基于ArcGIS我国学前教育资源的空间分布与规划

艾 子 柳海民

（1．扬州大学 教育科学学院，扬州 225000；2．东北师范大学 教育学部，长春 130024）

随着第三期学前教育行动计划结束，学前教育资源投入的方向也从“保覆盖”逐渐转向教育质量的提升。但是，面对全面二孩政策带来的学前教育需求压力，我国的学前教育资源供给短期仍面临紧张形势。为此，国家在《关于深化学前教育改革的意见》（以下简称《意见》）中提出，在扩大学前教育资源的同时要对已有资源进行合理规划。在此方面，传统有关学前教育资源配置的研究多以入园率或覆盖率为衡量标准，将各投入要素作为全局变量在指标评价体系中进行探讨。这种研究的局限性在于忽视了各要素本身也是特定社会空间塑造的结果。运用ArcGIS揭示我国学前教育资源的空间分布样态并分析塑造这种分布的社会性因素，可以很好弥补传统研究在空间异质性方面的缺失，对合理规划学前教育资源的配置具有重要参考价值。

一、文献综述

地理信息技术在教育领域中的早期应用主要涉及学校选址的问题。较有代表性的研究如Dost J从学校在城市环境中的多重角色角度对学校选址进行评估［1］。耶格尔（Yeager）提出包括上学距离、交通工具需求在内的综合因素三项标准，对学校的选址进行模拟［2］。随着ArcGIS的开发和引入，当代教育领域的地理信息研究形成两条发展路径：一方面是通过密度分布、可达性等呈现教育资源分布的地理空间形态；另一方面是运用地理加权回归、空间自相关等分析方法对影响教育资源分布的社会性因素展开探索。

在探讨教育资源分布的合理性方面，较有代表性的如Killeen运用GIS技术研究美国撤点并校政策在上学距离、交通成本、教育成本方面对城乡学生的影响差异［3］。我国宋伟轩、涂唐奇等学者也结合教育资源的“社会—空间”可达性，对义务教育资源配置中的机会均等问题展开探索［4］。郑楚楚、姜勇等学者以上海为例，对公办学前教育资源区域配置的空间特征和均衡程度进行分析，从中发现学前教育资源在空间配置上仍存在着公办学前教育资源相对集中、区域调配不合理等非均衡的特征［5］。后者较有代表性的如Sara Hershkovitz，通过比较特拉维夫和耶路撒冷得出学校的撤并对强化城市中心区具有重要影响［6］。在相关领域，我国学者王永超、王光宇等人也通过空间自相关分析得出，学区房与非学区房在价格空间集聚上呈现出较强的关联性［7］。潘炎炎、李保杰等学者以徐州市丰县为例，对农村义务教育资源的优化布局进行探索发现［8］，学生的上学成本和服务范围对学校的可达性具有重要影响。

结合以往学者的研究可以发现，运用ArcGis对教育资源配置的探讨多集中在对教育资源分布的地理空间形态及其社会性因素进行研究，但是相关研究往往忽视了如入园率和覆盖程度这些关系教育过程性质量的指标。例如，国家虽然要求新建小区需加强配套幼儿园建设，但是受交通、自然地理等因素的影响，特定区域可能会出现幼儿园过多或覆盖程度较低的问题，从而造成教育资源的浪费。再比如，一些区域的学前教育资源虽然丰富，但是碍于房价、人口流动等社会性因素的影响，入园率并不高，这种情况并不能直接通过地理空间的分布形态得以展现。

二、研究设计及数据

通过对以往研究的梳理可以看到，传统研究在运用ArcGis分析教育资源配置时，往往只针对当下资源的物理空间形态，忽视了资源的覆盖程度、入园率这些反映教育发展合理性的社会性指标。因此，本研究主要从这两个方面对我国的教育资源配置进行分析。

