國家級實驗教學示范中心空間分布特征

吳貴華

(華僑大學 旅游學院，福建 泉州 362021)

0 引 言

高校實驗室是人才培養(yǎng)和科學研究重要平臺，是創(chuàng)新性人才培養(yǎng)重要支撐。如何合理布局實驗室資源，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量與創(chuàng)新效率，已成為我國教育部門日益關(guān)注的改革問題。國家級實驗教學示范中心(以下簡稱“中心”)是一項為提高大學生實踐創(chuàng)新能力而實施的高等教育質(zhì)量工作。通過建設(shè)布局相對合理的國家級、省級和校級實驗教學示范中心體系，實現(xiàn)創(chuàng)新性人才培養(yǎng)水平的不斷提升。

近年來，對于實驗室的研究主要集中于實驗室建設(shè)與評估、管理模式、發(fā)展戰(zhàn)略等方面。在實驗室建設(shè)與評估方面，學者們從產(chǎn)品全生命周期[1]、實戰(zhàn)化教學[2]、協(xié)同創(chuàng)新能力評價[3]、中心示范效應(yīng)[4]等視角探索了實驗(中心)建設(shè)與評價體系，為高效建設(shè)實驗室和合理評價示范中心提供了分析框架。在管理模式方面，已有研究從教學體系分析國家級虛擬仿真實驗中心管理[5]，從理念、平臺和運行機制等要素分析工科實驗中心[6]，還有部分學者介紹了美國、法國實驗室管理模式與運行機制[7-8]，此類為實驗室管理模式優(yōu)化提供了理論依據(jù)。在實驗室發(fā)展戰(zhàn)略方面，有學者探討了高校實驗農(nóng)場的發(fā)展定位問題[9]，也有學者提出了保障國家級實驗教學示范中心可持續(xù)發(fā)展的政策機制[10]，還有學者在總結(jié)實驗教學示范中心建設(shè)成效的基礎(chǔ)上，提出用“替代增長”理念指導(dǎo)實驗教學示范中心可持續(xù)發(fā)展[11]。綜上所述，雖然現(xiàn)有研究從多角度分析示范中心建設(shè)，取得了豐富成果，但多數(shù)研究集中于中心建設(shè)的內(nèi)部、單體的微觀研究，鮮有文獻從宏觀視角審視中心建設(shè)，對于如何有效布局示范中心以提升我國實驗教學水平的研究更是少之又少。對于中心空間分布問題研究缺乏，不利于發(fā)揮國家級實驗中心示范效應(yīng)和知識溢出效應(yīng)，也不利于提升我國實驗教學整體水平。

因此，本文運用最鄰近點距離指數(shù)、地理集中指數(shù)、不平衡指數(shù)、核密度等方法，以已評審的9批國家級實驗教學示范中心和3批國家級虛擬仿真實驗教學中心為研究對象，探討國家級實驗教學中心空間分布，以期為新時代我國高等學校實驗教學改革和國家級虛擬仿真示范項目布局提供參考。

1 研究設(shè)計

1.1 數(shù)據(jù)來源

截止2015年，先后有9批900個國家級實驗教學示范中心及3批300個國家級虛擬仿真實驗教學示范中心。本研究以中國基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的1∶400×104全國矢量化圖為底圖，將兩類國家級實驗教學中心抽象為點要素，通過GoogleEarth、百度地圖及相關(guān)學校官方網(wǎng)站獲取中心地理坐標，并利用ArcGIS10.1軟件構(gòu)建全國國家級實驗教學示范中心空間屬性數(shù)據(jù)庫，并繪制國家級實驗教學中心(含示范中心和虛擬中心)空間分布圖(見圖1)。

1.2 研究方法

圖1 國家級實驗教學示范中心與虛擬仿真教學中心省域分布圖

(2) 空間分布均衡程度測定。本文采用地理集中指數(shù)和不平衡指數(shù)兩個指標來刻畫中心均衡程度[14-15]。地理集中指數(shù)是用來度量中心在全國省際區(qū)域的集中程度，其計算公式為：

不平衡指數(shù)是用來度量國家級實驗教學中心在各規(guī)模級分布的齊全程度，不平衡指數(shù)采用洛倫茲曲線(Lorenz curve)中計算集中指數(shù)的公式求得，其計算公式為：

