王 琰,王高倫
基礎(chǔ)教育是中國教育的基石,中小學(xué)校是實(shí)施基礎(chǔ)教育的空間載體。城市居民日益增長的對高質(zhì)量中小學(xué)校的需求和學(xué)校發(fā)展不平衡、不充分之間的矛盾,是當(dāng)前我國民生領(lǐng)域的主要矛盾問題之一。隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn),城市落戶政策的放寬,以及“三孩”政策的實(shí)施,中小學(xué)校出現(xiàn)就學(xué)人口增多趨勢。這一趨勢在原本教育設(shè)施配套不足,且居住人口快速增長的城市新建開發(fā)區(qū)中尤為明顯,有時甚至表現(xiàn)為就學(xué)人口的激增[1]。
隨著城市新區(qū)居住人口數(shù)量的增加,隨之而來的就學(xué)需求也快速增長。生育新政對于基礎(chǔ)教育適齡人口規(guī)模和結(jié)構(gòu)的影響也正在逐步顯現(xiàn)[2]。由于新區(qū)教育配套設(shè)施建設(shè)往往滯后,學(xué)校學(xué)位供給不能滿足日益增長的就學(xué)需求,導(dǎo)致既有學(xué)校空間超載,大班額運(yùn)作,空間品質(zhì)下降,學(xué)生活動場地減少,從而影響了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生身心健康[3]。因此,在就學(xué)需求不斷增加的城市新區(qū),如何采取適宜設(shè)計(jì)方法,挖掘既有校舍空間潛力進(jìn)行空間容量更新,以滿足高品質(zhì)辦學(xué)需求,成為亟待解決的問題。
對就學(xué)需求進(jìn)行科學(xué)預(yù)測,在學(xué)校層面,有利于精準(zhǔn)施策,科學(xué)指導(dǎo)就學(xué)需求激增區(qū)域的學(xué)校進(jìn)行空間發(fā)展和容量更新,避免盲目建設(shè);在規(guī)劃管理層面,有利于學(xué)??茖W(xué)規(guī)劃布點(diǎn),為學(xué)區(qū)范圍劃分和動態(tài)調(diào)整提供依據(jù),促進(jìn)學(xué)區(qū)內(nèi)的就學(xué)需求與就學(xué)容量保持平衡。
1.1.1 供需失衡
2015年全面放開二胎政策后,西安市人口出生率、自然增長率呈現(xiàn)明顯上升的趨勢。同時,隨著西安成為國家中心城市的政策落地以及兩輪戶籍新政的推進(jìn),西安市吸納了更多人口資源。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2010年至2019年西安市常住人口呈現(xiàn)增多趨勢,而西安市小學(xué)校總體數(shù)量卻有所減少,供需矛盾逐漸凸顯(圖1)。
圖1 西安市常住人口與小學(xué)數(shù)量變化
近幾年西安市中小學(xué)在校學(xué)生人數(shù)持續(xù)增高。以雁塔區(qū)(含高新區(qū)和曲江新區(qū))為例,最近五年小學(xué)在校學(xué)生數(shù)量平均以每年6.48%的速率增長,小學(xué)學(xué)校數(shù)量平均每年增速僅為3.45%[4](圖2)。據(jù)統(tǒng)計(jì),2018年西安市義務(wù)教育階段在校學(xué)生中,26%為進(jìn)城務(wù)工人員隨遷子女。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快,西安市對外來務(wù)工及非本市戶籍人員子女的入學(xué)條件逐漸放寬,外來流入人口的逐步增多,以及“三孩政策”的實(shí)施,預(yù)計(jì)未來一段時間內(nèi),西安市中小學(xué)校在校學(xué)生人數(shù)將會繼續(xù)增加,學(xué)位短缺問題將日益明顯[5]。
圖2 西安市雁塔區(qū)小學(xué)在校生數(shù)量與學(xué)校數(shù)量
