美國高校發展與產業分布關系探究

朱宇昂 朱 蕓

(1.河海大學 商學院，江蘇 南京 211100；2.徐州工程學院 金融學院，江蘇 徐州 221111)

0 引言

美國作為高等教育民眾化國家，其高等教育產業在世界上競爭力強。美國的公立和私立院校一共培養接近300位諾貝爾獎獲得者，美國的STEM類和商科的論文被引用次數和影響因子都處于世界領先地位；美國接受高等教育的群體比重高于世界大部分國家。

包括泰晤士高等教育(Times Higher Education)世界大學排名、QS世界大學排名、U.S.News大學排名、世界大學學術排名在內的權威機構評價，十分直觀地表現了美國高校發展水平。在2020年QS排名中，麻省理工學院、斯坦福大學和哈佛大學位居前列；在前200的院校中，美國高校占46所。在U.S.News發布的2019年排名中，哈佛大學和麻省理工學院分別排在第一名和第二名，美國院校占據了前10名院校中的8個和前100中的46個。2019年泰晤士世界大學的排名中，前10名中有7所大學來自美國；排名前100的學校中，有41所美國高校。2019年軟科學術排名(Academic Ranking of World Universities)統計公布的學科排名中，美國大學在35個科目領域排在全球首位。

美國高等教育的起源是1636年馬薩諸塞州建立哈佛大學的前身“哈佛學院”，至今已超過380年，雖然其產生時間比英法德等國家晚，但美國高等教育在發展過程中形成了豐富性、開放性、自主性、競爭性的特點[1]，這使美國大學在成長速度、教育規模擴大和研究水平提升等方面，處于世界領先地位。

1 研究綜述

由于美國高等教育的優勢和特點對教育、經濟和產業研究的重要意義，關于美國各州高校的發展水平、教育現狀和分布特點的研究很多。其中，劉衛萍等[1]指出“美國高等教育在長期發展漸變基礎上，憑借多樣性、開放性、自治性、競爭性的特點而促進了美國高校的整體發展”。朱永東等[2]的實證研究指出，“美國高等教育存在地域發展不平衡，對高等教育投入重視程度高和經濟環境良好的地區，高等教育發展明顯高于平均水平”。梁妮[3]比較了中美兩國高校規模的區域分布，指出了中美高校分布均衡性的異同。段從宇[4]等說明“以機構基金、商業部門、非盈利組織為主的高等教育科研經費投入和政府科研經費撥款呈逐年增長趨勢”。趙宏斌等[6]從人口特征和國內生產總值的角度,利用多種統計分析方法對以研究型大學為主力的美國院校的區域分布進行了定量研究[5]。楊瑩研究了波士頓和加州地區高校服務區域經濟的路徑和保障體系。

然而，關于區域劃分的美國高校發展水平與各州產業特點的相關性研究依然缺乏。本文在地理區位劃分的基礎上，結合經濟和教育指標，運用主成分分析評價各州的高校發展水平，同時給出美國高校發展水平與區域產業相互影響的解釋，具有一定創新性。

2 美國高校地理分布

美國地理區域可以劃分為新英格蘭地區(New England)、南部地區(Southern United States)、中西部地區(Midwest)、中大西洋地區(mid-Atlantic states)和西部地區(Western United States)5個地區。然而，美國高校的數量和發展水平在5大區域的分布并不均衡。

根據劃分，新英格蘭地區總共包括6個州，地理位置屬于美國東北部，該地區擁有包括科研人才、研究基地和關聯企業等優質教育資源。云集于新英格蘭地區的世界頂尖的院校，包括哈佛大學、耶魯大學、以精致教學文明的布朗大學和達特茅斯學院四所私立常春藤聯盟(Ivy League)院校；著名的研究型大學麻省理工學院(MIT)在新英格蘭地區；有“貴族學院”之稱的威廉姆斯學院與阿默斯特學院兩所頂級文理學院也坐落在該地區。此外，塔夫茨大學、波士頓大學等重要院校也位于新英格蘭地區。

美國南部的16個州擁有各自獨特的社會文化，學生來源豐富且公立大學分布廣泛。南部地區著名大學包括有“美國三大理工學院”之一的佐治亞理工學院、公立研究型大學佛羅里達大學、田納西大學和德州大學奧斯汀分校、私立綜合大學邁阿密大學等。

以芝加哥為中心城市的美國中西部地區由12個州組成，中西部著名高校包括私立研究型大學芝加哥大學和西北大學、俄亥俄州立大學、美國“十大聯盟(Big Ten)”創始成員伊利諾伊大學香檳分校、華盛頓大學圣路易斯分校等。

