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        全國高校科技投入產出效率的DEA-Malmquist指數分析

        2017-09-14 02:44:21波等杜軍陳彥亨
        中國科技資源導刊 2017年4期
        關鍵詞:投人要素效率

        鄢 波等杜 軍陳彥亨

        (1.廣東海洋大學管理學院,廣東湛江 524088;2.廣東海洋大學東盟研究院,廣東湛江 524088)

        全國高??萍纪度氘a出效率的DEA-Malmquist指數分析

        鄢 波等1,2杜 軍1,2陳彥亨1

        (1.廣東海洋大學管理學院,廣東湛江 524088;2.廣東海洋大學東盟研究院,廣東湛江 524088)

        高校是科學研究的重要主力軍,探討高校科研生產效率,并分析其中的不足之處,提出合理的建議是非常重要的。本文根據我國30個省份高校2009—2013年科技統(tǒng)計數據,采用DEA-Malmquist指數分析法,以技術效率、技術進步效率、純技術效率、規(guī)模效率和全要素生產效率為指標對全國30個省份高??萍纪度氘a出效率進行評價。研究結果表明,我國部分省、市高校的科技投入產出效率不足,在很大程度上是因為資源使用效率不足和受限于經濟原因導致投入不足。最后針對存在的問題從改善高校的科研管理制度、擴大高校的科研規(guī)模、提升高校的科學技術水平等方面提出相關的對策和建議。

        高校;科技投入產出效率;DEA-Malmquist指數;科研規(guī)模

        1 引言

        高校是我國科技創(chuàng)新的核心力量和重要組成部分,而高校科技效率對整個國家的科技進步與科技發(fā)展將產生深刻的影響。從國內學者對高??蒲型度水a出效率研究的范圍選擇來看,主要分為3個方面:一是以國家重點高校為決策單元進行科技投人產出效率分析[1-7];二是以個別省份的高校作為決策單元進行科技投產出效率分析[8];三是對不同地區(qū)的省、市、自治區(qū)高??蒲行蔬M行分析[9-11]。從各位學者的研究角度來看,高校的科技投人產出效率的評價從早期的僅僅只是定性分析逐漸過渡到定量分析上;從研究方法來看,評價高??蒲行实闹笜藦膯我蛩叵蛉胤治鲛D變,所采用的分析方法和模型也是多種多樣的,有的采用DEA的BCC和CCR分析,采用了DEA-Malmquist模型,有的采用隨機前沿分析方法[12]、因子分析法[13-14],

        綜上所述,學者們所采用的樣本范圍多種多樣,有單一的重點高校,也有某一地區(qū)和整個國家層面的多層次分析。所采取的研究方法也不僅僅限于靜態(tài)的分析方法,更多的是采用反映高??蒲兴降淖兓涂蒲行实淖儎于厔莸膭討B(tài)分析方法,越來越多的研究者采用DEA-Malmquist指數對科研效率進行分析。但是大部分的學者所采用的數據比較老舊,而在2009之后科研數據指標的選擇有較大的變化,在很大程度上影響到科研效率的評價,且對于全國各地區(qū)所提出的建議相對較少。所以,本文選取了2009—2013年全國30個省、直轄市、自治區(qū)高校的科研數據,采用DEA-Malmquist指數分析法,以技術效率、技術進步、純技術效率、規(guī)模效率和全要素效率為標準,對各省份高??蒲行蔬M行分析,并提出建議。

        2 DEA模型和DEA-Malmquist指數

        2.1 DEA模型

        此模型系美國運籌學家Charness和Cooper[15]提出,該模型以相對效率為基礎,加人了線性規(guī)劃等分析工具,是一種面對在多投人和多產出情況下如何評價決策單元相對效率的非參數方法。由于科技活動是多投人、多產出,而DEA模型能夠在保持決策單元投人與產出不變的情況下直接計量不同單位的指標并排序,然后提供未達到DEA無效的各項指標的多余量。假設被評價體系中存在許多需要評價的決策單元 DMUi(i=1, 2, …, n),每個決策單元都有m種科技投人和p種科技輸出作為評價指標體系的基本元素。用表示i個決策單元DMUi的輸人,用表示科技輸出,表示其權重,且滿足,所以第i個決策單元的效率評價指數為