1.1.2 學(xué)位分布不均
在城市化進(jìn)程加快和“大西安”政策刺激之下,西安城市規(guī)模急速擴(kuò)張,新興開發(fā)區(qū)內(nèi)不斷出現(xiàn)大規(guī)模新建住宅區(qū),人口的大量涌入,使得該區(qū)域的小學(xué)就學(xué)需求不斷增加。近年來新進(jìn)落戶人員多集中在城市的新區(qū),主要包括雁塔區(qū)管轄的高新區(qū)和曲江新區(qū),以及未央?yún)^(qū)管轄的經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)等。從各區(qū)常住人口和學(xué)校數(shù)量可以看出,西安市6個主城區(qū)學(xué)位分布并不均衡,城市新區(qū)學(xué)位缺口較大(圖3)。
圖3 西安市主城區(qū)人口數(shù)量與學(xué)校數(shù)量
城市新區(qū)由于建設(shè)時間較短,基礎(chǔ)教育設(shè)施數(shù)量往往有限,周圍能利用的公共服務(wù)設(shè)施資源較匱乏,因此在一段時間內(nèi)較易出現(xiàn)就學(xué)需求激增現(xiàn)象。新區(qū)學(xué)校一般硬件設(shè)施較齊全,建校初期能滿足就學(xué)需求且略有余裕,但隨著人口流入的不斷增加,就學(xué)需求也隨之增加,導(dǎo)致學(xué)??臻g超載,品質(zhì)下降。就學(xué)需求激增區(qū)域?qū)W??傮w特征如表1所示。
表1 就學(xué)需求激增區(qū)域的學(xué)??傮w特征
2.1.1 就學(xué)需求預(yù)測方面
就學(xué)需求預(yù)測是根據(jù)學(xué)校所在學(xué)區(qū)過去和現(xiàn)在的相關(guān)就學(xué)信息,通過科學(xué)的計(jì)算方法和邏輯推理,對學(xué)區(qū)在未來一定時期內(nèi)的學(xué)位需求數(shù)量和發(fā)展趨勢做出推測和判斷。
當(dāng)前我國規(guī)劃部門,對中小學(xué)校規(guī)劃布點(diǎn)多以服務(wù)半徑、生活圈理論作為參考,對于學(xué)校規(guī)模及就學(xué)需求預(yù)測主要是采用千人指標(biāo)進(jìn)行推算[6]。教育系統(tǒng)對就學(xué)需求預(yù)測,往往根據(jù)每年預(yù)報名階段的生源摸底進(jìn)行統(tǒng)計(jì),其數(shù)據(jù)往往存在一定的滯后性,無法準(zhǔn)確預(yù)測學(xué)校遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)模,而造成新建學(xué)校投入使用不久又急需擴(kuò)建的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)[7]。由于人口規(guī)模預(yù)測的不確定性、多重利益主體博弈造成的不可操作性等原因,中小學(xué)規(guī)劃一直處于規(guī)劃研究與實(shí)踐操作難以統(tǒng)一的狀態(tài)[8]。隨著GIS技術(shù)在規(guī)劃領(lǐng)域的不斷應(yīng)用,GIS核密度分析、緩沖區(qū)分析、泰森多邊形分析等技術(shù)方法可為教育設(shè)施布點(diǎn)及就學(xué)需求模擬預(yù)測提供參考[9]。
以上研究所進(jìn)行的就學(xué)需求預(yù)測,均沒有充分考慮學(xué)區(qū)內(nèi)居住建筑、戶型結(jié)構(gòu)等對就學(xué)需求的影響,也沒有充分體現(xiàn)不同類型的居住建筑在就學(xué)需求上的差異性。同時也缺少如何運(yùn)用就學(xué)需求預(yù)測指標(biāo),指導(dǎo)學(xué)校進(jìn)行空間更新的相關(guān)研究。
2.1.2 校舍更新方面
