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和科學研究重要平臺，是創新性人才培養重要支撐。如何合理布局實驗室資源，提高人才培養質量與創新效率，已成為我國教育部門日益關注的改革問題。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新能力而實施的高等教育質量工作。通過建設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，實現創新性人才培養水平的不斷提升。

近年來，對于實驗室的研究主要集中于實驗室建設與評估、管理模式、發展戰略等方面。在實驗室建設與評估方面，學者們從產品全生命周期[1]、實戰化教學[2]、協同創新能力評價[3]、中心示范效應[4]等視角探索了實驗(中心)建設與評價體系，為高效建設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化提供了理論依據。在實驗室發展戰略方面，有學者探討了高校實驗農場的發展定位問題[9]，也有學者提出了保障國家級實驗教學示范中心可持續發展的政策機制[10]，還有學者在總結實驗教學示范中心建設成效的基礎上，提出用“替代增長”理念指導實驗教學示范中心可持續發展[11]。綜上所述，雖然現有研究從多角度分析示范中心建設，取得了豐富成果，但多數研究集中于中心建設的內部、單體的微觀研究，鮮有文獻從宏觀視角審視中心建設，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，不利于發揮國家級實驗中心示范效應和知識溢出效應，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、地理集中指數、不平衡指數、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 研究設計

1.1 數據來源

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。本研究以中國基礎地理信息數據庫的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、百度地圖及相關學校官方網站獲取中心地理坐標，并利用ArcGIS10.1軟件構建全國國家級實驗教學示范中心空間屬性數據庫，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和不平衡指數兩個指標來刻畫中心均衡程度[14-15]。地理集中指數是用來度量中心在全國省際區域的集中程度，其計算公式為：

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

其中：將當年各省中心數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為省級區域數量(n=31)。S的取值范圍在0～1之間，若中心平均分布在不同規模等級，則S=0；如果分布極不平衡，集中在一個規模級，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 總體發展規律

國家級實驗教學示范中心建設工作于2005年啟動，先后開展了9批評審，有900個中心批準建設。從年度分布來看，示范中心年度分布呈波動趨勢，每年新增數量不同。在建設初期，示范中心建設屬于探索階段，所以第一批通過評審數量最少，僅25個(報送總數68個)。此后，示范中心建設工作激發高校實驗教學改革，得到高校積極響應，建設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年間獲批數量約占總數的46.3%。之后，示范中心建設工作經過2年調整，2012年教育部繼續開展示范中心建設工作，但中心建設重點從學科基礎轉向學科專業示范中心。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持續推進、學科專業與信息技術深度融合背景下開展建設。隨著虛擬仿真技術在實驗教學廣泛應用，教育部于2013年啟動國家級虛擬仿真中心建設工作，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。

2.2 類型結構分析

本文所討論的實驗教學中心類型是根據高等教育國家級實驗教學示范中心聯席會學科工作組進行劃分，分別是：電子組、植物/農林/動物/水產組、地學/環境組、化學組、生物/食品組、文綜/考古/法學組、物理組、經管組、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、基礎醫學組、計算機組、藝術組、傳媒組、藥學組、中醫組。對于示范中心，各分組數量和比例如下：電子組最多，有86個，約占總量的9.45%；60個以上的有植物/農林/動物/水產組、地學/環境組、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、基礎醫學組、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組，有14個，占總量的1.55%。

對于虛擬中心來說，各組數量和比例情況與示范中心存在較大差異，地學/環境組中心最多，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醫學組、計算機組、臨床技能、植物/農林/動物/水產組、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、中醫組、工程訓練組、藝術組，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/農林/動物/水產組、地學/環境組、化學組、生物/食品組等基礎學科為主；虛擬中心主要是以地學/環境組、化學組、電子組、交通/航空/能源組、經管組、力學/土建組、機械組等學科為主，體現了示范中心與虛擬中心建設要求不同的類型結構格局。

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)。可以看出，國家級實驗教學中心數量眾多、分布不均衡，各地區分布差異顯著，并呈現團狀式分布的特征。從省級分布數量來看，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、內蒙古、新疆，海南、青海、西藏等地分布數量最少。總體來看，國家級實驗教學中心(見圖1)呈現“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，采用最鄰近點距離指數(R)來刻畫中心空間分布類型特征。各年R值計算結果見表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 各項空間統計指數的演變

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。通過核密度分析結果(見圖2)發現，中心分布呈現明顯的“東高西低”差異性分布格局。從區域角度來看，京津冀地區是中心分布最為密集地區，長三角地區次之。從省份層面來看，北京地區為高密度地區，上海、江蘇、湖北、廣東、黑龍江等地也有較高密度分布，低密度區主要為內蒙古、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位特征、人口規模、博士學位點分布、教育投入等條件。我國東部、南部地區是我國社會經濟發展和現代教育發展的重要區域，優越的區位條件使得東部、南部地區集聚大量人口，成為我國現代教育布局和實驗教學中心分布的基礎條件。改革開放以來，一級學科博士點傾向于東部、南部地區布局，以滿足其人才培養需求，為中心建設提供了優質師資條件。基于此，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容主要包括先進的實驗教學理念、教學隊伍、儀器設備、管理模式、信息化水平等內容。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，經省級相關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，存在相關利益沖突、評定過程不嚴謹等問題。部分地方院校通過整合校內、校外實踐教學資源，特色化辦學，取得了較好的人才培養效果，但在省級評審過程中，由于學科地位、學校規模、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) 社會經濟。國家級實驗教學中心分布差異也受所在省份的經濟差異影響。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保證正常運轉經費和教學改革經費。但我國省際經濟發展差異較大，對教育經費投入不同，東部廣東省、江蘇省、浙江省等地不僅是經濟強省，也是教育投入大省，為中心建設提供了經濟基礎。同時，良好的社會經濟環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，為中心發展提供了良好的外部條件。

4 結論與建議

4.1 結 論

4.2 建 議

國家級實驗教學中心建設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。結合本文研究結論，提出以下建議。

(1) 加強中心信息化建設。借助現代信息科技手段，開展實驗教學資源庫建設，開放優質實驗教學資源，提高中心示范能力，解決優質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、扶助西部地區院校開展實驗教學，提高實驗教學資源有效輻射。

(2) 加快區域優質實驗教學資源共享。盡可能在區域內實現優質實驗教學資源均衡分布。在部分難以設立國家級實驗教學中心區域，可建立國家級實驗教學中心預備項目庫，對優勢學科予以重點支持與培育。在優質實驗教學資源豐富區域，建立教學資源共享聯盟，從實驗教學師資、儀器設備、實驗課程等方面開展交換，實現優質資源溢出效應。

(3) 實施中心動態化管理。進一步提高中心建設質量和優化資源配置,完善國家級實驗教學中心質量管理體系，借助高等教育國家級實驗教學示范中心聯席會平臺，對已入選中心開展動態化檢測、評估。對建設不符合要求、管理不夠規范、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”，動態調整、合理布局實驗教學資源，實現實驗教學資源優化配置。