高等工程教育規模與第二產業發展的協整分析

王章豹，童　月

(合肥工業大學 經濟學院，安徽 合肥 230009)

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高等工程教育規模與第二產業發展的協整分析

王章豹，童月

(合肥工業大學 經濟學院，安徽 合肥 230009)

摘要：產業結構優化升級在很大程度上是靠人力資本投資及其所帶來的科技進步來驅動的，高等工程教育則是第二產業專業化人力資本開發的最有效途徑。本文運用計量經濟學中的協整理論和方法,對1978-2012年中國高等工程教育規模與第二產業經濟增長之間的長期均衡、短期動態及因果關系進行實證分析，得出結論：高等工程教育與第二產業之間是相互影響，相互促進和共同發展的；高等工程教育規模在短期內對第二產業增長沒有產生較大影響，但存在增長趨勢；第二產業發展對高等工程教育規模的擴大有較大拉動作用。由此，應充分認識高等工程教育對促進第二產業發展的重要性；增強高等工程教育對經濟特別是對第二產業的適應性；加大投資力度，優化教育資源配置；加快第二產業的結構升級，提高其對工程科技人才的吸納能力。

關鍵詞：高等工程教育；人力資本；教育資源配置；高級工程人才；工科大學生

童月(1990-)，男，安徽桐城人，碩士研究生，研究方向為教育與科技管理。

一、前言

當前，中國總體上還處于工業化的中期階段，工業仍是國民經濟的命脈和支柱(2012年第二產業在GDP中的比重為45.3 %)。改革開放以來，中國的工業經濟獲得了飛速發展，第二產業(即廣義的制造業或工業)的名義生產總值由1978 年的1745 億元增長到2012 年的23.5萬億元，增長了135倍,年均增長15.5%[1]。這種快速增長過程也是一個產業高級化的過程，即由勞動密集型、資金密集型逐步向技術、知識密集型轉化的過程。產業結構優化升級在很大程度上是靠人力資本投資及其所帶來的科技進步驅動的，要促進產業結構轉型升級，就必須確保人力資本的數量和質量與之相適應。工科大學生畢業后絕大部分都流向制造和工程企業, 從事研究開發、設計、生產制造、技術管理和銷售服務等工作。高等工程教育是第二產業專業化人力資本開發的最有效途徑，它為第二產業的結構調整和優化升級提供了人才支持和智力保障。

世界高等工程教育發展的歷史表明，高等工程教育是近代工業社會的產物，其發展與工業化進程密切相關[2]24。中國的工業發展與高等工程教育發展之間也是緊密聯系、相互促進的。一方面，工業化發展水平是工程教育發展的物質基礎,決定著高等工程教育發展的規模、速度和人才培養的層次與規格；另一方面，高等工程教育以其培養的大批合格工程人才服務于工業化發展，建國以來工程教育共為國家經濟社會發展輸送了2000多萬名工程科技人才，加快了工業化和產業結構轉型升級的步伐。隨著經濟的快速發展和工業化的加速推進，高等工程教育也獲得了長足發展，整體培養規模在1999年擴招后更是得到了迅速擴大。截至2013年，普通高校本科工科在校生數達到495.3萬人，本科工科專業布點數達到1.5萬個，占全國普通高校本科在校生總數和本科專業布點總數的比例都在1/3左右，總規模已位居世界第一[3]。

隨著創新驅動發展戰略和人才強國戰略的實施，高等教育必將在培養創新人才、積累人力資本、推動經濟持續增長方面發揮更為重要的作用。多年來，學界對于高等教育與經濟增長的關系進行了不少探討，所采用的研究方法包括定性和定量兩方面，定量分析主要有數理統計、相關分析和回歸分析等方法。由于大部分整體經濟時間序列屬于“非平穩性”序列，當將回歸分析這一平穩時間序列的統計方法運用于非平穩的數據分析時，往往會出現判斷錯誤的“偽回歸”問題，而協整分析理論則是新近發展起來的用于處理非平穩時間序列之間長期均衡和短期波動關系的重要工具，因而近年來也有一些學者開始采用協整方法，來研究高等教育發展與經濟增長的關系問題。例如，孫敬水等(2008)運用協整分析方法，對1990-2006年中國高等教育發展與經濟增長的關系進行了實證研究[4]。還有一些學者分別對陜西、河北、浙江和湖南等省的高等教育規模與區域經濟發展水平之間的關系進行了協整分析。但現有研究成果基本都是以整個經濟發展作為研究對象的，鮮見有人對某一產業與相應類型高等教育之間的關系進行實證研究。本文擬運用協整理論和方法,對高等工程教育規模與第二產業經濟增長之間的長期均衡、短期動態及因果關系進行實證分析。

