我國師范院校科研創(chuàng)新投入與產出的耦合協(xié)調分析

師范院校是文化傳承的高地、科技創(chuàng)新的重鎮(zhèn)和人才培養(yǎng)的搖籃，承擔著以教育發(fā)展推動科技創(chuàng)新，以科技創(chuàng)新促進教育發(fā)展的重任，因此有必要對我國師范院校的科研創(chuàng)新系統(tǒng)進行定量研究[1].宋美喆等分析了高等教育、科技創(chuàng)新和經濟發(fā)展三者的耦合協(xié)調度，結果發(fā)現(xiàn)三者的耦合協(xié)調度呈逐年上升趨勢[1]．曹嘯等以華北地區(qū)為例分析了高等教育、經濟發(fā)展和科技創(chuàng)新的耦合協(xié)調度，強調要重點關注科技創(chuàng)新[2]．周利豐等探析了湖北省高等教育與區(qū)域經濟發(fā)展之間的耦合協(xié)調關系，發(fā)現(xiàn)高等教育系統(tǒng)呈緩慢型的上升形態(tài)，經濟發(fā)展系統(tǒng)呈追趕型的上升形態(tài)[3]．從現(xiàn)有文獻研究來看，許多研究者關注的是科技創(chuàng)新的經濟效應問題，而對于科技創(chuàng)新資源的內部耦合關系探討還不多，以師范院校為研究對象探討其科研創(chuàng)新內部耦合規(guī)律則更為鮮見．事實上，在推進科技創(chuàng)新的過程中，需要將科技創(chuàng)新從投人到產出之間進行融合協(xié)調并加以轉化[4]．因此，本文將利用耦合協(xié)調分析的方法探究我國師范院校2011＼～2022年的科研投人和產出的融合發(fā)展問題，進一步運用耦合協(xié)調模型深入分析我國師范院校科研創(chuàng)新投入-產出系統(tǒng)的耦合度、協(xié)調度及其變化趨勢，以期為推動我國師范院校的科研創(chuàng)新的高水平發(fā)展提出建議.

1指標體系構建與數據來源

科研系統(tǒng)是一個由多因素構成的整體，師范院校科研創(chuàng)新投入系統(tǒng)和產出系統(tǒng)彼此影響、相互關聯(lián)，科研創(chuàng)新的發(fā)展是兩個系統(tǒng)相互融合促進，共同產生的結果.當科研投入系統(tǒng)滯后時，師范院校人才培養(yǎng)的科技理念和科技思想得不到及時更新，科技創(chuàng)新能力提升緩慢，科技創(chuàng)新的進程也會因此受到制約，從而影響科研創(chuàng)新產出；當科研產出系統(tǒng)滯后時，在知識創(chuàng)新和技術發(fā)明尤其是在產學研結合、高新技術成果轉化方面將會受到影響，從而社會的經濟增長緩慢，科研投入也將受到影響.所以只有當科研創(chuàng)新投人-產出兩系統(tǒng)互相協(xié)調、互相促進達到良性耦合時，兩系統(tǒng)才能發(fā)展到較高的水平，從而達到高度耦合協(xié)調.科研投人產出耦合的過程是復雜的[5]，應該由符合科學性、簡潔性、可操作性等相關原則的多個指標構成．本文綜合考慮前文對兩個系統(tǒng)耦合協(xié)調機理的刻畫，借鑒斯塔弗爾比姆提出的CIPP“背景-投入-過程-產出”評價模型以及周娜[4」、曹嘯[2」等學者的研究，結合師范院校的實際情況，基于數據的可獲得性，在構建師范院校教育科研投入與產出兩個系統(tǒng)的指標體系時，考慮到科研投入主要基于人力投入和經費投入兩個方面，最終選擇：研究與發(fā)展人員數、成果應用及科技服務人員數、研究與發(fā)展項目數、研究與發(fā)展機構數、研究與發(fā)展投入總額、科研事業(yè)費投入額等6個指標來衡量；考慮到科研產出主要基于科研成果和成果轉化兩個方面，最終選擇：專利申請數、專利授權數、學術論文發(fā)表數、科技著作出版數、科技進步獎勵數、國家級項目驗收數、技術轉讓收入等7個指標來衡量．本文研究的數據主要來源于2011＼～2022年中華人民共和國教育部科學技術司編寫的《高等學校科技統(tǒng)計資料匯編》，兩個子系統(tǒng)的指標評價體系如表1所示.

