计算社会科学视角下的教育代际流动研究

教育兴则人才兴，教育强则国家强。教育对于个体和社会具有极其重要的作用，国家始终重视优先发展教育。教育公平是社会公平和进步发展的基石，对促进社会有序流动、保障社会和谐稳定十分关键。教育公平问题一直以来都是社会科学领域的热点之一，教育代际流动被公认为是“教育是否公平”的重要表现指标，因此对教育代际流动性的度量与分析具有不言而喻的重要意义。国内外学者研究了系列宏观的教育代际流动框架和理论，也实现了大量微观的教育代际流动实证分析，目前教育代际流动研究多集中于人文社会科学领域。计算社会科学为教育代际流动的研究提供了一种可能的新框架，这是一个不断涌现的探索性新兴交叉领域，强调采用计算机技术支持的可计算方法研究社会科学，包括以定性和定量相融合的方法利用计算机技术辅助分析教育代际流动，建立计算机辅助的教育代际流动计算模型、技术、工具和软件，开展与之有关的教育代际流动大规模社会学互联网实验、大数据采集与分析、从宏观到中观再到微观的计算机行为模拟等，进而创造一套计算社会科学背景下的新型教育代际流动研究体系。本书在计算社会科学的视角下做出一些尝试和探索，将教育代际流动问题作为主要研究对象，从实证研究和方法研究两个维度展开。具体逻辑关系为：首先通过文献综述阐明当前教育代际流动研究的现状和趋势，提出从计算社会科学的视角开展可计算的教育代际流动研究，为全书做好铺垫。其次利用不同的数据进行实证研究，从整体流动性、高等教育、乡村教育等不同角度验证教育代际流动水平和趋势。这部分是本书的重点，既有时序特征分析，也有空间分布演绎，还有从微观的角度，以清代官员陈瑸为例，探讨了教育代际流动的历史学演绎。在方法学层面，梳理了认知物理学的理论和方法，在此基础上，提出了针对教育代际流动问题的云模型方法、数据场方法，并做出了若干有益的探索。*后是全书的结论、讨论和展望。本书共分为十章，具体结构安排如下。章从文献入手可视化分析教育代际流动研究现状和趋势。具体通过文献计量和知识网络分析的方式，从不同维度绘制了教育代际流动研究的科学知识图谱，包含了时序分布、空间分布、内容分布等，探明了教育代际流动问题研究的整体演进趋势，厘清了教育代际流动科学研究的领域结构，明确了教育代际流动研究的发展前沿，提出了在计算社会科学视角下可计算的教育代际流动研究解决思路。第二章至第六章为实证研究部分。逻辑上从宏观到微观，从整体到局部，从总揽到管窥。第二章从教育代际的整体流动情况入手进行分析，第三章聚焦高等教育资源与规模分析，第四、五章聚焦乡村教育分析，第六章聚焦微观历史个案分析。第二章对教育代际流动整体水平的实证分析：通过中国综合社会调查数据，利用转移概率矩阵分析，挖掘教育代际流动的时间演绎特征，利用空间重心模型生成不同评价指标的经度和纬度值，追踪教育代际流动的空间迁移轨迹。第三章对高等教育资源与规模的实证分析：采用中国教育年鉴的统计数据，从普通高等学校数量、普通高等学校在校学生数、普通高等学校专任教师数和普通高等学校生均公共财政预算教育事业费的角度，利用空间重心模型、空间自相关Moran’s I指数等方法量化分析了普通高等教育资源配置与规模的时空耦合特征。第四章对乡村教育代际流动的实证分析：采用中国综合社会调查数据，利用转移概率矩阵对乡村教育代际流动性进行测算，并挖掘了其与主观幸福、阶层认知的关联关系，探索了乡村教育赋能乡村振兴的路径。第五章对乡村教育信息化基础资源配置的实证分析：利用中国教育统计省级面板数据，从微机室面积、计算机台数等指标的角度，利用空间重心模型、空间自相关Moran’s I指数等方法量化分析了乡村小学教育信息化资源配置的时空演绎特征，提出避免数字鸿沟从基础设施向数字素养转向，以促进乡村教育代际流动。在此基础上，提出了网真课堂支持下的网真信息共享空间建设方案和技术路线，探索了乡村教育信息化建设服务与教育数字化转型策略。第六章对微观个案的历史实证分析：以清代著名官员陈瑸为案例，通过梳理和分析陈瑸经科举考试实现从寒门子弟到精英阶层跃升的过程，发现家世对陈瑸科举考试的成功没有产生作用。陈瑸突破父代实现向上流动，而子代未能突破陈瑸的功名，从历史的视角验证了教育代际流动的可持续问题。第七章至第九章为方法研究部分。第七章引入了认知物理学的理论和方法，包括利用高斯云模型表示概念，模拟人类思维从定量到定性的双向转换过程；利用数据场表征数据对象在论域空间的相互作用，模拟抽象的主观认知世界的相互作用机理。第八章和第九章分别聚焦云模型方法、数据场方法，探索教育代际流动研究的认知物理学方法。第七章引入认知物理学的理论。认知物理学将自然语言作为人工智能研究的切入点，借鉴原子模型、场和层次结构描述从数据到信息再到知识的人类认知过程，其核心是云模型、数据场和可变粒度层次结构。详细厘清了数据场的势函数形态、可视化方法、影响因子等要素，比较分析了高斯云模型、二型模糊集，指出了数据场、云模型及其应用普适性，为后续章节做好理论支撑。第八章利用高斯云模型分析教育代际流动性。构建了教育代际流动的高斯云模型，通过云模型的形态和云滴的贡献度分析教育代际流动性问题，构造云距离对父代与子代的受教育程度进行比较分析，生成用于教育代际流动评价的云模型探索云评价，以期挖掘教育代际流动问题不确定性分析的新思路。第九章利用数据场分析教育代际流动性。构建了教育代际流动的数据场，利用势心消除和势心合并的方法发现数据聚类簇中心，实现教育代际流动数据的聚类分析，在此基础上，从动态数据场及其场进化分析的角度对教育代际流动的数据场进行了拓展研究，以期为计算社会科学视角下的教育代际流动研究提供新思路。第十章为讨论与展望部分。对全书进行了简要总结，并从理论、方法、数据等方面对存在的问题和未来的研究进行了展望。为方便读者阅读，本书的各章节内容相对独立，读者可以根据需要选读感兴趣的部分内容。作者期望为推动教育代际流动研究做出努力，在计算社会科学视角下为丰富教育代际流动的理论体系和实践路径提出新的思路，为教育代际流动研究的发展提供一定的尝试和借鉴。当然，本书作为国内少有从计算社会科学的视角专门研究教育代际流动的专著，除了教育代际流动本身以外，也尝试探索了利用认知物理学方法解决教育代际流动的具体应用。需要特别指出的是，一方面，计算社会科学本身就属于学科交叉；另一方面，作者的学科背景也存在学科交叉，本书在自然科学与人文社会科学之间游走，既希望从自然科学的角度注入量性研究，又希望从人文社会科学的角度延续质性研究，并力求在这两个方面做到平衡，但这也许只是作者的美好期许。由于作者水平所限，难免有不当之处，敬请读者批评指正（电子邮箱wu_tao0706@sina.com）。读者也可以就相关问题通过学者网主页与作者进行交流（网址：http://www.scholat.com/taowu0706）。2022年10月于广东湛江