        對于第i0個決策單元進行效率評價,h0越大,說明該地區(qū)高校可用較少的科技投入獲得較多的產出。對于決策單元 DMU0進行效率評價,選取適當的權重u并在各評價指數小于等于1的條件下,使h0達到最大值。構造CCR優(yōu)化模型:

        式(2)為分式規(guī)劃模型,通過Charess-Coope變換將分式規(guī)劃模型轉換為線性規(guī)劃模型。利用線性規(guī)劃最優(yōu)解定義高校科技投入產出的有效性,同時,給予線性規(guī)劃的對偶理論,利用對偶模型進行深入分析。

        引入松弛變量s?、s+(s?≥ 0,s+≥ 0)和非阿基米德無窮小量ε,建立線性規(guī)劃模型:

        在式(3)中,ε大于零且小于任何正數;輸入輸出松弛向量分別為:

        (1)若0θ<1,則表示該省高??萍纪度氘a出效率為非DEA有效,所以不是規(guī)模效率最佳,也不是純技術效率最佳,要適當調整。

        (2)若0θ=1,,則意味該省高??萍纪度水a出效率為弱DEA有效,即在投人 x0不變時可將產出提高s+,或將投人x0減少s?而保持原產出不變,則說明科技投人產出活動不能同時滿足規(guī)模最佳和技術最佳。

        (3)若滿足0θ=1,,則說明該省高校科技投人產出為DEA有效,即在投人 x0不變的基礎上獲得最優(yōu)產出值 y0,則表示科技投人產出活動能同時滿足規(guī)模有效和技術有效。

        2.2 DEA-Malmquist指數

        瑞典經濟學家和統(tǒng)計學家Sten Malmquist于1953年提出了馬爾奎斯指數(Malmquist Index)[16],后經Caves, Christensent和Diewert(1982)、Fare等(1994)發(fā)展成為測度生產效率的Malmquist指數。

        Fare等(1994)把Malmquist指數定義如下:

        Fare等[17]最早是將Malmquist指數分為技術進步和技術效率,后來又將技術效率變化指數分解為純技術效率指數和規(guī)模效率指數。運用公式可以表示為:M=effch×techch=pech×sech×techch。其中M為全要素生產率,effch為技術效率指數,techch技術進步指數,pech為純技術效率指數,sech為規(guī)模效率指數。如果M>1時,表示從t時期到t+1時期,全要素生產率水平提高,如果M=1時則沒有變化,反之M<1時則下降。

        3 評價指標選取、數據來源和評價方式

        國內學者提出的高??萍纪度水a出指標如表1所示。本文在此基礎上選取的投人和產出指標如下。

        科技投人指標一般選取R&D經費、R&D人力資源。R&D具體指科學研究與試驗發(fā)展,而R&D經費的投人量則反映了一個國家對提升科技競爭力和國家綜合國力的重視程度。R&D經費主要分為內部支出,R&D經費內部支出主要應用在基礎研究、應用研究和實驗發(fā)展3個方面。此外,除了R&D經費內部支出還有科研項目經費的支出。而R&D人力資源的投人主要包括了R&D全員當時人用量。

        科研產出包括發(fā)表的科技論文、科技著作、申請的專利數、專利所有權轉讓收人和科研課題數這5項指標。其中,科技論文和科技著作反映了科研水平,科研課題數也在一定程度上反映了大學的科研服務能力,專利申請數和專利所有權轉讓收人強調科技創(chuàng)造力對促進科技成果市場化、產業(yè)化以及經濟發(fā)展的作用。本文選取了專利申請數和專利所有權轉讓收人作為科技產出指標。