其中：將當年各省中心數(shù)量占批準總量的比值進行從大到小排列后求累計百分比，Yi是排在第i位的累計百分比；n為省級區(qū)域數(shù)量(n=31)。S的取值范圍在0～1之間，若中心平均分布在不同規(guī)模等級，則S=0；如果分布極不平衡，集中在一個規(guī)模級，則S= 1。

(3) 空間分布密度測定。本文選用ArcGIS10.1中的Kernel Density工具來刻畫中心空間分布特征，通過計算核密度來研究中心與其相鄰中心的密度關(guān)系。具體分析是過程是：人口字段(population)選擇NONE，輸出柵格、輸出像元大小、搜索半徑均采用默認值，搜索范圍(search radius)與國界一致。

2 國家級實驗教學中心時空分布特征

2.1 總體發(fā)展規(guī)律

國家級實驗教學示范中心建設(shè)工作于2005年啟動，先后開展了9批評審，有900個中心批準建設(shè)。從年度分布來看，示范中心年度分布呈波動趨勢，每年新增數(shù)量不同。在建設(shè)初期，示范中心建設(shè)屬于探索階段，所以第一批通過評審數(shù)量最少，僅25個(報送總數(shù)68個)。此后，示范中心建設(shè)工作激發(fā)高校實驗教學改革，得到高校積極響應(yīng)，建設(shè)和申報國家級實驗教學示范中心積極性逐年提高，2009年審批通過達142個，2007年至2009年間獲批數(shù)量約占總數(shù)的46.3%。之后，示范中心建設(shè)工作經(jīng)過2年調(diào)整，2012年教育部繼續(xù)開展示范中心建設(shè)工作，但中心建設(shè)重點從學科基礎(chǔ)轉(zhuǎn)向?qū)W科專業(yè)示范中心。2012年主要面向中央部門所屬高等學校開展，2013至2015年主要面向地方和軍隊所屬高等學校。

國家級虛擬仿真實驗教學中心是在高等教育信息化建設(shè)持續(xù)推進、學科專業(yè)與信息技術(shù)深度融合背景下開展建設(shè)。隨著虛擬仿真技術(shù)在實驗教學廣泛應(yīng)用，教育部于2013年啟動國家級虛擬仿真中心建設(shè)工作，分年度開展了3次虛擬仿真實驗教學中心評審工作，每年100家，共有300個中心獲批建設(shè)。

2.2 類型結(jié)構(gòu)分析

本文所討論的實驗教學中心類型是根據(jù)高等教育國家級實驗教學示范中心聯(lián)席會學科工作組進行劃分，分別是：電子組、植物/農(nóng)林/動物/水產(chǎn)組、地學/環(huán)境組、化學組、生物/食品組、文綜/考古/法學組、物理組、經(jīng)管組、機械組、材料組、力學/土建組、交通/航空/能源組、臨床技能、工程訓練組、基礎(chǔ)醫(yī)學組、計算機組、藝術(shù)組、傳媒組、藥學組、中醫(yī)組。對于示范中心，各分組數(shù)量和比例如下：電子組最多，有86個，約占總量的9.45%；60個以上的有植物/農(nóng)林/動物/水產(chǎn)組、地學/環(huán)境組、化學組，分別是69個、69個和65個，分別占總量的7.66%、7.66%、7.21%；50個以上的有生物/食品組、文綜/考古/法學組，分別有56個和54個，分別占總量的6.22%、5.99%；40個以上的物理組、經(jīng)管組、機械組、材料組、力學/土建組、交通/航空/能源組、臨床技能組，分別有49、49、45、43、43、43、42個，分別占總量的5.44%、5.44%、4.99%、4.77%、4.77%、4.77%、4.66%；30個以上的有工程訓練組、基礎(chǔ)醫(yī)學組、計算機組，分別有38、33、32個，分別占總量的4.22%、3.66%、3.55%；20個以上的有藝術(shù)組、傳媒組、藥學組，分別有25、23、23個，分別占總量的2.77%、2.55%、2.55%；排在最后的分別是中醫(yī)組，有14個，占總量的1.55%。

