高校科研投入与产出的相关性分析：1991-2008，本文主要内容关键词为：相关性论文,科研论文,高校论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：G644 文献标识码：A 文章编号：1001-4519(2011)04-0104-09
高校是我国科研产出的重要基地，它具有学科综合，知识种类多样的特点，可根据不同的要求，通过多种方式①调配资源进行交叉学科的科研活动，高校一直被认为是“知识中枢”，是推进国家和区域创新和经济发展的重要力量②。我国科研基础较为薄弱，如何根据社会需求提高科研产出的数量和质量是我国高校科研工作当前面临的重要问题，也是我国制定相关教育科技政策的重要依据，研究高校科研投入对其产出的影响具有重要的现实意义。
国内外学者的相关研究已取得一定的进展。在诸多文献中，针对高校科研投入与产出的研究主要集中在高校科研投入对其产出的作用和影响，取得的结论不尽相同：大部分的研究认为科研投入可以促进高校的科研产出③，豪斯曼等研究表明R&D人员和经费投入与专利产出之间存在显著的因果数量联系④；而有的学者发现R&D人员投入与高校专利产出之间没有显著的相关性⑤。目前，很少有文献定量研究高校科研投入及人均科研经费对高校科研产出影响的相关程度，而且大多数的研究仅考虑人员数量的影响，很少考虑高校教师科研投入时间比例对高校科研产出的影响。本文对高校科研投入和产出情况进行分析，并根据原始数据建立投入与产出的关联模型，测算二者在不同指标上的相关性。
一、数据来源和研究方法
本文所研究时间的区域为1991年-2008年。在这一时期，我国社会变迁和各类科技政策等外部因素对高校科研活动产生重要影响，从1991至2008年是我国经济稳定发展期，同时也是我国各类科技政策相继出台，鼓励高校科研发展的重要时期，研究这一时期，对我国科研发展有重要参考、借鉴意义。
根据众多文献及政府正式文件的分析可知，科研投入量及其增长率和人均投入量是衡量高校科研状况的重要指标，本文将以这三个指标进行相关性的定量计算。本文采用的数据来源于科技部《中国主要科技指标数据库(1991-2008年)》，《1991-2008年全国科技经费投入统计公报》；知识产权局《1991-2008年国家知识产权局统计年报》，《1991-2008年中国高校知识产权报告》，中国科学技术信息研究所《1991-2008年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告)》，《1991-2008年全国教育事业发展统计公报》，《高等学校科技统计资料汇编》等。
本文运用Matlab统计软件对大量的原始数据进行运算处理，并对相应数据进行相关性的模拟分析，利用二次回归运算建立高校科研投入量与产出量相关性的关系模型、高校科研人均投入量与产出量相关性的关系模型、高校科研投入增长率与产出增长率相关性的关系模型。根据模型参数测算，高校科研投入对科研产出各项指标的影响程度和相互依存的数量关系。
二、高校科研投入与产出分析
高校的科研投入不仅是高校的R&D经费⑥的投入和R&D人力资源⑦的投入，还应包括政府及高校出台的有关推动科技发展的政策、规划和措施，特别是激励产出的政策和措施。高校科研产出主要为发表的国内论文、被国际三大检索系统⑧收录的科技论文、科技著作及专利。近二十年来高校科研投入与产出具有如下特点：
1.国家及高校出台的政策和计划促进高校科技投入和产出不断增长。国家宏观政策和计划对国家科研投入及高校科研产出产生了重要的影响。如1995年《关于加速科学技术进步的决定》、2002年《关于国家科技计划项目研究成果知识产权管理的若干规定》、2006年《关于实施科技规划纲要增强自主创新能力的决定》以及1986年国家自然科学基金的设立和“863计划”、“211工程”、“973计划”以及“985工程”等，都有力地推进了高校科研发展。高校内部的政策，如自20世纪80年代末以来南京大学等高校相继提出的高校科技论文奖励政策以及20世纪90年代初各国高校对博士毕业生提出的论文要求等等，都是我国科研产出不断增长的重要因素。