二、高等工程教育規模與第二產業發展的協整分析

協整理論是Granger和Engle在20世紀80年代中后期提出的用來處理、分析非平穩時間序列之間是否存在長期均衡關系以及各變量之間的信息反饋的一種定量分析技術。所謂協整，是指多個非平穩經濟變量的某種組合是平穩的[5]245。協整分析方法一般要經過以下幾個步驟 。

1.變量選擇和數據處理

由于本科層次的高等工程教育是工程教育系統中的一個相對獨立且所占比例最大的層次，全日制普通本科高等工程教育是高等工程教育的主體，而普通高等工程教育系統之外的高職高專類工程教育則屬于職業教育系列，考慮到數據的可獲得性，本文選取普通高校本科工科在校生人數(簡稱STUDENTS)來衡量高等工程教育發展規模；同時選取第二產業GDP(簡稱GDP2)表示第二產業發展水平。為了消除物價變動對GDP 的影響，本文以1978年為基期，根據第二產業GDP價格指數，對1978-2012年的第二產業GDP進行了物價指數處理，獲得了每年的不變價GDP(實際GDP)。由于中國是從1977年開始恢復高考制度的，本文選取1978-2012年作為樣本周期。普通高校本科工科在校生人數和實際GDP值如表1所示。

表1　1978-2012年普通高校本科工科在校生人數和實際GDP值

注：數據主要采集自《中國教育成就統計資料(1949-1983)》、1983-2012年各年的 《中國教育統計年鑒》和2013年《中國統計年鑒》。借助Excel、Eviews7.0等統計軟件來完成數據統計的。

2.單位根檢驗

由協整概念可知，如果普通高校工科本科在校生數與第二產業GDP之間存在協整關系，二者必須同階單整，故在進行協整檢驗之前必須對時間序列數據的平穩性進行單位根檢驗。單位根檢驗包括DF 檢驗法、ADF 檢驗法和PP檢驗法等檢驗方法，本文采用常用的ADF檢驗法。

由于數據的自然對數變換能使其趨勢線性化、平穩化，減少數據中存在的異方差性和數據的波動性，所以對兩組時間序列數據取自然對數，并定義LG=ln(GDP2),LS=ln(STUDENTS)，以便于分析數據的平穩性。一個不平穩時間序列在經過一階差分后變成了平穩序列，就稱其為一階單整序列，兩序列單整階數相同是彼此之間具有協整關系的前提。為了更清晰地描述時間序列數據的特征，在進行ADF單整檢驗之前，使用Eviews軟件作出兩變量對數值的時間序列趨勢圖，如圖1所示。

圖1　第二產業GDP和普通高校工學本科在校生數對數值的變化趨勢

從圖1可以看出，改革開放以來，中國高等工程教育規模和第二產業GDP都呈現出不斷增長的趨勢，其增長步調基本一致。根據時間序列趨勢圖和AIC最小準則，可以確定時間序列變量ADF檢驗的形式，其穩定性檢驗結果如表2所示。

表2　時序變量的穩定性檢驗結果

注：①檢驗形式中的C，T，K分別表示截距項、趨勢項和滯后階數，其中K值由SIC信息準則自動檢測確定；②△LG、△LS分別表示LG 和LS的一階差分時間序列；③*、**、***分別表示在10%、5%和1%的水平下拒絕存在單位根的原假設。

由表2的檢驗結果可知，序列LG和LS的ADF檢驗值均大于各顯著性水平的臨界值，表明這兩個序列都不平穩，存在單位根。而序列△LG的ADF檢驗值(-3.671305)和序列△LS的ADF檢驗值(-3.839666)均小于相應的1%的臨界值，表明序列△LG和△LS在1%顯著性水平下都是平穩的，故而LG和LS序列經過一階差分后不存在單位根，同為一階單整平穩序列，滿足進一步進行協整分析的前提條件。

3.協整分析

由于LG和LS都是一階單整的，滿足協整檢驗的前提條件，意味著兩變量間可能存在協整關系。協整性的檢驗方法有兩種：一種是基于回歸殘差的協整檢驗；另一種是基于回歸系數完全信息的Johansen協整檢驗[5]245。由于本模型只涉及兩個變量，這里采用EG兩步法進行協整關系的檢驗，即用一個變量對另一個變量進行回歸，如果所得回歸方程的殘差通過穩定性檢驗，則說明兩變量間存在協整關系。做LG關于LS的最小二乘回歸(OLS)，得到協整方程如下：

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歸結果后，再對協整方程的殘差做單位根檢驗，結果如表3所示。

