研究生教育规模推动科技创新的门槛效应研究——基于1999—2019年31个省份的面板数据分析

2022-08-18范晓婷张梦琦薛翔宇

学位与研究生教育 2022年8期

范晓婷张梦琦陈倩薛翔宇

范晓婷张梦琦陈倩薛翔宇

为检验我国研究生教育规模对科技创新的影响，选取了1999—2019年全国31个省份（不含我国港、澳、台地区）的面板数据进行门槛回归的实证分析。研究结果表明：我国研究生教育规模对科技创新的影响并非简单的正向或负向的线性关系，而是受到经济发展水平、科技研发投入强度及产业结构的影响后表现为复杂的非线性关系，呈现先抑制后促进的“U型”曲线，且存在经济双门槛效应、研发投入单门槛效应及产业结构单门槛效应。为充分发挥研究生教育规模对科技创新的促进作用，提出研究生扩招政策的实施应当与地区经济发展水平、研发投入水平和产业结构相协调；应充分利用门槛效应促进中低区制省份的经济发展水平、研发投入水平的提升，以及产业结构的优化升级。

研究生教育规模；科技创新；高层次人才；门槛效应

当前，我国经济正在由高速增长阶段转向高质量发展阶段，必须加大推动经济增长的动力以实现从要素驱动、投资驱动向创新驱动的转换。党的十九届五中全会提出：要坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑，深入实施人才强国战略、创新驱动发展战略，完善国家创新体系，加快建设科技强国[1]。创新驱动的实质在于人才驱动，我国科技创新亟须高素质人才和创新型人才，以重塑经济增长的内生动力。高等教育作为培养高层次人才的摇篮，为实现科技创新和经济高质量发展源源不断地输送力量。特别是研究生教育作为高等教育的最高层次，是培养高层次创新人才的主要途径，是实施创新驱动发展战略和建设创新型国家的重要基石。

国家统计局数据显示，近30年来我国研究生招生规模逐年扩大，由1990年的2.96万人已扩大至2020年的110.7万人。特别是近两年来，受新冠疫情的冲击，我国研究生扩招力度持续加大，国家先后出台多项政策文件要求扩大研究生招生规模。例如，2020年2月，国务院常务会议提出扩大2020年硕士研究生招生规模；3月教育部、国家发展改革委、财政部《关于“双一流”建设高校促进学科融合加快人工智能领域研究生培养的若干意见》（教研〔2020〕4号）要求：在人工智能领域扩大研究生培养规模，安排研究生尤其是博士生招生计划专项增量；9月国务院办公厅印发的《关于加快医学教育创新发展的指导意见》（国办发〔2020〕34号）提出：适度扩大医学研究生招生规模；9月国务院学位委员会第二十六次会议通过的《专业学位研究生教育发展方案（2020—2025）》提出：到2025年增设一批硕士、博士专业学位类别，将专硕招生规模扩大至硕士研究生招生总规模的三分之二左右，并大幅扩招专业学位博士研究生；2021年5月13日召开的教育部新闻通气会再次提出：适度扩大研究生招生规模。由此可见，随着研究生扩招政策的持续推进，我国研究生教育规模将进一步扩大，在此背景下，深入分析研究生教育规模对于科技创新的影响，保证研究生教育更好地服务于创新驱动发展战略具有重要意义。

