基于ArcGIS我國學前教育資源的空間分布與規(guī)劃

艾 子 柳海民

（1．揚州大學 教育科學學院，揚州 225000；2．東北師范大學 教育學部，長春 130024）

隨著第三期學前教育行動計劃結束，學前教育資源投入的方向也從“保覆蓋”逐漸轉(zhuǎn)向教育質(zhì)量的提升。但是，面對全面二孩政策帶來的學前教育需求壓力，我國的學前教育資源供給短期仍面臨緊張形勢。為此，國家在《關于深化學前教育改革的意見》（以下簡稱《意見》）中提出，在擴大學前教育資源的同時要對已有資源進行合理規(guī)劃。在此方面，傳統(tǒng)有關學前教育資源配置的研究多以入園率或覆蓋率為衡量標準，將各投入要素作為全局變量在指標評價體系中進行探討。這種研究的局限性在于忽視了各要素本身也是特定社會空間塑造的結果。運用ArcGIS揭示我國學前教育資源的空間分布樣態(tài)并分析塑造這種分布的社會性因素，可以很好彌補傳統(tǒng)研究在空間異質(zhì)性方面的缺失，對合理規(guī)劃學前教育資源的配置具有重要參考價值。

一、文獻綜述

地理信息技術在教育領域中的早期應用主要涉及學校選址的問題。較有代表性的研究如Dost J從學校在城市環(huán)境中的多重角色角度對學校選址進行評估［1］。耶格爾（Yeager）提出包括上學距離、交通工具需求在內(nèi)的綜合因素三項標準，對學校的選址進行模擬［2］。隨著ArcGIS的開發(fā)和引入，當代教育領域的地理信息研究形成兩條發(fā)展路徑：一方面是通過密度分布、可達性等呈現(xiàn)教育資源分布的地理空間形態(tài)；另一方面是運用地理加權回歸、空間自相關等分析方法對影響教育資源分布的社會性因素展開探索。

在探討教育資源分布的合理性方面，較有代表性的如Killeen運用GIS技術研究美國撤點并校政策在上學距離、交通成本、教育成本方面對城鄉(xiāng)學生的影響差異［3］。我國宋偉軒、涂唐奇等學者也結合教育資源的“社會—空間”可達性，對義務教育資源配置中的機會均等問題展開探索［4］。鄭楚楚、姜勇等學者以上海為例，對公辦學前教育資源區(qū)域配置的空間特征和均衡程度進行分析，從中發(fā)現(xiàn)學前教育資源在空間配置上仍存在著公辦學前教育資源相對集中、區(qū)域調(diào)配不合理等非均衡的特征［5］。后者較有代表性的如Sara Hershkovitz，通過比較特拉維夫和耶路撒冷得出學校的撤并對強化城市中心區(qū)具有重要影響［6］。在相關領域，我國學者王永超、王光宇等人也通過空間自相關分析得出，學區(qū)房與非學區(qū)房在價格空間集聚上呈現(xiàn)出較強的關聯(lián)性［7］。潘炎炎、李保杰等學者以徐州市豐縣為例，對農(nóng)村義務教育資源的優(yōu)化布局進行探索發(fā)現(xiàn)［8］，學生的上學成本和服務范圍對學校的可達性具有重要影響。

結合以往學者的研究可以發(fā)現(xiàn)，運用ArcGis對教育資源配置的探討多集中在對教育資源分布的地理空間形態(tài)及其社會性因素進行研究，但是相關研究往往忽視了如入園率和覆蓋程度這些關系教育過程性質(zhì)量的指標。例如，國家雖然要求新建小區(qū)需加強配套幼兒園建設，但是受交通、自然地理等因素的影響，特定區(qū)域可能會出現(xiàn)幼兒園過多或覆蓋程度較低的問題，從而造成教育資源的浪費。再比如，一些區(qū)域的學前教育資源雖然豐富，但是礙于房價、人口流動等社會性因素的影響，入園率并不高，這種情況并不能直接通過地理空間的分布形態(tài)得以展現(xiàn)。

二、研究設計及數(shù)據(jù)

