地理微觀尺度的中學(xué)教育資源均衡性量化研究

盧茵怡， 龔建周， 王茯泉

(1. 廣州大學(xué) 地理科學(xué)與遙感學(xué)院， 廣東 廣州 510006; 2. 嶺南師范學(xué)院 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 廣東 湛江 524048)

教育均衡是社會公平的重要基礎(chǔ)，教育資源配置均衡則是實現(xiàn)教育公平的基礎(chǔ)[1].教育系統(tǒng)的均衡狀態(tài)是指教育系統(tǒng)各部門之間建立穩(wěn)定、均衡、有秩序的關(guān)系.所謂教育資源均衡發(fā)展是指依法保護(hù)所有公民平等接受教育的權(quán)利，通過調(diào)整資源配置從而提供相對均等的教育條件，以客觀公正的態(tài)度和科學(xué)有效的方法應(yīng)對教育效果和成功機會的相對均衡[2].教育部原副部長朱之文曾在中國教育學(xué)會第31次學(xué)術(shù)年會中指出，基礎(chǔ)教育是現(xiàn)代國民教育體系的基石，對立德樹人具有奠基性作用[3].基礎(chǔ)教育(中小學(xué)教育)對象是6～18歲、身心正處于成長期，還未發(fā)展成熟的孩子.這部分孩子不能脫離家長的監(jiān)護(hù)，因此我國1986年通過《中華人民共和國教育法》第9條規(guī)定：“地方各級人民政府適當(dāng)設(shè)置小學(xué)、初級中等學(xué)校，使兒童、少年就近入學(xué)”[4].基礎(chǔ)教育資源的均衡配置是國家重要公共政策的重要內(nèi)容之一[5]；中小學(xué)布局調(diào)整是我國近年來優(yōu)化教育資源配置，是促進(jìn)義務(wù)教育改革與發(fā)展的一項重要政策[6].從中學(xué)學(xué)校與居民點分布之間的配置關(guān)系，探討區(qū)域教育資源配置合理與均衡性，旨在以空間為視角，為進(jìn)一步優(yōu)化教育資源配置提供參考.

國外對中小學(xué)空間分布的研究較早.早在19世紀(jì)90年代，教育設(shè)施布點就已經(jīng)包含在霍華德“田園城市”中的城市規(guī)劃構(gòu)想中，霍華德提出為了避免道路對學(xué)校上下學(xué)交通可能帶來的干擾，需要將中小學(xué)融入到居住區(qū)，分布在居住區(qū)的內(nèi)部.1969年，中小學(xué)校布點規(guī)劃因為劉易斯·凱博在《城鄉(xiāng)規(guī)劃原理與實踐》一書中闡述了關(guān)于中小學(xué)布局的相關(guān)理論及其實踐標(biāo)準(zhǔn)而在城市建設(shè)中有了可實施性的依據(jù)，同時該書的相關(guān)理論也成為了教育設(shè)施布局的基本規(guī)范[7].隨著技術(shù)的發(fā)展，國外學(xué)者運用GIS技術(shù)對學(xué)?？臻g分布的研究逐漸多起來.如利用GIS技術(shù)對學(xué)校的空間布局進(jìn)行了可達(dá)性分析[8]；采用數(shù)字高程模型(DEM)，利用GIS對中小學(xué)校選址的規(guī)劃調(diào)整，提高了中小學(xué)校布局的均衡性和規(guī)劃的科學(xué)性.而研究大多關(guān)注國家、省域范圍(宏觀、中觀尺度)[9]，近年開始縮小空間視角，測度相對小范圍的市(區(qū))行政單元[10-11](微觀尺度).隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程不斷加快，城市人口結(jié)構(gòu)、人口規(guī)模和人口分布也都在不斷地發(fā)生變化，城市中學(xué)已呈現(xiàn)出學(xué)校選址和布局不夠合理，造成了有的地區(qū)學(xué)校過于集中，有的地區(qū)學(xué)校很少和學(xué)生不能就近入學(xué)等問題[12].加強市區(qū)等地理微觀尺度下的學(xué)校配置均衡性研究尤其必要.