國內(nèi)關(guān)于中小學(xué)校舍更新的研究主要為改擴(kuò)建工程實(shí)例報告及碩博學(xué)位論文。學(xué)位論文多從校內(nèi)建筑空間的角度出發(fā),研究校園建筑改造的普適性設(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)方法,較少論文從就學(xué)需求的角度研究校舍更新。
西安建筑科技大學(xué)研究團(tuán)隊(duì),從學(xué)校外部因素——學(xué)區(qū)的角度研究校園更新,包括:沈若宇博士論文《基于供需關(guān)系的城市小學(xué)校舍適應(yīng)性空間計(jì)劃及其模式研究》(2019),以學(xué)校合理空間服務(wù)范圍為指導(dǎo),預(yù)測城市小學(xué)就學(xué)人口,以就學(xué)供需關(guān)系指導(dǎo)學(xué)校建立適應(yīng)性空間計(jì)劃[10];張曉蘭碩士論文《基于供需平衡的既有小學(xué)建筑空間環(huán)境品質(zhì)提升研究》(2018),以學(xué)區(qū)內(nèi)住宅為切入點(diǎn),研究就學(xué)需求與供需平衡的條件下,既有小學(xué)空間品質(zhì)提升策略[11]。以上研究從學(xué)區(qū)人口與住宅角度,基于供需關(guān)系,研究了校舍空間發(fā)展與更新。但因城市不同區(qū)域?qū)W校的就學(xué)需求與校舍狀況差異很大,因此需要對城市新區(qū)、老舊城區(qū)等不同區(qū)域進(jìn)行細(xì)化研究。
2.2.1 研究路徑
學(xué)校在就學(xué)需求不斷增加而用地?zé)o法增加的雙重壓力下,校舍空間如何科學(xué)增容提質(zhì)是解決問題的關(guān)鍵。本研究基于就學(xué)需求預(yù)測量化模型,形成量化增容指標(biāo),從而科學(xué)地指導(dǎo)學(xué)校進(jìn)行空間容量更新(圖4)。
圖4 研究路徑
2.2.2 研究方法
(1)實(shí)地調(diào)研
以西安市曲江新區(qū)為例,以 QJDY小學(xué)為調(diào)研對象,對其學(xué)區(qū)范圍內(nèi)的居住小區(qū)進(jìn)行抽樣調(diào)查。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、住戶走訪和問卷調(diào)研,掌握小區(qū)的居住建筑類型、建設(shè)年代、建筑面積、建筑層數(shù)、戶型、每戶小學(xué)生數(shù)量等內(nèi)容。對調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析,為就學(xué)需求量化模型建構(gòu)提供數(shù)據(jù)支撐。
(2)量化模型建構(gòu)
量化模型建構(gòu)是就學(xué)需求預(yù)測的核心步驟(圖5)。首先根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù),分析就學(xué)需求影響因素。再運(yùn)用SAS軟件對各影響因素做相關(guān)性分析,運(yùn)用多元線性回歸法與主成分回歸法對影響因子進(jìn)行測度分析,確定其權(quán)重系數(shù),初步建立模型,經(jīng)擬合度檢驗(yàn)合格后,形成最終量化模型。
圖5 量化模型建構(gòu)
本研究以外來人口輸入較多,就學(xué)壓力逐年加大的西安市曲江新區(qū)QJDY小學(xué)為例,對其學(xué)區(qū)所轄15處居住小區(qū)進(jìn)行調(diào)研。運(yùn)用SAS軟件對變量因素之間的相關(guān)性進(jìn)行分析,通過Pearson相關(guān)系數(shù)來衡量兩個數(shù)據(jù)集合的線性關(guān)系。Pearson相關(guān)系數(shù)(R值)介于-1~1之間,R絕對值越大,相關(guān)性越強(qiáng)。同時對Pearson相關(guān)系數(shù)的顯著水平P值進(jìn)行檢驗(yàn),若P值小于0.05,則表示自變量與因變量有相關(guān)性;若P取值大于0.05,則表示兩者無相關(guān)性[12]。
