高等工程教育规模与第二产业发展的协整分析

2016-03-02王章豹

高教发展与评估 2016年1期

关键词：高等工程教育工科大学生人力资本

王章豹，童　月

(合肥工业大学经济学院，安徽合肥 230009)

高等工程教育规模与第二产业发展的协整分析

王章豹，童月

(合肥工业大学经济学院，安徽合肥 230009)

摘要：产业结构优化升级在很大程度上是靠人力资本投资及其所带来的科技进步来驱动的，高等工程教育则是第二产业专业化人力资本开发的最有效途径。本文运用计量经济学中的协整理论和方法,对1978-2012年中国高等工程教育规模与第二产业经济增长之间的长期均衡、短期动态及因果关系进行实证分析，得出结论：高等工程教育与第二产业之间是相互影响，相互促进和共同发展的；高等工程教育规模在短期内对第二产业增长没有产生较大影响，但存在增长趋势；第二产业发展对高等工程教育规模的扩大有较大拉动作用。由此，应充分认识高等工程教育对促进第二产业发展的重要性；增强高等工程教育对经济特别是对第二产业的适应性；加大投资力度，优化教育资源配置；加快第二产业的结构升级，提高其对工程科技人才的吸纳能力。

关键词：高等工程教育；人力资本；教育资源配置；高级工程人才；工科大学生

童月(1990-)，男，安徽桐城人，硕士研究生，研究方向为教育与科技管理。

一、前言

当前，中国总体上还处于工业化的中期阶段，工业仍是国民经济的命脉和支柱(2012年第二产业在GDP中的比重为45.3 %)。改革开放以来，中国的工业经济获得了飞速发展，第二产业(即广义的制造业或工业)的名义生产总值由1978 年的1745 亿元增长到2012 年的23.5万亿元，增长了135倍,年均增长15.5%[1]。这种快速增长过程也是一个产业高级化的过程，即由劳动密集型、资金密集型逐步向技术、知识密集型转化的过程。产业结构优化升级在很大程度上是靠人力资本投资及其所带来的科技进步驱动的，要促进产业结构转型升级，就必须确保人力资本的数量和质量与之相适应。工科大学生毕业后绝大部分都流向制造和工程企业, 从事研究开发、设计、生产制造、技术管理和销售服务等工作。高等工程教育是第二产业专业化人力资本开发的最有效途径，它为第二产业的结构调整和优化升级提供了人才支持和智力保障。

世界高等工程教育发展的历史表明，高等工程教育是近代工业社会的产物，其发展与工业化进程密切相关[2]24。中国的工业发展与高等工程教育发展之间也是紧密联系、相互促进的。一方面，工业化发展水平是工程教育发展的物质基础,决定着高等工程教育发展的规模、速度和人才培养的层次与规格；另一方面，高等工程教育以其培养的大批合格工程人才服务于工业化发展，建国以来工程教育共为国家经济社会发展输送了2000多万名工程科技人才，加快了工业化和产业结构转型升级的步伐。随着经济的快速发展和工业化的加速推进，高等工程教育也获得了长足发展，整体培养规模在1999年扩招后更是得到了迅速扩大。截至2013年，普通高校本科工科在校生数达到495.3万人，本科工科专业布点数达到1.5万个，占全国普通高校本科在校生总数和本科专业布点总数的比例都在1/3左右，总规模已位居世界第一[3]。