本文以江門市江海區(qū)(微觀尺度范圍)為研究區(qū)域，利用GIS空間分析技術(shù)，從中學(xué)數(shù)量、位置與街道居民數(shù)之間配置的均衡度，通過泰森多邊形、緩沖區(qū)分析法、基于交通可達(dá)性的最小鄰近距離分析法和集中指數(shù)，進(jìn)行中學(xué)教育資源配置均衡性的案例研究，目的在于探討區(qū)級范圍內(nèi)中學(xué)的空間配置問題.

1 資料與方法

本文以城市街道為分析單元，從兩個方面進(jìn)行微觀尺度的中學(xué)教育資源配置均衡性研究：①以居民點與最近中學(xué)的最短距離為衡量指標(biāo)，評估抵達(dá)某教育資源的能力；②以中學(xué)數(shù)量和服務(wù)人口是否一致，評估可以到達(dá)的公共產(chǎn)品數(shù)量，衡量教育資源分布的均衡特性.

1.1 研究區(qū)域

江門，別稱“五邑”，位于21°27′～22°51′N，111°59′～113°15′E之間.地處廣東省的中南部、西江下游、珠江三角洲西部.江門不僅是粵港澳大灣區(qū)重要節(jié)點城市，同時也是珠江三角洲西部地區(qū)的中心城市之一[13].江海區(qū)(圖1)，隸屬于廣東省江門市，地處江門市東南部，是江門中心城區(qū)之一，北鄰蓬江區(qū)，南面和西面與新會區(qū)相鄰，東與“世界燈飾之都”中山古鎮(zhèn)隔江相望.江海區(qū)現(xiàn)轄外海、禮樂、江南、滘頭和滘北等5個街道(圖2a)，共有34條行政村和29個社區(qū)，面積109.16 km2，常住人口27.16萬.

圖1 研究區(qū)域Fig.1 Location of the study area

江門市江海區(qū)內(nèi)地形平坦，交通比較便利，圖2b為江海區(qū)道路網(wǎng)圖.研究區(qū)南部道路網(wǎng)稀疏，中部以及北部道路網(wǎng)密度大，交通較南部方便.

1.2 數(shù)據(jù)

江門市江海區(qū)中學(xué)資料來源于江門市統(tǒng)計局2019年的統(tǒng)計資料，江海區(qū)人口數(shù)量資料來源于《江門市統(tǒng)計年鑒》(2019)，江海區(qū)的街道行政區(qū)劃圖通過江門市江海區(qū)規(guī)劃局獲得，江海區(qū)道路交通數(shù)據(jù)來源于谷歌地球(圖2b)，江海區(qū)中學(xué)點數(shù)據(jù)來自高德地圖的POI數(shù)據(jù)提取(2020年)(圖2a)，江海區(qū)居民點數(shù)據(jù)(2019年)來源于全國地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)(http://www.webmap.cn/commres.do?method=result100W).

圖2 江海區(qū)區(qū)劃圖以及學(xué)校分布、居民點、道路圖

1.3 方法

1.3.1 基于泰森多邊形制圖的中學(xué)學(xué)區(qū)劃分

一般用泰森多邊形方法劃分公共服務(wù)設(shè)施的服務(wù)范圍.泰森多邊形又叫馮洛諾伊圖，是由連接兩鄰點線段的垂直平分線組成的連續(xù)多邊形.泰森多邊形中的任一位置距其目標(biāo)點的距離皆比到任何其他目標(biāo)點的距離近[14].基于泰森多邊形原理和中學(xué)位置圖層劃分各學(xué)校的服務(wù)范圍，利用ArcGIS/Analysis/Proximity/Create Thiessen Polygons工具完成.結(jié)果是：任何一所中學(xué)所屬的多邊形內(nèi)，其任意一點到該學(xué)校的距離小于到其他任何一所學(xué)校的距離.因此，這種基于泰森多邊形服務(wù)范圍的劃定，保證了每個中學(xué)生成的多邊形內(nèi)，是服務(wù)于居民點享受資源的最佳服務(wù)區(qū)域[15].