一、文献回顾

通过对已有文献的梳理，我们发现目前国内外考察研究生教育规模对科技创新影响的研究较少。首先，以许放教授为核心的研究团队从理论层面分析了研究生教育推动科技创新的作用，认为研究生教育在国家创新体系中具有重要的地位与作用，指出研究生教育自身的创新能够推动整个国家创新体系的建设，为知识创新和技术创新提供原动力，研究生教育在技术创新系统中是动力和引擎[2-3]。其次，少数学者运用实证方法分析了研究生教育规模对科技创新的影响，研究结论主要分为两类：一类认为研究生教育规模对科技创新的影响存在地区差异。例如，Masayuki通过分析日本研究生教育规模与人力资本生产力的关系，认为包括日本在内的发达国家所拥有的研究生学历的工人数量正在增加并成为创新的重要贡献力量[4]；卢婧围绕东、中、西部地区的研究生毕业规模对高技术产业的影响进行实证分析，认为高技术产业孕育了大量的科技创新和技术进步，得出的结论是东部地区研究生教育规模能够显著促进高新技术产业发展，而在中西部地区则无法起到有效促进作用[5]。另一类则认为研究生对科技创新具有积极作用。例如，Xiao和Mao基于空间杜宾模型研究发现，我国研究生教育规模对省际技术创新产生了积极影响并且存在空间溢出效应[6]；李锋亮、王瑜琪采用国际面板数据分析发现，研究生毕业规模对国家创新能力具有显著促进作用[7]；蔡文伯、赵志强构建了耦合协调度模型和Tobit回归模型，认为研究生资源配置与区域创新能力的耦合协调度总体呈平稳上升态势[8]。

上述研究运用理论分析和多种计量经济学方法，围绕研究生教育规模对科技创新的影响展开研究并取得了一定研究成果，但也存在以下几个不足之处：①现有研究大多集中于高等教育规模对科技创新的影响，尚未重点关注研究生教育规模对科技创新可能产生的影响。研究生教育作为高层次人才培养和科研产出的直接途径，随着扩招政策的持续推进对于国家经济社会发展起到的作用将愈加凸显，学界目前缺乏将研究生教育规模作为切入点展开的相关研究。②关于研究生教育规模对科技创新所产生的影响，现有研究尚未取得共识，甚至得出完全相反的结论，研究生教育规模对科技创新可能存在正向促进作用，也可能存在负向抑制作用。③在研究方法方面，目前尚无学者采用非线性分析方法中的门槛回归方法检验研究生教育规模与科技创新二者之间的关系。基于此，为深入探究研究生教育规模对科技创新的实然影响，本研究采用门槛回归方法分析我国31个省份（不含我国港、澳、台地区）研究生教育规模对科技创新的影响，以期为充分发挥研究生教育促进科技创新的作用提供建议。

二、研究设计

1.模型构建

从文献梳理中可以看出，研究生教育规模对科技创新的影响可能是线性的，也可能是非线性的，不宜简单地采用传统线性回归方法直接分析。门槛回归作为非线性计量方法的代表，是一种可以自动检测并确定门槛值的分组检验方法，为本研究提供了适当的分析工具。检验结果如果为不存在门槛，则表明二者为线性关系；如果存在门槛，则表明二者为非线性关系[9]。本研究借鉴汉森（1999）门槛模型构建思路，构建研究生教育规模与科技创新的门槛回归模型进行实证研究。

如果存在一个门槛值，即当研究生教育规模高于或低于这个门槛值时，研究生教育规模对科技创新的影响存在差异，则本研究可以设定单一门槛模型如公式（1）所示。其中下标和分别表示地区和年份，Inno,t是每万人专利申请授权量，反映科技创新情况；Edu,t表示研究生教育规模；q,t表示门槛变量；表示特定门槛值；X,t表示控制变量；1和2分别表示各解释变量对于被解释变量的弹性；μ,t为随机干扰项。

在此基础上将该模型扩展为双门槛回归模型。同理，如果存在两个门槛值，即当研究生教育规模低于第一个门槛值、高于第二个门槛值或在两个门槛值之间时，研究生教育规模对科技创新的影响存在差异，则本研究可以设定双重门槛模型如公式（2）所示。其中涉及的变量含义与单门槛模型相同，其中1、2分别为为双门槛模型中待估计的第一个门槛值和第二个门槛值。

2.变量选取

（1）被解释变量：科技创新Inno。现有研究多采用专利数量和新产品销售收入来对科技创新进行衡量，考虑到研究生教育规模对科技创新的影响更直观地反映在专利数量方面，本研究借鉴高彩梅等学者的研究[10]，选取每万人专利申请授权量来衡量科技创新。

