教育资源公平性及布局优化研究——以大郑镇为例

于 洋， 韩增林， 杜 鹏

(辽宁师范大学 城市与环境学院， 辽宁 大连 116029)

教育资源公平性及布局优化研究
——以大郑镇为例

于 洋， 韩增林， 杜 鹏

(辽宁师范大学 城市与环境学院， 辽宁 大连 116029)

以2013年大郑镇各自然村学龄人口、小学学校质量等数据为基础，采用主成分分析、公平性指数模型、最短路径分析和空间自相关等方法，分析大郑镇现有13所学校质量水平、服务公平性及可达性，并对现有小学空间布局合理性评价，提出城市化背景下小学布局合理性方案.研究发现：现有13所学校综合质量差异较大，中心小学综合质量极高.空间公平性差异同样较为显著，中心小学公平性最好.不同行政村公平性综合指数分布不平衡性较为显著，镇中心区大郑村指数最高.学校可达性分布差异十分明显，可达性较好的学校主要分布在中部地区，以丹大高速和国道201为界线，向南北两侧逐渐下降.通过网络分析，现有13所小学中有7所学校区位不合理，采用最小化阻抗和最大化覆盖范围模型确定优化布局方案.

公平性；网络分析；可达性；ESDA；大郑镇小学

教育资源作为公共设施，体现基本公共服务均等化的水平，公平性问题越来越突出，中小学教育资源空间布局是其重要体现.随着城镇化的推进和农村经济发展，产业集聚拉动下的农村重点乡镇教育资源面临着新的压力与挑战：一方面计划生育政策改变带来人口变化，另一方面产业集聚带来就业人口增加，随迁子女就学问题相伴而生.这对基础教育资源综合质量、公平性和布局合理性等方面提出更高要求.

目前关于教育资源的研究主要有教育规模和布局调整[1]、乡村学校布局调整[2]、寄宿制学校建设[3]、学校布局结构调整战略意义[4]、农村中小学布局调整问题原因和对策分析[5]等方面，公平性方面有对区域公共产品空间公平性评价方法研究[6]、GIS在公共设施公平分布规划中应用[7-8]、公平性指标构建[9]、公共服务设施空间分布作为影响因素所发挥的使用[10]、城市公共服务设施公平性及形成机制分析[11]等.从可达性角度分析教育资源特征研究相对不多，主要有城市高中生源区研究[12]、学校体系规模演化测度[13]、城区小学配置方法研究[14]等.总体看来，教育资源的研究一般侧重定性方面论述，定量研究相对较为薄弱，尤其是运用地理信息系统技术将空间理念融入教育资源研究中存在一定不足.对于教育资源空间分布公平性研究主要利用洛伦兹曲线、基尼系数等传统统计学方法，仅从供给和需求角度分析均衡性.而关于小学布局主要依据相关规范，按照规模等级、服务学生数量以及师生比等定额指标设置，空间方面影响没有得到足够的重视.由此带来学校资源服务水平参差不齐等诸多弊端，公平性存在较大差异，空间布局不合理现象较为突出.

现有研究中已认识到社会不公平在教育领域表现为教育不公平[15]，关于农村小学综合质量、服务公平性、交通可达性及布局优化方面的定量研究较少，鉴于此，本文以庄河市大郑镇公路、现有小学及各自然村适龄儿童情况为基础，对大郑镇小学服务公平性、学校可达性及现有小学布局合理性进行分析，以期为研究区教育资源合理化布局、提升教育服务公平性及基本公共服务均等化的推进提供一定的依据.

1 研究方法与数据来源

1.1 区域概况

大郑镇是大连庄河市沿海的重要城镇，东邻庄河市区，西接花园口经济区，南抵黄海海岸，北至光明山镇、城山镇，全镇镇域面积243 km2，总人口5.6万人.目前主要有丹大高速公路、大庄铁路、国道201以及滨海路等道路穿过镇域.全镇现有小学13所，占地面积178 539 m2，在校生为2 081人，从全镇教育发展情况分析，区域内不存在择校现象.受到城市化战略实施、区域产业发展以及农村人口转移等多种要素影响，研究区资源配置亟须进行优化布局，以适应人口规模变化对其的要求，而教育资源的公平性与布局优化更为突出.