本书首先通过文献计量和知识网络分析的方式，从不同维度绘制教育代际流动研究的科学知识图谱，探明教育代际流动问题研究的整体演进趋势，理清教育代际流动科学研究的领域结构，挖掘教育代际流动研究的发展前沿。接着，利用概率转移矩阵的连续时间片分析，挖掘教育代际流动的时间演绎特征，利用地理空间重心模型生成不同评价指标的经度和纬度值，追踪教育代际流动的空间迁移轨迹，揭示教育代际流动的时空耦合特征。然后，在认知物理学的基础上，从计算社会科学的视角提出面向教育代际流动的云模型和数据场方法，通过逆向正态云发生器实现从微观数据到宏观概念的认知转换，通过正向正态云发生器实现从宏观概念到微观数据的认知转换，通过静态场从社会网络分析的角度实现教育代际的流动水平分析，通过动态场实现教育代际的流动方向分析，利用教育代际流动的云模型算法和数据场算法构建教育代际流动的中观联系。再接着，从教育代际流动的视角，探索乡村教育赋能乡村振兴的可能性，揭示乡村教育代际流动的水平，及其对于乡村振兴的重要意义。*后，在历史社会学的视角下，以科举制的相关历史经验作为研究对象，通过对漫长的历史时段所呈现出的历史现象展开质性的社会学演绎，为教育代际流动提供历史参考。

