地理微觀尺度的中學教育資源均衡性量化研究

盧茵怡， 龔建周， 王茯泉

(1. 廣州大學 地理科學與遙感學院， 廣東 廣州 510006; 2. 嶺南師范學院 物理科學與技術學院， 廣東 湛江 524048)

教育均衡是社會公平的重要基礎，教育資源配置均衡則是實現教育公平的基礎[1].教育系統的均衡狀態是指教育系統各部門之間建立穩定、均衡、有秩序的關系.所謂教育資源均衡發展是指依法保護所有公民平等接受教育的權利，通過調整資源配置從而提供相對均等的教育條件，以客觀公正的態度和科學有效的方法應對教育效果和成功機會的相對均衡[2].教育部原副部長朱之文曾在中國教育學會第31次學術年會中指出，基礎教育是現代國民教育體系的基石，對立德樹人具有奠基性作用[3].基礎教育(中小學教育)對象是6～18歲、身心正處于成長期，還未發展成熟的孩子.這部分孩子不能脫離家長的監護，因此我國1986年通過《中華人民共和國教育法》第9條規定：“地方各級人民政府適當設置小學、初級中等學校，使兒童、少年就近入學”[4].基礎教育資源的均衡配置是國家重要公共政策的重要內容之一[5]；中小學布局調整是我國近年來優化教育資源配置，是促進義務教育改革與發展的一項重要政策[6].從中學學校與居民點分布之間的配置關系，探討區域教育資源配置合理與均衡性，旨在以空間為視角，為進一步優化教育資源配置提供參考.

國外對中小學空間分布的研究較早.早在19世紀90年代，教育設施布點就已經包含在霍華德“田園城市”中的城市規劃構想中，霍華德提出為了避免道路對學校上下學交通可能帶來的干擾，需要將中小學融入到居住區，分布在居住區的內部.1969年，中小學校布點規劃因為劉易斯·凱博在《城鄉規劃原理與實踐》一書中闡述了關于中小學布局的相關理論及其實踐標準而在城市建設中有了可實施性的依據，同時該書的相關理論也成為了教育設施布局的基本規范[7].隨著技術的發展，國外學者運用GIS技術對學校空間分布的研究逐漸多起來.如利用GIS技術對學校的空間布局進行了可達性分析[8]；采用數字高程模型(DEM)，利用GIS對中小學校選址的規劃調整，提高了中小學校布局的均衡性和規劃的科學性.而研究大多關注國家、省域范圍(宏觀、中觀尺度)[9]，近年開始縮小空間視角，測度相對小范圍的市(區)行政單元[10-11](微觀尺度).隨著我國經濟的高速發展和城市化進程不斷加快，城市人口結構、人口規模和人口分布也都在不斷地發生變化，城市中學已呈現出學校選址和布局不夠合理，造成了有的地區學校過于集中，有的地區學校很少和學生不能就近入學等問題[12].加強市區等地理微觀尺度下的學校配置均衡性研究尤其必要.

本文以江門市江海區(微觀尺度范圍)為研究區域，利用GIS空間分析技術，從中學數量、位置與街道居民數之間配置的均衡度，通過泰森多邊形、緩沖區分析法、基于交通可達性的最小鄰近距離分析法和集中指數，進行中學教育資源配置均衡性的案例研究，目的在于探討區級范圍內中學的空間配置問題.

1 資料與方法

本文以城市街道為分析單元，從兩個方面進行微觀尺度的中學教育資源配置均衡性研究：①以居民點與最近中學的最短距離為衡量指標，評估抵達某教育資源的能力；②以中學數量和服務人口是否一致，評估可以到達的公共產品數量，衡量教育資源分布的均衡特性.

1.1 研究區域

江門，別稱“五邑”，位于21°27′～22°51′N，111°59′～113°15′E之間.地處廣東省的中南部、西江下游、珠江三角洲西部.江門不僅是粵港澳大灣區重要節點城市，同時也是珠江三角洲西部地區的中心城市之一[13].江海區(圖1)，隸屬于廣東省江門市，地處江門市東南部，是江門中心城區之一，北鄰蓬江區，南面和西面與新會區相鄰，東與“世界燈飾之都”中山古鎮隔江相望.江海區現轄外海、禮樂、江南、滘頭和滘北等5個街道(圖2a)，共有34條行政村和29個社區，面積109.16 km2，常住人口27.16萬.

圖1 研究區域Fig.1 Location of the study area

江門市江海區內地形平坦，交通比較便利，圖2b為江海區道路網圖.研究區南部道路網稀疏，中部以及北部道路網密度大，交通較南部方便.

1.2 數據

江門市江海區中學資料來源于江門市統計局2019年的統計資料，江海區人口數量資料來源于《江門市統計年鑒》(2019)，江海區的街道行政區劃圖通過江門市江海區規劃局獲得，江海區道路交通數據來源于谷歌地球(圖2b)，江海區中學點數據來自高德地圖的POI數據提取(2020年)(圖2a)，江海區居民點數據(2019年)來源于全國地理信息資源目錄服務系統(http://www.webmap.cn/commres.do?method=result100W).