2研究方法與模型構建

2.1 綜合評價指數分析模型

2.1.1 數據標準化處理

由于每個指標的量綱不一致，因此利用極差標準化法對原始數據進行無量綱化處理．其中，對正向指標使用以下（1）式進行處理

式中： i=1，…，n 表示年份， j=1，…，m 表示指標個數； x_jmax 表示第 j 個指標在所研究的年份中的最大的值， x_jmin 則表示第j個指標在所研究的年份中最小的值． x_ij 表示的是第 i 年中的第 j 個指標的原始數據， x^′_ij 是 x_ij 經過標準化之后所得的數值.

2.1.2建立綜合評價函數

為了消除主觀因素的影響，這里權重的計算運用了熵值法[8]．首先通過計算可得到各指標的權重W_j ，再利用加權法分別計算科研創(chuàng)新投入系統(tǒng)綜合評價指數 F（x） 與科研創(chuàng)新產出系統(tǒng)綜合評價指數G（y） ，其計算公式如下

式中：教育科研投入系統(tǒng)共有 m 項評價指標， X_ij 表示教育科研投入系統(tǒng)第 i 年第 j 項指標標準化后的值；教育科研產出系統(tǒng)共有 n 項評價指標， Y_ij 表示教育科研產出系統(tǒng)第 i 年第 ?j 項指標標準化后的值.

2.2 灰色關聯(lián)模型

依據灰色系統(tǒng)理論，灰色關聯(lián)模型可以在不完全的信息中比較各指標間發(fā)展趨勢的相似程度，從而得出指標間的關聯(lián)程度[9．某一年師范院校的科研創(chuàng)新投入系統(tǒng)的第 m 個指標與科研創(chuàng)新產出系統(tǒng)的第 n 個指標的灰色關聯(lián)系數 ζ_m，n 和關聯(lián)度 R_m，n 的計算公式如下

上式中： 表示兩級最小絕對差值， 表示兩級最大絕對差值； p 為分辨系數，反映關聯(lián)系數間的差異顯著性，一般取值在0-1之間，本文取0.5； N 表示指標的個數，關聯(lián)度 R_m，n 的取值范圍在0-1之間，該值越大，表示兩個系統(tǒng)之間的關聯(lián)性越大，耦合作用也越強，等級劃分如表2所示.

2.3 耦合評價模型

物理學中的容量耦合系數模型可用來度量兩個或兩個以上的系統(tǒng)之間相互影響和相互作用的動態(tài)關聯(lián)過程[10]．根據該模型可構造師范院校的科研創(chuàng)新投人和產出兩個系統(tǒng)的耦合度函數模型，計算公式如下

M=αF（x）+βG（y），

上式中： C 表示物理耦合模型的耦合度，這里代表師范院校的科研創(chuàng)新投入系統(tǒng)和產出系統(tǒng)的耦合度值，該值越大表示兩個系統(tǒng)的耦合作用越強． M 表示兩個系統(tǒng)的綜合評價函數， α 、 β 分別表示科研創(chuàng)新投入系統(tǒng)和產出系統(tǒng)對未來發(fā)展貢獻程度的待定系數，由于本文中兩個系統(tǒng)的重要性一致，這里 α 和 β 均取值為0.5. D 表示耦合協(xié)調度，可以反映兩個系統(tǒng)的整體協(xié)同發(fā)展程度，取值范圍在0-1之間．為了更好反映我國師范院校的科研創(chuàng)新投人系統(tǒng)和產出系統(tǒng)的耦合協(xié)調程度，本文借鑒宋美喆[1、周利豐[3]等的研究，將耦合協(xié)調階段劃分為三個階段七個等級，其劃分標準如表3所示.

3結果分析

3.1 關聯(lián)度分析

由上述公式（4）－（5）分別得出我國師范院校的科研創(chuàng)新投人系統(tǒng)和產出系統(tǒng)綜合評價指標的灰色關聯(lián)度值，以及科研創(chuàng)新投入系統(tǒng)各指標與科研創(chuàng)新產出系統(tǒng)綜合評價指標的灰色關聯(lián)度值．通過關聯(lián)度值的大小來比較各指標對兩個系統(tǒng)的影響程度，將各指標的灰色關聯(lián)度值從大到小排序，結果如表4所示.

