我國師范院校科研創新投入與產出的耦合協調分析

師范院校是文化傳承的高地、科技創新的重鎮和人才培養的搖籃，承擔著以教育發展推動科技創新，以科技創新促進教育發展的重任，因此有必要對我國師范院校的科研創新系統進行定量研究[1].宋美喆等分析了高等教育、科技創新和經濟發展三者的耦合協調度，結果發現三者的耦合協調度呈逐年上升趨勢[1]．曹嘯等以華北地區為例分析了高等教育、經濟發展和科技創新的耦合協調度，強調要重點關注科技創新[2]．周利豐等探析了湖北省高等教育與區域經濟發展之間的耦合協調關系，發現高等教育系統呈緩慢型的上升形態，經濟發展系統呈追趕型的上升形態[3]．從現有文獻研究來看，許多研究者關注的是科技創新的經濟效應問題，而對于科技創新資源的內部耦合關系探討還不多，以師范院校為研究對象探討其科研創新內部耦合規律則更為鮮見．事實上，在推進科技創新的過程中，需要將科技創新從投人到產出之間進行融合協調并加以轉化[4]．因此，本文將利用耦合協調分析的方法探究我國師范院校2011＼～2022年的科研投人和產出的融合發展問題，進一步運用耦合協調模型深入分析我國師范院校科研創新投入-產出系統的耦合度、協調度及其變化趨勢，以期為推動我國師范院校的科研創新的高水平發展提出建議.

1指標體系構建與數據來源

科研系統是一個由多因素構成的整體，師范院校科研創新投入系統和產出系統彼此影響、相互關聯，科研創新的發展是兩個系統相互融合促進，共同產生的結果.當科研投入系統滯后時，師范院校人才培養的科技理念和科技思想得不到及時更新，科技創新能力提升緩慢，科技創新的進程也會因此受到制約，從而影響科研創新產出；當科研產出系統滯后時，在知識創新和技術發明尤其是在產學研結合、高新技術成果轉化方面將會受到影響，從而社會的經濟增長緩慢，科研投入也將受到影響.所以只有當科研創新投人-產出兩系統互相協調、互相促進達到良性耦合時，兩系統才能發展到較高的水平，從而達到高度耦合協調.科研投人產出耦合的過程是復雜的[5]，應該由符合科學性、簡潔性、可操作性等相關原則的多個指標構成．本文綜合考慮前文對兩個系統耦合協調機理的刻畫，借鑒斯塔弗爾比姆提出的CIPP“背景-投入-過程-產出”評價模型以及周娜[4」、曹嘯[2」等學者的研究，結合師范院校的實際情況，基于數據的可獲得性，在構建師范院校教育科研投入與產出兩個系統的指標體系時，考慮到科研投入主要基于人力投入和經費投入兩個方面，最終選擇：研究與發展人員數、成果應用及科技服務人員數、研究與發展項目數、研究與發展機構數、研究與發展投入總額、科研事業費投入額等6個指標來衡量；考慮到科研產出主要基于科研成果和成果轉化兩個方面，最終選擇：專利申請數、專利授權數、學術論文發表數、科技著作出版數、科技進步獎勵數、國家級項目驗收數、技術轉讓收入等7個指標來衡量．本文研究的數據主要來源于2011＼～2022年中華人民共和國教育部科學技術司編寫的《高等學校科技統計資料匯編》，兩個子系統的指標評價體系如表1所示.

2研究方法與模型構建

2.1 綜合評價指數分析模型

2.1.1 數據標準化處理

由于每個指標的量綱不一致，因此利用極差標準化法對原始數據進行無量綱化處理．其中，對正向指標使用以下（1）式進行處理

式中： i=1，…，n 表示年份， j=1，…，m 表示指標個數； x_jmax 表示第 j 個指標在所研究的年份中的最大的值， x_jmin 則表示第j個指標在所研究的年份中最小的值． x_ij 表示的是第 i 年中的第 j 個指標的原始數據， x^′_ij 是 x_ij 經過標準化之后所得的數值.

2.1.2建立綜合評價函數

為了消除主觀因素的影響，這里權重的計算運用了熵值法[8]．首先通過計算可得到各指標的權重W_j ，再利用加權法分別計算科研創新投入系統綜合評價指數 F（x） 與科研創新產出系統綜合評價指數G（y） ，其計算公式如下

式中：教育科研投入系統共有 m 項評價指標， X_ij 表示教育科研投入系統第 i 年第 j 項指標標準化后的值；教育科研產出系統共有 n 項評價指標， Y_ij 表示教育科研產出系統第 i 年第 ?j 項指標標準化后的值.