表3　殘差序列ADF平穩性檢驗結果

由表3可知，殘差序列的ADF值小于10%顯著性水平下的臨界值,也即回歸方程的殘差序列在90% 的置信水平下是平穩的，表明變量之間存在協整關系，也就是說，高等工程教育規模與第二產業GDP之間存在穩定的長期均衡關系。從長遠看，高校工學本科在校生數每增長1 個百分點，中國第二產業國內生產總值將平均增長1.23個百分點。

4.誤差修正模型

誤差修正模型(ECM)的使用旨在建立短期動態模型，用以彌補長期靜態模型的不足。誤差修正模型的經濟含義是：雖然變量在短期內可能偏離長期均衡關系，但經濟系統的內在糾偏機制會將短期波動自動地向長期均衡方向調整。這里以前面滯后一期殘差項作為誤差修正項，將其看作一個解釋變量, 與另外兩個反映短期波動的解釋變量一起，采用Eviews軟件建立下列短期動態模型[6]：

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

5.格蘭杰因果檢驗

判斷長期均衡的協整關系是否構成因果關系，還需進行格蘭杰(Granger)因果關系檢驗，其基本思想是：對于時間序列變量X和Y，如果X是Y變化的原因，則X的變化應該發生在Y變化之前，而且X的過去值應該有助于預測Y的未來值，但Y的過去值不應該能預測X的未來值[5]248。上述協整檢驗說明高等工程教育規模與第二產業發展之間存在協整關系，這里再利用Eviews7.0軟件，對1978-2012年工程教育規模與第二產業GDP之間的關系進行格蘭杰因果檢驗。由于格蘭杰因果檢驗對滯后階數非常敏感，在進行實際檢驗時,我們經過多次試驗，并同時考慮模型的序列相關性和AIC、SC的值，發現在10%的顯著性水平下，最優滯后階數應選擇6，檢驗結果如表4所示。

表4　滯后期為6時的格蘭杰因果關系檢驗結果

由表4可知，在滯后期為6、顯著性水平為10%的情況下, LG是LS的格蘭杰原因，LS不是LG的格蘭杰原因，長期內兩變量間并不存在互為因果的反饋性聯系。LG是LS的格蘭杰原因,表明第二產業經濟增長對于拉動工程教育規模擴大具有明顯作用；LS不是LG的格蘭杰原因,意味著隨著高等工程教育規模的擴大,人力資本對第二產業經濟增長的作用不夠顯著，本科工程教育規模的擴大未能成為推動第二產業經濟增長的直接原因。

6.方差分解分析

方差分解刻劃了某個結構沖擊對內生變量動態變化的貢獻程度。圖2給出了高等工程教育規模與第二產業產值的方差分解示意圖，圖中橫坐標為響應期間數(滯后期)，單位為年；縱坐標表示結構沖擊對變量變動的貢獻率，用%表示。

圖2　LG與LS的方差分解示意圖

由圖2中左圖可知，普通高校工科本科在校生數對第二產業GDP的貢獻率(方差沖擊)開始時緩慢增長，到第10期時達到最高值3.966%，以后略有下降并保持相對平穩態勢，到第30期時貢獻率為3.434%。說明高等工程教育規模對第二產業發展的沖擊較小，工科大學生畢業后對第二產業的貢獻作用還不突出。由圖2中右圖可知，第二產業GDP對普通高校工學本科在校生數的貢獻率不斷增長，到第30期時其值達到66.94%，說明第二產業發展對高等工程教育規模擴大有較大的沖擊，即前者對后者具有較強的導向作用，特別是能吸納更多的工科畢業生就業。

三、結論與建議

1.結論及解釋

上文通過單位根檢驗、協整檢驗、誤差修正模型估計、格蘭杰因果檢驗和方差分解分析，實證研究了工科本科在校生數和第二產業GDP對數序列之間的關聯關系，并得出以下結論:

第一，1978-2012年變量數據的協整分析表明,高等工程教育規模與第二產業GDP之間存在協整關系，即LS和LG兩變量均為一階單整序列，存在著長期均衡的協整(線性)關系，表明從長期趨勢看，高等工程教育與第二產業之間是相互影響、相互促進和共同發展的。工程教育規模對第二產業增長的彈性為1.23，即高校工科本科在校生數每變化1%，第二產業GDP將同方向變動1.23%，表明高等工程教育規模在長期內對第二產業增長具有正向的促進作用。一方面，高等工程教育通過培養的人才和提供的科技成果等，促進了產業的技術進步以及勞動者素質和生產效率的提高，從而直接或間接帶動了第二產業的發展和結構升級。另一方面，高等工程教育的發展總是離不開經濟特別是第二產業發展的需要，一定的工業化發展水平，要求有相應的高等工程教育發展水平與之相適應，第二產業發展和結構升級對高素質人才的需要以及對專業化人力資本投入的增加，都會促進工程教育的發展。