研究的底层数据和路网数据主要源自中科院资源环境科学与数据中心。其中，幼儿园、居民点主要通过Python代码从谷歌地图和百度地图爬取Poi信息点。学前师资数量、幼儿园的占地面积以及学前教育的人均投入主要来自《中国人口统计年鉴》和《中国教育经费统计年鉴》。本研究首先从学前教育资源的覆盖状况对学前教育资源的宏观分布进行分析。具体在分析学前教育资源的覆盖广度时，本研究运用核密度分析方法。该分析方法是以某区域内某一信息点为中心，选定一定半径和要搜索的属性，查找该半径内其他信息点的相同属性信息，当一簇信息点的属性信息越多，代表该信息点簇在这个属性上的空间密度越高，代表性也就越强。在本研究中，信息点是全国的居民点，信息点的属性信息是居民点便利范围内的幼儿园数量。为了进一步发掘影响资源优化配置的实际因素，本研究以入园率作为结果性指标，运用地理加权回归分析各省市的区域地理指标。所谓地理加权回归模型，是一种用于建模空间变化关系的线性回归的局部形式。传统的线性或非线性回归以及基于线性回归的指标体系研究，在分析之前就假定了变量间的关系具有同质性，从而掩盖了变量间关系的局部特性。而地理加权回归将数据的空间位置嵌入到回归参数中，利用局部加权最小二乘法进行逐点参数估计，其中权重是回归点所在的地理空间位置到其他各观测点的地理空间位置之间的距离函数。通过这种方式，全局模型中的参数在空间中的变化趋势就可以被度量出来。具体操作上，本研究首先对影响入园率的指标进行归一化处理，然后运用因子分析将备选指标进行主成分分析，得出影响入园率的影响因子，最后将相关省市的影响因子得分和入园率导入ArcGis地理加权回归模型进行分析。

三、我国学前教育资源的覆盖状况

传统教育学在研究教育资源的分布时，往往忽视了空间的异质性。所谓空间的异质性是指由于不同区域或同一区域不同时间的空间变化带来研究对象的属性变异。本研究主要从学前教育资源的覆盖状况去展现这种宏观分布的现状。

从对学前教育的需求看，学前教育资源覆盖的广度直接体现为特定区域所辖适龄幼儿接受学前教育的范围。但是，全国范围内各地理信息点的幼儿状况过于庞杂，且由于随迁子女、进城务工子女等现象，适龄幼儿群体本身也在实时流动中。这就使得仅从入园幼儿的数量衡量覆盖广度缺乏相应的可操作性。另一方面，我国在《国务院关于当前发展学前教育的若干意见》、学前教育三年行动计划中已经明确指出，新建小区配套幼儿园应与居住小区同步规划、同步建设、同步交付使用，不按规定安排配套幼儿园的小区规划将不予审批［9］。所以目前在资源的覆盖度方面，我国学前教育空间分布的合理性主要体现在幼儿入园的便利性。

我国在《托儿所、幼儿园建筑设计规范》中规定托儿所、幼儿园的服务半径宜为300—500m。某区域内居民点500m以内的幼教机构越多，越能实现入园的便利性，也就说明该区域学前教育资源的覆盖度越好。通过爬取得到的全国居民点有36 334个，幼教机构点共计26 573个。据此，本研究借助Python语言编写检索程序代码，先在代表全国居民点的Poi信息点建立范围500米的缓冲区，而后在缓冲区内检索幼教机构的个数，并进行汇总，从而得到每个居民点500米以内幼教机构个数，然后将生成的空间属性数据进行核密度分析。在本研究中，核密度越高就表示一簇居民点的入园便利性越好、覆盖度越高。为此，研究选择20的像元大小，以4千米为搜索半径，各居民点500米以内的幼教机构个数为检索属性，生成的地图结果如图1所示。

图1 我国学前教育机构覆盖状况

在该图中，本研究筛选了500米服务半径内超过12个幼儿园的居民点作为高覆盖居民点，这些居民点周围的幼儿园较多，在行业竞争的激励下，更有可能为所辖居民提供高质量的教育服务。地图中颜色从蓝到红表示高覆盖居民点的密度从低到高，其中的密度值表示单位像元周围16平方公里的居民点所拥有的适宜幼儿园总数（含重复）。从图中可以看到，江苏、浙江、广东地区的大部，河北、河南、西东南部和山东西部，辽宁的西南部和四川的东部，这些地区幼儿园的覆盖度较高，尤以江浙地区和广东地区的覆盖最为密集。而在西北地区、内蒙古、黑龙江和云南等大部地区幼儿园的覆盖度较差，尤其在西北地区很多居民点周围适宜服务半径的幼儿园个数极少甚至没有。从总体看，东南地区和中部地区幼儿园的覆盖程度较好，东北地区、内蒙古、西北和西南部分地区幼儿园的覆盖度较差，我国幼儿园的空间分布规划仍有较大的改进空间。