美國中大西洋地區歷史文化積淀深厚，高等教育事業十分發達。普林斯頓大學、哥倫比亞大學、賓夕法尼亞大學和康奈爾大學4所常春藤聯盟私立院校位于此地。此外，著名院校還有新常春藤聯盟(New Ivies)院校紐約大學、羅切斯特大學和卡耐基梅龍大學、公立研究型大學匹茲堡大學和馬里蘭大學等。

美國西部地區的著名院校主要分布在加利福尼亞州，該地區影響力較大的院校有加州理工大學、“美國西部的學術中心”斯坦福大學、加州公立大學系統下的加州大學伯克利分校(Berkeley)、洛杉磯分校(Los Angeles)、圣芭芭拉分校(Santa Barbara)、圣地亞哥(San Diego)分校、舊金山大學等。

3 美國各州高校發展評價體系構建

本文從美國高校教育發展水平、各州經濟社會狀況和政府財政支持的角度考慮，建立美國各州高校發展評價體系。在經濟社會狀況上，選取GDP(X1)、人口(X2)、人均收入(X3)、消費者支出(X4)、個人收入(X5)、真實個人收入(X6);挑選的高校發展指標包括：特許學校數量(X7)、學校數量(X8)、學區數量(X9)、學生教師比例(X10)、Full Time Equivalent(簡稱“FTE”)教師數量(X11)、入學率(X12)；財政支持變量，有政府用于教育的人均一般支出(以下簡稱“教育人均一般支出”)(X13)、《EveryStudentSucceeds》法案撥款(X14)作為研究變量。

表1 美國各州高等教育發展水平評級指標體系

為了滿足研究不同數據變量間的相關性和對美國各州高等教育發展水平的影響程度，并觀察數據的內部結構的目的，使用因子分析法對美國高等教育發展水平進行綜合評估是十分合適的。該方法的內涵是從所有選取變量中提取具有共性的變量，將原來變量分為不相關的綜合因子，同時計算綜合因子的得分。通過建立一個高維空間到低維空間的映射，使該映射保持樣本數據在高維空間中的重要結構，用降維的思想把較多指標轉化為少數幾個綜合指標，這幾個綜合指標通常被稱為公共因子[7]。因子分析的計算公式通常表示為:

X=AF+αε

(1)

集合X=[X1,X2,.......Xm]，包含m個原來變量的矩陣,X1,X2......Xm是標準化處理后的變量，A=[Aij]i*j階矩陣，aij代表載荷系數，F=[F1,F2.......Fn]，F1,F2......Fn是因子，mn。

因子分析的主要步驟為：分析變量對因子分析的適應程度、提取主因子、進行因子旋轉、建立因子得分模型[2]。

第一，判斷原變量進行因子分析的適應程度。利用SPSS 23.0統計軟件對觀測數據的內在關系進行量化檢驗，檢驗的方法包括抽樣適合性檢驗和巴特利特球形檢驗。軟件計算的KMO檢驗值為0.831，說明變量原始數據中存在公共因子，變量的偏相關系數很小；巴特利特球形檢驗顯著性概率為0.000，有充分理由拒絕原假設，認為相關系數矩陣的形式不可能是單位矩陣，指標間具有較強的相關性，適合使用因子分析法。

此外還應該觀察公因子方差表，公因子方差表中的“提取”值表現的是公因子對原始變量解釋的程度。如果“提取”大于0.5，原始變量可以被公因子表達；如果“提取”大于0.7，原始變量能被公因子十分合理地表達。初步檢驗發現，除人均收入為0.512外，各變量的公因子方差超過0.75。

第二，從14個變量中提取主因子。提取的方法采用特征值大于1的標準，運用主成分分析法(Principal Component Analysis)提取出了3個主因子，計算得出這3個主因子的累計方差貢獻率為86.375%，尚未超過90%，解釋效果仍有待優化。

當選擇4個主因子進行分析，提取出的4個主因子累計貢獻率已經達到92.215%，其中，第一成分貢獻最高(65.628%)，第二成分第二(11.026%)。此外，碎石圖檢驗的結果也表現出第4個主因子之后，特征值趨緩的現象(見圖1)。

