高校基础研究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,高校论文,基础论文，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 文献标志码：A 文章编号：1000-4203(2011)03-0039-07
一、引言
基础研究的目标是拓展对世界的基本认识，其产出是一般知识以及对自然界及其规律的认识。[1]高校基础研究的投入和产出效益是衡量我国高校科技活动绩效的核心标志，也是我国及高校制定相关科技政策的依据，因此研究两者的关系具有重要的现实意义。目前，针对我国高校进行基础研究投入与产出的相关性研究较少，部分文献对我国高等教育及高校基础研究经费的发展趋势进行了预测[2～3]；部分文献对我国高校基础研究投入结构及现状进行了对策分析[4～5]。很少有文献能够定量地研究高校基础研究投入及人均投入对其产出的影响。而且大多数的研究仅考虑科研人员数量的影响，很少考虑高校教师人均投入基础研究时间对高校科研产出的影响。笔者主要针对高校基础研究投入和产出的相关性进行分析，并在两者之间建立模型，测算高校基础研究的投入、人均投入及其增长率的变化对其产出的影响，并确定其相关程度。在此基础上，笔者提出了有针对性的政策建议。
二、数据来源与研究方法
1.时间区域选定
本文选择的时间区域为1991-2008年。原因有两个方面：(1)我国社会变迁和各类科技政策等外部因素对高校基础研究科研活动具有较大影响，1991-2008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，鼓励高校科研产出的重要时期。(2)考虑到基础研究产出的周期长，且其成果对社会影响具有滞后性，不是所有的基础研究成果能够马上对社会及经济发展产生效益。
2.数据采集原则及来源
根据众多文献及政府正式文件的分析可知，基础研究的投入、人均投入及其增长率等指标是衡量高校基础研究水平的重要指标，笔者将对上述3个指标进行相关性的定量计算。本研究所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》。
3.研究方法
笔者认为仅分析高校基础研究的投入和产出的数据是远远不够的，隐藏在这些数据之后的更重要的信息是基础研究投入对产出的影响关联度以及对两者发展趋势的预测，必须借助于相应的数据挖掘工具，才能发现数据中隐藏的规律。本研究采用的研究方法是相关性分析和回归分析。首先，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，其次，利用二次回归运算建立高校基础研究投入与产出数量的相关性模型、高校基础研究人均投入与产出数量的相关性模型、高校基础研究投入与产出增长率的相关性模型。根据模型参数测算高校基础研究投入对其产出各项指标的影响程度和相互依存的数量关系。
图1 高校基础研究投入与产出各个指标相关性
三、高校基础研究投入与产出情况分析
根据《高等学校科技统计资料汇编》[6]的统计口径，科技投入包括科技经费投入和科技人员投入两类。科技产出主要是科技著作、发表论文、国家级项目验收、专利申请、专利授权、专利出售、技术转让、奖励成果（包括国家级和省部级）八大类。科学计量学关于科研产出表现的研究中，学术论文是普遍被采用的基础研究产出指标。[7]
为了方便计算和分析，笔者将高校的基础研究投入主要界定为高校的基础研究经费的投入和基础研究人力资源的投入；将高校基础研究产出主要界定为被国际SCI系统收录的科技论文数。
1.高校基础研究经费总量投入不足，占全国基础研究经费比重偏低
我国高校的基础研究投入虽逐年增加，但总体来说投入不足。1991-2008年间，我国高校基础研究经费占国家基础研究经费的平均比重为43.0%，占高校R&D经费的平均比重为23.5%。数据显示，2008年是我国高校基础研究经费投入最高的一年为114.8亿元（16.8亿美元），占全国基础研究经费的51.9%，占高校R&D经费的29.4%（如图2所示）。2004年美国高校基础研究经费为356.5亿美元，占美国基础研究经费的61.1%[8]，是我国2008年高校基础研究经费的22倍。我国2008年的高校基础研究投入比重低于美国1969年高校基础研究所占比重，高校基础研究经费投入程度相比美国落后至少30年。
图2 1991-2008年高校基础研究经费及所占比重情况
资料来源：中国主要科技指标数据库。
2.高校三类研究经费投入结构不合理，科研经费偏重于应用研究
