国家级实验教学示范中心空间分布特征

吴贵华

(华侨大学 旅游学院，福建 泉州 362021)

0 引 言

高校实验室是人才培养和科学研究重要平台，是创新性人才培养重要支撑。如何合理布局实验室资源，提高人才培养质量与创新效率，已成为我国教育部门日益关注的改革问题。国家级实验教学示范中心(以下简称“中心”)是一项为提高大学生实践创新能力而实施的高等教育质量工作。通过建设布局相对合理的国家级、省级和校级实验教学示范中心体系，实现创新性人才培养水平的不断提升。

近年来，对于实验室的研究主要集中于实验室建设与评估、管理模式、发展战略等方面。在实验室建设与评估方面，学者们从产品全生命周期[1]、实战化教学[2]、协同创新能力评价[3]、中心示范效应[4]等视角探索了实验(中心)建设与评价体系，为高效建设实验室和合理评价示范中心提供了分析框架。在管理模式方面，已有研究从教学体系分析国家级虚拟仿真实验中心管理[5]，从理念、平台和运行机制等要素分析工科实验中心[6]，还有部分学者介绍了美国、法国实验室管理模式与运行机制[7-8]，此类为实验室管理模式优化提供了理论依据。在实验室发展战略方面，有学者探讨了高校实验农场的发展定位问题[9]，也有学者提出了保障国家级实验教学示范中心可持续发展的政策机制[10]，还有学者在总结实验教学示范中心建设成效的基础上，提出用“替代增长”理念指导实验教学示范中心可持续发展[11]。综上所述，虽然现有研究从多角度分析示范中心建设，取得了丰富成果，但多数研究集中于中心建设的内部、单体的微观研究，鲜有文献从宏观视角审视中心建设，对于如何有效布局示范中心以提升我国实验教学水平的研究更是少之又少。对于中心空间分布问题研究缺乏，不利于发挥国家级实验中心示范效应和知识溢出效应，也不利于提升我国实验教学整体水平。

因此，本文运用最邻近点距离指数、地理集中指数、不平衡指数、核密度等方法，以已评审的9批国家级实验教学示范中心和3批国家级虚拟仿真实验教学中心为研究对象，探讨国家级实验教学中心空间分布，以期为新时代我国高等学校实验教学改革和国家级虚拟仿真示范项目布局提供参考。

1 研究设计

1.1 数据来源

截止2015年，先后有9批900个国家级实验教学示范中心及3批300个国家级虚拟仿真实验教学示范中心。本研究以中国基础地理信息数据库的1∶400×104全国矢量化图为底图，将两类国家级实验教学中心抽象为点要素，通过GoogleEarth、百度地图及相关学校官方网站获取中心地理坐标，并利用ArcGIS10.1软件构建全国国家级实验教学示范中心空间属性数据库，并绘制国家级实验教学中心(含示范中心和虚拟中心)空间分布图(见图1)。

1.2 研究方法

图1 国家级实验教学示范中心与虚拟仿真教学中心省域分布图

(2) 空间分布均衡程度测定。本文采用地理集中指数和不平衡指数两个指标来刻画中心均衡程度[14-15]。地理集中指数是用来度量中心在全国省际区域的集中程度，其计算公式为：

不平衡指数是用来度量国家级实验教学中心在各规模级分布的齐全程度，不平衡指数采用洛伦兹曲线(Lorenz curve)中计算集中指数的公式求得，其计算公式为：

其中：将当年各省中心数量占批准总量的比值进行从大到小排列后求累计百分比，Yi是排在第i位的累计百分比；n为省级区域数量(n=31)。S的取值范围在0～1之间，若中心平均分布在不同规模等级，则S=0；如果分布极不平衡，集中在一个规模级，则S= 1。

(3) 空间分布密度测定。本文选用ArcGIS10.1中的Kernel Density工具来刻画中心空间分布特征，通过计算核密度来研究中心与其相邻中心的密度关系。具体分析是过程是：人口字段(population)选择NONE，输出栅格、输出像元大小、搜索半径均采用默认值，搜索范围(search radius)与国界一致。

2 国家级实验教学中心时空分布特征

2.1 总体发展规律

国家级实验教学示范中心建设工作于2005年启动，先后开展了9批评审，有900个中心批准建设。从年度分布来看，示范中心年度分布呈波动趋势，每年新增数量不同。在建设初期，示范中心建设属于探索阶段，所以第一批通过评审数量最少，仅25个(报送总数68个)。此后，示范中心建设工作激发高校实验教学改革，得到高校积极响应，建设和申报国家级实验教学示范中心积极性逐年提高，2009年审批通过达142个，2007年至2009年间获批数量约占总数的46.3%。之后，示范中心建设工作经过2年调整，2012年教育部继续开展示范中心建设工作，但中心建设重点从学科基础转向学科专业示范中心。2012年主要面向中央部门所属高等学校开展，2013至2015年主要面向地方和军队所属高等学校。