圖1 4個主因子碎石圖

第三，對主因子旋轉，其主要目的是簡化因子載荷矩陣結構，因為因子載荷值反映了主因子與原有變量的關聯度，一個因子包含的原變量指標的信息量和對因子的解釋效果取決于因子載荷值。采用方差最大的正交法對主因子的因子載荷矩陣進行旋轉，4個主因子的正交旋轉因子載荷矩陣可以在25次旋轉后獲得。第一主因子在法案項目撥款、入學率、人口、學校數量、“FTE”教師數量的載荷系數較大，相應數值為0.982、0.98、0.979、0.977、0.935，該主因子反映的主要對象是美國各州教育規模；第二主因子在GDP上的載荷系數較大，達到為0.923，可以認為該因子主要反映的內容是美國各州的經濟發展水平；通過分析載荷系數，發現第三主因子在人均收入上最大，達到0.952，在個人收入上的載荷系數也較大，認為該因子主要反映了美國各州居民的收入狀況；第四主因子在政府教育一般支出上的載荷系數較大，達到0.986，其可以解釋的內容是美國高等教育的財政支持。

第四，開始建立因子分析基礎上的各州主因子得分模型，利用SPSS 23.0直接求出51個州和特區在4個主因子上的得分系數矩陣和美國各州(含哥倫比亞特區)標準化處理后的數據值進行計算，求得其在各公共因子F1、F2、F3、F4上的得分F1'、F2'、F3'、F4'的數值。

利用原始變量在各主因子上的得分系數矩陣，得出美國高等教育發展水平的綜合評價模型。令美國各州高等教育發展水平綜合得分為F綜，各州在各個主因子得分上為Fi'，主因子的方差貢獻率為μi，計算公式為：

(2)

由此，可以得到美國高等教育發展水平的計算公式:

(3)

該模型在F1'、F2'、F3'、F4'得分上的系數分別為0.6563、0.1103、0.8081、0.7481，將美國各州相應的F1'、F2'、F3'、F4'值代入綜合評價模型，可以得到反映美國各州高等教育發展水平指標。其中，綜合得分值體現了各州高等教育發展水平，值的正(負)反映了州的高等教育發展水平處于優勢(劣勢)。

4 美國各州高等教育發展水平分析

根據上面的評價體系計算，得到各州4個主因子上的得分F1’、F2’、F3’、F4’和綜合得分F綜以及各州在得分上的排名，具體見表2。

表2 各州得分排名

分析主要解釋內容為美國各州教育規模的第一主因子的得分可以發現，California、Texas、NewYork和Florida的評分在前四位，說明這幾個州的教育規模較大，學校實力、教師資源和入學機會都優于其他各州。West Virginia、Rhode Island、Mississippi、Maine這幾個在第一主因子得分上相對較低，說明這些州在教育規模上相對欠缺，教育規模效應較低。

在第二主因子得分中，California、Texas、NewYork、Florida、Illinois這5個州的得分較高，說明這幾個州的經濟發展水平較高，對于高等教育發展有充足的經濟基礎支撐；South Dakota、Alaska、Wyoming、Vermont、North Dakota的排名靠后，說明這些州的經濟發展條件對于高等教育發展產生了不利影響。

在解釋人均收入為主的第三主因子上，California、Texas、NewYork、Florida、Illinois的排名靠前，說明這幾個州居民的人均收入較高，能夠很好地進行家庭教育和支付學校消費；而Vermont、North Dakota、New Hampshire、District of Columbia這幾個州和特區的人均收入水平較差，或者其收入水平難以承擔當地的教育費用。

在第四主因子上，California、Texas、NewYork、Illinois、Ohio的得分較高，說明這些州政府對于教育的財政支持力度較大，對于高等教育的發展起到了很好的推動作用；而Nevada、Wyoming、Alaska、Hawaii的教育財政撥款程度較小。

在綜合得分上，California、Texas、NewYork、Illinois這四個州的評分最高，其中California的各個單項得分和綜合得分都是最高，這充分說明了加利福尼亞州的教育實力。Texas、NewYork、Illinois在單項得分上也基本出于前列，這說明各個主因子能很好地反應各州的教育發展能力。

5 美國高等教育發展水平差異及分析

由上文可知，California、Texas、NewYork、Illinois在F綜得分上排在前四名，而且California、Texas、NewYork在在各項主因子得分上也位于前三。分析這些四個州的經濟產業情況，可以找出這些州高校發展出于優勢地位的原因。