1.2 公平性指数模型

学校作为公共设施的一种，是衡量基本公共服务能力的载体，是社会公平在教育资源方面的集中体现，其公平性主要通过教育设施对服务范围的影响和教育资源使用者间空间距离体现.本文借鉴Stewart等、高军波等研究[16-17]，试图通过学校公平指数模型，以小学为例，分析大郑镇小学教育资源公平性.公式为

(1)

式中，Ei为第i个学校的公平性指数，i=1,2,3，…，I；Wi为第i个学校的相对影响系数，di表示服务设施与设施使用者空间距离，其中，a为距离摩擦参数，取值范围为1到2之间，参考已有研究[18]，本文将其设定为2.

1.3 最短路径

可达性是某地对外沟通程度和便捷度的综合反映，可达性有多种表达方式，常用最短旅行时间、加权平均旅行时间以及日常可达性等指标来衡量.其中，最短路径在反映区域交通可达性中运用较为广泛，如利用其分析旅游交通可达性[19]等，本文采用以下计算公式[20]分析：

(2)

式中，Ai为研究区中i点可达性数值，对应于最短旅行时间数值，Ai数值大小反映该点可达性低和高；tij为研究区中i点到j点的最短旅行时间数值；n为研究区中不包含i点的其余节点数量.

1.4 空间自相关模型

全局空间自相关指数分析方法表示在研究区中临近或属性相似的空间单元表现出的总体相关程度，一般采用Global Moran’sI指数测度，其值域范围是[-1,1].计算公式为

(3)

(4)

在特定显著性范围内，I>0，代表高值存在集聚现象，为正相关.相反，I<0，代表分析单元间差异显著，为负相关.

1.5 数据来源与处理

选取2013年庄河市大郑镇各小学学生数量、教师力量、占地面积、教室情况、数字资源等5类21项指标建立综合评价指标体系(如表1)，采用主成分分析方法，计算现有13所小学综合质量.通常用服务范围衡量.本文采用学校服务的人口表征相对影响系数的大小，将学校影响范围用每个学校服务的人口规模与全域学校服务的人口总规模比值代替.各自然村学龄人口与学校间的距离，结合最短路径分析加以确定.以计算区域网络中最短距离的可达性为基础，结合2013年各自然村学龄人口分布及不同等级公路行车速度，计算其可达性.

表1 综合评价指标

图1 网络数据集

以2013年庄河市大郑镇15 m分辨率遥感影像为基础，在ArcGIS平台下经矢量化，获取行政村、自然村、学校位置及基础道路网络数据.以测绘部门1∶25万地形图等高线数据为基础，采用IDW插值方法建立大郑镇数字高程模型，提取地形、坡度数据.依据2012年铁路系统运行标准，结合公路工程技术标准(JTB01—2003)，考虑镇属学校校车运行实际情况，将去除高速公路影响，设定省道最高行车速度为60 km/h，乡道为30 km/h，一般道路为20 km/h，构建不同等级道路网络数据集(图1).

2 学校综合质量及公平性评价

2.1 综合质量分析

基于5类21项指标建立综合评价指标体系，采用主成分分析方法，计算现有13所小学综合质量.分析可知，总体上看，13所学校综合质量均低于0.5，其中有7所学校处于相对较优水平，有6所学校在综合质量方面相对较差.分异现象较为显著，中心小学在13所学校中综合质量最高，是位列第二的高阳小学10.8倍.高阳小学、东岭小学、姜窑小学、宏发小学、新兴小学、东房身小学处于0.02～0.04之间，综合质量相对较高；银窝小学、宋派小学、后张小学、文成小学综合得分在-0.06～-0.02之间，处于相对较低水平；平房小学和李霖小学综合质量处于极低水平.

2.2 服务公平性评价

图2 公平性指数

根据公平性指数公式，计算大郑镇小学综合公平性指数，可将其公平性程度划分为5个层次(图2).公平性指数在0.1～0.3区间为第一个等级，公平性程度最低，包括平房小学和李霖小学；公平性指数在0.3～0.4区间为第二个等级，公平性程度较低，包括文成小学和宋派小学；公平性指数在0.4～0.6区间为第三个等级，公平性程度为中间水平，包括宏发小学和后张小学；公平性指数在0.6～1.1区间为第四个等级，公平性程度较高，包括新兴小学、姜窑小学、银窝小学、东房身小学和东岭小学；公平性指数在1.1～13.0区间为第五个等级，公平性程度最高，包括高阳小学和中心小学，中心小学公平性指数最高，达12.994.