通過對以往研究的梳理可以看到，傳統(tǒng)研究在運用ArcGis分析教育資源配置時，往往只針對當下資源的物理空間形態(tài)，忽視了資源的覆蓋程度、入園率這些反映教育發(fā)展合理性的社會性指標。因此，本研究主要從這兩個方面對我國的教育資源配置進行分析。

研究的底層數(shù)據(jù)和路網(wǎng)數(shù)據(jù)主要源自中科院資源環(huán)境科學與數(shù)據(jù)中心。其中，幼兒園、居民點主要通過Python代碼從谷歌地圖和百度地圖爬取Poi信息點。學前師資數(shù)量、幼兒園的占地面積以及學前教育的人均投入主要來自《中國人口統(tǒng)計年鑒》和《中國教育經(jīng)費統(tǒng)計年鑒》。本研究首先從學前教育資源的覆蓋狀況對學前教育資源的宏觀分布進行分析。具體在分析學前教育資源的覆蓋廣度時，本研究運用核密度分析方法。該分析方法是以某區(qū)域內(nèi)某一信息點為中心，選定一定半徑和要搜索的屬性，查找該半徑內(nèi)其他信息點的相同屬性信息，當一簇信息點的屬性信息越多，代表該信息點簇在這個屬性上的空間密度越高，代表性也就越強。在本研究中，信息點是全國的居民點，信息點的屬性信息是居民點便利范圍內(nèi)的幼兒園數(shù)量。為了進一步發(fā)掘影響資源優(yōu)化配置的實際因素，本研究以入園率作為結果性指標，運用地理加權回歸分析各省市的區(qū)域地理指標。所謂地理加權回歸模型，是一種用于建?？臻g變化關系的線性回歸的局部形式。傳統(tǒng)的線性或非線性回歸以及基于線性回歸的指標體系研究，在分析之前就假定了變量間的關系具有同質(zhì)性，從而掩蓋了變量間關系的局部特性。而地理加權回歸將數(shù)據(jù)的空間位置嵌入到回歸參數(shù)中，利用局部加權最小二乘法進行逐點參數(shù)估計，其中權重是回歸點所在的地理空間位置到其他各觀測點的地理空間位置之間的距離函數(shù)。通過這種方式，全局模型中的參數(shù)在空間中的變化趨勢就可以被度量出來。具體操作上，本研究首先對影響入園率的指標進行歸一化處理，然后運用因子分析將備選指標進行主成分分析，得出影響入園率的影響因子，最后將相關省市的影響因子得分和入園率導入ArcGis地理加權回歸模型進行分析。

三、我國學前教育資源的覆蓋狀況

傳統(tǒng)教育學在研究教育資源的分布時，往往忽視了空間的異質(zhì)性。所謂空間的異質(zhì)性是指由于不同區(qū)域或同一區(qū)域不同時間的空間變化帶來研究對象的屬性變異。本研究主要從學前教育資源的覆蓋狀況去展現(xiàn)這種宏觀分布的現(xiàn)狀。

從對學前教育的需求看，學前教育資源覆蓋的廣度直接體現(xiàn)為特定區(qū)域所轄適齡幼兒接受學前教育的范圍。但是，全國范圍內(nèi)各地理信息點的幼兒狀況過于龐雜，且由于隨遷子女、進城務工子女等現(xiàn)象，適齡幼兒群體本身也在實時流動中。這就使得僅從入園幼兒的數(shù)量衡量覆蓋廣度缺乏相應的可操作性。另一方面，我國在《國務院關于當前發(fā)展學前教育的若干意見》、學前教育三年行動計劃中已經(jīng)明確指出，新建小區(qū)配套幼兒園應與居住小區(qū)同步規(guī)劃、同步建設、同步交付使用，不按規(guī)定安排配套幼兒園的小區(qū)規(guī)劃將不予審批［9］。所以目前在資源的覆蓋度方面，我國學前教育空間分布的合理性主要體現(xiàn)在幼兒入園的便利性。

