GIS技术支持下电大学生考试成绩的空间格局演化

□ 赵婷婷 徐 甸 张爱华 李广德

GIS技术支持下电大学生考试成绩的空间格局演化

□ 赵婷婷 徐 甸 张爱华 李广德

本文应用GIS技术，选取电大系统学生2002和2010年两期的专/本科“实考人次”、“实考率”、“及格人次”、“及格率”等数据，定量对比分析有效学习者（实考人次/率）和学习效果（及格人次/率）规模变化、空间格局演化情况。研究发现：①专/本科的平均实考和及格人次在8年间都呈现显著上升的态势，其中，专科上升幅度高于本科；实考率有小幅下降，及格率上升；②专科实考人次的中水平省份比重增加显著，高水平空间重心由北向南移动；本科实考人次的高、中水平省份的比重增至70%，空间分布出现集中连片的热点区域；③专科及格率水平提高幅度大，空间格局分化明显；本科及格率整体水平有所下降，高水平地区由原来的东部、西部，向中部转移。结果表明，8年当中，广播电视大学系统在全国的影响力和认同度不断提升，电大学生学习热情持续高涨，注册学生的有效学习比例在增加，学习效果日趋向好，省际间差异变化呈现出了明显的地域性特征。

GIS；考试成绩；空间分异；演化

引言

进入21世纪以来，我国社会经济迈入了跨越式发展的新阶段。经济结构的转型和产业品质的升级，将教育——特别是成人学历教育、社会人员技能培训等——推向了需求的高点[1][2]。与此同时，仍然需要清醒地看到，我国教育硬件设施及人才队伍都带有社会主义发展初级阶段的特征，较之发达国家有着明显的差距。大部分人力物力资源都集中于普通高等教育学校，专门面向社会群体的教育机构少之又少，且多以短期盈利为目的，很难在数量和质量上与需求相匹配[3]。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确提出了“办好开放大学”、“搭建终身学习‘立交桥’”的继续教育发展方向。基于广播电视大学体系构建国家开放大学，将在缓解、进而扭转上述供求矛盾方面发挥重要作用。

学生成绩是考察教师教学和检验学生学习成果的重要依据之一[4][5]。相对普通高校对在校学生考试成绩的分析，广播电视大学学生的考试成绩有其独特的复杂性。首先是学生规模体量庞大，学生从业行业复杂多样，对课程学习的自主性、领悟能力及应试水平均有显著差距；其次，学生考试成绩与区域经济社会发展水平相关，区域性特征明显；再次，学生规模及成绩受所在地区相关政策及同类教育机构业态变化影响，年际间对比性受限。地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS） 是一门融计算机技术、测绘科学、遥感、应用数学、信息科学、地球科学于一体的综合和集成的信息技术，现已运用到社会生活的诸多领域，用以解决定性和定量的空间问题[6][7]。本研究基于GIS技术，定量分析学生的考试成绩变化，探寻其空间格局演变特征，为深入了解不同区域学生学习情况提供参考；同时，也为更有针对性地调整同一专业的区域化课程设置、终结性考核难易程度修正等工作提供研究支撑和决策依据。

研究区域选定及数据来源

1.研究区域选定

本研究选定中国除香港、澳门特别行政区外的31个省（市、自治区）。

鉴于本研究旨在地域层面探讨省际空间数据差异性及演化特征，故将沈阳、大连、长春、哈尔滨、南京、宁波、厦门、青岛、武汉、广州、深圳、成都、西安这13所以城市命名的省级电大数据中的“实考人次”、“及格人次”直接合并到所在省份，即辽宁、吉林、黑龙江、江苏、浙江、福建、山东、湖北、广东、四川、陕西的总数中进行统计（新疆兵团合并到新疆）； “实考率”、“及格率”采用加权平均后核算到所在省的总数中进行统计（新疆兵团合并到新疆）。

2.数据来源

由于电大学生多为在职学习，因此流失率相对普通高校而言较高，本研究选取“实考人次”和“实考率”来表征有效学习者的规模，选取“及格人次”和“及格率”来表征学习效果。由于本文的研究对象是开放教育的学生考试成绩，故此选择了自开放教育办学（1999年）之后的第3年，即2002年，作为初始年份，旨在通过比较得出学生数量和教学质量趋稳后的变化情况。