        表1 國內學者提出的高??萍纪度氘a出指標列表

        本文的數據來自于2009—2013年的《中國科技統(tǒng)計年鑒》和《高等學??萍冀y(tǒng)計年鑒》。。根據我國的地理環(huán)境因素和經濟發(fā)展水平將30個省、市和自治區(qū)(不含西藏、香港、澳門、臺灣)劃分為東、中、西三大地區(qū)。

        關于對科技投人產出效率的評價,至今主要有3種方法:一是利用線性回歸的方法建立起生產函數,以此確定各項投人因素對產出的影響以及貢獻率;二是利用數據包分析方法(即DEA);三是對生產過程進行拆分,對每項過程進行仔細的分析。上述方法各有其優(yōu)缺點,第一種方法雖然能對評價對象進行描述,但是需要保證各變量之間不存在較強的相關性,如果在建立多元線性回歸分析中,眾多變量存在高度的多重共線性,那么會對回歸方程的參數估計造成誤差,導致回歸方程參數不正確,整個模型無效。另外,回歸線性分析主要是運用在多投人對單產出的問題分析上,而對于研究多投人與多產出的效率問題時則不太合適。第二種DEA分析方法能夠有效彌補回歸線性方法的不足,但是僅僅是分析了相對效率的有效,對于各因素不能進行仔細的分析。第三種方法雖然能對各因素進行仔細分析,但是所耗費的時間和精力過多。綜合各方法的優(yōu)缺點,并根據研究對象是多投人與多產出的特點,本文選擇數據包分析方法(DEA)進行效率評價。

        所采用的數據處理軟件是SWAP 2.1,采用的分析方法是投人導向的方法。

        4 實證分析

        4.1 2009—2013年高??萍纪度氘a出全要素效率

        根據我國30個省、直轄市和自治區(qū)高等學校5年的面板數據,運用DEA-Malmquist指數分析方法,計算得出年度平均的高??萍纪度水a出全要素生產率(表2和圖1)。

        通過表2 可以看出,2009—2013年全國高校平均全要素生產效率指數為0.985,而在2010—2011年全要素效率指數大于1,其他年份則小于1,說明只有在2011年全國高校的科技投人產出全要素生產率得到提高,其他年份則是下降的趨勢。其平均全要素增長率指數為0.83%,效率并沒有得到較大的提高。其中,平均技術效率指數為1.038,平均增長率為-1.42%,由此可知,技術效率呈現下降的趨勢。而技術效率指數是由純技術效率和規(guī)模效率組成。平均純技術效率指數為1.015,平均增長率為-1.33%;平均規(guī)模效率指數為1.023,平均增長率為-0.07%。由此可知,技術效率的增長率下降的原因為純技術效率和規(guī)模效率的下降,其中純技術效率的下降幅度更大,影響程度更深。而平均技術進步指數為0.909,效率沒有得到提高,其中增長率2.23%。平均技術效率指數、平均純技術效率、平均規(guī)模指數達到了1以上。由此可以看出,平均全要素效率指數之所以小于1很大程度上是受到了平均技術進步指數的影響,而其他指數都呈現下降趨勢,只有技術進步指數增長率提高,所以可以知道,全要素效率的增長率提高是受到技術進步效率提高的影響。

        表2 2009—2013年年度平均DEA-Malmquist全要素生產效率及其分解

        圖1 2009—2013年年度平均DEA-Malmquist全要素生產效率及其分解圖

        從圖1可以進一步得出高??萍既厣a效率提高的原因。從圖1可以很明顯地看出,在2009—2013年全要素生產指數與技術進步指數的變動趨勢基本上是一致的。當技術進步效率指數小于1或者大于1時,全要素生產指數則同時大于1或者小于1;相反,當技術效率指數、純技術效率指數和規(guī)模效率指數大于1或者小于1時,全要素生產指數并沒有同時大于1或者是小于1。這就說明,高校技術進步效率在很大程度上影響著我國高等教育全要素效率,或者是說技術效率、規(guī)模效率、純技術效率對全要素效率的影響要遠遠小于技術進步效率。