2.高校R&D经费投入不断增长，但占全国R&D经费比重下降。高等学校R&D经费不断增加，从1991年的13.7亿元，增长到2008年390.2亿元，增长了近30倍，如图1所示。高等学校R&D经费占全国R&D经费的比重，1991年-2008年基本保持在10%上下，在1994年达到最高12.63%，2008年为8.44%，处于1991年以来最低水平。高校R&D经费占全国R&D经费的比重从2003年以来逐年下降。高校R&D经费增长率变化较大，1993年为最高值44.79%，而1998年为最低点为-0.69%。高校科研经费增长率在1995年前大于全国R&D经费增长率，这是由于当时高校科研经费基数太低，从1995年以后基本接近全国R&D经费增长率。这些增长率的变化正好符合1995年《关于加速科学技术进步的决定》的发布和1995年提出“211工程”以及1999年提出的“985工程”的政策制定，在1995年和1998年后增长率上升，其后呈上下波动或下降趋势，如图2所示。
资料来源：中国主要科技指标数据库，1991年-2008年全国科技经费投入统计公报
图1 1991年-2008年高校R&D经费及占全国R&D比重
资料来源：中国主要科技指标数据库，1991年-2008年全国科技经费投入统计公报
图2 1991年-2008年全国及高校R&D经费增长率情况
3.高校科研人力资源不断增长，但人均投入科研时间比例降低。高等学校R&D人员不断增长，从1991年的14.5万人增长到2008年的26.7万人，增长近1倍，但占全国R&D人员比重近几年不断下降。1991年高校占全国R&D人员比重为21.6%，2008年降为自1991年以来的最低值13.6%。1991年-2008年，高校占全国R&D人员的平均比重18.5%，而高校占国家科学家工程师比重相对更高，平均比重为23.87%，说明高校仍依然是我国科研工作的主要阵地，吸收了大量的专职科研人员，如图3所示。
资料来源：1991年-2008年全国教育事业发展统计公报
图3 1991年-2008年高校R&D人员及教师人均投入科研时间
高校教师人均投入科研工作时间直接影响到科研成果的产出和科研质量的提升。虽然我国高校教师得到了快速增加，但是从教师人均投入科研工作的时间比例(全时研发人员当量/大学教师总数)看，1998年后高校专职教师投入科研的人均时间却不断降低，如图3所示。1991年高校专职教师人均投入科研工作时间为37%，2008年人均投入科研工作时间仅为21.5%。我国高校教师人数从1991年的39.08万人增长到2008年的123.75万人，人数增长近3倍，但2008年平均投入科研工作时间却不到1991年的60%。
4.高校被国际三系统收录科技论文占全国比例最高。科技论文的数量和质量在很大程度上反映了科研的水平和实力，我国高校仍是国际三系统科技论文收录的主要力量，20世纪90年代初我国高校对博士毕业生提出的发表论文要求，以及有些高校要求博士研究生毕业前发表的科技论文被国际三大检索系统收录，都促进了高校科研产出。1991年-2008年我国高校被SCI收录的科技论文占全国SCI收录的科技论文的70%—80%，2008年比例最高占全国的81.2%。在EI和ISTP收录我国科技论文数量中，高校也都是全国的主力军，1991-2008年，高校一直占全国EI收录论文总量的80%以上，2008年则达到86.11%。ISTP收录的论文数量中，2008年高校则达到了全国的89.06%，如图4所示。
资料来源：1991年-2008年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告)；中国主要科技指标数据库
图4 1991年-2008年国际三系统收录我国高校论文情况
5.高校的国内职务专利申请和授权近十年涨幅较高。无论是申请专利还是授权专利，1991年-1999年高校产出增长都比较慢，在此期间我国高等学校每年申请专利数在1700件左右；2002年起，高等学校的专利活动变得十分活跃，每年申请专利数都有较大幅度的增长，我国科研工作者的知识产权的维权意识也不断提高。如图5所示。这与2002年我国颁布的《关于国家科技计划项目研究成果知识产权管理的若干规定》有着密切的联系。
资料来源：2008年中国高校知识产权报告，1991年-2007年国家知识产权局统计年报
图5 1991年-2008年我国高校申请专利和授权专利
三、高校科研投入和产出的相关性分析