四、入园率影响因素的地理加权回归分析

幼儿园的入园率是衡量区域学前教育覆盖质量的核心指标。在探索入园率的影响因素过程中，传统以因子分析主导的指标体系研究乃是一种全局变量的衡量，即评价体系中的各指标只考虑统计意义上的数量关系，而不考虑指标自身附着的空间属性。但是，如对入园率有重要影响的房价、流动人口数量等因素事实上深受空间异质性的影响。在这方面，地理加权回归将指标的空间属性引入分析过程中，更有利于客观反映影响入园率的社会因素。

在借鉴以往学者关于学前教育质量评价、幼儿教育资源均衡配置评价等方面研究的基础上［10］，本研究选取了我国31个省市的幼儿园在园人数、占地面积、人均可支配收入等25个指标，作为幼儿园入园率的影响因素，运用主成分分析法提取了3个影响入园率的因子，累计方差的解释贡献率为90．74%。相关因子及各自指标如表1所示。其中因子1包含幼儿园在园人数、幼儿园个数、占地面积等14个指标，这些指标表征了各省市输出学前教育服务的能力，因此为生产导向的因子；因子2包括人均可支配收入、商品房平均价格等4个指标，表征各省市购买学前教育服务的能力，为消费导向因子；此外，因子3主要包括了各省市的净流入人口和对个人和家庭的补助支出，主要侧重体现人口流动的特征及其保障，为人口流动导向因子。值得注意的是，人口流动对入园率是负效应的影响，即净流入人口越多，相应的个人和家庭补助带来的配套保障对公共支出的压力越大，入园率的提升空间越小。通过SPSS计算31省市的三项因子得分，导入ArcGIS空间关系建模下的地理加权回归，可以得到各省市入园率影响因子的系数分布如图2所示。

图2 我国各省市入园率的地理加权回归

表1 我国学前教育入园率影响指标

依相关系数的地理分布可见，从总体看消费导向的因子对入园率影响最大。这说明，提升居民对学前教育服务的购买力从长期仍是学前教育实现“保覆盖”的核心任务。从各影响因子的分布看，生产导向和消费导向的因子对入园率的影响从东北向西南不断扩大。其中，长江以南和包括新疆、青海等西北地区大部分的省市受这两种导向的影响较大，西藏、四川、广西等西南地区受影响尤为明显。而人口流动导向因子的影响呈现出从东部向西部逐渐增加的分布特征，新疆、西藏和青海三省受人口流动的影响最大。

基于入园率各影响因子的系数分布，在今后相当长一段时间内，针对南方和西北地区尤其是西南地区，增强区域学前教育服务的输出和购买能力是提升入园率的关键环节。而在人口流动对入园率的影响方面，则应关注新疆、青海等薄弱地区由人口流动带来的学前教育资源配置压力。

五、基于提升资源空间规划质量的学前教育发展策略

我国学前教育第三期的三年行动计划已经结束。相关实施意见提出，到2020年，我国应基本建成广覆盖、保基本、有质量的学前教育公共服务体系。为实现这一目标，对学前教育资源的空间规划不仅要关注覆盖的广度，更要关注覆盖的质量，尤其是各种教育投入行为如何交互作用共同塑造学前教育资源的分布形态。这就需要我们超越仅从学前教育的内部要素入手去规划资源配置，更应该着眼于学前教育身处的真实社会空间，兼顾各方的利益关切，推进学前教育的合理发展。

（一）立足地区差异提升学前教育资源的承载力

为了加大对学前教育投入，学前教育“国十条”提出应采取多种形式扩大学前教育资源。单从幼教机构的数量看，我国的学前教育已经能较好承载可能出现的需求。但是具体到基础设施、师资等方面，个别省市学前教育的标准化程度仍然较低。这就需要我们在对学前教育的投入中，由“保覆盖”进一步关注资源投入的精准性，结合不同地域的特点以及由此产生的实际教育需求，扩大对学前教育的投资。