        4.2 不同地區(qū)的高校科技投入產出全要素效率

        從表3可以看出,在2009—2013年我國東部地區(qū)的平均全要素生產效率指數為0.968,小于1說明我國東部地區(qū)高校在這4年生產效率并沒有得到提高,技術進步效率指數為0.948,而技術效率和規(guī)模效率指數大于1,所以生產效率的降低主要是由技術進步效率的降低所致。而在東部地區(qū)中全要素生產效率指數小于1的地區(qū)有天津、河北、遼寧、廣東、海南和福建。其中,福建省全要素生產效率指數最低,為0.655。通過分解,可以知道,福建省技術效率、純技術效率和規(guī)模效率等于1,而技術進步效率指數為0.665,是整個地區(qū)最低數。因為技術進步效率降低導致了全要素生產效率降低,所以該省在技術創(chuàng)新和進步方面嚴重不足,需要加大對科技資源的合理配置,提高該地區(qū)的高??蒲泄芾硭?,提高素質人才在科技當中的投人,并且要提高科學技術成果向市場轉化的能力。

        中部地區(qū)高校的全要素效率指數大于1,則說明該地區(qū)高校科研投人產出效率整體上得到提高,但是可以看到,山西、內蒙古、河南3個地區(qū)全要素效率指數小于1,這說明這3個地區(qū)生產效率降低。通過要素分解可以知道,這3個地區(qū)生產效率降低原因在于技術進步效率指數小于1,從而限制了全要素生產效率的提高,這與之前的結論分析相吻合。

        表3 2009—2013年我國各地區(qū)高??萍纪度氘a出DEA-Malmquist生產率指數及其分解

        西部地區(qū)高校的全要素生產效率指數小于1,這說明該地區(qū)高??萍纪度水a出效率整體上是呈下降趨勢。其中,云南、青海、寧夏和新疆4個省份全要素下降的原因則在于技術進步效率下降,從而限制了全要素生產效率的提高。所以解決的辦法與東部地區(qū)和西部地區(qū)高校類似,都是要提高該地區(qū)高校的技術水平,提高高技術人才在科技投人中的比例。

        4.3 我國高??萍纪度氘a出靜態(tài)分析比較

        表4 2013年我國各地區(qū)高??萍纪度氘a出效率結果分析

        本文選取我國30個省份2013年高??萍纪度水a出數據,利用DEA方法對各省市的高??萍纪度水a出效率進行靜態(tài)比較分析。應用軟件Deap 2.1進行數據處理后得到表4的分析結果。

        從表4可以看出,我國高校在2013年的科技投人產出技術效率為0.861小于1,分解為純技術效率和規(guī)模效率分別為0.906和0.951。在30個省份中,DEA有效的為13個省份,而在17個省份DEA無效中有10個省份是由純技術效率和規(guī)模效率無效共同影響,有7個省份因為規(guī)模效率導致技術效率無效。有15個省份處于規(guī)模遞增階段,有2個省份處于規(guī)模遞減階段。在純技術效率無效的情況下,該地區(qū)高校應合理配置科研人員和科研經費等要素的投人。對于規(guī)模效率無效,則應該區(qū)別兩種情況,一是對于處于規(guī)模報酬遞增階段的地區(qū),高校應該增加科技投人量來提高科技技術效率水平;二是對于處于規(guī)模報酬遞減階段的地區(qū),高校應該調整投人要素量和結構。

        5 結論與對策建議

        5.1 結論

        本文采用Malmquist指數分析2009—2013年我國30個省份高校的科技投人產出,并以技術效率、技術進步指數、純技術效率、規(guī)模效率和全要素生產效率為指標進行評價,得出了以下的結論。

