科学普及与科技创新的耦合协调性研究

［摘要］ 科学普及与科技创新协调发展事关国家民族的持续发展，深入探究科学普及与科技创新的协调发展关系具有重要意义。通过构建科学普及与科技创新综合评价指标体系，反映出我国科学普及与科技创新基本情况，运用耦合协调度模型分析探讨科学普及与科技创新的耦合协调性。研究发现，我国科学普及程度仍有较大增长空间，但近年来我国科技创新水平增速有所放缓；我国科学普及的发展总体滞后于科技创新的发展；在科学普及与科技创新的协调性方面，我国科学普及与科技创新整体上逐步向着初级协调的方向发展。要使科学普及和科技创新协调发展可从加强对科学普及水平、实效的考核评价，提升科学普及传播能力营造科技创新全民化氛围，加强各类科技成果科普化推进人才建设三方面着手。

［关键词］ 科学普及；科技创新；耦合协调度

［中图分类号］G322；F249.2 ［文献标识码］A ［文章编号］2096-4005（2023）01-0028-09

［作者简介］贺苗（1976—），女，山西临汾人，副教授，硕士生导师，研究方向为思想政治教育、舆情研判分析。

［基金项目］陕西省社会科学基金项目（2020M008）；陕西省自然科学基金项目（2023-JC-YB-617）；西北工业大学2021年度高等教育研究基金招标项目（GJJJZ202203）

习近平总书记曾就科学普及与科技创新的关系做出重要指示：“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。没有全民科学素质普遍提高，就难以建立起宏大的高素质创新大军，难以实现科技成果快速转化”[1]。由此可以看出，科学普及与科技创新互为助力，两者对国家科技发展与进步有着不可忽视的促进作用。纵观人类科技发展进程和文明演进历史，我们不难发现，科学普及与科技创新往往相互依存、互为助力。具体表现为，科技创新生产出新的知识与新的思想，科学普及将会发挥其独特的作用将这些新知识与新思想转化为公众所能接受的大众知识与大众文化。立足现实来看，科学普及与科技创新同等重要的地位决定了研究两者关系的必要性，厘清两者逻辑关系，梳理两者发展情况的历史脉络对今后科学普及工作的持续开展以及科技创新的扎实推进有着重要的作用。面向未来，科学普及与科技创新同样具有巨大的发展潜力和极强的发展活力，国家科学技术水平的进步需要更多国民学习科学知识、掌握科学知识、运用科学知识，这是时代发展的需要，也是科技创新的动力，而随着智能化、数字化、绿色化等新社会发展形态的演变，科技创新的支撑作用同样越发显著。

一、 科学普及与科技创新关系的相关研究

对于科学普及与科技创新关系研究的必要性，多数学者给予了高度肯定。其中陈征[2]等学者认为科技创新与科学普及两翼齐飞，解释了两者同等重要地位的关系；姚莉莉等[3]对农业科研院所在科学普及与科技创新工作中的作用进行了研究，认为两者均对其产生重要作用。对于科学普及与科技创新的关系问题，多数学者的研究集中于理论研究层面，从科学普及或者科技创新的某一个维度展开研究，部分学者[4-7]从科学普及的维度进行研究，翟杰全等[4]分析了科学普及如何高质量的发展。王康友等[5]分析了如何更好地将科学普及做大做强。有的学者从科技创新[8-9]的维度进行研究，张媛媛[8]分析了科技创新第一动力论。刘立[9]研究分析了习近平关于科技创新的十个重要论断内容。以上研究均明确表述了科学普及、科学创新的重要作用以及二者的相互支撑关系。

通过数学统计的方法系统性地探讨两者关系的研究成果是较为匮乏的，但是这并不意味着研究的不必要，恰恰相反，数理统计分析是在以往学者理论研究基础上的补充，可以更加科学客观地分析呈现科学普及与科技创新的关系，因此本文在前述研究基础上，引入实证模型，进行一定的数理统计研究分析，希望为今后学者的研究起到促进作用。综上，探讨科学普及与科技创新两者关系具有深刻的理论与现实意义。但科学普及与科技创新两者之间如何互为助力，互为助力的程度如何，即两者的协调发展程度如何尚需进一步探索，本文的研究将深入探究两者之间的协调发展关系，故引入耦合协调度模型。深入探究两者协调关系对科学普及与科技创新互为助力有着重大意义，也可以对我国目前科学普及与科技创新发展情况有一个更新、更生动的认识。