从分布上看，不同行政村单元小学公平性综合指数分布不平衡性较为显著.镇中心区大郑村指数最高，其次为高阳村相对较高，东岭村、东房身村、银窝村、姜窑村和宋派村处于中间水平，而新兴村、宏发村、南甸村、李屯村和平房村相对较低，翁店村等7个行政村最低，呈现明显的中心高外围低的分布格局.与镇中心区相比，周边村落的学生需要花费更多的时间和费用成本才能获得使用相应的教育资源的机会.

2.3 公平性空间自相关分析

从空间自相关水平上看，全局空间自相关指数为-0.068，小学公平性指数呈现负相关，公平程度相对较低.进一步做局部空间自相关分析可知，宏发小学和宋派小学在p为0.05的显著性水平下呈现低低集聚状态，银窝小学在p为0.01显著性水平下呈现低高的分布态势.高值集聚没有体现，仅有中心小学公平性指数显著高于其他学校，不均衡现象较为显著.其他表现出非聚集特征.

3 交通可达性分析

3.1 学校可达性分析

从学校空间分布上来看：除东北部翁店村、钟屯村、葛炉村，南部潘店村和郭屯村外，其余行政村均有小学布局，13所小学主要分布在12个行政村内.通过公式，结合不同等级公路行车速度及校车运行标准，计算全镇13所小学到学龄儿童所做自然屯的平均距离及平均时间，得到其可达性情况(图3).

从平均时间看，总体上各小学平均时间在0.2～0.5 h之间，均值为0.315 h，中心小学、高阳小学等7所学校在平均水平之上，而后张小学、东岭小学等6所学校处于平均水平以下，总体上可达性相对较好.空间分布差异明显.可达性较好的学校主要分布在中部地区，其中，中心小学最好，加权平均旅行时间为0.207 h，其次为高阳小学为0.229 h；可达性较差的学校主要分布在北部地区，其中，宏发小学较差，为0.124 h，文成小学和东房身小学次之.

从平均距离看，总体上各小学平均距离在7～13 km之间，均值为10.09 km，中心小学、高阳小学等7所学校均在平均水平之上，而后张小学、宋派小学等6所学校处于平均水平以下.空间分布差异明显，可达性较好的学校主要分布在中部地区，其中，中心小学最好，平均距离为6.85 km，其次为高阳小学为7.75 km；可达性较差的学校主要分布在北部地区，其中，新兴小学较差，为12.21 km，宏发小学和文成小学次之.以丹大高速和国道201为界线，紧邻的学校可达性相对较好，而与之相比，南北两侧延伸区域可达性较差.

3.2 自然村可达性分析

图4 自然村可达性

基于自然村空间单元的人口分布，分析全镇可达性空间差异.按照大连市生态移民对“孤屯散户”界定标准，对面积较小、学龄人口较少的零星居民点，与最近规模相对较大的居民点合并加以研究，划分为259个单元.计算各单元可达性数值，并利用自然断裂点法分级(图4).

分析其总体特征可以看出：总体上各自然村到所有学校时间总和的均值为4.095 h，而平均时间最小的为双河，最短时间为0.183 h；可达性较差的为大岚子，最短时间为0.545 h；其中有139个单元最短时间高于总体平均值，其中最短时间在0.25 h以下的有53个自然村.在0.315 h以上的有120个自然村，总体来看，可达性相对较高.

可达性空间分异较为明显，由中部向周边逐渐增大，在西北和东南部数值较大，其中西北部宏发村大岚子为极大值.可达性较好的区域主要分布在国道201沿线村落，宋派村南部、高阳村南部、李屯村南部、大林村南部、钟屯村西部、大郑村、半拉山村北部及平房村东北部地区；郭屯村、东房身村、银窝村、潘店村及东岭村等虽然处于沿海地区，但滨海公路对其影响作用相对较小，可达性相对较差.北部宏发村、南甸村和葛炉村等可达性时间距离总体上均高于其他村落.