對于虛擬中心來說，各組數(shù)量和比例情況與示范中心存在較大差異，地學/環(huán)境組中心最多，有35個，占11.67%；其次是化學組，有30個，占10%；20個以上的虛擬仿真中心有電子組、交通/航空/能源組、經(jīng)管組、力學/土建組、機械組，分別有29、28、27、21、20個，分別占總量的9.67%、9.33%、9.00%、7.00%、6.67%；10個以上的中心有基礎(chǔ)醫(yī)學組、計算機組、臨床技能、植物/農(nóng)林/動物/水產(chǎn)組、生物/食品組、物理組、文綜/考古/法學組、材料組，分別有19、15、13、11、11、11、10、10個，分別占總量的6.33%、5.00%、4.33%、3.67%、3.67%、3.67%、3.33%、3.33%；10個以下的中心分別是藥學組、中醫(yī)組、工程訓練組、藝術(shù)組，分別有3、3、2、2個，分別占比1.00%、1.00%、0.67%、0.67%；僅傳媒組仍未有虛擬仿真教學中心。

綜合來看，示范中心主要是以電子組、植物/農(nóng)林/動物/水產(chǎn)組、地學/環(huán)境組、化學組、生物/食品組等基礎(chǔ)學科為主；虛擬中心主要是以地學/環(huán)境組、化學組、電子組、交通/航空/能源組、經(jīng)管組、力學/土建組、機械組等學科為主，體現(xiàn)了示范中心與虛擬中心建設(shè)要求不同的類型結(jié)構(gòu)格局。

2.3 空間分布特征

(1) 總體分布特征。借助ArcGIS10.1軟件對中心分布進行自然間斷點分級法分級，得出實驗教學中心省級分布情況(見圖1)?？梢钥闯?，國家級實驗教學中心數(shù)量眾多、分布不均衡，各地區(qū)分布差異顯著，并呈現(xiàn)團狀式分布的特征。從省級分布數(shù)量來看，北京最多;其次(67～99個)是江蘇、陜西、上海;第3級(44～66個)含有湖北、山東、四川、浙江、廣東、湖南、遼寧、黑龍江等地;第4級(28～43個)中有天津、重慶、吉林、福建、河北等;第5級(13～27個)河南、安徽、廣西、江西、甘肅、山西、云南等地;第6級(6～12個)有貴州、內(nèi)蒙古、新疆，海南、青海、西藏等地分布數(shù)量最少?？傮w來看，國家級實驗教學中心(見圖1)呈現(xiàn)“東多西少”、集聚狀分布特征明顯。

(2) 空間分布類型。本文將中心抽象為一個點狀要素分布在中國地域內(nèi)，采用最鄰近點距離指數(shù)(R)來刻畫中心空間分布類型特征。各年R值計算結(jié)果見表1，從表中可知各年R值(0.20～0.40)均小于1，說明中心分布呈現(xiàn)凝聚型分布，部分中心在地理空間上形成集聚分布，不均衡格局明顯。

表1 各項空間統(tǒng)計指數(shù)的演變

注：2013XN、2014XN、2015XN表示2013、2014、2015各年的虛擬仿真中心

(4) 空間分布密度。通過核密度分析結(jié)果(見圖2)發(fā)現(xiàn)，中心分布呈現(xiàn)明顯的“東高西低”差異性分布格局。從區(qū)域角度來看，京津冀地區(qū)是中心分布最為密集地區(qū)，長三角地區(qū)次之。從省份層面來看，北京地區(qū)為高密度地區(qū)，上海、江蘇、湖北、廣東、黑龍江等地也有較高密度分布，低密度區(qū)主要為內(nèi)蒙古、新疆、西藏、青海等地。其中，大部分中心分布在省會城市周邊，中心分布受教育資源、政策等要素的綜合影響。

圖2 國家級實驗教學中心分布密度圖

3 國家級實驗教學中心時空分布的成因

從已評選的國家級實驗教學中心空間分布不平衡的特征來看，究其原因，主要是受教育資源、政策條件、社會經(jīng)濟等人文因素的影響。

(1) 教育資源稟賦。教育資源不均衡分布是影響我國國家級實驗教學中心不均衡分布的主要原因。教育資源稟賦條件包含了區(qū)位特征、人口規(guī)模、博士學位點分布、教育投入等條件。我國東部、南部地區(qū)是我國社會經(jīng)濟發(fā)展和現(xiàn)代教育發(fā)展的重要區(qū)域，優(yōu)越的區(qū)位條件使得東部、南部地區(qū)集聚大量人口，成為我國現(xiàn)代教育布局和實驗教學中心分布的基礎(chǔ)條件。改革開放以來，一級學科博士點傾向于東部、南部地區(qū)布局，以滿足其人才培養(yǎng)需求，為中心建設(shè)提供了優(yōu)質(zhì)師資條件?；诖?，教育資源稟賦條件差異是中心不均衡分布的重要原因。