而众多学者借助耦合协调分析工具来分析科技创新与其他相关因素的耦合协调性。其中，蔡文伯[10]对成渝地区双城经济圈“高等教育—科技创新—经济发展”动态耦合协同关系进行了研究；牟玲玲[11]以京津冀地区为例对科技创新、高等教育与制造业高质量发展耦合特征及机理进行探究。张旭[12]对县域科技创新与经济高质量发展耦合协调关系进行了评价。李合龙[13]对粤港澳大湾区科技创新与金融创新的耦合关系进行了研究。佘茂艳[14]研究了科技创新与乡村振兴系统耦合协调发展关系。郭爱君[15]对我国区域科技创新与生态环境优化耦合协调的时空格局进行了分析。魏巍[16]基于耦合协调度模型对科技创新与经济高质量发展进行了测度研究。但关于科学普及与科技创新的耦合协调研究的成果较少。

此外，引入数理统计模型探究科学普及与科技创新耦合协调关系也使得研究成果更加直观与可视化。在以往的研究中我们可以发现研究者对科技创新研究涉及多个领域，耦合协调度模型在测度科技创新与经济社会发展的其他相关因素关系方面被广泛应用，而回顾以往文献我们很难发现对科学普及与科技创新关系方面进行深入研究的文章，因此本文将会弥补此方面的一些空缺，借助耦合协调度模型对两者的发展关系展开深入的研究。

二、 研究方法与步骤

从数据归一化入手，借鉴运用熵权法确定指标权重、线性加权法确定综合评价指标值、耦合协调度模型计算耦合协调度，进行数据来源分析与指标构建。

（一）数据归一化

为消除不同属性的不齐性，使同一样方内的不同属性间或同一属性在不同样方内的方差减小，同时避免由于不同指标之间单位和量纲上的差异可能对评价结果产生的影响，因此在进行指标体系构建与数据分析之前应对各指标进行归一化处理，本文采取极差化方法对数据进行归一化处理。现在假设有一个数据集Z，有n个评价指标，每个指标有m个观察值，如（1）所示：

为避免各初始指标之间计量单位及数量级的不同造成各个指标间的可比性大幅降低，甚至不具备可比性。同时考虑到不同指标的不同性质，简单的直接数据累加不能正确反映不同作用力的综合结果。因此，在根据等权重构建综合指标之前，需要对初始指标进行规范化处理和归一化处理，规范化处理用于消除各指标间的单位及统一指标间的数量级大小，而归一化处理则用于改变逆指标的性质，使所有指标对评价体系的作用力方向相同。根据极差化方法分别对正向指标公式（2）和负向指标公式（3）进行归一化处理，我们可以得到为标准化后的评价矩阵（4）。

其中，（1）为正向指标标准化计算公式，（2）为正向指标标准化计算公式。zij为第i年第j个指标的原始数据值，其中，zmax和zmin分别为第j个指标的最大值和最小值，Z为初始化评价矩阵，ij为标准化后的评价矩阵。

（二）熵权法确定指标权重

熵权法的基本思路是根据指标变异性的大小来确定客观权重。本研究借鉴运用熵权法确定指标权重[17-18]，按照信息论基本原理的解释，信息是系统有序程度的一个度量，熵是系统无序程度的一个度量，熵权法是一种可以确保确定指标不受主观因素影响的研究方法，因此一定程度上可以增加研究的科学性。设 m代表各年份，n 为评价指标个数，其计算步骤如下：

首先对指标信息熵进行计算：

（三）线性加权法确定综合评价指标值

根据数据归一化结果，可以将原始数值的大小控制在[0，1]之间，期间沿用学术界常用的构建综合评价指标体系的方法，基于熵权法下可计算出各个指标的权重值，通过线性加权法[14]计算出两系统下综合评价水平或者综合评价指数，其中线性加权法是一种按各目标的重要性赋予它相应的权系数，然后对其线性组合进行寻优的求解多目标规划问题的评价函数方法。计算公式如（8）（9）。