（2）解释变量：研究生教育规模Edu。研究生教育规模的统计口径一般有三种：研究生招生人数、研究生在学人数以及研究生毕业人数（或研究生学位授予数）。考虑研究生招生人数和研究生在校人数都可能存在滞后影响，本研究选用研究生毕业人数作为研究生教育规模的衡量指标。

（3）控制变量：经济发展水平、科技研发投入及产业结构。一是经济发展水平：本研究采用人均实际生产总值PerGDP表示，即扣除价格因素的、能够代表地区经济实际发展水平的人均国内生产总值。吕洪燕等采用人均GDP衡量经济增长，认为经济增长为科技创新提供了有力的经济支持和良好的宏观环境，在一定程度上促进了科技创新绩效提升[11]。本研究在各地区生产总值指数的作用下对名义GDP总量进行平减调整，得到地区实际生产总值，再除以各地区总人数得到各地区人均实际生产总值。二是产业结构：本研究用第三产业产值与总产值的比值Stru表示。王永华、邓敏等用第三产业产值与总产值之比衡量产业结构，认为产业结构优化升级为科技创新提供更为良好的发展环境[12-13]。三是科技研发投入：本研究用各地区研究与试验发展经费内部支出R&D表示。周芬等用研究与试验发展活动经费衡量各省级政府对于科研创新的研发投入，认为充足的研发资金可以为科技创新活动提供有力的保障[14]。本研究选取各地区研究与试验发展经费内部支出，即以货币形式表现的、在报告年度内全社会实际用于研究与试验发展活动的经费总和。

（4）门槛变量：王艳涛等认为，人力资本水平对技术创新的作用受到地区经济环境差异的影响，更高的经济发展水平能够更加有效地促进人力资本创新效应的发挥[15]；梁文群等研究发现，通过调整科技研发投入能够形成人才与资金的有效匹配，将对科技创新产生更为有效的影响[16]；黄雅婷认为研究生教育规模扩大能够促进产业结构从最低级别向高等级别调整，特别有利于促进第三产业投入的增加并提高其在社会总产出中的所占比例，以此推动技术创新和经济增长[17]。基于此，本文推断研究生教育规模对科技创新的影响可能存在经济发展水平、科技研发投入及产业结构差异。因此，本研究分别选取PerGDP、R&D、Stru作为门槛变量，检验研究生教育规模对科技创新影响的门槛效应。

3.样本选择与数据来源

本研究选取1999—2019年我国31个省份的651个平衡面板数据进行分析。伴随1999年高校扩招政策的实施，加之二十世纪以来，我国对研究生教育重视程度不断提升，本研究将1999年作为样本研究起点，但受数据更新限制，最新数据可获取至2019年。其中，1999—2003年研究生毕业生人数来源于中国教育年鉴，2003—2012年研究生毕业生人数来源于中国教育统计年鉴，2013—2019年研究生数据来源于中华人民共和国教育部网站；各地区专利申请授权量及地区总人口数数据来源于中国统计年鉴；控制变量中的研发投入数据来源于中国科技统计年鉴、各省统计年鉴；其他相关数据均来自各省统计年鉴。

三、实证结果

1.变量描述性统计

在对上述变量样本期内的数据进行统计后，本文通过stata14得到各个主要变量的描述性统计信息（见表1）。

2.回归结果分析

（1）门槛效应检验。考虑到科技创新活动可能存在一定的动态特征，本研究将核心解释变量滞后一期，基于此进行以下研究。选取各省R&D、PerGDP、Stru作为门槛变量，采用自助抽样法（Bootstrap Method）进行300次抽样，得到F统计量相应的P值，以检验其是否存在门槛效应、存在的门槛个数以及门槛值。表2、表3提供了门槛估计值结果，以PerGDP为门槛变量时，P值显示该模型在10%的显著性水平上具有双重门槛效应，两个门槛值分别为4.5997万元和5.6623万元，该模型未通过三重门槛检验。以R&D作为门槛值时，P值显示在5%的显著性水平上具有单一门槛效应，门槛值为0.9579千亿元，该模型未通过双重门槛检验。以Stru作为门槛变量时，P值显示在5%的显著性水平上具有单一门槛效应，门槛值为0.5610，该模型未通过双重门槛检验。通过上述分析可知，研究生教育规模对科技创新影响的非线性关系得到验证，选取PerGDP、R&D、Stru三个指标作为门槛变量均可拒绝线性关系原假设，当选取PerGDP作为门槛变量时，模型具有双重门槛效应；选取R&D、Stru分别作为门槛变量时，模型均具有单一门槛效应。