从我国学前教育资源的宏观分布看，东部沿海地区、中部长江沿线地区和新疆地区学前教育资源面临的承载压力较大。从幼教机构的居民覆盖状况看，东南沿海和长江沿线中部地区覆盖状况较好，其余地域幼儿园的覆盖程度相对薄弱。未来在东南沿海和长江沿线地区的学前教育投入在保证覆盖的同时应更多关注幼教资源的承载力。尤其在全面二孩政策之后，随着第一批新生人口逐渐成为学前适龄人口，这些地区必然面对学前教育需求带来的资源压力。正如对入园率的地理加权分析反映的情况，扩大学前教育服务的产出和消费能力，仍是东南沿海和长江沿线地区提升入园率的主要动力。与东部沿海和长江沿线地区相对照，西部地区和东北地区地域广大，学前教育的空间资源丰富。而从人口流动对入园率的影响看，西部地区迁入人口的负效应作用又最为明显，相比较中东部地区则较好应对新增人口对学前教育的压力。这说明目前在西部地区对学前教育的投入仍应是以保基础为主导，扩大学前资源总量尤其是师资储备对西部地区的学前教育发展具有重要意义。

传统基于全局变量考查的结构性投入更多关注各学前教育要素的数量与覆盖率间的线性关系，往往忽略了对不同要素的需求本身也是各区域特征塑造的。因此，有质量的学前教育投入除了关注各要素在全局变量上的结构性特征外，更应该关注学前教育发展与区域空间特征的交互作用过程。立足这种过程性质量，西部地区应加强人口动态检测，凭借空间资源优势进一步扩大学前教育资源的覆盖。与此同时，通过解决编制、职称评定等方面的瓶颈扩充师资来源。东中部地区将学前教育投入的重点放在资源的区域规划上。这些地区一方面应充分利用腾退搬迁的控制厂房、乡村公共服务设施等限制资源扩大学前教育的基础设施增量，另一方面应及时跟踪人口流入对学前教育资源的可能压力，保证学前教育资源的供给。

（二）结合社会空间转型特点提高学前教育机构的覆盖效益

从我国学前教育资源一般分布形态可以看到，各地区的幼儿园从数量上都能较好满足所辖区域的需要，但是覆盖的程度相对较低。学前教育机构对所辖居民区的辐射能力较弱，生均园舍面积、师生比等指标反映出学前教育在发展中基础设施以及师资上的配套建设仍有待跟进，这些问题亟需我们在“保覆盖”的同时提升教育资源的覆盖效益。

正如有学者研究的，我们不能局限于“投入—产出”关注学前教育的结构性质量，更应关注于学前教育发展的过程性质量，在提高学前教育机构的覆盖效益方面具体体现为不是局限于“投入—产出”看待学前教育资源的覆盖收益，而要将学前教育机构的兴建同所在区域的社会空间特点结合起来，综合提高教育机构的覆盖效益。从覆盖现状看，除我国的东部和中部的部分地区以外，西部和东北部的广大地区幼教机构对周围居民的辐射能力仍然较弱。结合以往学者对幼儿园的空间位置分配特点可知，这些对周围居民区辐射力较差的幼教机构往往出现在城郊或城乡结合地带，这类地带往往较易发生幼儿园服务区重叠的浪费性问题［11］。对于这种分布问题出现的原因，正如Boussauw、Witlox等学者指出的，随着城镇化水平的提升，人口流动性增大，原有的社会空间被不断更新，传统以“学区—居民区”为核心的教育空间规划被抚育子女的便利性取代。针对学前儿童，由于父母尤其是职业女性的就业流动性增大，相比较居住地，随父母工作单位、便利接送子女成为就近入学考虑的首要问题［12］。而工厂、大型商场等就业集中的地区随着城市化水平的提升往往呈现向郊区外迁的发展趋势。此外，正如一线教育行政管理人员反映的，在推动学前教育普及的过程中，处于城乡结合地带的乡镇中心幼儿园往往对普及工作具有重要的示范性影响［13］。在这些现实需求的驱动下，很多新兴的幼儿园尤其是民办园在城郊发展起来。区别于老城区公办园参考居民聚集规划，这些新兴民办园主要着眼于父母接送的便利性，所以往往忽视幼儿园与居民区间的通勤问题。所以，正如以往研究展现的，一方面城郊地区的幼儿园面向居民区的浪费性通勤较多，另一方面这些地区却成为学前教育最大的输出区域，城市中心向外的入园率呈现“低—高—低”的分布［14］。