從科研創(chuàng)新投人系統(tǒng)的各指標灰色關聯(lián)度值來看，關聯(lián)度值在0.650以上的指標有4個，從表2的等級劃分標準可得出這4個指標對科研創(chuàng)新投入系統(tǒng)-產出系統(tǒng)耦合具有重要影響．其中，影響程度最大的指標分別為研究與發(fā)展投人總額，灰色關聯(lián)度值達到0.790，說明研究與發(fā)展投入的提高有助于加強兩個系統(tǒng)的耦合作用．其次，研究與發(fā)展項目數、科研事業(yè)費投入額、發(fā)展機構數都對耦合作用有較大影響，灰色關聯(lián)度值分別達到0.715、0.703、0.668．同時，科研創(chuàng)新投入系統(tǒng)的平均關聯(lián)度值為0.694，對科研創(chuàng)新產出的耦合作用較強．從科研創(chuàng)新產出系統(tǒng)的各指標灰色關聯(lián)度來看，關聯(lián)度值都在0.650以上，對耦合作用影響程度最大的3個指標分別為：出版科技著作數、發(fā)表學術論文數和國家級項目驗收數，灰色關聯(lián)度值分別達到0.904、0.887和0.884，說明這3個指標是加強兩系統(tǒng)耦合作用所要考慮的重要指標．科研創(chuàng)新產出系統(tǒng)的平均關聯(lián)度值也達到為0.865，對科研創(chuàng)新投入的耦合作用較強．總的來看，師范院校的科研創(chuàng)新投人系統(tǒng)和產出系統(tǒng)存在較強的相關性，兩系統(tǒng)彼此影響、相互關聯(lián)，科研創(chuàng)新的發(fā)展是兩個系統(tǒng)相互融合促進，共同產生的結果，兩個系統(tǒng)的協(xié)調發(fā)展有助于促進科研創(chuàng)新的整體發(fā)展.

3.2 綜合發(fā)展系統(tǒng)與耦合協(xié)調度分析

根據耦合評價模型，計算得到我國師范院校2011-2022年的科研創(chuàng)新投人系統(tǒng)綜合評價指數 F （x） 、科研創(chuàng)新產出系統(tǒng)綜合評價指數 G （y） 、兩個系統(tǒng)的耦合度（C）、耦合協(xié)調度 （D） ，再結合表2耦合協(xié)調度值對耦合等級協(xié)調程度的劃分，構建我國師范院校2011＼～2022年的科研創(chuàng)新發(fā)展協(xié)調程度以及綜合評價值表，如表5所示.

由表5可知，2011年到2022年我國師范院校的科研創(chuàng)新投入系統(tǒng)和產出系統(tǒng)的綜合評價指數均呈現(xiàn)較好的增長趨勢．科研創(chuàng)新投人系統(tǒng)評價指數由2011年的0.001增加到2022年的0.998，增加了0.997．產出系統(tǒng)綜合評價指數由2011年的0.060增加到2022年的0.506，增加了0.446．比較兩個系統(tǒng)的綜合評價指數可以發(fā)現(xiàn)，從2011年到2017年我國師范院校的科研創(chuàng)新投人系統(tǒng)和產出系統(tǒng)有著同步增長的趨勢．2018年科研創(chuàng)新投入系統(tǒng)綜合評價指數快速增長并超過了產出系統(tǒng)，由投入系統(tǒng)滯后開始轉變?yōu)楫a出系統(tǒng)滯后；而產出系統(tǒng)綜合評價指數在2020年快速增長到0.866后，在2021年下滑到了0.491，接著2022年又有所增長，但總體上落后于投入系統(tǒng)．從耦合協(xié)調度來看，從2011年到2019年我國師范院校的科研創(chuàng)新投人系統(tǒng)和產出系統(tǒng)都處于失調發(fā)展狀態(tài)，且兩個系統(tǒng)的發(fā)展水平都較低.從2020年開始，兩個系統(tǒng)轉變?yōu)閰f(xié)調發(fā)展狀態(tài)，其中投人系統(tǒng)的發(fā)展水平較高，這說明科研創(chuàng)新投入系統(tǒng)和產出系統(tǒng)在未來將慢慢趨于中等協(xié)調發(fā)展階段.