1.3.2 基于緩沖區(qū)的中學(xué)學(xué)區(qū)劃分

利用緩沖區(qū)分析方法，同時進(jìn)行中學(xué)的服務(wù)范圍的劃定.緩沖區(qū)就是地理空間目標(biāo)的一種影響范圍或服務(wù)范圍[16].一方面，利用ArcGIS/Analysis/Proximity/Multiple Ring Buffer工具生成各中學(xué)為源的多環(huán)緩沖區(qū).基于《中小學(xué)校設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的合理服務(wù)半徑為1 000 m[17]，結(jié)合研究區(qū)實際，并以覆蓋所有居民點為前提，分別生成500 m、1 000 m、1 500 m、2 000 m和2 500 m共5個等級緩沖區(qū).另一方面，基于緩沖區(qū)統(tǒng)計各中學(xué)不同服務(wù)半徑(服務(wù)范圍)的居民點數(shù).

1.3.3 基于空間配置視角的教育資源均衡性

(1)基于公平性視角，從交通可達(dá)性評估抵達(dá)教育資源的能力.本文采用基于交通可達(dá)性的最小鄰近距離法，進(jìn)行江門市江海區(qū)的中學(xué)可達(dá)性評價，從而反映其空間配置的均衡特性.其中，交通可達(dá)性用任一居民點到其最鄰近中學(xué)的實際道路距離表示[18].利用ArcGIS/Analysis/Proximity/Network Analyst工具，評價過程如下：首先，查找離各居民點最近的一個中學(xué)；然后，查找最近路徑；最后，分級統(tǒng)計最短路徑，評價中學(xué)空間配置的均衡性.

(2)基于公平性理論，借助公平性指數(shù)考量研究區(qū)域中學(xué)數(shù)量與其服務(wù)人口數(shù)量是否匹配.具體是將研究區(qū)中學(xué)數(shù)量和該區(qū)域人口數(shù)量進(jìn)行對比，計算中學(xué)數(shù)量和服務(wù)人口是否具有一致性.集中指數(shù)計算公式[19]如下:

(1)

式(1)中，Ri為第i個街道的中學(xué)公平性指數(shù)；Xi、Yi分別是第i個街道的人口總數(shù)和境內(nèi)的中學(xué)數(shù)量；∑Xi、∑Yi分別是研究區(qū)的總?cè)丝跀?shù)和總中學(xué)數(shù).Ri位于0～100之間，Ri越接近于100，說明該街道學(xué)校設(shè)施與人口分布的結(jié)合程度越好；接近于0，說明學(xué)校設(shè)施集中分布于某幾個街道，與人口分布的格局極不一致[20].

2 結(jié) 果

2.1 江海區(qū)中學(xué)的空間分布狀況

由圖2a可見，無論從數(shù)量還是空間布局看，中學(xué)教育資源配置都是不均衡的.街道面積較大的禮樂、外海兩街道，中學(xué)數(shù)量也最多，各有6所、5所中學(xué)；其次是滘頭、滘北街道各有1所中學(xué)；江南街道內(nèi)沒有中學(xué).從空間布局看，中學(xué)集中分布在外海街道和禮樂街道，各街道間差異明顯.

基于泰森多邊形劃定的中學(xué)服務(wù)范圍，如圖3a所示，統(tǒng)計結(jié)果如表1.可以看出，各學(xué)校的影響勢力范圍或大或小.如江海區(qū)陽光學(xué)校(代碼為11)所在泰森多邊形中的學(xué)生上學(xué)距離較近，而禮樂第二初級中學(xué)(代碼為8)的部分學(xué)生需要到離家較遠(yuǎn)的學(xué)校上學(xué).統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)一步顯示各中學(xué)服務(wù)的居民點數(shù)量具有較大的差異，五邑大學(xué)附屬中學(xué)、禮樂第三初級中學(xué)和江海區(qū)陽光學(xué)校3所學(xué)校服務(wù)范圍內(nèi)都有10個居民點，服務(wù)居民點的比例達(dá)13.5%，總共高達(dá)40.5%；江門市第一中學(xué)的最合理服務(wù)區(qū)域內(nèi)卻沒有分布著居民點；江海區(qū)陳伯壇學(xué)校服務(wù)范圍也只有1個居民點.各中學(xué)緩沖區(qū)服務(wù)范圍內(nèi)居民點分布及統(tǒng)計結(jié)果如圖3b和圖3c.