（2）门槛效应估计。表4显示了分别以PerGDP、R&D、Stru为门槛变量时门槛效应模型的估计结果。首先，当以PerGDP为门槛变量时，模型为双重门槛模型，门槛值分别为4.5997万元和5.6623万元。当PerGDP低于4.5997万元时，研究生教育规模会在1%的显著性水平上对科技创新产生负向作用，此时研究生教育规模每增加1万人，每万人专利申请授权量减少1.0789件；当PerGDP上升至4.5997万元和5.6623万元之间时，研究生教育规模会在5%的显著性水平上对科技创新产生正向作用，此时研究生教育规模每增加1万人，每万人专利申请授权量增加0.6946件；当PerGDP高于5.6623万元时，研究生教育规模对科技创新的正向作用增强且在1%水平上显著，研究生教育规模每增加1万人，每万人专利申请授权量能够显著增加2.1581件。这表明在不同的经济发展水平下，研究生教育规模对科技创新的影响存在正向和负向差异，并表现出显著的门槛特征。根据门槛变量与门槛值的大小关系，将样本划分为低区制（即低于第一个门槛值）、中区制（高于第一个门槛值但低于第二个门槛值）和高区制（即高于第二个门槛值）三个区间。

表1 主要变量的描述性统计结果

表2 门槛效应检验结果

注：***、**、*分别表示在1%、5%和10%的统计水平上显著。

表3 门槛估计值与置信区间

表4 门槛效应模型系数及其检验

注：括号内为t值，***、**、*分别表示在1%、5%和10%的统计水平上显著，下同。

其次，以R&D作为门槛变量时，模型为单一门槛模型，门槛值为0.9579千亿元，样本被分为两组。当R&D低于0.9579千亿元时，研究生教育规模对科技创新呈现负向作用，研究生教育规模每增加1万人，每万人专利申请授权量减少0.2497件，但这种抑制效果并不显著且影响系数绝对值较小；当R&D跨越0.9579千亿元时，研究生教育规模对科技创新的影响在1%水平上显著，此时，研究生教育规模对科技创新的作用变为正向，研究生教育规模每增加1万人，每万人专利申请授权量增加1.7580件。由此可以看出，在R&D的不同区制下，研究生教育规模对科技创新的作用方向也表现出差异，存在显著的门槛特征。根据门槛变量与门槛值的大小关系，将样本划分为低区制（即低于门槛值）和高区制（即高于门槛值）两个区间。

最后，以Stru作为门槛变量时，模型为单一门槛模型，门槛值为0.5610，样本被分为两组。当Stru低于0.5610时，研究生教育规模对科技创新的影响在1%水平上显著，此时研究生教育规模每增加1万人，每万人专利申请授权量减少1.7401件；当Stru跨越0.5610时，研究生教育规模对科技创新的影响在1%水平上显著，此时研究生教育规模每增加1万人，每万人专利申请授权量增加1.7535件。由此可以看出，在Stru的不同区制下，研究生教育规模对科技创新的作用方向也表现出差异，存在显著的门槛特征。

除此之外，控制变量回归结果表明，三项控制变量对科技创新的作用并未受到不同门槛值的影响，即人均实际生产总值增加会在1%的显著性水平上对科技创新产生促进作用，研究与试验发展经费内部支出增加也会在1%的显著性水平上对科技创新产生促进作用，第三产业产值与总产值之比的变化对科技创新作用不显著。