我國在《托兒所、幼兒園建筑設計規(guī)范》中規(guī)定托兒所、幼兒園的服務半徑宜為300—500m。某區(qū)域內(nèi)居民點500m以內(nèi)的幼教機構越多，越能實現(xiàn)入園的便利性，也就說明該區(qū)域?qū)W前教育資源的覆蓋度越好。通過爬取得到的全國居民點有36 334個，幼教機構點共計26 573個。據(jù)此，本研究借助Python語言編寫檢索程序代碼，先在代表全國居民點的Poi信息點建立范圍500米的緩沖區(qū)，而后在緩沖區(qū)內(nèi)檢索幼教機構的個數(shù)，并進行匯總，從而得到每個居民點500米以內(nèi)幼教機構個數(shù)，然后將生成的空間屬性數(shù)據(jù)進行核密度分析。在本研究中，核密度越高就表示一簇居民點的入園便利性越好、覆蓋度越高。為此，研究選擇20的像元大小，以4千米為搜索半徑，各居民點500米以內(nèi)的幼教機構個數(shù)為檢索屬性，生成的地圖結果如圖1所示。

圖1 我國學前教育機構覆蓋狀況

在該圖中，本研究篩選了500米服務半徑內(nèi)超過12個幼兒園的居民點作為高覆蓋居民點，這些居民點周圍的幼兒園較多，在行業(yè)競爭的激勵下，更有可能為所轄居民提供高質(zhì)量的教育服務。地圖中顏色從藍到紅表示高覆蓋居民點的密度從低到高，其中的密度值表示單位像元周圍16平方公里的居民點所擁有的適宜幼兒園總數(shù)（含重復）。從圖中可以看到，江蘇、浙江、廣東地區(qū)的大部，河北、河南、西東南部和山東西部，遼寧的西南部和四川的東部，這些地區(qū)幼兒園的覆蓋度較高，尤以江浙地區(qū)和廣東地區(qū)的覆蓋最為密集。而在西北地區(qū)、內(nèi)蒙古、黑龍江和云南等大部地區(qū)幼兒園的覆蓋度較差，尤其在西北地區(qū)很多居民點周圍適宜服務半徑的幼兒園個數(shù)極少甚至沒有。從總體看，東南地區(qū)和中部地區(qū)幼兒園的覆蓋程度較好，東北地區(qū)、內(nèi)蒙古、西北和西南部分地區(qū)幼兒園的覆蓋度較差，我國幼兒園的空間分布規(guī)劃仍有較大的改進空間。

四、入園率影響因素的地理加權回歸分析

幼兒園的入園率是衡量區(qū)域?qū)W前教育覆蓋質(zhì)量的核心指標。在探索入園率的影響因素過程中，傳統(tǒng)以因子分析主導的指標體系研究乃是一種全局變量的衡量，即評價體系中的各指標只考慮統(tǒng)計意義上的數(shù)量關系，而不考慮指標自身附著的空間屬性。但是，如對入園率有重要影響的房價、流動人口數(shù)量等因素事實上深受空間異質(zhì)性的影響。在這方面，地理加權回歸將指標的空間屬性引入分析過程中，更有利于客觀反映影響入園率的社會因素。

在借鑒以往學者關于學前教育質(zhì)量評價、幼兒教育資源均衡配置評價等方面研究的基礎上［10］，本研究選取了我國31個省市的幼兒園在園人數(shù)、占地面積、人均可支配收入等25個指標，作為幼兒園入園率的影響因素，運用主成分分析法提取了3個影響入園率的因子，累計方差的解釋貢獻率為90．74%。相關因子及各自指標如表1所示。其中因子1包含幼兒園在園人數(shù)、幼兒園個數(shù)、占地面積等14個指標，這些指標表征了各省市輸出學前教育服務的能力，因此為生產(chǎn)導向的因子；因子2包括人均可支配收入、商品房平均價格等4個指標，表征各省市購買學前教育服務的能力，為消費導向因子；此外，因子3主要包括了各省市的凈流入人口和對個人和家庭的補助支出，主要側(cè)重體現(xiàn)人口流動的特征及其保障，為人口流動導向因子。值得注意的是，人口流動對入園率是負效應的影響，即凈流入人口越多，相應的個人和家庭補助帶來的配套保障對公共支出的壓力越大，入園率的提升空間越小。通過SPSS計算31省市的三項因子得分，導入ArcGIS空間關系建模下的地理加權回歸，可以得到各省市入園率影響因子的系數(shù)分布如圖2所示。