国家级虚拟仿真实验教学中心是在高等教育信息化建设持续推进、学科专业与信息技术深度融合背景下开展建设。随着虚拟仿真技术在实验教学广泛应用，教育部于2013年启动国家级虚拟仿真中心建设工作，分年度开展了3次虚拟仿真实验教学中心评审工作，每年100家，共有300个中心获批建设。

2.2 类型结构分析

本文所讨论的实验教学中心类型是根据高等教育国家级实验教学示范中心联席会学科工作组进行划分，分别是：电子组、植物/农林/动物/水产组、地学/环境组、化学组、生物/食品组、文综/考古/法学组、物理组、经管组、机械组、材料组、力学/土建组、交通/航空/能源组、临床技能、工程训练组、基础医学组、计算机组、艺术组、传媒组、药学组、中医组。对于示范中心，各分组数量和比例如下：电子组最多，有86个，约占总量的9.45%；60个以上的有植物/农林/动物/水产组、地学/环境组、化学组，分别是69个、69个和65个，分别占总量的7.66%、7.66%、7.21%；50个以上的有生物/食品组、文综/考古/法学组，分别有56个和54个，分别占总量的6.22%、5.99%；40个以上的物理组、经管组、机械组、材料组、力学/土建组、交通/航空/能源组、临床技能组，分别有49、49、45、43、43、43、42个，分别占总量的5.44%、5.44%、4.99%、4.77%、4.77%、4.77%、4.66%；30个以上的有工程训练组、基础医学组、计算机组，分别有38、33、32个，分别占总量的4.22%、3.66%、3.55%；20个以上的有艺术组、传媒组、药学组，分别有25、23、23个，分别占总量的2.77%、2.55%、2.55%；排在最后的分别是中医组，有14个，占总量的1.55%。

对于虚拟中心来说，各组数量和比例情况与示范中心存在较大差异，地学/环境组中心最多，有35个，占11.67%；其次是化学组，有30个，占10%；20个以上的虚拟仿真中心有电子组、交通/航空/能源组、经管组、力学/土建组、机械组，分别有29、28、27、21、20个，分别占总量的9.67%、9.33%、9.00%、7.00%、6.67%；10个以上的中心有基础医学组、计算机组、临床技能、植物/农林/动物/水产组、生物/食品组、物理组、文综/考古/法学组、材料组，分别有19、15、13、11、11、11、10、10个，分别占总量的6.33%、5.00%、4.33%、3.67%、3.67%、3.67%、3.33%、3.33%；10个以下的中心分别是药学组、中医组、工程训练组、艺术组，分别有3、3、2、2个，分别占比1.00%、1.00%、0.67%、0.67%；仅传媒组仍未有虚拟仿真教学中心。

综合来看，示范中心主要是以电子组、植物/农林/动物/水产组、地学/环境组、化学组、生物/食品组等基础学科为主；虚拟中心主要是以地学/环境组、化学组、电子组、交通/航空/能源组、经管组、力学/土建组、机械组等学科为主，体现了示范中心与虚拟中心建设要求不同的类型结构格局。

2.3 空间分布特征

(1) 总体分布特征。借助ArcGIS10.1软件对中心分布进行自然间断点分级法分级，得出实验教学中心省级分布情况(见图1)。可以看出，国家级实验教学中心数量众多、分布不均衡，各地区分布差异显著，并呈现团状式分布的特征。从省级分布数量来看，北京最多;其次(67～99个)是江苏、陕西、上海;第3级(44～66个)含有湖北、山东、四川、浙江、广东、湖南、辽宁、黑龙江等地;第4级(28～43个)中有天津、重庆、吉林、福建、河北等;第5级(13～27个)河南、安徽、广西、江西、甘肃、山西、云南等地;第6级(6～12个)有贵州、内蒙古、新疆，海南、青海、西藏等地分布数量最少。总体来看，国家级实验教学中心(见图1)呈现“东多西少”、集聚状分布特征明显。

(2) 空间分布类型。本文将中心抽象为一个点状要素分布在中国地域内，采用最邻近点距离指数(R)来刻画中心空间分布类型特征。各年R值计算结果见表1，从表中可知各年R值(0.20～0.40)均小于1，说明中心分布呈现凝聚型分布，部分中心在地理空间上形成集聚分布，不均衡格局明显。