随着创新驱动发展战略和人才强国战略的实施，高等教育必将在培养创新人才、积累人力资本、推动经济持续增长方面发挥更为重要的作用。多年来，学界对于高等教育与经济增长的关系进行了不少探讨，所采用的研究方法包括定性和定量两方面，定量分析主要有数理统计、相关分析和回归分析等方法。由于大部分整体经济时间序列属于“非平稳性”序列，当将回归分析这一平稳时间序列的统计方法运用于非平稳的数据分析时，往往会出现判断错误的“伪回归”问题，而协整分析理论则是新近发展起来的用于处理非平稳时间序列之间长期均衡和短期波动关系的重要工具，因而近年来也有一些学者开始采用协整方法，来研究高等教育发展与经济增长的关系问题。例如，孙敬水等(2008)运用协整分析方法，对1990-2006年中国高等教育发展与经济增长的关系进行了实证研究[4]。还有一些学者分别对陕西、河北、浙江和湖南等省的高等教育规模与区域经济发展水平之间的关系进行了协整分析。但现有研究成果基本都是以整个经济发展作为研究对象的，鲜见有人对某一产业与相应类型高等教育之间的关系进行实证研究。本文拟运用协整理论和方法,对高等工程教育规模与第二产业经济增长之间的长期均衡、短期动态及因果关系进行实证分析。

二、高等工程教育规模与第二产业发展的协整分析

协整理论是Granger和Engle在20世纪80年代中后期提出的用来处理、分析非平稳时间序列之间是否存在长期均衡关系以及各变量之间的信息反馈的一种定量分析技术。所谓协整，是指多个非平稳经济变量的某种组合是平稳的[5]245。协整分析方法一般要经过以下几个步骤。

1.变量选择和数据处理

由于本科层次的高等工程教育是工程教育系统中的一个相对独立且所占比例最大的层次，全日制普通本科高等工程教育是高等工程教育的主体，而普通高等工程教育系统之外的高职高专类工程教育则属于职业教育系列，考虑到数据的可获得性，本文选取普通高校本科工科在校生人数(简称STUDENTS)来衡量高等工程教育发展规模；同时选取第二产业GDP(简称GDP2)表示第二产业发展水平。为了消除物价变动对GDP 的影响，本文以1978年为基期，根据第二产业GDP价格指数，对1978-2012年的第二产业GDP进行了物价指数处理，获得了每年的不变价GDP(实际GDP)。由于中国是从1977年开始恢复高考制度的，本文选取1978-2012年作为样本周期。普通高校本科工科在校生人数和实际GDP值如表1所示。

表1　1978-2012年普通高校本科工科在校生人数和实际GDP值

注：数据主要采集自《中国教育成就统计资料(1949-1983)》、1983-2012年各年的《中国教育统计年鉴》和2013年《中国统计年鉴》。借助Excel、Eviews7.0等统计软件来完成数据统计的。

2.单位根检验

由协整概念可知，如果普通高校工科本科在校生数与第二产业GDP之间存在协整关系，二者必须同阶单整，故在进行协整检验之前必须对时间序列数据的平稳性进行单位根检验。单位根检验包括DF 检验法、ADF 检验法和PP检验法等检验方法，本文采用常用的ADF检验法。

由于数据的自然对数变换能使其趋势线性化、平稳化，减少数据中存在的异方差性和数据的波动性，所以对两组时间序列数据取自然对数，并定义LG=ln(GDP2),LS=ln(STUDENTS)，以便于分析数据的平稳性。一个不平稳时间序列在经过一阶差分后变成了平稳序列，就称其为一阶单整序列，两序列单整阶数相同是彼此之间具有协整关系的前提。为了更清晰地描述时间序列数据的特征，在进行ADF单整检验之前，使用Eviews软件作出两变量对数值的时间序列趋势图，如图1所示。

图1　第二产业GDP和普通高校工学本科在校生数对数值的变化趋势

从图1可以看出，改革开放以来，中国高等工程教育规模和第二产业GDP都呈现出不断增长的趋势，其增长步调基本一致。根据时间序列趋势图和AIC最小准则，可以确定时间序列变量ADF检验的形式，其稳定性检验结果如表2所示。

表2　时序变量的稳定性检验结果

注：①检验形式中的C，T，K分别表示截距项、趋势项和滞后阶数，其中K值由SIC信息准则自动检测确定；②△LG、△LS分别表示LG 和LS的一阶差分时间序列；③*、**、***分别表示在10%、5%和1%的水平下拒绝存在单位根的原假设。