圖2 我國各省市入園率的地理加權回歸

表1 我國學前教育入園率影響指標

依相關系數(shù)的地理分布可見，從總體看消費導向的因子對入園率影響最大。這說明，提升居民對學前教育服務的購買力從長期仍是學前教育實現(xiàn)“保覆蓋”的核心任務。從各影響因子的分布看，生產(chǎn)導向和消費導向的因子對入園率的影響從東北向西南不斷擴大。其中，長江以南和包括新疆、青海等西北地區(qū)大部分的省市受這兩種導向的影響較大，西藏、四川、廣西等西南地區(qū)受影響尤為明顯。而人口流動導向因子的影響呈現(xiàn)出從東部向西部逐漸增加的分布特征，新疆、西藏和青海三省受人口流動的影響最大。

基于入園率各影響因子的系數(shù)分布，在今后相當長一段時間內(nèi)，針對南方和西北地區(qū)尤其是西南地區(qū)，增強區(qū)域?qū)W前教育服務的輸出和購買能力是提升入園率的關鍵環(huán)節(jié)。而在人口流動對入園率的影響方面，則應關注新疆、青海等薄弱地區(qū)由人口流動帶來的學前教育資源配置壓力。

五、基于提升資源空間規(guī)劃質(zhì)量的學前教育發(fā)展策略

我國學前教育第三期的三年行動計劃已經(jīng)結束。相關實施意見提出，到2020年，我國應基本建成廣覆蓋、保基本、有質(zhì)量的學前教育公共服務體系。為實現(xiàn)這一目標，對學前教育資源的空間規(guī)劃不僅要關注覆蓋的廣度，更要關注覆蓋的質(zhì)量，尤其是各種教育投入行為如何交互作用共同塑造學前教育資源的分布形態(tài)。這就需要我們超越僅從學前教育的內(nèi)部要素入手去規(guī)劃資源配置，更應該著眼于學前教育身處的真實社會空間，兼顧各方的利益關切，推進學前教育的合理發(fā)展。

（一）立足地區(qū)差異提升學前教育資源的承載力

為了加大對學前教育投入，學前教育“國十條”提出應采取多種形式擴大學前教育資源。單從幼教機構的數(shù)量看，我國的學前教育已經(jīng)能較好承載可能出現(xiàn)的需求。但是具體到基礎設施、師資等方面，個別省市學前教育的標準化程度仍然較低。這就需要我們在對學前教育的投入中，由“保覆蓋”進一步關注資源投入的精準性，結合不同地域的特點以及由此產(chǎn)生的實際教育需求，擴大對學前教育的投資。

從我國學前教育資源的宏觀分布看，東部沿海地區(qū)、中部長江沿線地區(qū)和新疆地區(qū)學前教育資源面臨的承載壓力較大。從幼教機構的居民覆蓋狀況看，東南沿海和長江沿線中部地區(qū)覆蓋狀況較好，其余地域幼兒園的覆蓋程度相對薄弱。未來在東南沿海和長江沿線地區(qū)的學前教育投入在保證覆蓋的同時應更多關注幼教資源的承載力。尤其在全面二孩政策之后，隨著第一批新生人口逐漸成為學前適齡人口，這些地區(qū)必然面對學前教育需求帶來的資源壓力。正如對入園率的地理加權分析反映的情況，擴大學前教育服務的產(chǎn)出和消費能力，仍是東南沿海和長江沿線地區(qū)提升入園率的主要動力。與東部沿海和長江沿線地區(qū)相對照，西部地區(qū)和東北地區(qū)地域廣大，學前教育的空間資源豐富。而從人口流動對入園率的影響看，西部地區(qū)遷入人口的負效應作用又最為明顯，相比較中東部地區(qū)則較好應對新增人口對學前教育的壓力。這說明目前在西部地區(qū)對學前教育的投入仍應是以?；A為主導，擴大學前資源總量尤其是師資儲備對西部地區(qū)的學前教育發(fā)展具有重要意義。