圖2 江海區區劃圖以及學校分布、居民點、道路圖

1.3 方法

1.3.1 基于泰森多邊形制圖的中學學區劃分

一般用泰森多邊形方法劃分公共服務設施的服務范圍.泰森多邊形又叫馮洛諾伊圖，是由連接兩鄰點線段的垂直平分線組成的連續多邊形.泰森多邊形中的任一位置距其目標點的距離皆比到任何其他目標點的距離近[14].基于泰森多邊形原理和中學位置圖層劃分各學校的服務范圍，利用ArcGIS/Analysis/Proximity/Create Thiessen Polygons工具完成.結果是：任何一所中學所屬的多邊形內，其任意一點到該學校的距離小于到其他任何一所學校的距離.因此，這種基于泰森多邊形服務范圍的劃定，保證了每個中學生成的多邊形內，是服務于居民點享受資源的最佳服務區域[15].

1.3.2 基于緩沖區的中學學區劃分

利用緩沖區分析方法，同時進行中學的服務范圍的劃定.緩沖區就是地理空間目標的一種影響范圍或服務范圍[16].一方面，利用ArcGIS/Analysis/Proximity/Multiple Ring Buffer工具生成各中學為源的多環緩沖區.基于《中小學校設計規范》規定的合理服務半徑為1 000 m[17]，結合研究區實際，并以覆蓋所有居民點為前提，分別生成500 m、1 000 m、1 500 m、2 000 m和2 500 m共5個等級緩沖區.另一方面，基于緩沖區統計各中學不同服務半徑(服務范圍)的居民點數.

1.3.3 基于空間配置視角的教育資源均衡性

(1)基于公平性視角，從交通可達性評估抵達教育資源的能力.本文采用基于交通可達性的最小鄰近距離法，進行江門市江海區的中學可達性評價，從而反映其空間配置的均衡特性.其中，交通可達性用任一居民點到其最鄰近中學的實際道路距離表示[18].利用ArcGIS/Analysis/Proximity/Network Analyst工具，評價過程如下：首先，查找離各居民點最近的一個中學；然后，查找最近路徑；最后，分級統計最短路徑，評價中學空間配置的均衡性.

(2)基于公平性理論，借助公平性指數考量研究區域中學數量與其服務人口數量是否匹配.具體是將研究區中學數量和該區域人口數量進行對比，計算中學數量和服務人口是否具有一致性.集中指數計算公式[19]如下:

(1)

式(1)中，Ri為第i個街道的中學公平性指數；Xi、Yi分別是第i個街道的人口總數和境內的中學數量；∑Xi、∑Yi分別是研究區的總人口數和總中學數.Ri位于0～100之間，Ri越接近于100，說明該街道學校設施與人口分布的結合程度越好；接近于0，說明學校設施集中分布于某幾個街道，與人口分布的格局極不一致[20].

2 結 果

2.1 江海區中學的空間分布狀況

由圖2a可見，無論從數量還是空間布局看，中學教育資源配置都是不均衡的.街道面積較大的禮樂、外海兩街道，中學數量也最多，各有6所、5所中學；其次是滘頭、滘北街道各有1所中學；江南街道內沒有中學.從空間布局看，中學集中分布在外海街道和禮樂街道，各街道間差異明顯.

基于泰森多邊形劃定的中學服務范圍，如圖3a所示，統計結果如表1.可以看出，各學校的影響勢力范圍或大或小.如江海區陽光學校(代碼為11)所在泰森多邊形中的學生上學距離較近，而禮樂第二初級中學(代碼為8)的部分學生需要到離家較遠的學校上學.統計結果進一步顯示各中學服務的居民點數量具有較大的差異，五邑大學附屬中學、禮樂第三初級中學和江海區陽光學校3所學校服務范圍內都有10個居民點，服務居民點的比例達13.5%，總共高達40.5%；江門市第一中學的最合理服務區域內卻沒有分布著居民點；江海區陳伯壇學校服務范圍也只有1個居民點.各中學緩沖區服務范圍內居民點分布及統計結果如圖3b和圖3c.

表1 各中學服務的居民點數量

由圖3b和3c可知，40.5%的居民點分布于1 000～1 500 m之間的緩沖區中.居民點分布在服務半徑在1 500～2 000 m之間的服務范圍有9個，占總數的12.2%；服務半徑在2 000～2 500 m之間服務范圍內的居民點有4個，占總數的5.4%；甚至有12.2%的居民點分布在服務半徑大于2 500 m的區域內.

圖3 各中學服務范圍內居民點數

國務院規定相關城鎮中學的服務半徑在1 000 m的距離內[17]，只有29.7%的居民點能夠達到這個要求；共有大約70%的居民點分布在以學校為圓點的1 500 m服務半徑覆蓋的范圍內，說明江門市江海區中學的服務范圍主要是在1 500 m為服務半徑的地理空間內.