由表2的检验结果可知，序列LG和LS的ADF检验值均大于各显著性水平的临界值，表明这两个序列都不平稳，存在单位根。而序列△LG的ADF检验值(-3.671305)和序列△LS的ADF检验值(-3.839666)均小于相应的1%的临界值，表明序列△LG和△LS在1%显著性水平下都是平稳的，故而LG和LS序列经过一阶差分后不存在单位根，同为一阶单整平稳序列，满足进一步进行协整分析的前提条件。

3.协整分析

由于LG和LS都是一阶单整的，满足协整检验的前提条件，意味着两变量间可能存在协整关系。协整性的检验方法有两种：一种是基于回归残差的协整检验；另一种是基于回归系数完全信息的Johansen协整检验[5]245。由于本模型只涉及两个变量，这里采用EG两步法进行协整关系的检验，即用一个变量对另一个变量进行回归，如果所得回归方程的残差通过稳定性检验，则说明两变量间存在协整关系。做LG关于LS的最小二乘回归(OLS)，得到协整方程如下：

t=(25.167 01)(-11.351 29)

R2=0.950 479,DW=0.182 422,F=633.378 4

借助最小二乘法得到回归结果后，再对协整方程的残差做单位根检验，结果如表3所示。

表3　残差序列ADF平稳性检验结果

由表3可知，残差序列的ADF值小于10%显著性水平下的临界值,也即回归方程的残差序列在90% 的置信水平下是平稳的，表明变量之间存在协整关系，也就是说，高等工程教育规模与第二产业GDP之间存在稳定的长期均衡关系。从长远看，高校工学本科在校生数每增长1 个百分点，中国第二产业国内生产总值将平均增长1.23个百分点。

4.误差修正模型

误差修正模型(ECM)的使用旨在建立短期动态模型，用以弥补长期静态模型的不足。误差修正模型的经济含义是：虽然变量在短期内可能偏离长期均衡关系，但经济系统的内在纠偏机制会将短期波动自动地向长期均衡方向调整。这里以前面滞后一期残差项作为误差修正项，将其看作一个解释变量, 与另外两个反映短期波动的解释变量一起，采用Eviews软件建立下列短期动态模型[6]：

t=(2.996 871)(-0.107 259)(2.407 405)(0.292 510)

5.格兰杰因果检验

判断长期均衡的协整关系是否构成因果关系，还需进行格兰杰(Granger)因果关系检验，其基本思想是：对于时间序列变量X和Y，如果X是Y变化的原因，则X的变化应该发生在Y变化之前，而且X的过去值应该有助于预测Y的未来值，但Y的过去值不应该能预测X的未来值[5]248。上述协整检验说明高等工程教育规模与第二产业发展之间存在协整关系，这里再利用Eviews7.0软件，对1978-2012年工程教育规模与第二产业GDP之间的关系进行格兰杰因果检验。由于格兰杰因果检验对滞后阶数非常敏感，在进行实际检验时,我们经过多次试验，并同时考虑模型的序列相关性和AIC、SC的值，发现在10%的显著性水平下，最优滞后阶数应选择6，检验结果如表4所示。

表4　滞后期为6时的格兰杰因果关系检验结果

由表4可知，在滞后期为6、显著性水平为10%的情况下, LG是LS的格兰杰原因，LS不是LG的格兰杰原因，长期内两变量间并不存在互为因果的反馈性联系。LG是LS的格兰杰原因,表明第二产业经济增长对于拉动工程教育规模扩大具有明显作用；LS不是LG的格兰杰原因,意味着随着高等工程教育规模的扩大,人力资本对第二产业经济增长的作用不够显著，本科工程教育规模的扩大未能成为推动第二产业经济增长的直接原因。

6.方差分解分析

方差分解刻划了某个结构冲击对内生变量动态变化的贡献程度。图2给出了高等工程教育规模与第二产业产值的方差分解示意图，图中横坐标为响应期间数(滞后期)，单位为年；纵坐标表示结构冲击对变量变动的贡献率，用%表示。

