任永強(qiáng)，李婷

(1.華北理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063210；2.華北理工大學(xué) 外國語學(xué)院，河北 唐山 063210)

0 引言

學(xué)前教育作為學(xué)校教育和終身教育的前置環(huán)節(jié)，對(duì)孩子一生的教育起到重要影響。兒童從出生到6周歲所接受的教育稱為學(xué)前教育。近年來，唐山市市區(qū)的學(xué)前基礎(chǔ)教育整體水平和質(zhì)量明顯提高，但受經(jīng)濟(jì)發(fā)展的諸多因素影響，學(xué)前教育發(fā)展的不均衡性越來越突出，為了使孩子能夠接受優(yōu)質(zhì)的學(xué)前教育，往往需要花費(fèi)重金，從側(cè)面反映了學(xué)前教育在教育資源、教學(xué)設(shè)置、教學(xué)質(zhì)量、可達(dá)性以及保育費(fèi)用方面存在差異。

唐山市大力發(fā)展學(xué)前教育，自2011年以來，唐山市逐步把學(xué)前教育的改革發(fā)展納入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的總體規(guī)劃，深入推進(jìn)學(xué)前教育資源的均等化，積極推進(jìn)學(xué)前教育的均衡發(fā)展。但在以往的學(xué)前教育資源規(guī)劃評(píng)價(jià)中，大多還是利用現(xiàn)有的資源指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，很少考慮學(xué)前教育資源的地理空間分布，一些地方幼兒園資源緊缺，而一些地方教育資源過剩，學(xué)前教育資源未能進(jìn)行合理地配置[1]。深入分析唐山地區(qū)學(xué)前教育資源的空間分布狀況(空間點(diǎn)分布)、交通路網(wǎng)通達(dá)情況(道路等交通網(wǎng)絡(luò))、適齡幼兒分布(適齡幼兒空間分布點(diǎn))情況等，對(duì)學(xué)前教育資源的分布進(jìn)行有效地調(diào)配與優(yōu)化，為下一步的均衡化奠定基礎(chǔ)。在此情況下，將GIS空間地理信息分析技術(shù)引入到數(shù)理分析與數(shù)據(jù)挖掘當(dāng)中，探索建立學(xué)前教育資源均等化特征域評(píng)價(jià)模型[1-11]，并在相關(guān)公共服務(wù)供需空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，分析研究區(qū)的學(xué)前教育資源空間分布狀況，道路交通網(wǎng)絡(luò)狀況及適齡幼兒分布情況，找出問題區(qū)域，為進(jìn)行學(xué)前教育服務(wù)的合理布局和優(yōu)化提供決策支持。

1 研究區(qū)和數(shù)據(jù)源

1.1 研究區(qū)概況

唐山市位于華北平原東北部，是京津冀城市群東北部副中心城市，是華北與東北通道的咽喉要地，交通十分方便。2016年11月河北省唐山市所有縣(市)區(qū)全部達(dá)到國家義務(wù)教育發(fā)展基本均衡縣評(píng)估認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)，提前完成河北省政府下達(dá)的義務(wù)教育均衡發(fā)展目標(biāo)[4]。長期以來，唐山市教育主管部門堅(jiān)持把促進(jìn)義務(wù)教育均衡發(fā)展作為主要工作來抓，不斷強(qiáng)化責(zé)任、加大投入，義務(wù)教育均衡發(fā)展工作已取得了顯著成績，成為全省乃至全國首批推進(jìn)義務(wù)教育均衡化發(fā)展的先進(jìn)區(qū)域，有效實(shí)現(xiàn)了資源均衡[12]。

近年來，唐山市大力發(fā)展基礎(chǔ)教育，尤其是學(xué)前教育，一手抓學(xué)前教育資源擴(kuò)充，一手抓教學(xué)質(zhì)量提升，學(xué)前教育服務(wù)普惠化程度大幅提高[13]。截至2017年12月，經(jīng)河北省教育廳審批、登記注冊(cè)的各類托兒所、幼兒園達(dá)到1 916家，唐山市市區(qū)范圍有140家，正是該研究的區(qū)域范圍。以往的學(xué)前教育或基礎(chǔ)教育資源規(guī)劃分析評(píng)價(jià)中，大部分還是對(duì)現(xiàn)有的資源指標(biāo)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，較少考慮教育資源的地理空間分布情況，造成了部分地區(qū)學(xué)前教育資源緊缺，而一些區(qū)域?qū)W前教育資源過剩，未能達(dá)到基礎(chǔ)教育資源的合理配置。為有效推進(jìn)區(qū)域?qū)W前教育資源均衡發(fā)展，需分析區(qū)域?qū)W前教育資源的空間分布特征，道路交通網(wǎng)絡(luò)狀況以及適齡幼兒空間分布情況，為后續(xù)的資源均等化化奠定基礎(chǔ)。