基于这种城镇化过程中的社会空间的转型特征，在结合居民聚集区的就近入学需要规划幼儿园分布的同时，我们还应该充分考虑父母接送便利性、交通成本等对入园行为的影响。以往在有关普及学前教育的政策中，无论是新建小区的配套幼儿园建设，还是鼓励乡村联合办园，我们主要从家园距离入手规划幼儿园分布。可是城镇化过程中单位大院解体、居民迁居和职业流动加剧的现状，决定了入园行为对学前教育资源的分布必将产生越来越重要的影响。为此，我们不应把学前教育资源的覆盖简单化为学前教育机构对居民区的覆盖问题，还应该因地制宜，考虑入园行为对学前教育资源的空间塑造作用。在充分考虑家长对幼教服务的需求、成本分担以及人口流动带来的城市空间变迁基础上，合理规划学前教育机构的空间布局。

（三）基于教育需求的空间异质性完善学前教育的财政分担机制

相比较中小学，学前教育的办学和投入主体更为多样，市场化和公共化的作用对资源配置的影响也更为突出。为此，中共中央在《关于学前教育深化改革发展的若干意见》中就明确指出，应鼓励社会力量办园，并通过优化经费投入结构和健全学前教育成本分担机制建立学前教育经费投入长效机制［15］。探索不同区域对学前教育需求的差异性，在此基础上扩大需求，是优化学前教育财政分担的应然方向。

从各省市入园情况的地理加权回归分析结果看，我国学前教育的发展仍是以消费导向为主。增强对学前教育服务的购买力，对提升入园率具有重要影响。这其中，人均可支配收入和商品房平均房价对购买力的影响最为显著。与之对照，集中体现居民学前教育成本的学费收入和事业收入对学前教育服务的输出能力具有更大的影响。这是由于健全学前教育的财政分担包含两个方面，除了考虑居民的经济负担，还要考虑怎样保证运营资本以支持幼教机构良性可持续发展。以往研究中，我们常常把学前教育的学费作为居民投入的主要部分。但是当考虑不同区域学前教育需求的空间异质性时，可以发现，这种对财政负担的影响更多来自个人收入和房价等社会性因素。而学费和事业性收入对学前教育机构的可持续发展具有更重要的价值。因此，在相当长的时间里，怎样激发居民对学前教育的投入动机和幼教机构的办园活力，仍是合理分配学前教育成本的重要任务。

在实际中，为扩大普惠性幼儿园的覆盖规模，部分地区对营利性民办幼儿园实施“转公转普”的政策［16］。但在实施的过程中，往往由于忽视了民营资本评估和前期投入回收，出现了一些民办幼儿园负债经营甚至破产的状况，从而强制普惠非但没有实现扩大学前教育资源的目的，反倒引发幼儿园总供给的短缺［17］。类似问题都在警示我们，健全学前教育的财政分担机制不能仅局限于关注学前教育的公益性而忽视了市场化因素尤其是民营资本的影响。从地域空间上看，中西部学前教育的薄弱区目前仍是以增强学前教育的产出和消费能力作为影响入园率的主导因素。这种影响在我国的西南地区体现得尤为明显。这是由于受制于自然地理的因素，西南地区人口分布相对分散，事实上对统一规划学前教育的资源造成了阻碍。所以正如相关省市的学前教育行动计划反映的，在部分难以纳入统一管理的地区，政府应委托民间资本承担普惠任务。与此同时，我们应注意到，对于学前教育发展相对薄弱的地区，如果忽视了学前教育服务输出和消费能力的提升，单纯依赖国家公共财政的补偿性投入，非但不能从根本上提升入园率，甚至对入园率会产生负效应的影响。这进一步说明，怎样激发居民对学前教育的投入动机，增强民间资本的办园活力，在此基础上支持学前教育良性可持续的发展，才是合理构建学前教育财政分担机制的保障和前提。