根據表5繪制出2011＼～2022年我國師范院校科研投入與產出系統(tǒng)耦合度（ C 值）和耦合協(xié)調度（ D 值）的變化趨勢，如圖1所示．其中，耦合度 C 值與耦合階段有關，表示系統(tǒng)間相互作用的強度．從圖1中可以得出從2012年開始兩個系統(tǒng)的耦合度主要在0.4-0.5之間波動，處于磨合耦合的階段；而耦合協(xié)調度 D 值可以進一步科學地體現(xiàn)兩個系統(tǒng)間互動發(fā)展的協(xié)同效應，校正 C 值在共同低水平發(fā)展階段卻能計算出耦合度很高的假象，

從圖1中評價度的變化趨勢可以得出：2011＼～2022年兩個系統(tǒng)的耦合度和耦合協(xié)調度都有所增長.其中2011年到2012年增長速度最快，到了2019年耦合度和耦合協(xié)調度趨于一致，說明兩個系統(tǒng)在這期間發(fā)展趨于一致．耦合度從2014年到2022年保持在0.5左右，說明我國師范院校的科研投人系統(tǒng)和產出系統(tǒng)在這幾年依然處于磨合耦合的階段，而耦合協(xié)調度在2020年快速增長，達到中等協(xié)調的水平.結合系統(tǒng)綜合評價指數分析可以發(fā)現(xiàn)，這是由于科研創(chuàng)新投入產出兩個系統(tǒng)各指標在2020年都有快速增長．由于2011＼～2019年近十年的累積，使得科研創(chuàng)新投人產出耦合系統(tǒng)有突破性改善．之后2021＼～2022年兩個系統(tǒng)的耦合協(xié)調程度又降為勉強協(xié)調，這是由于這期間產出系統(tǒng)滯后于投入系統(tǒng)，說明近年來科研創(chuàng)新產出水平跟不上投入水平的增長，科研產出系統(tǒng)有待改善.

4總結

首先，從灰色關聯(lián)度分析可以得出我國師范院校的科研創(chuàng)新投人系統(tǒng)和產出系統(tǒng)存在較強的相關性，兩個系統(tǒng)的發(fā)展互相依賴．科研創(chuàng)新產出系統(tǒng)的平均關聯(lián)度達到0.865，對科研創(chuàng)新投入的耦合作用較強．其次，從兩個系統(tǒng)的綜合發(fā)展系統(tǒng)來看，2011年到2022年我國師范院校的科研創(chuàng)新投人系統(tǒng)和產出系統(tǒng)的綜合評價指數都呈現(xiàn)出較好的增長趨勢，但科研創(chuàng)新產出系統(tǒng)相對較落后于投入系統(tǒng)．最后，從兩個系統(tǒng)的耦合關系來看，科研創(chuàng)新投人系統(tǒng)和產出系統(tǒng)目前正處于磨合協(xié)調發(fā)展的階段，科研產出系統(tǒng)有待改善．

根據研究結論，提出以下建議：重視科研創(chuàng)新產出成果，提高投入指標的發(fā)展效率，有效延伸我國師范院校科研創(chuàng)新全產業(yè)鏈條，系統(tǒng)拓展科研創(chuàng)新增值增效；持續(xù)做好對師范院校科研方面的長期穩(wěn)定支持工作，優(yōu)化科研創(chuàng)新的資源配置，改善科研產出系統(tǒng)，重視我國師范院校的高質量發(fā)展；切實提高我國師范院校研究與發(fā)展投人總額占教育財政總支出的比重，并認識到科研創(chuàng)新產出的根本動力在于加強對科研創(chuàng)新投入的力度，以確保科研創(chuàng)新資源內部協(xié)調健康發(fā)展.

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Analysis of the Coupling and Coordination between Research Innovation Input and Output in Chinese Normal Universities

CHEN Xiao-yu，CHEN Miao-xia，WANG Zhi-ning* （College of Mathematics and Statistics，Hanshan Normal University，Chaozhou，Guangdong，521041）

Abstract：Based on the relevant statistical data on scientific research and innovation from the Compilation of Science and Technology Statistics of Higher Education Institutions spanning from 2011 to 2022，this study employs the entropy method，grey correlation model，and coupling model to explore the trends in the correlation，coupling degree，and coupling coordination degree of the inputoutput system indicators for scientific research and innovation in Chinese normal universities．The findingsreveal that，overall，the grey correlation between the two indicator systems of scientific research input and output in normal universities is high，indicating a strong coupling effect.From 2011 to 2022，the comprehensive evaluation index of the input-output system exhibited a positive growth trend，yet the output of scientific research and innovation lagged behind the input．Since 2020， both theresearch and innovation input and output systems have progressed to a stage of coordinated development，suggesting that research output requires further improvement.Consequently，it issuggested to strengthen the investment in scientific research and innovation in Chinese normal universities， while focusing on the output of scientific research and innovation to improve the quality and efficiency of scientific innovation.

Key words： normal universities；research input-output system； grey correlation model; coupling coordination degree model