根據(jù)對居住小區(qū)的調(diào)研,初步確定影響因變量就學(xué)需求系數(shù)y(小學(xué)生人/百戶)的自變量因素包括:住宅區(qū)位(X1)、住宅類型(X2)、建設(shè)年代(X3)、戶型結(jié)構(gòu)(X4)、住宅層數(shù)(X5)、住宅面積(X6),并對六個自變量進(jìn)行賦值量化。通過SAS軟件對相關(guān)性進(jìn)行分析,得到以上六個影響因子與就學(xué)需求系數(shù)y的相關(guān)性系數(shù)p值分別為:0.0468、0.0308、0.0014、0.0011、0.2823、0.3937[11]。其中住宅區(qū)位(X1)、住宅類型(X2)、建設(shè)年代(X3)、戶型結(jié)構(gòu)(X4)四個自變量的p值均小于0.05,可知該四個影響因子與就學(xué)需求系數(shù)y顯著相關(guān);而住宅層數(shù)(X5)、住宅面積(X6)p值均大于0.05,則說明其對就學(xué)需求系數(shù)無影響。
綜合運(yùn)用多元線性回歸法與主成分回歸法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。將自變量住宅區(qū)位(X1)、住宅類型(X2)、建設(shè)年代(X3)、戶型結(jié)構(gòu)(X4),以及因變量就學(xué)需求系數(shù)y(小學(xué)生人數(shù)/百戶),帶入 SAS 軟件進(jìn)行多元線性回歸分析。經(jīng)SAS 軟件分析顯示,回歸方程擬合度(R-squared)達(dá)到 77.5%,即說明就學(xué)需求系數(shù)(小學(xué)生人數(shù)/百戶)變化的 77.5%,是由自變量住宅區(qū)位(X1)、住宅類型(X2)、建設(shè)年代(X3)、戶型結(jié)構(gòu)(X4)引起的。
通過共線性診斷分析,發(fā)現(xiàn)變量住宅區(qū)位(X1)、住宅類型(X2)的方差比例值很大,說明這兩個變量具有共線性。為消除共線性影響,保證模型結(jié)果的穩(wěn)定性,還需采用主成分回歸法進(jìn)一步分析。 通過對四個自變量的積累貢獻(xiàn)率分析,確定主成分得分變量,經(jīng)擬合度檢驗(yàn)后,建立主成分回歸方程。根據(jù)原始自變量的均值和標(biāo)準(zhǔn)差,得到標(biāo)準(zhǔn)自變量公式,并將其代入標(biāo)準(zhǔn)自變量的回歸方程,得到因變量 y 關(guān)于原始自變量 x1~ x4的線性回歸方程(系數(shù)保留兩位小數(shù))。模型如下:
式中:
Y——就學(xué)需求系數(shù)(小學(xué)生人數(shù)/百戶)
X1——住宅區(qū)位
X2——住宅類型
X3——建設(shè)年代
X4——戶型結(jié)構(gòu)
其中其變量X的取值詳見表2。
表2 自變量取值
通過回歸方程,我們可知以下信息:①住宅區(qū)位、住宅類型、建設(shè)年代及戶型結(jié)構(gòu)對小學(xué)生就學(xué)需求系數(shù)有影響,其中住宅區(qū)位和建設(shè)年代對就學(xué)需求系數(shù)正相關(guān),住宅類型和戶型結(jié)構(gòu)則對就學(xué)需求系數(shù)負(fù)相關(guān)。通過對就學(xué)需求測算模型的四個自變量系數(shù)絕對值的大小可知,對就學(xué)需求系數(shù)的影響重要性從大到小排序,依次為:住宅區(qū)位、建設(shè)年代、住宅類型、戶型結(jié)構(gòu)。