第二，從誤差修正模型可知，誤差修正項前的系數為正數, 不符合反向修正機制，亦即這兩個變量之間不存在短期動態關系，高等工程教育規模在短期內對第二產業增長沒有產生較大影響。究其原因，可能是因為工程教育從投入到產生實際人力資本效應需要一定的周期，其投資效果不大可能在短期內得以呈現，第二產業經濟發展也不會很快對工程教育發展產生作用。但隨著時間的推移, 高等工程教育對第二產業經濟增長所起的作用越來越大，短期作用則越來越小，這也體現了高等教育具有滯后性的特點，要想在短期內通過擴張高等工程教育規模來推動第二產業經濟發展是難以奏效的。

第三，格蘭杰因果關系檢驗顯示, 1978-2012年，在最優滯后期為6時，高等工程教育規模與第二產業GDP之間存在單向因果關系，不存在互為因果的反饋性聯系,即LG是LS的格蘭杰原因，而LS不是LG的格蘭杰原因。我們還采用普通高校工科本專科畢業生數作為變量進行格蘭杰因果關系檢驗，也得出了相同的結論。這種先因后果的格蘭杰因果檢驗結果，與我們一般認為的教育應超前于經濟發展的假設是不一致的，也表明高等工程教育與第二產業發展之間尚缺乏良性雙向互動機制。工科在校生數不是第二產業GDP的格蘭杰原因，意味著高等工程教育的人力資本效應沒有得到有效釋放，高等工程教育規模并未成為第二產業經濟增長的一個強大的外生變量,它對第二產業發展的直接拉動作用還有限[7]。其原因可能是：一方面，工程教育規模的擴張更多是依靠行政手段而非市場需求機制和高教自身發展規律來驅動的。工科院校的學科專業結構、課程設置以及所培養人才的創新能力和綜合素質還不適應第二產業發展和結構升級的需要，高校與企業、行業的結合也不夠緊密，科技成果轉化率低，并且工科畢業生的就業去向是多樣化的，其中還有不少外流到第一、第三產業以及國外。這些都制約了高等工程教育發展對經濟增長特別是第二產業發展的促進作用。另一方面，影響第二產業發展的因素是多方面的，大多得益于經濟增長的慣性以及固定資產和勞動力的投入，而較少依賴高等工程教育規模擴大帶來的專業化人力資本積累。

第四，LG是LS的格蘭杰原因，說明第二產業發展對高等工程教育規模的擴大有較大拉動作用。這是因為經濟特別是第二產業發展對高級工程人才的需求，是高等工程教育產生和發展的根本動力。第二產業的發展和高級化，對技術創新以及工程人才的數量、質量、結構、分布等提出了更高的要求,必然引致高層次人力資本投入的增加、效率和效益的提高和配置結構的優化，從而促使人力資本層次結構升級，提高第二產業對高校畢業生的吸納能力，相應地也就促進了高等工程教育的發展。改革開放30多年來，伴隨著工業化的加速推進，第二產業獲得了高速發展，其實際GDP從1978年的1 745億元增加到2012年的66 433億元，增長了38倍；同期，高等工程教育也獲得了長足發展，普通高校工科本科在校生數從1978年的19.6萬人增加到2012年的452.2萬人,增長了23倍。格蘭杰因果檢驗是基于因先于果的思想進行的。產業經濟增長是因，工程教育發展是果，表明第二產業發展是影響和加快高等工程教育規模擴大的重要原因，后者對前者具有較強的依賴性，第二產業經濟增長和發展水平,在一定程度上決定著工程教育規模的大小。

第五，由方差分解分析可知，高等工程教育規模對第二產業發展的影響程度雖較小，卻呈增長趨勢，其貢獻率在第10期時達到最大值3.966%，其后略有下降但基本保持穩定。這與國內學者采用其他方法計算出的高等教育經濟增長貢獻率基本保持一致，如楊天平等采用柯布-道格拉斯生產函數構建模型，測算出的2001-2011年間中國高等教育對經濟增長的貢獻率為3.62%[8]。第二產業發展對高等工程教育規模增長的影響作用很大并逐年增長，其貢獻率在第30期時達到66.94%。