傳統(tǒng)基于全局變量考查的結構性投入更多關注各學前教育要素的數(shù)量與覆蓋率間的線性關系，往往忽略了對不同要素的需求本身也是各區(qū)域特征塑造的。因此，有質(zhì)量的學前教育投入除了關注各要素在全局變量上的結構性特征外，更應該關注學前教育發(fā)展與區(qū)域空間特征的交互作用過程。立足這種過程性質(zhì)量，西部地區(qū)應加強人口動態(tài)檢測，憑借空間資源優(yōu)勢進一步擴大學前教育資源的覆蓋。與此同時，通過解決編制、職稱評定等方面的瓶頸擴充師資來源。東中部地區(qū)將學前教育投入的重點放在資源的區(qū)域規(guī)劃上。這些地區(qū)一方面應充分利用騰退搬遷的控制廠房、鄉(xiāng)村公共服務設施等限制資源擴大學前教育的基礎設施增量，另一方面應及時跟蹤人口流入對學前教育資源的可能壓力，保證學前教育資源的供給。

（二）結合社會空間轉(zhuǎn)型特點提高學前教育機構的覆蓋效益

從我國學前教育資源一般分布形態(tài)可以看到，各地區(qū)的幼兒園從數(shù)量上都能較好滿足所轄區(qū)域的需要，但是覆蓋的程度相對較低。學前教育機構對所轄居民區(qū)的輻射能力較弱，生均園舍面積、師生比等指標反映出學前教育在發(fā)展中基礎設施以及師資上的配套建設仍有待跟進，這些問題亟需我們在“保覆蓋”的同時提升教育資源的覆蓋效益。

正如有學者研究的，我們不能局限于“投入—產(chǎn)出”關注學前教育的結構性質(zhì)量，更應關注于學前教育發(fā)展的過程性質(zhì)量，在提高學前教育機構的覆蓋效益方面具體體現(xiàn)為不是局限于“投入—產(chǎn)出”看待學前教育資源的覆蓋收益，而要將學前教育機構的興建同所在區(qū)域的社會空間特點結合起來，綜合提高教育機構的覆蓋效益。從覆蓋現(xiàn)狀看，除我國的東部和中部的部分地區(qū)以外，西部和東北部的廣大地區(qū)幼教機構對周圍居民的輻射能力仍然較弱。結合以往學者對幼兒園的空間位置分配特點可知，這些對周圍居民區(qū)輻射力較差的幼教機構往往出現(xiàn)在城郊或城鄉(xiāng)結合地帶，這類地帶往往較易發(fā)生幼兒園服務區(qū)重疊的浪費性問題［11］。對于這種分布問題出現(xiàn)的原因，正如Boussauw、Witlox等學者指出的，隨著城鎮(zhèn)化水平的提升，人口流動性增大，原有的社會空間被不斷更新，傳統(tǒng)以“學區(qū)—居民區(qū)”為核心的教育空間規(guī)劃被撫育子女的便利性取代。針對學前兒童，由于父母尤其是職業(yè)女性的就業(yè)流動性增大，相比較居住地，隨父母工作單位、便利接送子女成為就近入學考慮的首要問題［12］。而工廠、大型商場等就業(yè)集中的地區(qū)隨著城市化水平的提升往往呈現(xiàn)向郊區(qū)外遷的發(fā)展趨勢。此外，正如一線教育行政管理人員反映的，在推動學前教育普及的過程中，處于城鄉(xiāng)結合地帶的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心幼兒園往往對普及工作具有重要的示范性影響［13］。在這些現(xiàn)實需求的驅(qū)動下，很多新興的幼兒園尤其是民辦園在城郊發(fā)展起來。區(qū)別于老城區(qū)公辦園參考居民聚集規(guī)劃，這些新興民辦園主要著眼于父母接送的便利性，所以往往忽視幼兒園與居民區(qū)間的通勤問題。所以，正如以往研究展現(xiàn)的，一方面城郊地區(qū)的幼兒園面向居民區(qū)的浪費性通勤較多，另一方面這些地區(qū)卻成為學前教育最大的輸出區(qū)域，城市中心向外的入園率呈現(xiàn)“低—高—低”的分布［14］。