②住宅區(qū)位(X1)、住宅類型(X2)、建設(shè)年代(X3)、戶型結(jié)構(gòu)(X4)四個因素對就學(xué)需求系數(shù)的影響:在其他三個影響因素不變的情況下,四個因素每上升 1 個單位,其就學(xué)需求系數(shù)就分別上升2.87 個單位、下降1.79個單位、上升2.41 個單位;下降1.53 個單位。經(jīng)檢驗(yàn),回歸模型的標(biāo)準(zhǔn)化殘值正態(tài)分布,則說明該主成分回歸模型是適宜的(圖6)。
圖6 標(biāo)準(zhǔn)化殘值正態(tài)P-P圖
以西安市曲江新區(qū)QJDY小學(xué)為例,運(yùn)用就學(xué)需求預(yù)測模型,對未來幾年內(nèi)的就學(xué)需求峰值進(jìn)行量化預(yù)測,精準(zhǔn)施策,為學(xué)校的空間發(fā)展及容量更新提供科學(xué)量化參考。
QJDY小學(xué)是一所全日制公辦小學(xué),建于2011年,學(xué)校占地25.5畝,總建筑面積約為1.5萬m2(圖7、8)。根據(jù)西安市教育局2019年義務(wù)階段學(xué)校學(xué)區(qū)劃分,QJDY小學(xué)區(qū)為圖8所示范圍內(nèi)的商住小區(qū)。該學(xué)區(qū)共涉及15個住宅小區(qū),19434戶住戶。該學(xué)區(qū)覆蓋的范圍較廣,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出10min生活圈或500m服務(wù)半徑的范圍(圖9)。
圖7 QJDY小學(xué)總平面圖
圖8 QJDY小學(xué)與周邊社區(qū)
圖9 QJDY小學(xué)學(xué)區(qū)示意圖
通過就學(xué)需求預(yù)測公式:y = 7.79 + 2.87X1- 1.79X2+ 2.41X3- 1.53X4,可計(jì)算出該學(xué)區(qū)小學(xué)生就學(xué)需求系數(shù)y(人/百戶),并根據(jù)表2自變量取值,得到QJDY小學(xué)學(xué)區(qū)就學(xué)需求系數(shù)(表3)。按照:就學(xué)需求量=就學(xué)需求系數(shù)×戶數(shù)÷100,根據(jù)表3所得的就學(xué)需求系數(shù)進(jìn)行計(jì)算,即得出QJDY小學(xué)的就學(xué)需求量峰值:
表3 QJDY小學(xué)學(xué)區(qū)就學(xué)需求系數(shù)計(jì)算
QJDY小學(xué)學(xué)生就學(xué)需求人數(shù)= (5.09×484+3.26×2225+2.03×5103+0.50×1227+7.50×1177+5.97×2713+4.44×4170+2.91×2335)/100=717人綜上所述,根據(jù)預(yù)測模型計(jì)算QJDY小學(xué)區(qū)就學(xué)需求峰值為717人。
結(jié)合該校最近五年來的招生人數(shù)、班級數(shù)量和班級人數(shù)統(tǒng)計(jì)(表4),可知近年QJDY小學(xué)平均每年招生增長率為35%,以此推算,QJDY小學(xué)將在未來三年內(nèi)達(dá)到就學(xué)需求預(yù)測峰值。按照預(yù)測峰值和雁塔區(qū)有關(guān)每班學(xué)生數(shù)量最多50人的規(guī)定來推算,該校未來3年內(nèi)至少還需要增加7個班級規(guī)模才能滿足就學(xué)需求。因此需要進(jìn)行建筑空間潛力挖掘,科學(xué)擴(kuò)容,以滿足需求。若三年后就學(xué)需求仍持續(xù)增加,則應(yīng)考慮調(diào)整學(xué)區(qū)范圍或增加新學(xué)校,以緩解容量壓力。
表4 QJDY小學(xué)歷年招生情況統(tǒng)計(jì)表