2.2 中學空間配置的均衡性

2.2.1 基于交通可達性的中學配置均衡性

基于交通可達性的均衡性結果如圖4.

圖4 居民點到中學最短距離圖Fig.4 Shortest distance from residential area to middle school

由圖4可知，江門市江海區中學的交通可達性存在較大的差異性，可達性最差的地區為禮樂街道的南部、外海街道的南部和滘北街道的北部，當地居民都需要大于3 000 m的路程才能到達距離最近的一個學校，這些地區道路網相對稀疏(圖2b)，孩子入學距離成本較高.圖層屬性數據顯示，可達性最好的為泗豐到禮樂第三初級中學，路程為52 m；可達性最差的為大廠到江門市中港英文學校，路程為5 742 m，可達性極差.

居民點到中學最短距離統計結果如表2.相對最鄰近學校而言，可達性在1 000 m內的有13個居民點，占總數的17.6%，符合國務院關于適齡中學生就近入學步行距離在1 000 m以內[14]的規定.可達性在1 000～2 000 m、2 000～3 000 m的居民點分別有21和26個，占比為28.4%和35.1%.可達性在3 000～4 000 m的居民點有6個，占8.1%；大于4 000 m的居民點有8個，占10.8%.整個研究內中學的平均交通可達性為2 170 m，高于國家標準，有超過82.4%的居住區上學距離超過1 000 m，表明江海區中學的交通可達性水平總體上較差，有必要對江海區中學的空間布局進行調整.

表2 居民點到中學最短距離統計表

2.2.2 基于一致性的中學配置均衡性

根據式(1)的計算，均衡性結果見表3.江南街道的公平性指數最低，為93.8%，在5個街道中為最低值，這表明江南街道的中學分布和人口分布的格局一致性相對其他街道較差；滘北街道的公平性指數為102.6%，是5個街道中公平性指數最接近100%的街道，說明滘北街道是5個街道中中學分布與人口分布結合程度最好的街道，合理性最高.外海街道的公平性指數為106.8%，禮樂街道的公平性指數為106.2%，因為外海街道和禮樂街道的居住人口數量多，對學校的需求高，所以學校分布數量也多，公平性指數超出了100%；滘頭街道的公平性指數為96.8%，因為居住人口數量少，對學校需求較其他街道低，分布的學校相對較少，所以公平性指數低于100%，呈現缺乏狀態.從總體上看，江門市江海區5個街道的公平性指數都接近100%，均衡性比較好，整個研究區的中學分布與人口分布結合程度較好.

表3 江海區各街道中學空間分布一致性指數

3 結論與討論

3.1 結論

本文通過泰森多邊形、緩沖區分析法、基于交通可達性的最小鄰近距離分析法和集中指數對江門市江海區中學教育資源配置的均衡性進行研究，得出以下結論：

(1)中學集中分布在外海街道和禮樂街道，各街道的中學數量差異明顯.有些區域的學校分布相對稀疏，難以滿足所有居民點學生就近入學的原則，會造成學生入學難、上學路程過遠以及交通事故等問題[21].在城市規劃發展中，學校的分布應充分考慮城市所有學生(包括家長)到達學校的最便捷程度，進行科學的空間可達性分析，以盡量滿足城市所有人口到達學校最低成本的要求.

(2)超過82.4%的居住區上學距離超過1 000 m，表明江海區中學的交通可達性水平總體上較差，有必要對江海區中學的空間布局進行調整.江門市江海區中學的服務范圍過大，無法滿足學生就近入學的教育資源分布原則；居住于在中學合理服務范圍之外區域的學生就學距離過大，需要更進一步填補教育資源.

(3)通過公平性指數分析，江門市江海區的中學分布與人口分布保持一致，5個街道學校設施與人口分布的結合程度很好，各個街道的居民享有的中學教育資源比較均衡.

3.2 討論

基于泰森多邊形制圖的中學學區劃分，該方法的缺點是沒有考慮生成這個多邊形的學校能容納的學生數量[22].在進行學校布局規劃時，必須以區域內一定的現實人口為基礎進行合理的空間布局，尤其是對于人口分布相對比較稀疏的地區，學校在空間上的布局會影響到受教育人口入學途徑的遠近.人口分布不僅決定著學校的空間布局，而且還決定著教育的未來發展狀況.因此，應在現實人口的基礎之上，科學合理地預測未來人口的分布狀況，為學校合理布局學校提供重要的依據[23].

獲得了13所中學的泰森多邊形對空間的劃分之后，從統計數據可看出，有些學校的泰森多邊形內分布著很多的居民點，教育資源較為緊張.但是有一所學校的泰森多邊形內并沒有居民點分布.這所中學是江門市第一中學，是一所全寄宿型市高級中學.學生周末上學選擇的方式有很多，距離對這所學校的服務范圍并無太大影響.隨著城市建設的不斷向外擴展，中學空間布局不均衡這一問題將會更加嚴重，城市中學布局的不均衡已經不能滿足未來發展的需求，因此，合理配置教育資源就成為必須關注和研究的重點問題之一.