在此情況下，該研究將GIS空間分析技術(shù)引入到數(shù)據(jù)分析與信息挖掘當(dāng)中，探索建立學(xué)前教育資源均等化特征域評(píng)價(jià)模型，并在相關(guān)公共服務(wù)供需空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，分析研究區(qū)的學(xué)前教育資源空間分布狀況，找出了問題區(qū)域，為進(jìn)行學(xué)前教育服務(wù)的合理布局和優(yōu)化提供決策。

1.2 數(shù)據(jù)源

(1)學(xué)前教育數(shù)據(jù)：2017年12月22日，河北省教育廳公布了全省經(jīng)審批、登記注冊(cè)的各類托兒所、幼兒園有關(guān)信息，唐山市共有1916家，唐山市市區(qū)范圍有140家。幼兒園主要信息有幼兒園名稱、幼兒園地址、專任教師數(shù)量、保育員數(shù)量、衛(wèi)生保健員數(shù)量、班級(jí)個(gè)數(shù)、保育費(fèi)等[14]。利用GIS地理編碼技術(shù)將幼兒園詳細(xì)地址解析為對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)，如圖1所示。

(2)土地利用數(shù)據(jù)：主要利用土地利用分類中的城鄉(xiāng)居民建設(shè)用地來表征居民用地。

(3)蜂窩正六邊形數(shù)據(jù)：通過ArcGIS的Arcpy編寫腳本程序，自動(dòng)生成唐山市區(qū)范圍內(nèi)半徑100m的蜂窩正六邊形數(shù)據(jù)。

(4)適齡人口數(shù)據(jù)：根據(jù)《唐山市統(tǒng)計(jì)年鑒2016》中“分縣區(qū)已婚育齡婦女生育狀況”數(shù)據(jù)提取表征唐山市市區(qū)路南區(qū)、路北區(qū)和高新區(qū)的適齡人口。

(5)唐山市區(qū)范圍：研究區(qū)域主要是唐山市部分路北區(qū)，部分路南區(qū)和部分高新區(qū)區(qū)域。

2 研究方法

2.1 適齡幼兒分布提取方法

在進(jìn)行幼兒學(xué)前教育資源均等化服務(wù)評(píng)價(jià)時(shí)，首先需要的就是適齡幼兒人口分布數(shù)據(jù)，適齡幼兒人口數(shù)是衡量需求的重要指標(biāo)，但目前人口統(tǒng)計(jì)中關(guān)于適齡幼兒人口數(shù)的最小單元為區(qū)縣，不能滿足空間分析的要求，需要將以區(qū)縣為單元的適齡幼兒人口數(shù)進(jìn)行細(xì)化分解，提取出帶有適齡人口數(shù)的空間點(diǎn)分布圖層[15]。

適齡幼兒分布點(diǎn)提取方法主要分為3步，首先將土地利用中的城鄉(xiāng)居民建設(shè)用地和含適齡幼兒人口數(shù)的行政區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊置分析，得到居民用地(含有行政區(qū)域，適齡幼兒數(shù)據(jù)等信息)，然后再與蜂窩正六邊形數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊置分析，得到適齡幼兒單元數(shù)據(jù)，最后根據(jù)居民用地面積百分比計(jì)算每個(gè)蜂窩正六邊形中適齡幼兒數(shù)量，提取適齡兒童單元面數(shù)據(jù)的質(zhì)心作為適齡幼兒分布點(diǎn)數(shù)據(jù)。如圖2適齡幼兒分布點(diǎn)提取技術(shù)路線圖所示。

圖1 唐山市市區(qū)幼兒園空間分布圖

圖2 適齡幼兒分布點(diǎn)提取技術(shù)路線圖

適齡幼兒單元?jiǎng)澐植]有采用行政區(qū)域作為劃分邊界，是因?yàn)樾姓^(qū)域的范圍較大，很難反應(yīng)一個(gè)區(qū)域內(nèi)不同地區(qū)獲取學(xué)前教育資源的狀況。幼兒園作為點(diǎn)狀空間數(shù)據(jù)，它需要詳細(xì)的適齡幼兒單元與它相對(duì)應(yīng),同時(shí)考慮路網(wǎng)因素，一個(gè)行政區(qū)域內(nèi)的道路交通狀況是不同的，所以采用蜂窩正六邊形和居住用地來劃分適齡幼兒單元，蜂窩正六邊形比較接近于圓形，從中心點(diǎn)到各個(gè)頂點(diǎn)和各個(gè)邊的距離相差不大，可以把蜂窩正六邊形內(nèi)適齡幼兒獲得教育資源的便捷程度看成是一致的。