4 优化布局分析

4.1 学校布局合理性评价

基于ArcGIS进行网络分析需要明确服务需求节点即请求点、服务提供节点即设施点及交通道路网络.本研究服务需求者为学龄儿童，在空间载体上表现为居住的自然村，假定自然村“重心”为人口集聚点，最终服务需求节点为259个.本研究现有服务提供者，为不同区位、规模的小学，服务提供节点为13个.结合获取Bing Hybrid 2013年15 m分辨率的研究区影像，完成道路网络矢量化等基础数据准备.

图5 现有小学布局评价

依据农村中小学设计标准要求，在合理服务半径下，结合大郑街道现有产业、人口、基础设施布局现状，进行缓冲分析、邻域分析、高程分析、坡度分析、坡向分析、叠加分析和格网分析等，遵循大连市沿海地区建设用地使用规定，优选出适宜小学选址的候选点52个，加之现有小学位置，总计65个.

根据统计资料分析，区域不存在择校现象；基于259个自然村的适龄学生数量，预先设置基本前提为：①学校布局采用“最大覆盖范围”模型；②车行最高限速为60 km/h，乡镇道路车行最高限速为30 km/h，一般道路车行最高限速为20 km/h；③经过分析，确定待建候选学校点数量为65个.经过分析(图5)得出，现有7所学校选址不合理.利用最大覆盖范围模型优化分析，得出适合建设学校的区位为：现有的宏发小学、李霖小学、后张小学、平房小学、银窝小学和中心小学等6所小学；保持原有学校数量不变，另外需布局7所小学，需要在第16号、第27号、第36号、第41号、第55号、第60号和第49号7个点位增建新学校.

4.2 布局优化研究

考虑现有学校办学性质大多为政府兴办，具有义务教育的基本性质，结合小学生上学条件的需要，因而选择最小化阻抗和最大覆盖范围两种模型，对学校布局进行空间优化研究.

4.2.1 “最小配置数量”前提下优化

前提条件设置为：①“最小配置数量”原则；②沿可通行道路车行最高限速为60 km/h，乡镇道路车行最高限速为30 km/h，一般道路车行最高限速为20 km/h； ③满足小学选址条件的候选区位点数量为65个.利用空间分析，得出结论(图6).分析可知，根据现有人口规模和学校运行情况，优化选出5所学校，位置如图6所示，其中除原有的宏发小学、后张小学及平房小学继续运行外，其余10所学校均面临并校或撤销，新增加了25号点和49号点，取代原有10所学校.基于人口规模及交通便捷程度分析此方案为最佳选择，但可能造成平房小学、25号点、49号点的学校服务半径超过农村中小学设计标准.

4.2.2 基于“最大覆盖范围”原则分析

考虑研究区作为大连市重点镇之一，是产城融合及农村新型城镇化重要承载体之一，在“最小配置数量”原则模拟基础上，考虑吸纳就业带来的城镇中心区人口集聚、现有学校规模及搬迁并校预算限制，预先确定小学待建前提如下：①保留大郑镇中心小学区位不变；②所有学校遵循“最大覆盖范围”基本前提；③车行最高限速为60 km/h，乡镇道路车行最高限速为30 km/h，一般道路车行最高限速为20 km/h；④待建小学候选区位总体数量为64个.优化结论为，原有大郑镇中心小学、李霖小学、宋派小学、东房身小学、新建27号点及41号点(图7).

图6 最小数量原则下小学布局

图7 最大覆盖原则下小学布局

4.3 优化方案

按照“最大覆盖范围”原则优化，大郑镇小学数量确定为6所，依据全镇招生情况和学生分布情况，计算各小学理想情况下的学生招生规模.依据大连市对农村学校建设标准定额，并结合大郑镇实际情况提出小学占地面积、师生比例、建筑面积等设施配备建议(表2和图7).