在进行科研投入和科研产出相关性的定量计算前，要确定两者的计算指标。在科研投入方面，由于无法引入政策的具体影响指标，所以本文只计算1991年-2008年高校R&D经费和R&D人员的投入(以下称为经费和人力)；在科研产出方面，由于成果鉴定、成果奖励缺乏规范的评价标准，本文将高校科研成果产出设定为1991年-2008年国际三大检索系统收录我国科技论文的总和，以及1991年-2008年的授权专利量(以下称为文章和专利)，如表1所示。
1.高校人均科研投入同高校科研产出数量的相关性。为了研究高校人均R&D科研经费及人均科研投入时间(以下称人均经费与人均时间)与高校科研产出(以下称文章和专利)数量之间的关系，我们使用Matlab分析软件画出了高校科研人均投入和高校科研产出数量的关系图(图6)。
图6 高校人均科研投入与高校科研产出的相关性
从图6可以看出，高校科研产出基本随着高校科研人均投入增加而增加，表面上存在着一定的正线性关系。高校科研产出随着高校R&D人均经费和R&D人均人力成正相关，为了进一步发掘二者的关系，我们对高校科研投入和产出进行进一步的相关性分析，计算结果见表2。相关分析采用Pearson相关系数法。判断两量变间的相关可以用许多统计值，Pearson相关系数是最常用的统计值。其计算公式为：
r描述的是两个变量间线性相关强弱的程度。从表2可以看出，高校科研人均投入与产出数量的相关系数接近于1和-1，具有显著的线性相关关系。
在此基础上，我们对二者进行线性回归分析。这里我们采用最小二乘估计法进行多元回归分析，其基本原则是：最优拟合直线应该使各点到直线的距离的和最小，也可表述为距离的平方和最小。采用F统计量进行校验，F统计量的公式如下：
根据最小二乘判据得到回归方程的系数，如表3，4所示。
根据这些回归系数，从而得到回归方程组。回归方程组为：
公式(1)和(2)中，
分别代表文章和专利，
分别代表人均经费和人均时间。回归系数的显著性水平皆为0.000，
和F统计量检验假设“回归系数等于0的概率为0.000”，说明了投入的人均科研经费和人均科研时间比例与产出的文章和授权专利量之间的线性相关关系较为显著，建立的回归方程是有效的。这表明在1991年-2008年期间，我国被国际三系统收录的文章和授权专利量随着高校科研人均经费和人均投入时间比例的增加而线性增加。我们也可以简单的估计，当其他条件不变时，如果高校人均科研经费投入增加1万元，我国高校被三系统检索的科技论文数量和授权专利量就会大约分别增加14373篇和1208项。人均科研投入时间增加1%(小时)，我国高校被三系统检索的科技论文数量和授权专利量就会大约分别增加15103篇和2472项。
2.高校科研投入数量与高校科研产出数量相关性分析
为了研究高校科研经费及人力投入与高校科研产出数量之间的关系，根据1991年-2008年高校投入及产出原始数据，利用Matlab分析软件模拟高校科研经费及人力投入数量及其科研产出数量关系的交互图(图7)。高校科研产出数量基本随着高校科研投入数量增加而增加，并对其进行进一步的相关性分析(相关性计算过程如上)，计算结果见表5。
图7 高校科研投入数量与高校科研产出数量相关性
从表5可以看出，它们两者的相关系数接近于1，具有显著的线性相关关系，在此基础上，我们对二者进行线性回归分析。根据最小二乘判据得到回归方程的系数，根据这些回归系数(回归建模及计算过程如上)，从而得到回归方程组。
在公式(3)(4)中，分别代表文章和专利，分别代表经费和人力。回归系数的显著性水平皆为0.000，
和F统计量检验假设“回归系数等于0的概率为0.000”，说明了投入的经费和人力同产出的文章和专利量之间的线性相关关系极为显著，建立的回归方程是有效的。这表明在1991-2008年期间，我国高校被三系统检索的科技论文数量和授权专利量随着高校科研投入的经费和人力增加而线性增加。我们也可以简单地估计，当其他条件不变时，如果高校R&D经费投入增加1亿元，我国高校被三系统检索的科技论文数量和授权专利量就会大约分别增加514篇和593项。
3.高校科研投入增长率与高校科研产出增长率相关性
为了研究高校科研投入增长率与高校科研产出增长率之间的关系，我们利用Matlab分析软件画出了高校科研投入增长率和高校科研产出增长率的关系图。
图8 高校科研投入增长率与高校科研产出增长率的相关性
从图8可以看出，高校科研产出增长率(文章和专利)与高校科研经费和人力增长率不存在线性关系。利用以上同样的建模方法和计算过程测算高校科研投入的增长率与科研产出增长率的相关性。计算结果表明：我国高校的科研投入增长率与高校科研产出增长率不存在相关性。这是因为科研投入增长率取决于国家向高校科研投入量及其基数，如果前几年投入量较大，为了平衡某一时期总体投入量，将会降低某段时期的投入量，同时，当基数增大后，增长率也会下降，所以政府和高校很难保证科研投入增长率一直稳定增长。