2001-2002学年度第二学期开放教育本科、专科考试成绩，以及2009-2010学年度第二学期开放教育本科、专科考试成绩，来源于2002年12月、2010年11月中央广播电视大学考试中心的期末考试统计数据。文章中为简明表述，以“2002年考试成绩”、“2010年考试成绩”代表上述两期数据。

实考率计算公式如下：

式中，Ai为实考率，si为实考人次，bi为报考人次，i为除香港、澳门特别行政区外，包括其余的31个省（市、自治区）。

及格率计算公式如下：

式中，γi为及格率，ji为及格人次，si为实考人次，i为除香港、澳门特别行政区外，包括其余的31个省（市、自治区）。

全国省级行政区域边界图件来源于1:10000《全国第二次土地调查数据成果》。

学生考试成绩变化分析

为体现学生考试成绩变化，结合统计数据的可获取性，本研究选取2002年、2010年两期各省考试成绩进行比较分析。

1.不同年份学生考试成绩比较

2002年专科有实考人次数据的27个省（市、自治区）数据如图1，在40,000人次以上的有4个省，低于10,000人次的有5个省。最高的是辽宁省，为53,874人次，其次为福建省、黑龙江省；最低的广西壮族自治区为1,591人次。

实考率总体水平较高，大部分省份都在90%以上，其中最高的为河南省，高达100%；仅有陕西等4个省份低于90%。

及格人次在30,000以上的有3个省，低于10,000人次的有9个省。最高的福建省为41,061人次，其次为辽宁省、黑龙江省；最低的仍为广西壮族自治区。27个省份的及格率都在半数以上，最高的云南省，达83.29%；最低的为北京，仅有54.32%。

2002年本科有实考人次数据的有30个省（市、自治区），在50,000人次以上的有2个省，低于10,000人次的有4个省。最高的辽宁省为60,435人次，其次为广东省和新疆维吾尔自治区；最低的海南省为1,358人次。

实考率情况较好，海南省和河南省高达100%；仅有江苏省等4个省份低于90%。

及格人次30,000人次以上的有2个省，低于10,000人次的有8个省。最高的辽宁省为50,039人次，其次为广东省和新疆维吾尔自治区；最低的海南省为1,183人次。30个省份的及格率均超过60%，最高的云南省，高达89.44%；最低的内蒙古自治区为63.08%。

2010年专科有实考人次数据的30个省（市、自治区），如图2，在20,000人次以上的有2个省，低于10,000人次的有3个省。最高的广东省为466,820人次，其次为浙江省和辽宁省；最低的西藏自治区为2,971人次。

实考率除西藏自治区为75.55%外，其余29省均在90%以上，其中最高的河南省高达99.99%。

及格人次在20,000人次以上的有2个省，低于10,000人次的有3个省。最高的仍为广东省，361,828人次，其次为浙江省和辽宁省；最低的西藏自治区679人次。30个省份的及格率除西藏自治区为22.85%外，都在60%以上，最高的青海省高达88.39%。

从2010年本科的实考人次来看，在30,000人次以上的有8个省，低于10,000人次的有6个省。最高的是广东省，为54,806人次，其次为陕西省、浙江省；最低的西藏自治区为1,582人次。

实考率方面，除西藏自治区为65.59%外，其余30省均在80%以上，河南省最高，达99.90%。

及格人次在20,000人次以上的有10个省，低于10,000人次的有7个省。广东省最高，为41,989人次，其次为陕西省、浙江省；最低的西藏自治区为723人次。31个省份的及格率除西藏自治区为51.46%外，都在70%以上，最高的云南省达89.98%。

2.学生考试成绩变化分析

基于上述数据分析不难得出，2002至2010年的8年间，全国范围内，专/本科的实考、及格情况都发生了不同程度的变化。本研究选取两个年份的“平均实考人次”、 “平均实考率”、 “平均及格人次”、 “平均及格率”四项指标对比分析变化规律，如图3。

从整体情况来看，专/本科的平均实考和平均及格人次都呈现显著上升的态势，其中专科上升幅度高于本科。

专科2010年平均实考人次和平均及格人次相比2002年增幅都超过3倍；而本科增幅不足20%。实考率专科由2002年的94.39%降至91.91%，本科由94.93%降至92.42%。及格率专科由2002年的71.27%上升至78.67%，本科由79.64%上升至80.75%。