        (1)2009—2013年全國高校平均全要素生產效率指數為0.985,而在2010—2011年全要素效率指數大于1,其他年則小于1,說明只有在2011年全國高校的科技投人產出全要素生產率得到提高,其他年份則是呈下降的趨勢。其平均全要素增長率指數為0.83%,效率并沒有得到較大的提高。其中,平均技術效率指數為1.038,平均增長率為-1.42%,平均技術進步指數為0.909,效率沒有得到提高,其中增長率2.23%。技術進步效率的提升或者降低是影響高校科技投人產出效率的主要原因。

        (2)東部地區(qū)的平均全要素生產效率指數為0.968,小于1則說明我國東部地區(qū)高校在這4年間生產效率并沒有得到提高,中部地區(qū)高校的全要素效率指數大于1,則說明該地區(qū)高??蒲型度水a出效率整體上得到提高,西部地區(qū)高校的全要素生產效率指數小于1,則說明該地區(qū)高校科技投人產出效率整體上是下降的。呈現的科研創(chuàng)新效率的局面是中部地區(qū)高于西部地區(qū),西部地區(qū)高于東部地區(qū)。

        (3)我國大部分高校地區(qū)的都處于DEA無效,主要原因在于規(guī)模效率沒有得到提高,并且非DEA地區(qū)高校大部分處于規(guī)模遞增的階段。所以擴大我國高校的科研規(guī)模是提升我國高校科研投人產出效率的重要途徑。

        (4)無論是東部、中部和西部地區(qū)的高校,科技進步效率的提高是促進科研效率增長的最主要因素,為此應該提高高??蒲腥藛T的科研素質,改善高??蒲姓吆凸芾頇C制,為科研人員提供良好的科研環(huán)境是提升科技進步效率的途徑。

        5.2 對策建議

        基于以上的分析結果,提出了以下幾點建議。

        第一,改善高校的科研管理制度,30個省份高校的純技術效率都接近1,而純技術效率指數是與管理水平的高低相關,為此高校應該改善科研管理體制,應從以下4個方面著手:一是根據高校科研活動的主要目標對每位科研人員進行詳細的分析,把每位科研人員安排到適合其的崗位上,提高科研人員效率。二是要制定合理的科研獎勵機制和人才評價制度,將科研成果與晉升制度相聯系,多方面激發(fā)科研人員的潛能,最大程度地提升科研人員的工作積極性,從而提升高校的整體管理水平。三是要改善高校的科研資源管理制度,根據科研項目的具體情況對科研資源進行合理的分配,對各項科研資金的使用情況進行嚴格的監(jiān)督及審查,使各項科研資源得到充分利用,從而提高整體的科研效率。四是要建立科學合理的科研考核制度,重點突出創(chuàng)新導向,構建體系完善、標準合理、切實可行的科研考核制度,以發(fā)揮高??蒲谢顒拥膶蜃饔?。

        第二,擴大高校的科研規(guī)模,大部分高校之所以處于DEA無效狀態(tài),主要原因在于規(guī)模效率沒有提高,而規(guī)模效率與科研要素投人量和投人結構相聯系。高校科研經費大部分來自政府投人,而對于企業(yè)和國外的資金所占的比例相對較小。為了改善高??蒲薪涃M投人結構,降低對政府的依賴,擴大高??蒲幸?guī)模,應從以下兩個方面著手:一是高校應該加強構建企業(yè)和高校之間的交流平臺。這種平臺不單單是商業(yè)上的交流,還應當加強文化和學術以及最新的科研動態(tài)等信息的溝通。這有利于向企業(yè)籌集大量的科研資金,擴大科研規(guī)模。二是要調整高校R&D經費的支出結構??蒲薪涃M的支出結構會影響到科研規(guī)模效率,高??蒲薪涃M的支出主要包括基礎研究、應用研究和實驗發(fā)展。對于基礎研究和應用研究的投人更多的是理論上的提升,而將理論運用到實踐中創(chuàng)造出更多富有價值的科研技術和產品,就需要加大對試驗發(fā)展的投人。為此,在實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的背景下,高校應該提高對試驗發(fā)展的支出比例,調整高校R&D經費支出比例。只有這樣才能同時提高科研理論能力和實踐科研成果發(fā)明創(chuàng)造能力[18]。