图2　LG与LS的方差分解示意图

由图2中左图可知，普通高校工科本科在校生数对第二产业GDP的贡献率(方差冲击)开始时缓慢增长，到第10期时达到最高值3.966%，以后略有下降并保持相对平稳态势，到第30期时贡献率为3.434%。说明高等工程教育规模对第二产业发展的冲击较小，工科大学生毕业后对第二产业的贡献作用还不突出。由图2中右图可知，第二产业GDP对普通高校工学本科在校生数的贡献率不断增长，到第30期时其值达到66.94%，说明第二产业发展对高等工程教育规模扩大有较大的冲击，即前者对后者具有较强的导向作用，特别是能吸纳更多的工科毕业生就业。

三、结论与建议

1.结论及解释

上文通过单位根检验、协整检验、误差修正模型估计、格兰杰因果检验和方差分解分析，实证研究了工科本科在校生数和第二产业GDP对数序列之间的关联关系，并得出以下结论:

第一，1978-2012年变量数据的协整分析表明,高等工程教育规模与第二产业GDP之间存在协整关系，即LS和LG两变量均为一阶单整序列，存在着长期均衡的协整(线性)关系，表明从长期趋势看，高等工程教育与第二产业之间是相互影响、相互促进和共同发展的。工程教育规模对第二产业增长的弹性为1.23，即高校工科本科在校生数每变化1%，第二产业GDP将同方向变动1.23%，表明高等工程教育规模在长期内对第二产业增长具有正向的促进作用。一方面，高等工程教育通过培养的人才和提供的科技成果等，促进了产业的技术进步以及劳动者素质和生产效率的提高，从而直接或间接带动了第二产业的发展和结构升级。另一方面，高等工程教育的发展总是离不开经济特别是第二产业发展的需要，一定的工业化发展水平，要求有相应的高等工程教育发展水平与之相适应，第二产业发展和结构升级对高素质人才的需要以及对专业化人力资本投入的增加，都会促进工程教育的发展。

第二，从误差修正模型可知，误差修正项前的系数为正数, 不符合反向修正机制，亦即这两个变量之间不存在短期动态关系，高等工程教育规模在短期内对第二产业增长没有产生较大影响。究其原因，可能是因为工程教育从投入到产生实际人力资本效应需要一定的周期，其投资效果不大可能在短期内得以呈现，第二产业经济发展也不会很快对工程教育发展产生作用。但随着时间的推移, 高等工程教育对第二产业经济增长所起的作用越来越大，短期作用则越来越小，这也体现了高等教育具有滞后性的特点，要想在短期内通过扩张高等工程教育规模来推动第二产业经济发展是难以奏效的。

第三，格兰杰因果关系检验显示, 1978-2012年，在最优滞后期为6时，高等工程教育规模与第二产业GDP之间存在单向因果关系，不存在互为因果的反馈性联系,即LG是LS的格兰杰原因，而LS不是LG的格兰杰原因。我们还采用普通高校工科本专科毕业生数作为变量进行格兰杰因果关系检验，也得出了相同的结论。这种先因后果的格兰杰因果检验结果，与我们一般认为的教育应超前于经济发展的假设是不一致的，也表明高等工程教育与第二产业发展之间尚缺乏良性双向互动机制。工科在校生数不是第二产业GDP的格兰杰原因，意味着高等工程教育的人力资本效应没有得到有效释放，高等工程教育规模并未成为第二产业经济增长的一个强大的外生变量,它对第二产业发展的直接拉动作用还有限[7]。其原因可能是：一方面，工程教育规模的扩张更多是依靠行政手段而非市场需求机制和高教自身发展规律来驱动的。工科院校的学科专业结构、课程设置以及所培养人才的创新能力和综合素质还不适应第二产业发展和结构升级的需要，高校与企业、行业的结合也不够紧密，科技成果转化率低，并且工科毕业生的就业去向是多样化的，其中还有不少外流到第一、第三产业以及国外。这些都制约了高等工程教育发展对经济增长特别是第二产业发展的促进作用。另一方面，影响第二产业发展的因素是多方面的，大多得益于经济增长的惯性以及固定资产和劳动力的投入，而较少依赖高等工程教育规模扩大带来的专业化人力资本积累。