其中，U1、U2分别表示科技创新水平和科学普及指数，X1、X2分别表示科技创新水平和科学普及两系统下各指标经标准化后的数值，x*表示熵权法所求得的各指标权重。

（四）耦合协调度模型计算耦合协调度

耦合协调度模型被广泛应用到分析事物之间的协调发展水平上。其中耦合度指两个或两个以上系统之间的相互作用影响，实现协调发展的动态关联关系，可以反映系统之间的相互依赖、相互制约程度。协调度指耦合相互作用关系中良性耦合程度的大小，它可体现出协调状况的好坏。耦合协调度模型共涉及三个指标值的计算，分别是耦合度C值，协调指数T值，耦合协调度D值。并且最终结合耦合协调度D值和协调等级划分标准，最终得出各项的耦合协调程度。

本文依据以往研究方法，建立耦合度函数[14，17]，耦合度对判别多个系统间的耦合作用的强度具有重要意义，耦合度公式具有良好的层次性分布。其中多个系统交互作用下耦合度函数为（10）：

那么科技创新与科学普及两个系统的耦合度函数可表示为（11）：

C为耦合度值，取值在[0，1]，值越大表示子系统间耦合程度越高，进而可以判断科技创新与科学普及的耦合关系。本文参照以往研究成果[13]，依据耦合度C值的取值范围可以确定系统之间所处的耦合阶段，其中科技创新与科学普及耦合度等级划分标准也可依据此标准，故最终可得科技创新与科学普及耦合度划分标准，如表1所示：

耦合度的主要功能在于反映两个系统之间相互作用的强弱，但是它不能反映系统之间的协同作用效应，特别是当科技创新和科学普及两个系统的综合指数U1和U2的取值相近且均比较低时，容易得出系统耦合度较高的结论，也就是系统协同发展程度较高的错误结论。为了弥补耦合度模型的不足，本文采用耦合协调度来进行综合度量，其计算公式如（12）（13）：

其中，C为科技创新和科学普及两个系统的耦合度；T是科技创新和科学普及的综合协调指数，反映两个子系统的整体协同效应；D是两个系统的耦合协调度；α和β是待定系数，分别表示科技创新发展与科学普及的贡献系数。本文根据以往研究结合两者当前现实状况将α和β分别赋值为0.7和0.3[13]。参考既往研究成果[13]根据D值的大小将科技创新和科学普及耦合协调度划分为以下几个阶段，如表2所示，其中当U1gt;U2时，科学普及发展滞后，当U1lt;U2时，科技创新发展滞后。

三、 数据来源与指标构建

依据科学性、综合性、全面性、客观性原则选用2010—2020年《中国统计年鉴》《中国科技统计年鉴》中有关我国科技创新与科学普及的相关指标数据来分析和度量科技创新水平与科学普及指数。

（一）科技创新水平（INNO）

科技创新水平可从三个维度来测量，分别是科技创新动力、科技创新主力、科技创新成果力。其中，科技创新动力包括国家财政科技支出、国家创业风险投资机构数；科技创新主力包括高等学校数量、研究与实验发展人员数、研究与开发机构数；科技创新成果力包括国内外三种专利有效数、科技论文发表情况、技术市场成交额、高技术产品出口额、出版科技著作数、科技成果登记数。三个维度下另有11个具体指标，通过熵权法确定出指标权重，则可得出科技创新评价指标体系，如表3：

（二）科学普及指数（SPI）

科学普及指数可用11个指标来衡量，分别是科普专职人员、科普兼职人员、科技馆数量、科技馆建筑面积、科技馆展厅面积、科技馆当年参观人数、年度科普经费筹集额、科普图书出版种数、科普图书出版总册数、科普专题活动次数、科普专题活动参加人数。根据这11个指标可建立科学普及评价指标体系，其中各指标权重以熵权法计算得出，如表4：