在本研究时段内，实考人次和及格人次的显著增加，充分说明广播电视大学系统在全国的影响力和认同度在不断提升；及格率的大幅提高，体现了电大学生学习热情持续高涨，注册学生的有效学习比例在增加，学习效果日趋向好。值得关注的是，实考率在专科和本科学习者当中，有小幅下降（降幅为专科2.48%，本科2.51%），这与此间学习者数量大规模增加密不可分，社会行业工种细分带来的学历标准提升，使得大量学习能力有限、知识结构水平不高的学习者选择了远程教育的学习方式，一些从业人员在工作、生活和学习之间的时间平衡上遇到困难是司空见惯的，这直接导致了实考率下降。此外，广播电视大学系统1999年开办开放教育以来，在学科和课程建设跨越式发展的同时，也存在着师资力量不足、教学资源质量不高、基层教学点对学生监督管理不到位等办学困境，实考率的下降从一定程度上体现了此类问题。

从省际变化情况对比的角度，如图4，此间专科实考人次增幅超过100,000人次的有广东省、湖南省、湖北省、陕西省、重庆市、浙江省、江西省、四川省和江苏省等9地，不增反降的仅有云南省。

本科变化的情况较之专科不同，三分之一的省份呈降低、三分之二呈上升的趋势。2002年实考人次“大户”辽宁、黑龙江等省份8年后成为降幅最大的省份，而原本处于中下游水平的江西省、四川省和陕西省增幅最大，成为2010年的高水平地区。

这一变化的成因较为复杂，其驱动力与此间全国不同区域的经济社会发展特征密切相关。2002至2010年正经历着产业结构转型的加速调整阶段，以广东省为代表的珠三角、以江浙两省为代表的长三角地区逐步由资源型向知识、技术密集型经济增长模式过渡，以专科学历教育为主体的电大教育体系为大规模亟待学历教育的从业人员提供了最适合的学习模式和环境。

与此同时，随着国内普通高校的不断扩招，适龄青年受本科教育的比例逐步攀升，而多数年龄偏大的在职人员又很难完成要求较高的本科学历教育。四川省、陕西省等中西部地区本科实考人次有着明显的上升，这与该类地区的普通高等教育资源欠缺有直接关系。

及格人次和及格率变化趋势与实考人次情况一致。

学生考试成绩空间分异演化分析

数量分析的基础上，应用GIS（地理信息系统）软件工具，进一步探讨各省（市、自治区）学生成绩空间分布格局及演化规律，为深入了解电大系统不同区域学生学习情况及教育效率，提供了较为直观的评判依据。

运用ARCVIEW3.3中Geoprocessing和Spatial Analysis等空间分析模块，将两个年份中各省（市、自治区）专科和本科的实考人次、及格率数据与空间矢量图数据单元相关联，建立2002年、2010年全国电大学生考试情况空间分布数据库[6][7][8]。进而对全体数据进行数据聚类（Cluster analysis）[9][10]分析，将不同年份的数据指标分为高、中、低三个水平类别，得到空间数据统计表，如表1、表2，及空间分布图，如图5、图6，图中空间单元的颜色越深，表征对应指标的数据值越高。

数据聚类适用于本研究当中的静态数据的分析，其计算原理是把相似的对象通过静态分类的方法，分成不同的组别或者更多的子集，使得在同一个子集中的成员对象——即实考人次数——都有相似的一些属性。这里采用结构性聚类当中的曼哈顿距离进行数据聚类。结果当中，高水平代表对应年份当中，专/本科实考人次处于高位的省份，中水平代表对应年份当中，专/本科实考人次处于中间位的省份，低水平代表对应年份当中，专/本科实考人才处于低位的省份。

1.不同实考人次水平区域空间变化特征

（1）专科实考人次的中水平省份比重增加显著，高水平空间重心由北向南移动。8年当中，高水平省份均为8个，但高水平所对应的实考人次则有很大跃升，由 2002年的 28,478-53,874，升至 2010年的103,831-302,248。中水平省份由10个升至17个，占到全国省份的半数以上，相应的实考人次数值规模也有明显增加。说明此间全国电大系统专科招生、学生参加考试的规模发生了巨大的飞跃。