第四，LG是LS的格兰杰原因，说明第二产业发展对高等工程教育规模的扩大有较大拉动作用。这是因为经济特别是第二产业发展对高级工程人才的需求，是高等工程教育产生和发展的根本动力。第二产业的发展和高级化，对技术创新以及工程人才的数量、质量、结构、分布等提出了更高的要求,必然引致高层次人力资本投入的增加、效率和效益的提高和配置结构的优化，从而促使人力资本层次结构升级，提高第二产业对高校毕业生的吸纳能力，相应地也就促进了高等工程教育的发展。改革开放30多年来，伴随着工业化的加速推进，第二产业获得了高速发展，其实际GDP从1978年的1 745亿元增加到2012年的66 433亿元，增长了38倍；同期，高等工程教育也获得了长足发展，普通高校工科本科在校生数从1978年的19.6万人增加到2012年的452.2万人,增长了23倍。格兰杰因果检验是基于因先于果的思想进行的。产业经济增长是因，工程教育发展是果，表明第二产业发展是影响和加快高等工程教育规模扩大的重要原因，后者对前者具有较强的依赖性，第二产业经济增长和发展水平,在一定程度上决定着工程教育规模的大小。

第五，由方差分解分析可知，高等工程教育规模对第二产业发展的影响程度虽较小，却呈增长趋势，其贡献率在第10期时达到最大值3.966%，其后略有下降但基本保持稳定。这与国内学者采用其他方法计算出的高等教育经济增长贡献率基本保持一致，如杨天平等采用柯布-道格拉斯生产函数构建模型，测算出的2001-2011年间中国高等教育对经济增长的贡献率为3.62%[8]。第二产业发展对高等工程教育规模增长的影响作用很大并逐年增长，其贡献率在第30期时达到66.94%。

2.建议

第一，充分认识高等工程教育对促进第二产业发展的重要性。人力资本理论告诉我们，在经济增长过程中，人力资本投资是比物质资本投资收益更高的生产性投资。第二产业是技术相对密集型的产业，人力资本是其经济增长和结构升级的基础和主要动力，但中国第二产业的人力资本状况尚跟不上产业结构调整升级的需要。而高等工程教育作为第二产业人力资本投资的主要形式，必然对第二产业的发展产生重要作用。上述实证分析表明：高等工程教育规模在短期内对第二产业经济增长的影响不明显,前者也未成为促进后者发展的格兰杰原因；但长期来看，影响逐渐增大,说明高等工程教育的发展对第二产业经济增长的影响具有滞后性，其作用只有在较长时期内才能得以显现。因此，要想走新型工业化道路、建设创新型国家和促进第二产业的可持续发展，必须进一步提高高等工程教育的发展水平，大力实施卓越工程师教育计划，为第二产业发展和结构升级输送更多高质量的人力资本。

第二，增强高等工程教育对经济特别是第二产业发展的适应性。高等教育发展与经济增长之间存在互动关系，但高等教育的发展对经济增长的促进作用，在不同情况下会呈现出不同的特点，有时彼此之间也经常存在不相协调的情况。上述实证研究表明：中国高等工程教育规模扩大对第二产业经济发展的贡献程度还较低，两者之间尚未形成良性而稳定的双向互动机制。高等工程教育的发展处于一定的社会政治、经济和科技发展大环境之中，工程人才的培养必须服从并服务于工业化发展的需要，遵循高等教育发展的外部关系规律[2]202。造成中国高等工程教育对第二产业经济增长作用较为乏力的一个重要原因，在于其人才培养质量、专业结构和课程设置等难以适应经济特别是第二产业发展的需要。为此，一方面，政府部门要加强宏观调控和统筹规划, 根据当前工业化发展实际，适度控制高等工程教育的发展速度和规模，调整和优化高等工程教育的层次结构、学科专业结构、高校布局结构和人才培养规格，理顺和处理好研究生教育、本科生教育和高职教育以及重点大学、一般院校和高职院校在工程人才培养层次与规格上的关系，培养大批适应现代制造业发展需要的不同层次和规格的高端专业化人才。特别要适应第二产业高级化发展需要，培养大批高层次研发人才、工程技术人才、经营管理人才和高技能人才。另一方面，工科院校要以产业结构升级和人才市场需求为导向，自主调整自身的学科专业结构和人才培养类型，大力发展符合第二产业发展需要的学科专业，形成优势相对集中的学科专业群，增强工程人才培养的应用性和复合性，以克服当前专业重复设置、学科交叉不足、人才培养模式单一等弊端，并缓解当前某些行业工科毕业生紧缺而某些专业工科毕业生又过剩的“结构性失业”现象。同时，高等工程教育还要将这种社会需求及时地反映在工程人才的培养目标、教学内容、课程体系以及实践训练诸环节之中，以提高工程人才培养的质量和社会适应性[2]209。