(2) 申報制度。國家級實驗教學中心評選內(nèi)容主要包括先進的實驗教學理念、教學隊伍、儀器設(shè)備、管理模式、信息化水平等內(nèi)容。申報制度是教育部按一定比例分配申報名額，由學校向地方教育行政主管部門提出申請，經(jīng)省級相關(guān)部門評審后向教育部推薦申報，即自下而上的申報制度。申報對象從早期的重點院校(985/211)逐漸向一般院校拓展。從中可知，申報制度和評選標準仍不夠完善，存在相關(guān)利益沖突、評定過程不嚴謹?shù)葐栴}。部分地方院校通過整合校內(nèi)、校外實踐教學資源，特色化辦學，取得了較好的人才培養(yǎng)效果，但在省級評審過程中，由于學科地位、學校規(guī)模、評審人員主觀傾向等原因，往往無法入選省級推薦名單。再有，由于國家級評審未深入實地觀察，部分中心“為了申報而申報”，存在弄虛作假問題。另外，“終身制”的中心稱號制度進一步限制地方院校參與。因此，當前國家級實驗教學中心申報制度在一定程度上影響了其空間分布。

(3) 社會經(jīng)濟。國家級實驗教學中心分布差異也受所在省份的經(jīng)濟差異影響。國家級實驗教學中心申報中明確要求省級教育行政部門應(yīng)保證正常運轉(zhuǎn)經(jīng)費和教學改革經(jīng)費。但我國省際經(jīng)濟發(fā)展差異較大，對教育經(jīng)費投入不同，東部廣東省、江蘇省、浙江省等地不僅是經(jīng)濟強省，也是教育投入大省，為中心建設(shè)提供了經(jīng)濟基礎(chǔ)。同時，良好的社會經(jīng)濟環(huán)境吸引了大量高水平師資隊伍，具有較好的管理水平和信息化條件，為中心發(fā)展提供了良好的外部條件。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié) 論

4.2 建 議

國家級實驗教學中心建設(shè)是在我國高等教育深化改革背景下所開展的一項重要高等教育改革工作。結(jié)合本文研究結(jié)論，提出以下建議。

(1) 加強中心信息化建設(shè)。借助現(xiàn)代信息科技手段，開展實驗教學資源庫建設(shè)，開放優(yōu)質(zhì)實驗教學資源，提高中心示范能力，解決優(yōu)質(zhì)實驗教學資源過度集中而地方院校極度缺乏的狀況。同時，建立東西部實驗教學資源對接平臺，采取幫扶模式，東部院校精準對接、扶助西部地區(qū)院校開展實驗教學，提高實驗教學資源有效輻射。

(2) 加快區(qū)域優(yōu)質(zhì)實驗教學資源共享。盡可能在區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)實驗教學資源均衡分布。在部分難以設(shè)立國家級實驗教學中心區(qū)域，可建立國家級實驗教學中心預(yù)備項目庫，對優(yōu)勢學科予以重點支持與培育。在優(yōu)質(zhì)實驗教學資源豐富區(qū)域，建立教學資源共享聯(lián)盟，從實驗教學師資、儀器設(shè)備、實驗課程等方面開展交換，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源溢出效應(yīng)。

(3) 實施中心動態(tài)化管理。進一步提高中心建設(shè)質(zhì)量和優(yōu)化資源配置,完善國家級實驗教學中心質(zhì)量管理體系，借助高等教育國家級實驗教學示范中心聯(lián)席會平臺，對已入選中心開展動態(tài)化檢測、評估。對建設(shè)不符合要求、管理不夠規(guī)范、示范效果不足等中心實施退出機制，提高國家級實驗教學中心“含金量”，動態(tài)調(diào)整、合理布局實驗教學資源，實現(xiàn)實驗教學資源優(yōu)化配置。