2.2 灰色關聯模型

依據灰色系統理論，灰色關聯模型可以在不完全的信息中比較各指標間發展趨勢的相似程度，從而得出指標間的關聯程度[9．某一年師范院校的科研創新投入系統的第 m 個指標與科研創新產出系統的第 n 個指標的灰色關聯系數 ζ_m，n 和關聯度 R_m，n 的計算公式如下

上式中： 表示兩級最小絕對差值， 表示兩級最大絕對差值； p 為分辨系數，反映關聯系數間的差異顯著性，一般取值在0-1之間，本文取0.5； N 表示指標的個數，關聯度 R_m，n 的取值范圍在0-1之間，該值越大，表示兩個系統之間的關聯性越大，耦合作用也越強，等級劃分如表2所示.

2.3 耦合評價模型

物理學中的容量耦合系數模型可用來度量兩個或兩個以上的系統之間相互影響和相互作用的動態關聯過程[10]．根據該模型可構造師范院校的科研創新投人和產出兩個系統的耦合度函數模型，計算公式如下

M=αF（x）+βG（y），

上式中： C 表示物理耦合模型的耦合度，這里代表師范院校的科研創新投入系統和產出系統的耦合度值，該值越大表示兩個系統的耦合作用越強． M 表示兩個系統的綜合評價函數， α 、 β 分別表示科研創新投入系統和產出系統對未來發展貢獻程度的待定系數，由于本文中兩個系統的重要性一致，這里 α 和 β 均取值為0.5. D 表示耦合協調度，可以反映兩個系統的整體協同發展程度，取值范圍在0-1之間．為了更好反映我國師范院校的科研創新投人系統和產出系統的耦合協調程度，本文借鑒宋美喆[1、周利豐[3]等的研究，將耦合協調階段劃分為三個階段七個等級，其劃分標準如表3所示.

3結果分析

3.1 關聯度分析

由上述公式（4）－（5）分別得出我國師范院校的科研創新投人系統和產出系統綜合評價指標的灰色關聯度值，以及科研創新投入系統各指標與科研創新產出系統綜合評價指標的灰色關聯度值．通過關聯度值的大小來比較各指標對兩個系統的影響程度，將各指標的灰色關聯度值從大到小排序，結果如表4所示.

從科研創新投人系統的各指標灰色關聯度值來看，關聯度值在0.650以上的指標有4個，從表2的等級劃分標準可得出這4個指標對科研創新投入系統-產出系統耦合具有重要影響．其中，影響程度最大的指標分別為研究與發展投人總額，灰色關聯度值達到0.790，說明研究與發展投入的提高有助于加強兩個系統的耦合作用．其次，研究與發展項目數、科研事業費投入額、發展機構數都對耦合作用有較大影響，灰色關聯度值分別達到0.715、0.703、0.668．同時，科研創新投入系統的平均關聯度值為0.694，對科研創新產出的耦合作用較強．從科研創新產出系統的各指標灰色關聯度來看，關聯度值都在0.650以上，對耦合作用影響程度最大的3個指標分別為：出版科技著作數、發表學術論文數和國家級項目驗收數，灰色關聯度值分別達到0.904、0.887和0.884，說明這3個指標是加強兩系統耦合作用所要考慮的重要指標．科研創新產出系統的平均關聯度值也達到為0.865，對科研創新投入的耦合作用較強．總的來看，師范院校的科研創新投人系統和產出系統存在較強的相關性，兩系統彼此影響、相互關聯，科研創新的發展是兩個系統相互融合促進，共同產生的結果，兩個系統的協調發展有助于促進科研創新的整體發展.

3.2 綜合發展系統與耦合協調度分析

根據耦合評價模型，計算得到我國師范院校2011-2022年的科研創新投人系統綜合評價指數 F （x） 、科研創新產出系統綜合評價指數 G （y） 、兩個系統的耦合度（C）、耦合協調度 （D） ，再結合表2耦合協調度值對耦合等級協調程度的劃分，構建我國師范院校2011＼～2022年的科研創新發展協調程度以及綜合評價值表，如表5所示.