        第三,提升高校的技術水平,建立科學的產學研體系??蒲屑夹g進步效率與科研效率呈現同步發(fā)展的趨勢,所以技術水平的發(fā)展起到至關重要的作用。為此,應提高高校的科研水平,制定符合高??萍及l(fā)展的戰(zhàn)略。具體包括引進高水平的技術人才,改善科研環(huán)境結構,改善科研辦公設施,提升高校的資源合理配置水平。另外,為了提升科技水平,應加強與企業(yè)的交流與合作,建立科學的產學研體系。高校應制定“走出去”戰(zhàn)略,構建與企業(yè)交流的平臺,與所在地區(qū)的企業(yè)建立互通互信機制,有針對性地完成符合當地企業(yè)的科研任務并向企業(yè)推廣,從而加快優(yōu)秀科技成果市場化。經過多年發(fā)展,高校和企業(yè)能夠形成長效的合作機制,將高校的科研優(yōu)勢與企業(yè)的技術創(chuàng)新緊密結合在一起,提升高??萍妓?,推動整體科技創(chuàng)新效率的提高[19]。

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        Analysis by DEA-Malmquist Index for the Science and Technology Input-Output Ef fi ciency in Chinese Universities

        YAN Bo1,2, DU Jun1,2, Chen Yanheng1
        (1. Management School of Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088; 2.Asean Research Institute of Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088)

        College is an important force in scientific research, it is very important to discuss production e ffi ciency of scienti fi c research in universities, analyze the de fi ciency and put forward reasonable suggestions.The paper, according to 30 provinces of our country based on the technology of the university in 2009-2013 statistical data as the foundation, uses DEA-Malmquist index analysis method, and carries on evaluation of the science and technology input-output e fficiency of colleges in 30 provinces as an index in order to the technical e ffi ciency, technology e ffi ciency, pure technical e ffi ciency,scale e ffi ciency and total factor productivity.The research results show that science and technology input-output e ffi ciency of the part of the province-city university is insu ffi cient, in large part, because of insu ffi cient resources use e ffi ciency and limited by economic reasons lead to inadequate investment. Finally countermeasures and suggestions are given to further improvethe university scienti fi c research management system, enlarge the scale of colleges and universities in scienti fi c research, and promote the science and technology level of colleges and universities etc. in it.

        colleges and universities, science and technology input-output efficiency, DEA-Malmquist index,scienti fi c research scale

        F061;F062.9

        A

        10.3772/j.issn.1674-1544.2017.04.010

        鄢波(1979—),女,廣東海洋大學管理學院副教授,碩士生導師,博士,研究方向:財務與會計、技術經濟及管理;杜軍(1977—),男,廣東海洋大學管理學院教授,碩士生導師,海上絲綢之路研究所所長,博士,研究方向:海洋經濟管理、教育與科技管理(通訊作者);陳彥亨(1991—),男,廣東海洋大學管理學院碩士研究生,研究方向:科技管理。

        廣東省普通高校人文社會科學研究項目 “廣東地方高??蒲屑钆c約束機制比較研究”(2013WYXM0052);廣東省高等教育教學研究和改革項目“基于大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的工商管理專業(yè)課堂教學與實踐教學改革研究”(GDJG20142243);廣東省級專業(yè)綜合改革試點項目“工商管理”(GDOU2013040403);廣東省級教育教學成果獎培育項目“面向涉海行業(yè)的工商管理專業(yè)綜合改革與實踐”(GDOU2014040633)。

        2017年4月2日。

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