本书首先通过文献计量和知识网络分析的方式，从不同维度绘制教育代际流动研究的科学知识图谱，探明教育代际流动问题研究的整体演进趋势，理清教育代际流动科学研究的领域结构，挖掘教育代际流动研究的发展前沿。接着，利用概率转移矩阵的连续时间片分析，挖掘教育代际流动的时间演绎特征，利用地理空间重心模型生成不同评价指标的经度和纬度值，追踪教育代际流动的空间迁移轨迹，揭示教育代际流动的时空耦合特征。然后，在认知物理学的基础上，从计算社会科学的视角提出面向教育代际流动的云模型和数据场方法，通过逆向正态云发生器实现从微观数据到宏观概念的认知转换，通过正向正态云发生器实现从宏观概念到微观数据的认知转换，通过静态场从社会网络分析的角度实现教育代际的流动水平分析，通过动态场实现教育代际的流动方向分析，利用教育代际流动的云模型算法和数据场算法构建教育代际流动的中观联系。再接着，从教育代际流动的视角，探索乡村教育赋能乡村振兴的可能性，揭示乡村教育代际流动的水平，及其对于乡村振兴的重要意义。*后，在历史社会学的视角下，以科举制的相关历史经验作为研究对象，通过对漫长的历史时段所呈现出的历史现象展开质性的社会学演绎，为教育代际流动提供历史参考。

吴涛，岭南师范学院首席教授，教学发展与质量测评中心主任，兼任广东高校公共计算机课程教学指导委员会委员。博士毕业于武汉大学计算机科学技术专业，长期从事认知物理学及其应用方面的教学科研工作，曾入选广东省优秀青年教师培养计划、广东省千百十人才培养对象等，主持完成国家自然科学基金1项，*等省部级以上课题4项，在《电化教育研究》、《中国电化教育》、《物理学报》等发表学术论文60余篇，出版专著和教材各1本，相关成果获广东省教育教学成果一等奖、江苏省优秀软件产品金慧奖，授权国家发明专利、软件著作权10余项。