表1 各中學(xué)服務(wù)的居民點數(shù)量

由圖3b和3c可知，40.5%的居民點分布于1 000～1 500 m之間的緩沖區(qū)中.居民點分布在服務(wù)半徑在1 500～2 000 m之間的服務(wù)范圍有9個，占總數(shù)的12.2%；服務(wù)半徑在2 000～2 500 m之間服務(wù)范圍內(nèi)的居民點有4個，占總數(shù)的5.4%；甚至有12.2%的居民點分布在服務(wù)半徑大于2 500 m的區(qū)域內(nèi).

圖3 各中學(xué)服務(wù)范圍內(nèi)居民點數(shù)

國務(wù)院規(guī)定相關(guān)城鎮(zhèn)中學(xué)的服務(wù)半徑在1 000 m的距離內(nèi)[17]，只有29.7%的居民點能夠達(dá)到這個要求；共有大約70%的居民點分布在以學(xué)校為圓點的1 500 m服務(wù)半徑覆蓋的范圍內(nèi)，說明江門市江海區(qū)中學(xué)的服務(wù)范圍主要是在1 500 m為服務(wù)半徑的地理空間內(nèi).

2.2 中學(xué)空間配置的均衡性

2.2.1 基于交通可達(dá)性的中學(xué)配置均衡性

基于交通可達(dá)性的均衡性結(jié)果如圖4.

圖4 居民點到中學(xué)最短距離圖Fig.4 Shortest distance from residential area to middle school

由圖4可知，江門市江海區(qū)中學(xué)的交通可達(dá)性存在較大的差異性，可達(dá)性最差的地區(qū)為禮樂街道的南部、外海街道的南部和滘北街道的北部，當(dāng)?shù)鼐用穸夹枰笥? 000 m的路程才能到達(dá)距離最近的一個學(xué)校，這些地區(qū)道路網(wǎng)相對稀疏(圖2b)，孩子入學(xué)距離成本較高.圖層屬性數(shù)據(jù)顯示，可達(dá)性最好的為泗豐到禮樂第三初級中學(xué)，路程為52 m；可達(dá)性最差的為大廠到江門市中港英文學(xué)校，路程為5 742 m，可達(dá)性極差.

居民點到中學(xué)最短距離統(tǒng)計結(jié)果如表2.相對最鄰近學(xué)校而言，可達(dá)性在1 000 m內(nèi)的有13個居民點，占總數(shù)的17.6%，符合國務(wù)院關(guān)于適齡中學(xué)生就近入學(xué)步行距離在1 000 m以內(nèi)[14]的規(guī)定.可達(dá)性在1 000～2 000 m、2 000～3 000 m的居民點分別有21和26個，占比為28.4%和35.1%.可達(dá)性在3 000～4 000 m的居民點有6個，占8.1%；大于4 000 m的居民點有8個，占10.8%.整個研究內(nèi)中學(xué)的平均交通可達(dá)性為2 170 m，高于國家標(biāo)準(zhǔn)，有超過82.4%的居住區(qū)上學(xué)距離超過1 000 m，表明江海區(qū)中學(xué)的交通可達(dá)性水平總體上較差，有必要對江海區(qū)中學(xué)的空間布局進(jìn)行調(diào)整.

表2 居民點到中學(xué)最短距離統(tǒng)計表

2.2.2 基于一致性的中學(xué)配置均衡性

根據(jù)式(1)的計算，均衡性結(jié)果見表3.江南街道的公平性指數(shù)最低，為93.8%，在5個街道中為最低值，這表明江南街道的中學(xué)分布和人口分布的格局一致性相對其他街道較差；滘北街道的公平性指數(shù)為102.6%，是5個街道中公平性指數(shù)最接近100%的街道，說明滘北街道是5個街道中中學(xué)分布與人口分布結(jié)合程度最好的街道，合理性最高.外海街道的公平性指數(shù)為106.8%，禮樂街道的公平性指數(shù)為106.2%，因為外海街道和禮樂街道的居住人口數(shù)量多，對學(xué)校的需求高，所以學(xué)校分布數(shù)量也多，公平性指數(shù)超出了100%；滘頭街道的公平性指數(shù)為96.8%，因為居住人口數(shù)量少，對學(xué)校需求較其他街道低，分布的學(xué)校相對較少，所以公平性指數(shù)低于100%，呈現(xiàn)缺乏狀態(tài).從總體上看，江門市江海區(qū)5個街道的公平性指數(shù)都接近100%，均衡性比較好，整個研究區(qū)的中學(xué)分布與人口分布結(jié)合程度較好.