表1 各项空间统计指数的演变

注：2013XN、2014XN、2015XN表示2013、2014、2015各年的虚拟仿真中心

(4) 空间分布密度。通过核密度分析结果(见图2)发现，中心分布呈现明显的“东高西低”差异性分布格局。从区域角度来看，京津冀地区是中心分布最为密集地区，长三角地区次之。从省份层面来看，北京地区为高密度地区，上海、江苏、湖北、广东、黑龙江等地也有较高密度分布，低密度区主要为内蒙古、新疆、西藏、青海等地。其中，大部分中心分布在省会城市周边，中心分布受教育资源、政策等要素的综合影响。

图2 国家级实验教学中心分布密度图

3 国家级实验教学中心时空分布的成因

从已评选的国家级实验教学中心空间分布不平衡的特征来看，究其原因，主要是受教育资源、政策条件、社会经济等人文因素的影响。

(1) 教育资源禀赋。教育资源不均衡分布是影响我国国家级实验教学中心不均衡分布的主要原因。教育资源禀赋条件包含了区位特征、人口规模、博士学位点分布、教育投入等条件。我国东部、南部地区是我国社会经济发展和现代教育发展的重要区域，优越的区位条件使得东部、南部地区集聚大量人口，成为我国现代教育布局和实验教学中心分布的基础条件。改革开放以来，一级学科博士点倾向于东部、南部地区布局，以满足其人才培养需求，为中心建设提供了优质师资条件。基于此，教育资源禀赋条件差异是中心不均衡分布的重要原因。

(2) 申报制度。国家级实验教学中心评选内容主要包括先进的实验教学理念、教学队伍、仪器设备、管理模式、信息化水平等内容。申报制度是教育部按一定比例分配申报名额，由学校向地方教育行政主管部门提出申请，经省级相关部门评审后向教育部推荐申报，即自下而上的申报制度。申报对象从早期的重点院校(985/211)逐渐向一般院校拓展。从中可知，申报制度和评选标准仍不够完善，存在相关利益冲突、评定过程不严谨等问题。部分地方院校通过整合校内、校外实践教学资源，特色化办学，取得了较好的人才培养效果，但在省级评审过程中，由于学科地位、学校规模、评审人员主观倾向等原因，往往无法入选省级推荐名单。再有，由于国家级评审未深入实地观察，部分中心“为了申报而申报”，存在弄虚作假问题。另外，“终身制”的中心称号制度进一步限制地方院校参与。因此，当前国家级实验教学中心申报制度在一定程度上影响了其空间分布。

(3) 社会经济。国家级实验教学中心分布差异也受所在省份的经济差异影响。国家级实验教学中心申报中明确要求省级教育行政部门应保证正常运转经费和教学改革经费。但我国省际经济发展差异较大，对教育经费投入不同，东部广东省、江苏省、浙江省等地不仅是经济强省，也是教育投入大省，为中心建设提供了经济基础。同时，良好的社会经济环境吸引了大量高水平师资队伍，具有较好的管理水平和信息化条件，为中心发展提供了良好的外部条件。

4 结论与建议

4.1 结 论

4.2 建 议

国家级实验教学中心建设是在我国高等教育深化改革背景下所开展的一项重要高等教育改革工作。结合本文研究结论，提出以下建议。

(1) 加强中心信息化建设。借助现代信息科技手段，开展实验教学资源库建设，开放优质实验教学资源，提高中心示范能力，解决优质实验教学资源过度集中而地方院校极度缺乏的状况。同时，建立东西部实验教学资源对接平台，采取帮扶模式，东部院校精准对接、扶助西部地区院校开展实验教学，提高实验教学资源有效辐射。

(2) 加快区域优质实验教学资源共享。尽可能在区域内实现优质实验教学资源均衡分布。在部分难以设立国家级实验教学中心区域，可建立国家级实验教学中心预备项目库，对优势学科予以重点支持与培育。在优质实验教学资源丰富区域，建立教学资源共享联盟，从实验教学师资、仪器设备、实验课程等方面开展交换，实现优质资源溢出效应。

(3) 实施中心动态化管理。进一步提高中心建设质量和优化资源配置,完善国家级实验教学中心质量管理体系，借助高等教育国家级实验教学示范中心联席会平台，对已入选中心开展动态化检测、评估。对建设不符合要求、管理不够规范、示范效果不足等中心实施退出机制，提高国家级实验教学中心“含金量”，动态调整、合理布局实验教学资源，实现实验教学资源优化配置。