第三，加大对高等工程教育的投资力度，优化教育资源配置。当前，中国高等教育投资仍跟不上高教事业发展的步伐。因此，必须进一步加大政府对高等工程教育的财政投入力度，优化投资分配结构，拓宽办学渠道，构建多元化的工程教育投资体系，为第二产业发展和结构升级提供人力资本支撑，形成工程教育积累人力资本，人力资本促进产业升级，产业增长带动教育发展的良性循环。各类工科院校在深化产学研合作的同时，彼此之间还要通过组建大学联合体、教学联盟、协同创新中心等方式，加强联合与协作，相互开放和共享优质教育资源，提高人才培养质量和办学效益。

第四，加快第二产业结构升级，提高其对工程科技人才的吸纳能力。促进产业结构优化升级是世界各国发展经济的重要战略举措，也是一个国家获得国际竞争优势的必由之路。中国的第二产业基本还属于劳动和资本密集型，产业经济的快速发展主要得益于物质资本和劳动力投入的增加，较少依赖于劳动者素质和技术创新水平的提高，作为第二产业主体的中国制造业尚处于国际分工和产业链的中低端。随着国际产业竞争的日趋激烈、中国“人口红利”的不断减少以及土地、原材料、能源和环境成本的不断上升,第二产业面临着转型升级的巨大压力。因此，必须加快第二产业的结构升级步伐, 大力发展技术、知识密集型制造业和中高端产业，增强产业的自主创新能力, 提高产品的技术含量和附加值，促进第二产业结构的高度化、合理化和高效化。上述实证分析表明：第二产业经济增长是带动高等工程教育规模扩大的格兰杰原因。因为产业结构升级必须以人力资本的同步发展为前提，所以，第二产业的快速发展和结构升级，会对工程科技人才的培养提出更大的需求，扩大其对创新型人才的吸纳能力，拓宽工科毕业生的就业渠道，从而保证高等工程教育供给的人才能得到充分就业。

参考文献

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[2]靳贵珍.中国高等工程教育研究[M].北京：北京理工大学出版社，2012.

[3]教育部发展规划司.中国教育统计年鉴(2013)[M].北京：人民教育出版社，2014：21，34.

[4]孙敬水，姚晶晶.高等教育发展与经济增长关系的协整分析[J]. 统计与决策,2008(2):75-77.

[5]庞皓.计量经济学[M].北京：科学出版社，2014.

[6]孙敬水. 计量经济学学习指导与Eviews应用指南[M]. 北京: 清华大学出版社，2010：267-295.

[7]李佳璐，张肇春，赵桂英.教育支出与经济增长的长期均衡与因果关系——对中国 1994-2009 年数据的实证研究[J].商业经济,2012(1)：25-28.

[8]杨天平，刘召鑫.中国高等教育对经济增长贡献率的分析比较[J].高校教育管理,2014(3):7-16.

(收稿日期：2015-11-20；编辑：荣翠红)

作者简介：王章豹(1963-)，男，安徽桐城人，研究员，研究方向为教育与科技管理、工程哲学与工程教育。

基金项目：教育部人文社科研究专项任务项目“工程科技人才培养研究”(14JDGC014)