表3 江海區(qū)各街道中學(xué)空間分布一致性指數(shù)

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

本文通過泰森多邊形、緩沖區(qū)分析法、基于交通可達(dá)性的最小鄰近距離分析法和集中指數(shù)對江門市江海區(qū)中學(xué)教育資源配置的均衡性進(jìn)行研究，得出以下結(jié)論：

(1)中學(xué)集中分布在外海街道和禮樂街道，各街道的中學(xué)數(shù)量差異明顯.有些區(qū)域的學(xué)校分布相對稀疏，難以滿足所有居民點學(xué)生就近入學(xué)的原則，會造成學(xué)生入學(xué)難、上學(xué)路程過遠(yuǎn)以及交通事故等問題[21].在城市規(guī)劃發(fā)展中，學(xué)校的分布應(yīng)充分考慮城市所有學(xué)生(包括家長)到達(dá)學(xué)校的最便捷程度，進(jìn)行科學(xué)的空間可達(dá)性分析，以盡量滿足城市所有人口到達(dá)學(xué)校最低成本的要求.

(2)超過82.4%的居住區(qū)上學(xué)距離超過1 000 m，表明江海區(qū)中學(xué)的交通可達(dá)性水平總體上較差，有必要對江海區(qū)中學(xué)的空間布局進(jìn)行調(diào)整.江門市江海區(qū)中學(xué)的服務(wù)范圍過大，無法滿足學(xué)生就近入學(xué)的教育資源分布原則；居住于在中學(xué)合理服務(wù)范圍之外區(qū)域的學(xué)生就學(xué)距離過大，需要更進(jìn)一步填補教育資源.

(3)通過公平性指數(shù)分析，江門市江海區(qū)的中學(xué)分布與人口分布保持一致，5個街道學(xué)校設(shè)施與人口分布的結(jié)合程度很好，各個街道的居民享有的中學(xué)教育資源比較均衡.

3.2 討論

基于泰森多邊形制圖的中學(xué)學(xué)區(qū)劃分，該方法的缺點是沒有考慮生成這個多邊形的學(xué)校能容納的學(xué)生數(shù)量[22].在進(jìn)行學(xué)校布局規(guī)劃時，必須以區(qū)域內(nèi)一定的現(xiàn)實人口為基礎(chǔ)進(jìn)行合理的空間布局，尤其是對于人口分布相對比較稀疏的地區(qū)，學(xué)校在空間上的布局會影響到受教育人口入學(xué)途徑的遠(yuǎn)近.人口分布不僅決定著學(xué)校的空間布局，而且還決定著教育的未來發(fā)展?fàn)顩r.因此，應(yīng)在現(xiàn)實人口的基礎(chǔ)之上，科學(xué)合理地預(yù)測未來人口的分布狀況，為學(xué)校合理布局學(xué)校提供重要的依據(jù)[23].

獲得了13所中學(xué)的泰森多邊形對空間的劃分之后，從統(tǒng)計數(shù)據(jù)可看出，有些學(xué)校的泰森多邊形內(nèi)分布著很多的居民點，教育資源較為緊張.但是有一所學(xué)校的泰森多邊形內(nèi)并沒有居民點分布.這所中學(xué)是江門市第一中學(xué)，是一所全寄宿型市高級中學(xué).學(xué)生周末上學(xué)選擇的方式有很多，距離對這所學(xué)校的服務(wù)范圍并無太大影響.隨著城市建設(shè)的不斷向外擴展，中學(xué)空間布局不均衡這一問題將會更加嚴(yán)重，城市中學(xué)布局的不均衡已經(jīng)不能滿足未來發(fā)展的需求，因此，合理配置教育資源就成為必須關(guān)注和研究的重點問題之一.