四、政策建议
1.继续加大对高校的科研经费投入，提高高校R&D经费占国家R&D经费比重，增加高校科技人员人均科研经费。科研投入是科技创新的物质基础，是科技持续发展的重要前提和根本保障。今天的科技投入就是对未来国家竞争力的投资。我国高校近20年科研经费投入有了很大的变化，特别是近年来R&D经费增长较快，但与发达国家相比差距仍然较大，要改变目前我国科技创新能力不足的现状，有必要加大对科技人员的科研经费的投入⑨。另一方面，根据本文前述计算可知，高校经费投入与产出具有高相关性，增大投入可以有效提高高校的科研产出；我国高校R&D经费占国家R&D经费比重在2003年-2008年期间逐年降低，2008年只占8.44%，成为自1991年来历年最低。很明显，我国对高校的科研经费投入不足，应继续加大投入。根据上述相关性定量分析，如果高校R&D人均科研经费投入增加1万元，高校被三系统收录的科技论文和授权专利数分别增加14373篇和1208项。人均经费提高，高校的科研产出将增加。考虑到我国高校的科研力量和水平，为使高校能充分发挥在科研方面的重要作用，有必要提高高校R&D经费占国家R&D经费的比重。政府加大研发经费投入以及高校多渠道获得研发经费投入是提高我国高校科研产出的重要保证。
2.高校科研项目应与博士、博士后的教学及研究课题紧密结合，增加高校人均科研投入时间比例。根据本文关联模型的计算结果，高校R&D人员人均科研投入时间的产出量高于R&D人员投入的产出量，人均科研投入时间增加1%(小时)，我国高校被三系统收录的科技论文和专利申请及授权量就会大约分别增加15103篇和2472项。同时，考虑到高校科学研究工作对高校人才培养(包括学生及青中年教师的培养和提高)的重要性，所以，增加人均科研投入时间是我国及高校制定相关政策时应认真考虑的问题。高校应充分认识科研对教学的重要性，正确处理科研与教学的关系。将科研项目与博士后、博士研究生的教学工作及研究方向紧密结合，保证高校在提高教学质量的同时，提高整体科研投入时间和教师科研投入平均时间比例，在高校形成由教师、专职科研人员、科研辅助人员、博士后、博士生等构成的分工合理、协调高效的科技创新队伍，提高科研效率，改善条件，严格要求，保证教师及博士生、博士后人员有充足的时间和精力投入到科研工作中去。
3.完善科研经费使用管理办法，补偿科研人力成本。逐步建立和完善成本核算制度，测算科研成本，确定人员经费等各项间接成本标准。在此基础上，改进和调整高校教育事业费的拨款计算方式。高校科研人力资源成本原则上应进入科研经费之中，对于既从事教学又从事科研工作的人员制定分摊补偿办法，博士生及博士后的经费应分别部分及全部纳入科研经费开支，优化高校科研经费使用结构。修订完善有关科研经费使用管理办法，在保障科研人员改善工作、生活条件，提高其工作积极性的同时，严格财务制度，杜绝浪费和违规使用科研经费。
4.加强创新文化建设，营造高校科研创新环境。高校要善于发挥学科的综合优势，进行学科交叉、融合，在发展边缘学科、新兴学科方面产出新的知识生长点⑩。高校创新文化建设是为了促进高校教师、学生更有效地获取知识、发现知识和应用知识，提升创新能力与创新绩效，是新时代对高等学校建设和发展提出的新要求。加强创新文化建设和营造科研创新环境的重要内容是：要在高等学校提高科学素质，树立科学精神，培养科学道德；弘扬解放思想、大胆质疑、勇于创新、积极合作的精神；营造自由宽松、探索创新、宽容失败、踏实诚信的氛围；形成“潜心研究、严谨求实”的学风；克服急功近利的思想，摒弃浮躁之风，改变目前部分高校存在的华而不实、追逐名利及行政化、官僚化等不良倾向。创新文化和科研创新环境建设为社会革新提供精神支撑，只有在大学形成适宜科技创新和创新人才成长的文化氛围，高校才有可能更好地实现其担负的人才培养、科学研究和社会服务的重大历史和社会责任。(11)
5.在增大高校科研产出数量的同时，更要强调高校科研产出的质量。在提高科研数量产出的同时，更要强调科研成果的质量。支持自选题目的探索性研究，保证其启动研究经费，重视基础研究的理论创新研究，鼓励新思想、新理论的提出，重视自主创新成果的产出。同时，也应重视科研成果的应用和开发研究，并使之服务于经济及社会的建设和发展。要使科学技术研究成果服务于知识创新发展、工农业生产以及经济社会发展，为国家的建设作出更大的贡献。