四、 统计结果与分析

（一）科学普及与科技创新水平基本情况

通过以上计算，可得出2010年—2020年我国的科技创新水平（INNO）和科学普及指数（SPI），如表5。结果显示，2010年—2020年间我国科学普及指数呈现先上升后下降的情况，大体分为三个阶段：第一阶段2010年—2014年，科学普及逐年上升，其中2013年与2014年科学普及指数尤为突出， 2014年甚至高达0.8以上，这两年的科学普及值达到鲜有的高值，这与2012年4月5日，科学技术部印发《国家科学技术普及“十二五”专项规划》，狠抓科学普及是分不开的；第二阶段2015年—2018年， 2014年以后，我国科学普及指数开始下降，且科学普及指数水平均较低，其原因之一从2015年科技部发布全国科普统计数据显示科普经费投入略有下降可见。第三阶段为2019年—2020年，由于政策倾斜调整，我国科学普及指数开始有所回升，但是变化不是很明显。总体来看，2014年以后截至2020年，我国科学普及指数呈现下降的趋势，缘于政策制定和经费落实之间出现不匹配的情况和实际评价指标显示性不强，一定程度上反映了我国科学普及工作的困难形势，也警示我们必须思考科学普及工作开展的新方法，为进一步提升科学普及工作效率与效果奠定基础。

关于科技创新水平，根据数据分析可发现，2010年—2020年间，我国科技创新水平逐年提升，这与《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》的制定和实施有着密不可分的关系。此外，从表5中可以观察到，近年来我国科技创新水平增速有所放缓，这与美国等发达资本主义国家在科技领域、重点科技研发企业和科研院所的封锁有一定关系，同时也与疫情造成国际贸易形势严峻，经济下行压力增大，对投资大、见效慢的科技领域的持续投入乏力等原因密切相关，说明我国科技创新发展需要继续鼓励科技领域的自主创新，继续加大科技创新投入，巩固与深化科技创新成果，最终推动我国科技创新水平取得新的突破，科技核心竞争力不断增强。

（二）科学普及与科技创新的耦合协调关系

1.科学普及与科技创新的滞后关系分析

将表2、表5数据联合对比，可得到表6：2010年—2020年我国科学普及与科技创新的滞后关系汇总表。通过表6数据可以发现，2010年—2020年间，我国科学普及的发展水平总体滞后于科技创新的发展，虽然有个别年份，如2013年与2014年出现了科技创新滞后的现象，但是就整体发展趋势而言，我国科学普及发展水平滞后于科技创新水平。

2.科学普及与科技创新耦合协调性分析

通过整合前文耦合协调度模型，以及表1：科技创新与科学普及耦合度划分标准，通过计算可得到2010年—2020年我国科学普及与科技创新耦合协调性评价表，如表7所示。从表7可以发现，总体而言，我国科学普及与科技创新正逐步向着初级协调发展，有望向更高层级的协调水平发展，协调等级也有上升的趋势。绝大部分年份，二者的耦合协调度处于勉强协调与初级协调程度，同前述原因，经费投入略有下降，2010年—2012年间两者处于中度失调和轻度失调的状态。2012年以后我国科学普及与科技创新均处于协调状态，但是协调等级仍不高，这一方面说明了我国科学普及与科技创新的协调性还有待加强，另一方面说明需要进一步加强二者互为助力的有效机制建立，促进二者协调发展。此外，如表7，2013年出现一次勉强协调状态后，2017年与2018年又接连出现两次勉强协调状态，其他年份均处于初级协调状态，这在一定程度上说明了科学普及与科技创新协调发展的不稳定性。这需要我们进一步巩固科学普及的重要地位，在全社会范围内加强科学普及的力度，夯实科学普及成果，促进科学普及发挥其有效作用机制，引导其转化为科技创新成果。

五、 增强科学普及与科技创新耦合协调性实现“同等重要地位”的具体措施

党的二十大报告强调，必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。报告将“实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑”单独作为一部分进行阐述，科技自立自强主要依靠高水平的各类科学人才，而科技工作的每个环节都与科普密切相关，提升公众科学素质是提高科技创新能力的基础。科学普及对提升公众科学素质和人力资本水平都具有积极作用，对一个地区的科技创新能力提升也具有重要促进作用。具体可从以下三方面着手：