由表5可知，2011年到2022年我國師范院校的科研創新投入系統和產出系統的綜合評價指數均呈現較好的增長趨勢．科研創新投人系統評價指數由2011年的0.001增加到2022年的0.998，增加了0.997．產出系統綜合評價指數由2011年的0.060增加到2022年的0.506，增加了0.446．比較兩個系統的綜合評價指數可以發現，從2011年到2017年我國師范院校的科研創新投人系統和產出系統有著同步增長的趨勢．2018年科研創新投入系統綜合評價指數快速增長并超過了產出系統，由投入系統滯后開始轉變為產出系統滯后；而產出系統綜合評價指數在2020年快速增長到0.866后，在2021年下滑到了0.491，接著2022年又有所增長，但總體上落后于投入系統．從耦合協調度來看，從2011年到2019年我國師范院校的科研創新投人系統和產出系統都處于失調發展狀態，且兩個系統的發展水平都較低.從2020年開始，兩個系統轉變為協調發展狀態，其中投人系統的發展水平較高，這說明科研創新投入系統和產出系統在未來將慢慢趨于中等協調發展階段.

根據表5繪制出2011＼～2022年我國師范院校科研投入與產出系統耦合度（ C 值）和耦合協調度（ D 值）的變化趨勢，如圖1所示．其中，耦合度 C 值與耦合階段有關，表示系統間相互作用的強度．從圖1中可以得出從2012年開始兩個系統的耦合度主要在0.4-0.5之間波動，處于磨合耦合的階段；而耦合協調度 D 值可以進一步科學地體現兩個系統間互動發展的協同效應，校正 C 值在共同低水平發展階段卻能計算出耦合度很高的假象，

從圖1中評價度的變化趨勢可以得出：2011＼～2022年兩個系統的耦合度和耦合協調度都有所增長.其中2011年到2012年增長速度最快，到了2019年耦合度和耦合協調度趨于一致，說明兩個系統在這期間發展趨于一致．耦合度從2014年到2022年保持在0.5左右，說明我國師范院校的科研投人系統和產出系統在這幾年依然處于磨合耦合的階段，而耦合協調度在2020年快速增長，達到中等協調的水平.結合系統綜合評價指數分析可以發現，這是由于科研創新投入產出兩個系統各指標在2020年都有快速增長．由于2011＼～2019年近十年的累積，使得科研創新投人產出耦合系統有突破性改善．之后2021＼～2022年兩個系統的耦合協調程度又降為勉強協調，這是由于這期間產出系統滯后于投入系統，說明近年來科研創新產出水平跟不上投入水平的增長，科研產出系統有待改善.

4總結

首先，從灰色關聯度分析可以得出我國師范院校的科研創新投人系統和產出系統存在較強的相關性，兩個系統的發展互相依賴．科研創新產出系統的平均關聯度達到0.865，對科研創新投入的耦合作用較強．其次，從兩個系統的綜合發展系統來看，2011年到2022年我國師范院校的科研創新投人系統和產出系統的綜合評價指數都呈現出較好的增長趨勢，但科研創新產出系統相對較落后于投入系統．最后，從兩個系統的耦合關系來看，科研創新投人系統和產出系統目前正處于磨合協調發展的階段，科研產出系統有待改善．

根據研究結論，提出以下建議：重視科研創新產出成果，提高投入指標的發展效率，有效延伸我國師范院校科研創新全產業鏈條，系統拓展科研創新增值增效；持續做好對師范院校科研方面的長期穩定支持工作，優化科研創新的資源配置，改善科研產出系統，重視我國師范院校的高質量發展；切實提高我國師范院校研究與發展投人總額占教育財政總支出的比重，并認識到科研創新產出的根本動力在于加強對科研創新投入的力度，以確保科研創新資源內部協調健康發展.

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Analysis of the Coupling and Coordination between Research Innovation Input and Output in Chinese Normal Universities

CHEN Xiao-yu，CHEN Miao-xia，WANG Zhi-ning* （College of Mathematics and Statistics，Hanshan Normal University，Chaozhou，Guangdong，521041）

Abstract：Based on the relevant statistical data on scientific research and innovation from the Compilation of Science and Technology Statistics of Higher Education Institutions spanning from 2011 to 2022，this study employs the entropy method，grey correlation model，and coupling model to explore the trends in the correlation，coupling degree，and coupling coordination degree of the inputoutput system indicators for scientific research and innovation in Chinese normal universities．The findingsreveal that，overall，the grey correlation between the two indicator systems of scientific research input and output in normal universities is high，indicating a strong coupling effect.From 2011 to 2022，the comprehensive evaluation index of the input-output system exhibited a positive growth trend，yet the output of scientific research and innovation lagged behind the input．Since 2020， both theresearch and innovation input and output systems have progressed to a stage of coordinated development，suggesting that research output requires further improvement.Consequently，it issuggested to strengthen the investment in scientific research and innovation in Chinese normal universities， while focusing on the output of scientific research and innovation to improve the quality and efficiency of scientific innovation.

Key words： normal universities；research input-output system； grey correlation model; coupling coordination degree model