章教育代际流动的可视化分析1

节研究缘起/1

第二节教育代际流动的知识图谱及其分析/2

一、时序分布图谱/2

二、空间分布图谱/3

三、内容知识图谱/6

第三节研究趋势与思考/13

一、研究内容上中观机理不清/14

二、研究方向上学科交叉不够/15

三、研究框架上方法综合不足/15

四、研究重点上群体关注不全/16

第二章教育代际流动的时空耦合分析17

节教育代际流动水平概述/17

第二节研究数据与方法/20

一、数据来源/20

二、数据清洗/20

三、转移概率矩阵/20

四、空间重心模型/22

第三节实证结果与分析/23

一、时序演绎特征/23

二、空间重心特征/28

三、混合截面特征/31

第四节研究结论与讨论/32

第三章高等教育资源与规模的时空耦合分析35

节高等教育对教育代际流动的影响/35

一、高等教育促进教育代际流动/35

二、高等教育抑制教育代际流动/36

三、高等教育走向高质量内涵式发展/37

第二节高等教育资源的时空演化/38

一、普通高等学校数量/40

二、普通高等学校专任教师数量/44

三、普通高等学校在校生数量/47

四、普通高等学校生均公共教育经费/51

第三节高等教育规模的时空聚集/54

第四节高等教育资源与规模的时空耦合/57

第五节关于高等教育资源与规模的讨论/62

一、区域高等教育资源不均衡/63

二、区域高等教育规模不均衡/63

三、区域高等教育协调不均衡/63

第四章乡村教育代际流动与乡村振兴65

节乡村教育代际流动概述/65

第二节数据样本描述性分析/67

第三节乡村教育代际流动实证结果与分析/68

一、转移概率矩阵分析/68

二、代际流动性测算/72

三、主观感知分析/74

第四节乡村教育代际流动讨论/76

第五章乡村教育信息化资源的时空演绎分析79

节数字鸿沟与教育公平/79

第二节研究数据与方法/82

一、研究数据/82

二、研究方法/82

第三节时序演绎特征/83

第四节空间演绎特征/89

一、空间重心轨迹/89

二、空间演化特征/90

三、空间聚集特征/92

第五节教育信息化资源配置的启示/94

第六节网真信息共享空间建设/99

一、MOOC的知识流动缺陷/100

二、TIC建设框架/101

三、TIC知识流动影响因素/102

四、TIC知识流动过程与路径/104

五、TIC知识流动服务/105

第六章教育代际流动的历史学演绎109

节质性研究与量性研究/109

第二节以清代官员陈阀瑸为例的教育代际流动微观研究/110

一、陈瑸的家世和科举经历/110

二、陈瑸的师从关系及对科举考试的影响/114

三、陈瑸从寒门实现向上流动的外部因素与条件/117

四、陈瑸家族的代际流动/119

第三节从陈瑸看教育代际流动的影响因素/125

第七章认知物理学方法127

节认知物理学的内涵/127

一、借鉴物理学中的原子模型表示概念/127

二、借鉴物理学中的场描述客体间的相互作用/128

三、借鉴物理学中的粒度描述知识的层次结构/128

第二节数据场/129

一、数据场的势函数形态/130

二、数据场的可视化方法/131

三、数据场的影响因子/133

四、动态数据场/134

第三节云模型/135

一、正向高斯云发生器/135

二、逆向高斯云发生器/136

三、云模型与二型模糊集合的比较/143

第八章教育代际流动的云模型方法147

节教育代际流动的高斯云模型/147

一、教育代际流动云/147

二、流动云的公理性/150

三、流动云实证分析/151

第二节教育代际流动的云距离/159

一、云内外包络线/160

二、云概念距离构造/162

三、云概念距离实证/163

第三节教育代际流动的评价云模型/164

第九章教育代际流动的数据场方法170

节教育代际流动的数据场建模/170

一、影响因子/172

二、距离及距离指数/173

三、质量/175

第二节教育代际流动的数据场分析/177

第三节教育代际流动的数据场拓展/181

一、动态数据场/181

二、场进化分析法/182

三、关于数据场应用的讨论/184

第十章教育代际流动研究讨论与展望186

节计算社会科学视角下的教育代际流动研究讨论/186

第二节教育代际流动的认知物理学方法研究展望/187

参考文献189

本书首先通过文献计量和知识网络分析的方式，从不同维度绘制教育代际流动研究的科学知识图谱，探明教育代际流动问题研究的整体演进趋势，理清教育代际流动科学研究的领域结构，挖掘教育代际流动研究的发展前沿。接着，利用概率转移矩阵的连续时间片分析，挖掘教育代际流动的时间演绎特征，利用地理空间重心模型生成不同评价指标的经度和纬度值，追踪教育代际流动的空间迁移轨迹，揭示教育代际流动的时空耦合特征。然后，在认知物理学的基础上，从计算社会科学的视角提出面向教育代际流动的云模型和数据场方法，通过逆向正态云发生器实现从微观数据到宏观概念的认知转换，通过正向正态云发生器实现从宏观概念到微观数据的认知转换，通过静态场从社会网络分析的角度实现教育代际的流动水平分析，通过动态场实现教育代际的流动方向分析，利用教育代际流动的云模型算法和数据场算法构建教育代际流动的中观联系。再接着，从教育代际流动的视角，探索乡村教育赋能乡村振兴的可能性，揭示乡村教育代际流动的水平，及其对于乡村振兴的重要意义。*后，在历史社会学的视角下，以科举制的相关历史经验作为研究对象，通过对漫长的历史时段所呈现出的历史现象展开质性的社会学演绎，为教育代际流动提供历史参考。

吴涛，岭南师范学院首席教授，教学发展与质量测评中心主任，兼任广东高校公共计算机课程教学指导委员会委员。博士毕业于武汉大学计算机科学技术专业，长期从事认知物理学及其应用方面的教学科研工作，曾入选广东省优秀青年教师培养计划、广东省千百十人才培养对象等，主持完成国家自然科学基金1项，*等省部级以上课题4项，在《电化教育研究》、《中国电化教育》、《物理学报》等发表学术论文60余篇，出版专著和教材各1本，相关成果获广东省教育教学成果一等奖、江苏省优秀软件产品金慧奖，授权国家发明专利、软件著作权10余项。

教育兴则人才兴，教育强则国家强。教育对于个体和社会具有极其重要的作用，国家始终重视优先发展教育。教育公平是社会公平和进步发展的基石，对促进社会有序流动、保障社会和谐稳定十分关键。教育公平问题一直以来都是社会科学领域的热点之一，教育代际流动被公认为是“教育是否公平”的重要表现指标，因此对教育代际流动性的度量与分析具有不言而喻的重要意义。

国内外学者研究了系列宏观的教育代际流动框架和理论，也实现了大量微观的教育代际流动实证分析，目前教育代际流动研究多集中于人文社会科学领域。计算社会科学为教育代际流动的研究提供了一种可能的新框架，这是一个不断涌现的探索性新兴交叉领域，强调采用计算机技术支持的可计算方法研究社会科学，包括以定性和定量相融合的方法利用计算机技术辅助分析教育代际流动，建立计算机辅