表2 基本设施配置参考表

5 结论与讨论

运用公平性指数、可达性、空间自相关及ArcGIS等空间分析方法，研究了2013年大郑街道小学教育资源公平性、可达性及空间布局合理性等问题.研究发现学校整体综合质量划分为不同的层级，中心小学综合质量最高，与其他学校综合质量相差极大.从公平性指数看，13所学校公平性指数总体相对较高，少数学校教育资源有待优化.利用空间自相关分析看出，公平性指数呈现负向的空间自相关.从现有13所学校可达性分析，总体时间可达保持在0.5 h以内，呈现以国道201为中心，临近学校可达性相对较好，逐渐向周边下降的趋势.从自然村可达性分析，整体上可达性数值呈现由中部地区向周边地区逐渐增大态势，西北和东南部数值较大，可达性相对较差.

在此基础上进一步分析现有小学布局合理性，通过ArcGIS网络分析得出，现有小学有7所小学位置布局不合理，运用最小设施数量和最大覆盖范围模型加以优化分析，考虑研究区产业发展、城镇化推进及农村学龄儿童实际情况，最终确定对现有小学采取合并撤销的方案，保留中心小学等6所学校继续运行，并提出学校配置方案.

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学术论文关键词的选择与规范

学术论文的关键词是为了文献标引工作而从报告、论文中选取出来用以来表示全文主题内容信息款目的单词和术语.1篇论文所列关键词之间应有一定逻辑组合关系，通过这种逻辑组合，提示论文主题内容.

单词——指只包含1个词素(语言中最小的有意的单位)的词或语言里最小的，可以自由运用的单位.

术语——某学科中的专门用语.

关键词应在摘要后列出，每篇论文3～8个.从技术角度考虑，没有关键词的论文应列入非学术论文类.这些关键词应按以下顺序选择.

第1个关键词应列出该文主要工作内容或内容所属二级学科名称；

第2个关键词应列出该文研究得到的成果名称或文内若干个成果的总类别名称；

第3个关键词应列出得到成果或结论时采用的科学研究方法的具体名称；

第4个关键词应列出前3个关键词中没有出现的，但被该文作为主要研究对象的事或物质的名称，或者作者认为重要的词.如果需要第5个、第6个等以后的关键词应是作者认为有利于检索和文献利用的其他关键词.

关键词名尽量从《汉语主题词表》《科学技术名词术语》等词表中选用规范词——叙词；未被词表收录的新学科、新技术的重要术语，亦可选用.

中英文关键词应一一对应，分别排在中英文摘要下方，2个关键词之间用“；”号隔开.

Study on equality and distribution optimization of educational resources in primary schools—A case study of Dazheng Town

YUYang，HANZenglin，DUPeng

(College of Urban and Environmental Science, Liaoning Normal University, Dalian 116029, China)

Based upon the data in the year 2013 of Dazheng Town as school-aged population of natural villages and quality of primary schools, and by applying the principal component analysis(PCA for short), equality index model, the shortest routine analysis and spatial auto-correlation method, we analyze the auality, service equality and its accessibility of 13 schools of current Dazheng Town, a reasonable scheme is proposed. The results indicate as follows: (1)There is a great gap in comprehensive quality of current 13 schools, and the central primary schools is at ultra-high level.(2)there exists significant variation in spatial equality, and central primary schools is the best.(3)imbalance in distribution of comprehensive index for equality of different municipal villages is more remarkable, and the Dazheng Village in central area of the town is at the highest level.(4)variation in accessibility distribution of schools is most noticeable, and a large percentage with better accessibility are located in middle regions of Dazhen Town.Taking Dandong-Dalian highway and national road 201 as the boundary, the accessibility is dedining from the north and south sides.By using network analysis, we find that the locations of 7 schools are not rational.A scheme of distribution optimization is designed by using the minimum impend and maximum coverage model.

equality;network analysis;accessibility;ESDA;primary school in Dazheng Town

2016-11-11 基金项目：省部共建人文社会科学重点研究基地项目(14JJD790038) 作者简介：于洋(1977-)，女，辽宁盘锦人，辽宁师范大学博士研究生.E-mail：1273336879@qq.com

韩增林(1956-)，男，山东商河人，辽宁师范大学教授，博士，博士生导师.E-mail：hzl@lnnu.edu.cn

1000-1735(2017)01-0095-09

10.11679/lsxblk2017010095

K901

A