空间分布特征，由图5a和图5c对比得到，高水平省份2010年对比2002年空间聚集度由分散趋向集中、空间重心出现由北向南移动的变化趋势。

（2）2010年本科实考人次的高、中水平省份的比重高达70%，空间分布出现小片热点区域。本科实考人次在8年间省际分化逐步缩小，高水平和中水平的省份由17个增至22个，到2010年已经覆盖全国70%的省份。值得注意的是，2010年相对于2002年，高、中、低三个水平的实考人次规模均有小幅下降，但本科招生在8年当中，由不完全覆盖转变为所有省份均有招生。

至于空间分布特征，由图5b和图5d对比不难看出，2002年高水平出现在辽宁和广东，均为东部地区，中水平集中在中部及东部沿海地区；到了2010年高水平出现了四川-陕西、浙江-江西-陕西两片小范围的集中热点区域，中水平则覆盖了大部分的中东部省份。由此，初步形成了本科教育全国范围覆盖面广、省际差异缩小的格局。

表1 2002、2010年专/本科实考人次空间分布统计表

2.不同及格率水平区域空间变化特征

同样的，对2002、2010年各省份及格率数据进行聚类分析，得到如下结果。

表2 2002、2010年专/本科及格率空间分布统计表

（1）2002至2010年间，专科及格率水平提高幅度大，空间格局分化明显。在8年当中，及格率68%以上的由原来27个省份升至30个省份，占全国近97%。

高水平地区的空间分布格局由原来的集中于中部及东部沿海，扩展为除新疆、西藏和北京外的所有区域。

（2）本科及格率整体水平有所下降，高水平地区由原来的东部、西部，向中部转移。2010年高水平省份数量减少，由占全国省份比例的61.29%降至38.71%，中水平省份数量增加，由占全国省份比例的32.26%增至58.06%。

空间分布由2002年的东部、西部两条纵向分布带向中部地区集中。

结语

在广播电视大学体系向国家开放大学转轨的过程中，从专业设置、课程设计、学习效果等诸多方面都有值得深入探讨的命题。本文旨在抛砖引玉，从有效学习者（实考人次/率） 和学习效果（及格人次/率）的规模变化、空间格局演化特征，来定量探讨电大系统学生学习情况的一些特点及变化规律。

在描述学习者数量分布和学习效果时，如果能够结合不同省份的社会经济发展变化特征，并通过学习者和地方电大调研得到的数据，有可能找到上述变化的深层次原因，为更好地预测未来发展趋势和优化配置教学资源提供科学依据。

此外，由于数据获取及个人能力所限，尚未能从学生空间分布重心转移距离、集聚-扩散度测算，以及变化驱动力分析等角度做更深入的研究，这也将是下一步研究工作的方向。

（本文在撰写过程中得到汪秀云女士的帮助，谨此致谢。）

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The Spatial Patterns of Radio and Television University Students’Examination Scores:A GIS-based Study

Zhao Tingting,Xu Dian,Zhang Aihua and Li Guangde

This article reports on a comparative study of the end-of-course examination scores in China’s radio and television universities in the second semester of 2001-2002 academic year and the second semester of 2009-2010 academic year.As indicated in the findings,the number of examinees and the number of exam passers had increased substantially from 2002 to 2010.The percentage of examinees had decreased slightly in relation to the whole student population while the pass rate had seen a small increase.In terms of spatial distribution pattern,there was an increase in the number of provinces where the proportion of junior college examinees to the student population was at the intermediate level while provinces with a high proportion of examinees had shifted from the North to the South.70%of the provinces saw intermediate and high proportions of examinees at the undergraduate level and these provinces formed clusters in spatial distribution.There was a significant increase in the pass rates of junior college examinees.The pass rates of the undergraduate examinees had dropped to some extent and the provinces with a high proportion of examinees had shifted from the East and the West to Central China.

GIS;end-of-course examination;spatial distribution;spatial pattern

G40-057

A

1009—458x（2012）03—0037—05

2011－12－15

赵婷婷，博士，讲师；徐甸，硕士，副教授；张爱华，硕士，副教授；李广德，博士，讲师。中央广播电视大学农林医药学院（100031）。

责任编辑 池 塘