从我国高校科研经费投入比例来看，经费主要集中于应用开发方面的研究，成为我国缺乏原创性科技成果的主要原因之一。[9]1991-2008年期间，我国高校基础研究、应用研究、试验发展占高校R&D经费的平均比例分别为23.5%、53.0%、23.4%，应用研究经费占高校科研经费比例一直处于最高位置，平均比例超过一半以上（如图3所示）。1954年美国高校基础研究经费占高校R&D经费的41.56%，2004年为71.4%。[10]2008年我国高校基础研究经费为114.8亿元，占高校R&D经费的29.4%，是占高校R&D经费比例最高的一年，但仍低于1954年美国高校基础研究占高校R&D经费的比例，而且在其比例最高的一年，三类研究经费的分配结构并没有得到更多的改善。出现这种情况的主要原因，除了政府对高校基础研究资助强度不够之外，全社会对基础研究认识不足，还有高校、企业及其他机构不愿意资助周期较长且不确定性较高的基础研究，导致我国高校R&D经费投入结构呈现不合理的现象。
3.高校基础研究人员投入不足，高校科研人力资源投入偏向于应用研究
1991-2008年，高校基础研究人员数占全国基础研究人员总数的比例逐年增长，且18年间的平均比例在63%左右，但是，在高校范围内，从事应用研究的科研人员数所占比例最高，从事应用研究的人数在1991-2008年间一直占高校科研人员总数的50%左右，这期间从事基础研究的人员数仅占高校科研人员总数的20%-40%（如图4所示）。虽然全国基础研究人力资源流向高校，但是高校范围内人力资源投入更偏重于应用研究。
4.高校基础研究人均经费低于应用研究人均经费，高校基础研究人均投入时间逐年减少
图2、图4显示，高等学校从事基础研究的人员占全国基础研究人员总数的63%左右，但其研究经费却只占全国基础研究经费的36%左右；高等学校从事基础研究的人员数占高校R&D研究人员总数的30%左右，其经费却只占高校R&D经费的19%左右。可见，无论从全国层面还是高校范围内来看，高校基础研究人均经费普遍偏低。1991-2008年间，高校应用研究人均经费一直高于基础研究人均经费，应用研究人均经费平均值是基础研究的1.55倍。尤其在2000-2008年间，应用研究人均经费迅速增长进一步拉大了与基础研究人均经费的距离（如图5所示）。高校基础研究人均经费远远低于高校应用研究，而且基础研究本身具有周期长、风险高的特性，这些原因导致高校基础研究工作者很难发挥其从事个人自由探索性研究的积极性，严重制约了高校科研人员在基础研究方面潜力的发挥。
教师投入基础研究的时间比例（全时基础研究研发人员当量／大学教师总数）逐年减少，尤其是在2000年以后（如图5所示）。1991年人均投入基础研究工作时间比例为9.46%，而在1994年该值达到了最高，为11.86%，2008年仅为8.81%。1991-2008年间，高校从事基础研究的人员数增长了近3倍，而2008年平均投入基础研究工作时间却不到1994年的75%。上述情况产生的原因：第一，由于我国1998年实施高考扩招，使得学生数量逐年增加，高校教师的教学任务不断加重，这也能够解释教师人均科研投入时间比例从1998年开始逐渐减少的现象。第二，由于笔者研究的是各类高校总体情况，不同层次的高校对专职教师下达任务指标偏重不同，一部分高校偏重于科学研究，另一部分高校偏重于教学，使得教师人数不断增加，但投入科研平均时间并没有相应增加。第三，我国偏重于科研的高校，存在教师用于科研的时间和精力不断减少的情况，教师受到市场利益驱动，在职期间做其他收益率高的兼职工作。这些情况都是高校教师人均从事基础研究的时间投入降低的主要原因。
图3 1991-2008年高校基础研究经费及所占比重情况
资料来源：中国主要科技指标数据库。
图4 1991-2008年高校基础研究科研人员投入情况
资料来源：中国主要科技指标数据库。
图5 1991-2008年高校基础研究人均经费及人均投入时间
5.高校被国际SCI系统收录的论文占全国比例最高
从科技论文的产出指标看，1991-2008年我国高校被SCI系统收录的科技论文占我国总量的70%-80%，2008年占全国比例的81.2%。高校成为我国国际科技论文产出不可缺少的核心力量。
四、高校基础研究投入和产出的相关性分析
高校基础研究投入的最终衡量指标是其产出的数量和质量，在相关性定量分析中，我们无法引入政策的具体影响指标。因此，在投入与产出回归模型的构建中，笔者只计算了1991-2008年高校基础研究经费和从事基础研究的人员数（以下称为经费和人力）与1991-2008年被SCI系统收录的科技文章数（以下称为SCI文章）的相关性，原始数据如表1所示。
1.高校基础研究投入数量与高校科研产出数量的相关性
为了研究高校基础研究投入与产出之间的关系，我们根据1991-2008年高校基础研究投入与产出的原始数据，利用Matlab分析软件模拟出高校基础研究投入与产出数量的关系图（如图6、图7所示）。