五、结论
2008年以来，政府及高校出台的一些科技政策促进了高校的科研产出，但与发达国家相比，我国高校科研投入并不充足。高校是科研产出的主力军，近年来教师科研投入时间比例逐年降低。通过高校科研投入及产出中各指标相关性的测算，表明我国无论是科研经费投入，还是人均科研经费投入，以及科研人员、科研时间的投入，对我国高校的科技论文和专利产出都产生了重要的影响，而高校科研经费投入增长率对科研产出影响并不大。根据以上分析，我国政府及高校应进一步提高科研经费投入、增加人均科研经费，增加高校科研人员科研时间投入，继续出台各类科技政策和措施，要进一步加强高校创新文化建设，营造高校科研的创新环境，以推动高校产出数量更多，质量更高的科研成果，为国家社会、经济发展做出更大的贡献。
注释：
①Jan Youtie,Philip Shapira."Building an innovation hub:A case study of the transformation of university roles in regional technological and economic development",Research Policy 37(2008):1188-1204.
②Campbell,D.Knowledge creation,diffusion,and use in innovation networks and knowledge clusters (Praeger,Westport Connecticut,2006),1-25.
③Pakes A,Griliches Z."Patents and R&D at the firm level:A first report",Economic Letters 5,4(1980):377-381; Foltz J,Barham B,Kim K."Universities and agricultural biotechnology patent production",Agribusiness 16,1(2000):82-95; Thursby J G,Kemp S."Growth and productive efficiency of university intellectual property licensing",Research Policy 31,1(2002):109-124.
④Hausman J,Hall B H,Griliches Z."Econometric models for count data with application to the patents R&D relationship",Econometrical 52,4(1984):909-938.
⑤付晔等.R&D资源投入对不同类型高校专利产出的影响[J].研究与发展管理，2010，(3)：103-111.
⑥研究与开发(R&D)经费支出：为内部支出，指调查单位在报告期用于内部开展R&D活动的实际支出。包括用于R&D项目(课题)活动的直接支出，以及间接用于R&D活动的管理费、服务费、与R&D有关的基本建设支出以及外协加工费等。
⑦R&D人员指参加R&D项目的人员以及R&D项目的管理人员和直接服务人员按全时人员折算的人年数。本文用全时研发人员当量(Full time equivalent，单位为人年)这一指标来衡量。
⑧国际三大检索系统是国际公认的进行科学统计与科学评价的主要检索工具。主要包括SCI(科学引文索引)、EI(工程索引)、ISTP(科技会议录索引)是世界著名的三大科技文献检索系统。
⑨与美国、日本、德国等发达国家相比，研发经费投入仍然不足。1999年，美国投入大学的研发经费高达341亿美元，日本为170亿美元，德国为86亿美元，而我国高校2008年，研发经费仅为390.2亿元人民币，折合57.3亿美元(按1∶6.8折合计算)，不及1999年日本大学科研经费的1/3，美国大学科研经费的1/6。
⑩苏竣，何晋秋.大学与产业合作关系——中国大学知识创新及科技产业研究[M].北京：中国人民大学出版社，2009
(11)席酉民等.现代大学功能和创新文化研究[M].北京：中国人民大学出版社，2008.