對于大多數(shù)既有學(xué)校,在校園用地?zé)o法增加的現(xiàn)狀下,面對不斷增加的就學(xué)需求壓力,如何進(jìn)行校內(nèi)空間潛力挖掘,是解決空間不足問題的主要途徑。QJDY小學(xué)教學(xué)樓共4層,為 “回”字形布局,主要包括普通教室、專用教室、辦公室、交流展廳以及多功能教室等(圖10)。學(xué)校最初設(shè)計(jì)為24班,隨著就學(xué)需求逐年增加,學(xué)校已將教學(xué)樓四層的功能部室改建為普通教室,擴(kuò)容為32班,班額由最初40人/班, 增加到60人/班的大班額,生均普通教室面積低于國家相關(guān)基本指標(biāo),但仍不能緩解就學(xué)壓力(表5)。
表5 QJDY小學(xué)現(xiàn)狀指標(biāo)與設(shè)計(jì)規(guī)范指標(biāo)
根據(jù)就學(xué)需求預(yù)測,QJDY小學(xué)未來三年內(nèi)還需增加至少7間普通教室,為此需要對該校教學(xué)樓進(jìn)行空間潛力挖掘。因該校教學(xué)樓庭院東西距離約為40m,可利用該庭院東西向距離較寬的特點(diǎn),按照設(shè)計(jì)規(guī)范在保證兩排教學(xué)樓間距大于25m的前提下[13],在庭院西側(cè)的連廊處每層增設(shè)2間普通教室,共可增加8間教室,即可滿足了3年的就學(xué)需求(表6)。同根據(jù)教學(xué)樓南北樓棟的形體特點(diǎn)及柱網(wǎng)結(jié)構(gòu),可分別在南、北兩間教室外加設(shè)陽臺,以拓展班級空間面積,提升教室空間品質(zhì)(圖11)。
表6 QJDY小學(xué)空間更新對比
就學(xué)需求的增加,對學(xué)??臻g容量的影響不僅僅涉及普通教室,同時各類專用教室及服務(wù)設(shè)施不足的矛盾也會逐漸凸顯。在用地制約下,可以通過功能疊加、復(fù)合化使用及提高利用效率等方法,緩解此類矛盾。
隨著城鄉(xiāng)一體化加速推進(jìn)和“三孩”生育政策的實(shí)施,傳統(tǒng)教育設(shè)施布局規(guī)劃指標(biāo)系統(tǒng),已經(jīng)難以適應(yīng)因城市人口構(gòu)成和區(qū)域建設(shè)條件不同而帶來的差異化發(fā)展[14]。尤其是在城市的新區(qū),往往融合了新建區(qū)、城邊村甚至農(nóng)村地區(qū),規(guī)劃不確定性較多,使得傳統(tǒng)的學(xué)校規(guī)模確定手段難以適應(yīng)新的發(fā)展需求[15]。因此應(yīng)結(jié)合就學(xué)需求預(yù)測指標(biāo),實(shí)現(xiàn)教育設(shè)施的供需平衡和科學(xué)化布局。
本文以就學(xué)需求預(yù)測為視角,研究城市新區(qū)既有學(xué)校空間容量更新方法?;诜治鼍蛯W(xué)需求激增現(xiàn)象的成因,通過相關(guān)性分析,總結(jié)影響就學(xué)需求的四大因素即:住宅區(qū)域、住宅類型、建設(shè)年代和戶型結(jié)構(gòu)。構(gòu)建就學(xué)需求預(yù)測模型,對就學(xué)需求峰值做出預(yù)測,以便學(xué)校精準(zhǔn)施策,空間挖潛,增容提質(zhì),促進(jìn)學(xué)??茖W(xué)地改造更新。
本文是在既有學(xué)校規(guī)劃布點(diǎn)的前提下,研究如何基于就學(xué)需求預(yù)測指標(biāo),挖掘既有學(xué)??臻g潛力,解決因空間不足制約學(xué)校發(fā)展的瓶頸問題。但應(yīng)看到,要從根本上解決學(xué)位供需不平衡的問題,需要基于基礎(chǔ)教育就學(xué)需求分布,進(jìn)行空間差異化的設(shè)施供給,使其供給密度與需求密度相匹配[16]。 同時如何運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù),推進(jìn)就學(xué)需求預(yù)測模型的準(zhǔn)確性及適用性,更好地指導(dǎo)學(xué)校規(guī)劃設(shè)計(jì)將是未來的研究重點(diǎn)。
圖、表來源
圖1~5、7~11:作者繪制;圖6:參考文獻(xiàn)[11];表1~6:作者繪制。