从图6、图7可以看出，高校基础研究产出基本随着高校基础研究投入的增加而增加，表面上存在着一定的正线性关系。为了进一步发掘两者之间的关系，我们进行相关性分析，计算结果见表2。
相关分析采用Pearson相关系数法。判断两变项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。r的取值在-1与+1之间，若r＞0，表明两个变量是正相关，即一个变量的值越大，另一个变量的值也会越大；若r＜0，表明两个变量是负相关，即一个变量的值越大，另一个变量的值反而会越小。r的绝对值越大表明相关性越强。
从表2可以看出，高校基础研究投入与产出的皮尔逊相关系数接近于1，具有显著的线性相关关系，在此基础上，我们采用最小二乘法对两者进行了线性回归分析。最小二乘法的基本原则是：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：
录文章数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年间，我国高校被SCI系统收录的文章数随着高校基础研究经费和人力投入的增加而增加。我们也可以简单的估计，当其他条件不变时，如果高校基础研究经费投入增加1亿元，我国高校被SCI系统收录的文章数就会增加约456篇；高校基础研究人力投入增加1万人，我国高校被SCI收录的文章数就会增加约3431篇。
2.高校基础研究人均科研投入与高校基础研究产出的相关性
为了研究高校基础研究人均经费投入和人均投入时间比例（以下称人均经费和人均时间）与被SCI系统收录的文章数之间的关系，我们同样使用Matlab分析软件模拟出高校基础研究人均投入量与产出量之间的关系图（如图8、图9所示）。从图8、图9可以看出，高校基础研究产出基本随着高校人均基础研究的投入的增加而增加，表面上存在着一定的线性关系。
为了进一步发掘两者之间的关系，同样，我们进行了相关性分析，计算结果见表4。
从表4可以看出，高校人均基础研究投入与产出数量之间的相关系数接近于1和-1，具有显著的线性相关关系，在此基础上，我们对两者进行了线性回归分析。根据最小二乘判据得到回归方程的系数（见表5）。
根据这些回归系数得到回归方程组。即：
3.高校基础研究投入增长率与产出增长率之间的相关性
笔者通过上述方法，根据1991-2008年原始数据进行测算的结果表明，高校基础研究产出（被SCI系统收录文章数）增长率与高校基础研究投入（经费和人力）增长率之间不存在线性关系。
五、政策建议
1.高校基础研究总体设想：更开放、更自由、更前沿
基础研究活动本身是一个创新过程，在这个过程中需要培养开放意识、自由思想以及前沿的创新行为。开展高校基础研究必须有一个新的总体设想和目标构建，那就是更开放、更自由、更前沿。国家及高校基础研究相关负责部门需要有更开阔的视野，灵活的管理体制和运行机制，以更开放、更包容的战略思想去支持基础研究的发展；从事基础研究工作的学者需要在更自由、更宽松、更稳定的工作氛围中去安排科研时间；基础研究的内容在国际相关领域中应有领先位置。
2.建立以高校为主的基础研究总体布局：整合资源，增加高校基础研究投入
目前我国高校开展研究的经费投入和人力投入都以应用研究为主，高校经费投入结构一直处于不合理的状态。政府应增加高校经费和人力的投入，有组织、有系统地整合现有学科资源，充分发挥高校群体优势，形成经费和人力资源的有效凝聚，建立全新的以高校为主的基础研究的总体布局。
3.丰富基础研究资助基金种类，增加资助强度：增加人均经费投入
我国对基础研究资助的基金种类少，投入强度低。尤其我国纵向基金申请比较困难，投入强度不足。2010年，国家自然科学基金面上项目资助率为20.00%，平均资助强度为34.72万元／项；青年科学基金项目资助率为23.02%，平均资助强度为19.71万元／项。政府应增加基础研究基金种类，增加基金申请的成功几率，提高申请者获得资助比例。同时建议相关部门加大研究生和博士后的奖助资金及年轻教师创新基金的支持力度，使青年学者能有一定的条件在最宝贵的年龄段潜心投入学术研究。
4.在高校培养和建立一批高水平的优秀科学家研究小组：提高基础研究人均投入时间比例
高校要大力支持和培育一批训练有素、长期从事基础研究工作的科研团队，通过团队建设，真正选拔出从事基础研究的学术带头人和创新人才。同时赋予每个成员较大的自由度，充分发挥成员的创造性，提高基础研究人员科研投入的时间比例。对优秀科研团队采取确定方向、稳定支持、自由选题、重点突破的做法，在科研群体中充分发挥个人的聪明才智，保持科研团队的综合创造力。
收稿日期：2011-01-06