08美国金融危机前)这样的模式凤毛麟角， 但最近几年呈现滚雪球之势。我周边(包括我)有越来越多这样的人而且相互影响相互呼应。如果说美国在基础科学人才这个领域从中国抽了30年血的话，现在中国要开始反过来从美国抽血了。美国无法通过刻意压缩从中国招研究生阻止中国抽血：如果它这样做，则不仅会导致生源质量下降，而且会导致学生不得不在中国深造，从而帮助中国更快的进行人才的繁殖。更可怕的是，中国学生在21世纪以来，在美国后备科学人才中占的比例似乎越来越高，近年来更是迅速扩散到本科阶段(我亲身体验似有爆发趋势，不知是否和美国高中生的理科水平进一步下滑有关)。这意味着中国的潜在抽血能力还在增强……

　　结语上述历史观的差异是很重要的。对很多美国精英来说，美国的基础科学和高等教育具有中国在值得预测的未来没有机会接近的地位， 从而不仅成为他们自信的源泉，而且可能为其他领域(如制造业)提供美国“回归”的机会。对我来说，在基础科学和理科高等教育方面 “中国速胜论”和“中国无法超美论”都站不住脚 。但中国在跨越我一生主要学术期的未来30-40年的“持久战”，颇有胜算。在认识到这一点之后，我就知道我一定要回国：不仅因为我是中国人，也因为我是希望参与到新的世界科学中心形成进程中去的“国际人”。另一方面我衷心希望美国人能平稳过渡到世界第二并和欧洲等力量一起实现基础科学不过度集中于一国(中国)。这种长期存在的平衡和竞争力量对中国和人类的基础科学的长远发展都会是有利的，有长久历史经验积累的中国人当能体会。

　　本文作者：changshou