2.2 幼兒園承載力評(píng)價(jià)因素

要評(píng)價(jià)一個(gè)幼兒園學(xué)前教育的輻射規(guī)模Mi，首先考慮幼兒園的基本屬性信息，包括招生人數(shù)、在校學(xué)生數(shù)、專任教師數(shù)量、保育員數(shù)量、衛(wèi)生員保健數(shù)量、大中小班級(jí)數(shù)量和保育費(fèi)等供給規(guī)模信息Mi0。根據(jù)《河北省規(guī)范化幼兒園辦園條件基本要求》和《河北省民辦幼兒園設(shè)置基本標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)幼兒園的教育資源狀況評(píng)價(jià)有很多硬性指標(biāo)，如幼兒園的班級(jí)數(shù)、教師數(shù)、教室數(shù)、保育員數(shù)以及室外操場(chǎng)面積等指標(biāo)，將這些屬性指標(biāo)數(shù)據(jù)放入到屬性數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，通過幼兒園的唯一ID號(hào)進(jìn)行連接和查詢。在眾多指標(biāo)當(dāng)中，選取了5項(xiàng)重要指標(biāo)：專任教師數(shù)量、保育員數(shù)量、衛(wèi)生員保健數(shù)量、大中小班級(jí)數(shù)量和保育費(fèi)?；?項(xiàng)指標(biāo)對(duì)供給單元供給規(guī)模評(píng)價(jià)，根據(jù)不同側(cè)重，對(duì)每種資源因子設(shè)置不同的權(quán)重值，最后綜合計(jì)算每個(gè)幼兒園單元的規(guī)模信息Mi0。設(shè)置的5個(gè)影響因子指標(biāo)，如下表1所示：

表1 幼兒園服務(wù)規(guī)模的評(píng)價(jià)因子及權(quán)重

幼兒園服務(wù)規(guī)模M0采用式(1)計(jì)算。

M0=W1*(A*25)+W2*(B*25)+W3*(C*150)+W4*(D*30)+W5*(E/600)

(1)

其中，A，B，C，D和E分別代表了專任教師數(shù)量、保育員數(shù)量、衛(wèi)生保健員數(shù)量、大中小班級(jí)數(shù)量和保教費(fèi)用。

將學(xué)齡人口分配給幼兒園這個(gè)供應(yīng)源可得到第i個(gè)幼兒園作為供應(yīng)源的特征域Yi：

(2)

其中S為學(xué)齡人口數(shù)總和，M0為幼兒園服務(wù)規(guī)模能力，Yi為幼兒園作為供應(yīng)源的特征域值。

2.3 距離可達(dá)性計(jì)算

在距離可達(dá)性的計(jì)算評(píng)價(jià)中，交通成本是重要的評(píng)價(jià)因素，它取值的不同，直接影響著計(jì)算的結(jié)果。

(1)利用直線距離計(jì)算適齡幼兒分布點(diǎn)與幼兒園分布點(diǎn)之間的距離，雖然比較簡單方便，但是準(zhǔn)確性不高，可能直線距離很近但是交通路網(wǎng)不方便，導(dǎo)致需要走很遠(yuǎn)的路程，其距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直線距離[16-18]。

(2)利用城市道路網(wǎng)數(shù)據(jù)生成交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，根據(jù)最短路徑計(jì)算適齡幼兒分布點(diǎn)與幼兒園分布點(diǎn)之間的距離，這就要求具有非常詳細(xì)的城市道路網(wǎng)和小區(qū)內(nèi)容道路網(wǎng)數(shù)據(jù)，而在實(shí)際工作中，很難收集詳細(xì)的城市路網(wǎng)及小區(qū)內(nèi)部道路網(wǎng)數(shù)據(jù)，故采用高德地圖開發(fā)的API接口獲取適齡幼兒分布點(diǎn)與幼兒園之間的最優(yōu)路徑，各種模式下的路徑不一樣，故按距離進(jìn)行分類計(jì)算：

對(duì)于路徑長度Dij<500 m的，采用起點(diǎn)(適齡幼兒分布點(diǎn))-終點(diǎn)(幼兒園)的“步行”模式獲取其準(zhǔn)確最優(yōu)路徑；