從發展進程上來看，高校的專業設置都起源于當地的產業，支柱產業的發展帶來的研究和技術人才，豐富了院校的人才資源，是高校形成優勢學科的重要保障。從這個角度來說，高校的發展是以產業的繁榮為前提的。但是，在產業進入成熟階段與衰退階段過渡期時，更新換代不可避免，如果高校為當地產業提供了可靠的革新技術，基于地域優勢的技術可獲得性，當地產業的發展獲得了新的推動力，這可以認為是高等院校對于區域產業的反向作用。產業和高校的雙向互動，帶來的是地區經濟的持續發展和高校教育水平的不斷提高，這是州產業支撐高校建設和高校服務州產業發展的結果。如果高校的優勢專業與當地產業特點不相符，高校和州產業間的良性交換就會大打折扣。可以認為，如果高校優勢學科與當地產業的匹配性越好，當地的高等教育發展和產業經濟發展前景越好。為此，挑選出排名靠前和靠后的代表性州的主要產業和有重要影響力院校，分析這些院校優勢學科與當地產業的匹配程度，找出各州高等教育發展水平差異性的來源，內容見表3。California的GDP排在全國第一。California擁有領先全國的第一產業，該地區是重要的棉花和稻米產地；畜牧業、漁業和林業就業人口和收入都高于絕大多數州。California制造業在全美領先，各種制造部門協作緊密，工業產值在美國排名第一。主要產業包括航空航天、電子信息技術、生物技術、石油化工、食品加工等。California的核心城市中，洛杉磯一直穩居美國制造業中心的位置，同時也是美國最大的飛機制造中心；坐落于舊金山的硅谷擁有眾多知識創新企業，以計算機和電子信息為支柱產業。California的產業發展依靠科研實力出色的高校，包括加州大學公立系統下的學校聯盟、斯坦福大學、加州理工大學等。這些大學在生物技術、農業、電子計算機和信息技術等學科優勢明顯，為California提供了大量的科學家和工程師，孕育了該地區創新精神，加速了加州地區的技術革新和產品換代。同時，由于大學專業與當地產業的高度契合，California的就業水平得到保障，對高質量人才的吸引力充分，這使當地的支柱產業得到進一步發展。

表3 美國各州主要產業與主要院校優勢學科

Texas州GDP居美國第二，主要產業包括石油化工、高端制造、航空航天、信息和計算機技術等。Texas州三角區由達拉斯、休斯頓和圣安東尼奧組成，有“第二硅谷”的稱號，是美國南部的重要新型技術產業區。Texas的萊斯大學、德克薩斯大學奧斯汀分校、德州農工大學等院校在工程、石油化工、航空航天等領域處于優勢地位，通過當地產業和高校協同，Texas的高等院校與當地產業在相互促進中發展。

下轄美國最大的城市紐約，NewYork州的支柱產業包括計算機與電子信息、生物醫藥、通訊傳媒、金融等。NewYork州GDP排名全美第3，是美國的商業貿易和金融中心。包括紐約大學、哥倫比亞大學和康奈爾大學在內的大學以社會科學為優勢領域，在商科專業方面尤其強勢。良好的就業和營商環境為當地大學的發展提供了理論研究和實踐的平臺，同時高校的科研成果和高端人才也進一步提高了當地金融和貿易的發達程度。

分析高等教育水平較高的州(例如Illinois)的產業情況上，Illinois的鋼鐵工業十分發達，建筑業是重要產業。主要城市中，“鋼鐵中心”芝加哥的金融和商業貿易地位十分突出。該州主要院校在商科與工程科學上表現突出，伊利諾伊大學香檳分校在土木工程和會計方面領先全國；芝加哥大學以“芝加哥學派”聞名。

分析部分州高等教育水平發展落后的原因，可以發現North Dakota、Rhode Island和Vermont的主要產業和院校的優勢學科匹配性較差，這是3個州高等教育發展低于大部分州的原因之一。

6 結語

在美國的高等教育持續完善的過程中，成熟的高等教育體系和培養模式已經成為其高等教育發展的支撐力量，加上美國政府對教育的支持、高級人才的引進與培養，美國的大學教育在世界教育體系中保持穩定的優勢地位。本文通過研究美國各州在經濟發展、財政支持和高校發展水平的關系，對于美國的大學教育實力進行了定量評價。通過模型，認識到美國各州在高等教育發展水平上的不均衡，在美國南部地區的高等教育水平較低，而西部、中西部地區高等教育發展水平較高。更重要的是，通過分析處于高等教育發展優勢和劣勢州的主要產業和有影響力院校的優勢學科匹配程度，結合各州的經濟發展、產業基礎、交通和技術資源狀況，發現了當地的大學與州產業的依托關系，以及院校的人才培養和技術創新對當地產業發展和革新的促進作用。