据此，我们得到初步结论：样本期间内，我国研究生教育规模对科技创新的影响呈现复杂的非线性关系，表现出先抑制后促进的“U型”曲线门槛效应。只有当地区经济发展水平、科技研发投入及产业结构跨越一定门槛值时，研究生教育规模才会对科技创新起到显著的促进作用。

四、稳健性检验

为检验上述结果的准确性，我们还对表4的结果进行了一系列的稳健性检验。首先，将研究生教育规模的衡量指标替换为研究生招生人数，并滞后一期回归，结果如表5所示；其次，删除控制变量产业结构后进行回归，结果如表6所示；最后，增加控制变量财政支出规模后再进行回归，结果如表7所示。表5、表6、表7中的变量系数及其检验情况与表4中结果基本相同。由此可见，稳健性回归结果与上述实证结果基本保持一致，即我国研究生教育规模对科技创新的影响并非简单的正向或负向的线性关系，而是存在鲜明的门槛特征，且表现出先抑制后促进的“U型”曲线门槛效应。

表5 研究生招生人数滞后一期的门槛效应模型系数及其检验

表6 删除控制变量产业结构的门槛效应模型系数及其检验

表7 增加控制变量财政支出规模的门槛效应模型系数及其检验

五、结论与政策启示

1.主要结论

本研究使用1999—2019年面板数据分析研究生教育规模对科技创新的影响，研究结果表明：研究生教育规模对科技创新的影响为非线性关系，表现为先抑制后促进的“U型”曲线，且存在经济双门槛效应、研发投入单门槛效应及产业结构单门槛效应。

第一，研究生教育规模对科技创新的影响存在经济双门槛效应和最佳经济发展区间，只有当经济发展水平达到一定门槛值时，研究生教育规模才能显著推动科技创新水平的提升。研究生教育规模推动科技创新的最佳经济发展区间为PerGDP≥5.6623万元。经济发展水平过低导致研究生教育规模对科技创新产生负向影响，可能的原因有两点：①研究生教育规模扩大直接导致研究生培养成本上升，当地区经济发展水平较低时，研究生教育资源相对短缺，当地政府无法为扩招的研究生提供优质的教育环境和科技创新所需要的物质条件，不利于高校研发创新和科研技术产品的转化，因而会在一定程度上抑制科技创新。②当地区经济发展水平较低时，研究生扩招虽然能在短时间内吸引人才到当地高校就学，但长远来看较低的经济发展水平很难留住人才[18]，难以在长期时间内实现人力资本的存量积累，无法有效促进科技创新，因而导致研究生教育规模对科技创新呈现一定负向影响。然而，伴随着经济发展水平的逐步上升，研究生教育规模对科技创新将发挥显著的积极作用，且这种作用会逐渐增强。

第二，研究生教育规模对科技创新的影响存在研发投入单门槛效应和最佳科技研发投入区间，只有当科技研发投入达到一定门槛时，研究生教育规模才能显著推动科技创新水平的提升。在科技研发投入低于门槛值时，研究生教育规模对科技创新呈微弱负向影响但影响并不显著，主要原因在于科技研发投入具有明显的阶段性特征，低水平的科技研发投入不足以支撑科技创新有效产出，抑或此时能够产出的创新成果基础性成分更强，更易被模仿、超越。罗军等认为，处于科技研发投入较低阶段的省份，由于自身研发能力较弱，创新能力偏低，加之人力资本存量低、金融市场不完善和基础设施落后等因素，致使这些省份自主创新能力差[19]。当科技研发投入跨越门槛值时，研究生教育规模扩大对科技创新呈现出显著的促进作用。这是由于持续的科技研发投入作为创新产出的物质基础，能够为其提供必要的资金支持，只有满足基本研发投入要求并持续加大投入强度时，才能够有效产出模仿难度高且技术扩散速度慢的创新成果。