對(duì)于路徑長度500 m≤Dij≤2 000 m的，采用起點(diǎn)(適齡幼兒分布點(diǎn))-終點(diǎn)(幼兒園)的“騎行”模式獲取其準(zhǔn)確最優(yōu)路徑；

對(duì)于路徑長度Dij>2 000 m的，采用起點(diǎn)(適齡幼兒分布點(diǎn))-終點(diǎn)(幼兒園)的“駕車”模式獲取其準(zhǔn)確最優(yōu)路徑；

2.4 特征域評(píng)價(jià)

根據(jù)適齡幼兒與幼兒園之間的距離和適齡幼兒的需求能力對(duì)幼兒園的輻射能力進(jìn)行劃分，劃分之后每一個(gè)適齡幼兒分布點(diǎn)都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)相應(yīng)的Kj值，這個(gè)Kj值就可以用來評(píng)價(jià)適齡幼兒與幼兒園之間的便利程度[19-20]。

Step1：Dij按每個(gè)“幼兒園”服務(wù)供應(yīng)源由小到大進(jìn)行排序,生成新序列Dik；

Step3：取Kj=min(Kij)作為j點(diǎn)(適齡幼兒分布點(diǎn))的最終K值。

3 結(jié)果分析

Kj值強(qiáng)調(diào)了需求點(diǎn)(適齡幼兒分布點(diǎn))到達(dá)供應(yīng)源(幼兒園)的通達(dá)程度。如果通達(dá)性較好，Kj值越低，則代表適齡幼兒到達(dá)幼兒園的便利程度越好。由圖4可以看出整個(gè)唐山市區(qū)大部分區(qū)域的Kj均較低，說明大部分區(qū)域的基礎(chǔ)資源的空間分配相對(duì)合理，而在大城山公園東部的啟新新村、唐山勒泰城區(qū)域、78號(hào)小區(qū)和龍泉北樓等出現(xiàn)了較高Kj值，說明此處的適齡幼兒并沒有分配到合理的學(xué)前教育資源。因此根據(jù)所得結(jié)果將Kj值分成若干等級(jí)(優(yōu)質(zhì)區(qū)(0～0.5)、保障區(qū)(0.5～1.0)、虧欠區(qū)(1.0以上))，統(tǒng)計(jì)各個(gè)適齡幼兒單元內(nèi)各等級(jí)所占比重(如圖3)。

圖3 Kj值對(duì)應(yīng)的適齡幼兒分布百分比圖

圖4 學(xué)前教育資源均等化特征域分布圖

從圖3中可以看出唐山市市區(qū)范圍內(nèi)有55.44%的適齡幼兒的基本教育情況可以得到很好的保障，40.04%的適齡幼兒可以得到保障，4.52%的居民有一定的欠虧，即整個(gè)唐山市市區(qū)范圍內(nèi)有近95.48%的適齡幼兒的基本教育可以獲得保障，而剩下的區(qū)域則不能得到保障，也就是相當(dāng)于沒有得到幼兒園特征域的有效覆蓋。由此可知，整個(gè)唐山市市區(qū)的供需空間的特征域覆蓋率為95.48%，用均等化指數(shù)α值來表征區(qū)域的均等化程度，此時(shí)α=0.95。若α值越高，則表明公共服務(wù)均等化程度越高。

該研究中，整個(gè)區(qū)域仍有4.52%的居民無法得到基本保障，可以說明該區(qū)域?qū)W前教育資源配置還有待改善，這可能是由于幼兒園的承載能力不夠覆蓋更大的區(qū)域，或者是適齡幼兒分布與幼兒園之間的路網(wǎng)過于復(fù)雜從而導(dǎo)致適齡幼兒到達(dá)幼兒園的距離過長，使得一部分適齡幼兒不能得到應(yīng)有的服務(wù)。因此應(yīng)增加幼兒園或者是擴(kuò)大原有幼兒園的承載能力來提高均等化程度。

4 結(jié)論

(1)唐山市市區(qū)范圍內(nèi)有55.44%的適齡幼兒的基本教育情況可以得到很好的保障，40.04%的適齡幼兒可以得到保障，4.52%的居民有一定的欠虧。

(2)大城山公園東部的啟新新村，唐山勒泰城區(qū)域?qū)儆诔侵写甯脑靺^(qū)域，78號(hào)小區(qū)、龍泉北樓等屬于老舊小區(qū)，可能由于學(xué)前教育資源未規(guī)劃到此區(qū)域或者交通通達(dá)性較差，造成此區(qū)域出現(xiàn)了較高的Kj值。