（一）加强对科学普及水平、实效的考核评价，真正体现“同等重要地位”价值引领

新时代发展背景下，科学普及与科技创新“两翼”齐飞、协同发展的良好局面初步形成，科技创新成果大幅增加，全社会形成了鼓励、支持、参与创新的良好环境。但是通过科学普及与科技创新的耦合协调关系分析可见，我国科学普及的发展明显滞后于科技创新的发展，总体科学普及程度仍有较大提升空间。究其原因集中在对科学普及的评价考核这个“指挥棒”缺乏有效体现，导致科研管理部门在落实过程中往往以搞搞展览、办办讲座了事，缺乏系统性长远规划；科技研发单位偏重科技成果创新，出现将科普视为“小儿科”“有余力再参与”“不是项目也不挣钱”等态度；教育系统未将科普重要性与教学科研等主要活动放在同等重要地位，只作为课外活动的一部分。面对当前形势，建议加强各级科学技术管理部门、各类科研院所和大中小学校在科学普及程度、科学普及有效性等方面的考核评价，尤其是在政府治理层面使之成为政绩评价的重要维度，在制度层面明确科学普及价值导向，在具体实施层面，加大专项经费投入、增加专职人员配比、促进专业成果转化、开展科普课程建设，真正实现政策在与科技创新“同等重要地位”方面的落地，推动科普从“知识补课”向“价值引领”转变。

（二）提升科学普及传播能力，营造科技创新全民化氛围，有效实现“同等重要地位”入脑入心

新时代发展背景下，爱国、创新、求实、奉献、协同、育人的科学家精神得以弘扬，科研作风、学风得到实质性改观。但是科学普及传播的渠道还未得到全面有效利用，新媒体平台尤其是自媒体平台更多的关注点在于直播卖货、影视娱乐、新闻再加工、培训课程等能够迅速变现流量的利益诉求，而对于科学技术创新成果的宣传推介和深入分析由于短期不能带来可观收益而不做重点建设；科技场馆这一在提升科普传播能力上一直扮演着重要角色的实体普遍老旧，课堂教学仍然缺乏创新思维培养的融入。建议积极发挥多渠道信息源在科普工作中的重要作用，顺应数字化时代的发展，统筹传统媒体与微信、微博等新媒体及各种自媒体，促进科普工作与各种媒体之间的有效融合，创新科普传播模式，提升科普工作吸引力及传播范围，将大众化做实做细。同时注重线上线下同频共振，完善从中省市到基层的科普馆建设，升级换代和持续更新，激发青少年科学兴趣；搞好课堂教学科普导向改革，在如“天宫课堂”这样的特色品牌科学课开设的同时着重向课堂40分钟要效率、要质量，注重学生创新思维发展。此外，引导公众养成科学的思维方式和生活方式尤其重要。营造科技创新的全民化氛围，使全社会的所有公民都能清晰认知自己有享受科学成果、利用科学知识、进行科学创造的权利和能力，使每一个在科学创新领域有所投入的个体都能够感受到自己的创新成果受到保护，从而带动更多的人投身到科技创新中去，真正将习近平总书记关于科学普及的论述入脑入心，并付诸行动。

（三）加强各类科技成果科普化，推进人才建设，切实增强“同等重要地位”成果转化

新时代发展背景下，科技成果科普化以及科研与科普相结合，在助推科技创新的同时，通过科普奠定科技创新的科学基础和智力基础，为科技创新培养后备人才，进而助力创新驱动发展战略的实施。但科技成果科普化程度还远远不足，科研单位对发表论文的重视仍然高于成果转化，而对成果转化的普及大多停留在吸引眼球的新闻传播上，广大受众仍然“知其然不知其所以然”，更无法切实体验成果带来的实际红利，经常可见“航天员上天与我何干”“科学发现能挣多钱”等困惑和不屑，更看不到科技研究成果对产业发展的重要推动。建议着力加强各类科技成果的科普化，加强科学普及人才专业队伍的培养，加大对科普工作人员的培训力度，提升科普管理人员综合素质；加强科普书籍的编纂和出版等。广大科技工作者只有“把论文写在祖国的大地上”把科技成果应用在实现现代化的伟大事业中，才能不断创造更大的科研价值。始终牢牢把握产业革命大趋势，把科技创新真正落到产业发展上，用市场需求引领技术创新，用科技创新指引产业发展，进一步打通成果转化这一关键环节。推动科学普及成果的转化，发挥科学普及对科技创新的影响力，激发科技创新对科学普及的创造活力。从而达到科学普及与科学创新地互为助力的良好局面，用高质量的科普供给服务于教育强国、科技强国、人才强国建设。

［ 参 考 文 献 ］

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［责任编辑：陈 曦］