第三，研究生教育规模对科技创新的影响存在产业结构单门槛效应和最佳产业结构区间，只有当地区产业结构达到一定门槛时，研究生教育规模扩大才能显著推动科技创新水平的提升。伴随产业结构的优化升级，研究生教育规模对科技创新呈现先抑制后促进的影响效果，各省产业结构调整的最佳区间为Stru≥0.5702，即第三产业产值占总产值57.02%以上。在产业结构低于门槛值时，研究生教育规模扩大之所以对科技创新呈现显著抑制作用，主要是由于此时区域产业结构与研究生教育规模不匹配。研究生就业的主要去向为第三产业，其中影响科技创新和经济发展的关键在于高技术产业，高技术产业是推动新旧产能转换的重要动力，孕育了大量的科技创新和技术进步。当第三产业产值比例达不到门槛值时，研究生教育所培养的相当一部分高技能人才无法在区域内找到适合的就业行业和岗位，造成区域内研究生教育资源的浪费和高技能人才的外流，因而无法起到促进区域科技创新水平提升的作用。这与吴东姣和马永红的研究结论一致，第三产业发展水平落后的地区会导致研究生毕业后“英雄无用武之地”[20]。当产业结构跨越门槛值时，研究生教育规模开始显著促进科技创新。因为此时第三产业比例跨越门槛值，研究生教育所培养的高技能人才能够在区域内实现就业，促使创新人力资本存量增加和人才配置效率提升，进而促进第三产业产值的进一步增加，通过推动高技术产业发展实现区域科技创新水平的提升。

2.政策启示

未来研究生扩招政策的推行可以依据地区经济发展水平、研发投入水平和产业结构进行适宜调整，以期提升研究生教育规模对于科技创新的促进作用。针对上述结论，提出如下政策建议：

一是研究生扩招政策应采用因地制宜分地区扩招的方式，保证研究生教育规模与地区经济发展水平、研发投入水平及产业结构相协调，充分发挥研究生教育规模扩大促进地区科技创新的积极作用。当经济发展水平、研发投入水平及产业结构未达到特定门槛值时，研究生教育规模扩大会在较小的程度上抑制科技创新；而当三者分别跨越特定门槛值时，研究生教育规模扩大便能够显著促进科技创新。为此，今后我国研究生扩招的规模与速度应当综合考虑与当地的经济发展水平、科技研发投入及产业结构相协调，切勿实施不加区分的“一刀切”扩招政策，一方面不利于推动地区科技创新，另一方面也不利于提升研究生教育资源利用效率和研究生培养质量。可以实施分区制的研究生扩招政策，依据区制制定不同等级的研究生教育扩招方案。例如，在经济发展水平高区制省份进一步扩大研究生招生规模，在中区制省份则应适度扩大研究生招生规模，而在低区制省份则应注意控制研究生教育规模扩大的节奏，避免因研究生过度扩招导致地区科技创新水平的降低。

二是促进地区经济发展水平、研发投入水平的提升及产业结构的优化升级，充分利用研究生教育规模对科技创新影响的经济门槛效应、研发投入门槛效应及产业结构门槛效应。①建议加大对经济发展水平处于低区制和中区制的省份的经济扶持力度，例如实施积极的财政政策和稳健的货币政策，保证财政合理支出，支持经济困难省份产业发展，引导金融机构为经济困难省份提供融资，鼓励政策性银行为其实体经济发展提供信贷支持。为经济发展水平位于低区制和中区制的省份营造相对宽松的政策环境，努力提升其人均国内生产总值，为研究生扩招政策的实施储备经济力量。②对科技研发投入低区制的省份加大研发投入强度，保证科技研发投入达到研究生教育规模促进科技创新的最佳区间。为此，应当加大地方政府财政科技投入，强化政府研发投入的引导作用；强化企业研发投入主体地位，加大企业科研经费投入引导力度，构建企业技术创新长效激励机制；合理优化科技研发投入结构，加大对基础性研究的投入比重，重视对于科研成果的保护与奖励。③建议产业结构低区制省份的地方政府加大第三产业发展力度，因地制宜探索产业结构升级方案，在充分发挥自身优势的基础上发展第三产业，注重使用大数据、云计算、物联网等前沿技术为第三产业发展深度赋能。同时，地方政府应加大人才引进力度以尽量减少人才流失，为研究生教育所培养的大量高技能专业人才提供就业保障。

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