基于這種城鎮(zhèn)化過程中的社會空間的轉(zhuǎn)型特征，在結合居民聚集區(qū)的就近入學需要規(guī)劃幼兒園分布的同時，我們還應該充分考慮父母接送便利性、交通成本等對入園行為的影響。以往在有關普及學前教育的政策中，無論是新建小區(qū)的配套幼兒園建設，還是鼓勵鄉(xiāng)村聯(lián)合辦園，我們主要從家園距離入手規(guī)劃幼兒園分布?？墒浅擎?zhèn)化過程中單位大院解體、居民遷居和職業(yè)流動加劇的現(xiàn)狀，決定了入園行為對學前教育資源的分布必將產(chǎn)生越來越重要的影響。為此，我們不應把學前教育資源的覆蓋簡單化為學前教育機構對居民區(qū)的覆蓋問題，還應該因地制宜，考慮入園行為對學前教育資源的空間塑造作用。在充分考慮家長對幼教服務的需求、成本分擔以及人口流動帶來的城市空間變遷基礎上，合理規(guī)劃學前教育機構的空間布局。

（三）基于教育需求的空間異質(zhì)性完善學前教育的財政分擔機制

相比較中小學，學前教育的辦學和投入主體更為多樣，市場化和公共化的作用對資源配置的影響也更為突出。為此，中共中央在《關于學前教育深化改革發(fā)展的若干意見》中就明確指出，應鼓勵社會力量辦園，并通過優(yōu)化經(jīng)費投入結構和健全學前教育成本分擔機制建立學前教育經(jīng)費投入長效機制［15］。探索不同區(qū)域?qū)W前教育需求的差異性，在此基礎上擴大需求，是優(yōu)化學前教育財政分擔的應然方向。

從各省市入園情況的地理加權回歸分析結果看，我國學前教育的發(fā)展仍是以消費導向為主。增強對學前教育服務的購買力，對提升入園率具有重要影響。這其中，人均可支配收入和商品房平均房價對購買力的影響最為顯著。與之對照，集中體現(xiàn)居民學前教育成本的學費收入和事業(yè)收入對學前教育服務的輸出能力具有更大的影響。這是由于健全學前教育的財政分擔包含兩個方面，除了考慮居民的經(jīng)濟負擔，還要考慮怎樣保證運營資本以支持幼教機構良性可持續(xù)發(fā)展。以往研究中，我們常常把學前教育的學費作為居民投入的主要部分。但是當考慮不同區(qū)域?qū)W前教育需求的空間異質(zhì)性時，可以發(fā)現(xiàn)，這種對財政負擔的影響更多來自個人收入和房價等社會性因素。而學費和事業(yè)性收入對學前教育機構的可持續(xù)發(fā)展具有更重要的價值。因此，在相當長的時間里，怎樣激發(fā)居民對學前教育的投入動機和幼教機構的辦園活力，仍是合理分配學前教育成本的重要任務。

在實際中，為擴大普惠性幼兒園的覆蓋規(guī)模，部分地區(qū)對營利性民辦幼兒園實施“轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)普”的政策［16］。但在實施的過程中，往往由于忽視了民營資本評估和前期投入回收，出現(xiàn)了一些民辦幼兒園負債經(jīng)營甚至破產(chǎn)的狀況，從而強制普惠非但沒有實現(xiàn)擴大學前教育資源的目的，反倒引發(fā)幼兒園總供給的短缺［17］。類似問題都在警示我們，健全學前教育的財政分擔機制不能僅局限于關注學前教育的公益性而忽視了市場化因素尤其是民營資本的影響。從地域空間上看，中西部學前教育的薄弱區(qū)目前仍是以增強學前教育的產(chǎn)出和消費能力作為影響入園率的主導因素。這種影響在我國的西南地區(qū)體現(xiàn)得尤為明顯。這是由于受制于自然地理的因素，西南地區(qū)人口分布相對分散，事實上對統(tǒng)一規(guī)劃學前教育的資源造成了阻礙。所以正如相關省市的學前教育行動計劃反映的，在部分難以納入統(tǒng)一管理的地區(qū)，政府應委托民間資本承擔普惠任務。與此同時，我們應注意到，對于學前教育發(fā)展相對薄弱的地區(qū)，如果忽視了學前教育服務輸出和消費能力的提升，單純依賴國家公共財政的補償性投入，非但不能從根本上提升入園率，甚至對入園率會產(chǎn)生負效應的影響。這進一步說明，怎樣激發(fā)居民對學前教育的投入動機，增強民間資本的辦園活力，在此基礎上支持學前教育良性可持續(xù)的發(fā)展，才是合理構建學前教育財政分擔機制的保障和前提。