2.建議

第一，充分認識高等工程教育對促進第二產業發展的重要性。人力資本理論告訴我們，在經濟增長過程中，人力資本投資是比物質資本投資收益更高的生產性投資。第二產業是技術相對密集型的產業，人力資本是其經濟增長和結構升級的基礎和主要動力，但中國第二產業的人力資本狀況尚跟不上產業結構調整升級的需要。而高等工程教育作為第二產業人力資本投資的主要形式，必然對第二產業的發展產生重要作用。上述實證分析表明：高等工程教育規模在短期內對第二產業經濟增長的影響不明顯,前者也未成為促進后者發展的格蘭杰原因；但長期來看，影響逐漸增大,說明高等工程教育的發展對第二產業經濟增長的影響具有滯后性，其作用只有在較長時期內才能得以顯現。因此，要想走新型工業化道路、建設創新型國家和促進第二產業的可持續發展，必須進一步提高高等工程教育的發展水平，大力實施卓越工程師教育計劃，為第二產業發展和結構升級輸送更多高質量的人力資本。

第二，增強高等工程教育對經濟特別是第二產業發展的適應性。高等教育發展與經濟增長之間存在互動關系，但高等教育的發展對經濟增長的促進作用，在不同情況下會呈現出不同的特點，有時彼此之間也經常存在不相協調的情況。上述實證研究表明：中國高等工程教育規模擴大對第二產業經濟發展的貢獻程度還較低，兩者之間尚未形成良性而穩定的雙向互動機制。高等工程教育的發展處于一定的社會政治、經濟和科技發展大環境之中，工程人才的培養必須服從并服務于工業化發展的需要，遵循高等教育發展的外部關系規律[2]202。造成中國高等工程教育對第二產業經濟增長作用較為乏力的一個重要原因，在于其人才培養質量、專業結構和課程設置等難以適應經濟特別是第二產業發展的需要。為此，一方面，政府部門要加強宏觀調控和統籌規劃, 根據當前工業化發展實際，適度控制高等工程教育的發展速度和規模，調整和優化高等工程教育的層次結構、學科專業結構、高校布局結構和人才培養規格，理順和處理好研究生教育、本科生教育和高職教育以及重點大學、一般院校和高職院校在工程人才培養層次與規格上的關系，培養大批適應現代制造業發展需要的不同層次和規格的高端專業化人才。特別要適應第二產業高級化發展需要，培養大批高層次研發人才、工程技術人才、經營管理人才和高技能人才。 另一方面，工科院校要以產業結構升級和人才市場需求為導向，自主調整自身的學科專業結構和人才培養類型，大力發展符合第二產業發展需要的學科專業，形成優勢相對集中的學科專業群，增強工程人才培養的應用性和復合性，以克服當前專業重復設置、學科交叉不足、人才培養模式單一等弊端，并緩解當前某些行業工科畢業生緊缺而某些專業工科畢業生又過剩的“結構性失業”現象。同時，高等工程教育還要將這種社會需求及時地反映在工程人才的培養目標、教學內容、課程體系以及實踐訓練諸環節之中，以提高工程人才培養的質量和社會適應性[2]209。

第三，加大對高等工程教育的投資力度，優化教育資源配置。當前，中國高等教育投資仍跟不上高教事業發展的步伐。因此，必須進一步加大政府對高等工程教育的財政投入力度，優化投資分配結構，拓寬辦學渠道，構建多元化的工程教育投資體系，為第二產業發展和結構升級提供人力資本支撐，形成工程教育積累人力資本，人力資本促進產業升級，產業增長帶動教育發展的良性循環。各類工科院校在深化產學研合作的同時，彼此之間還要通過組建大學聯合體、教學聯盟、協同創新中心等方式，加強聯合與協作，相互開放和共享優質教育資源，提高人才培養質量和辦學效益。

第四，加快第二產業結構升級，提高其對工程科技人才的吸納能力。促進產業結構優化升級是世界各國發展經濟的重要戰略舉措，也是一個國家獲得國際競爭優勢的必由之路。中國的第二產業基本還屬于勞動和資本密集型，產業經濟的快速發展主要得益于物質資本和勞動力投入的增加，較少依賴于勞動者素質和技術創新水平的提高，作為第二產業主體的中國制造業尚處于國際分工和產業鏈的中低端。隨著國際產業競爭的日趨激烈、中國“人口紅利”的不斷減少以及土地、原材料、能源和環境成本的不斷上升,第二產業面臨著轉型升級的巨大壓力。因此，必須加快第二產業的結構升級步伐, 大力發展技術、知識密集型制造業和中高端產業，增強產業的自主創新能力, 提高產品的技術含量和附加值，促進第二產業結構的高度化、合理化和高效化。上述實證分析表明：第二產業經濟增長是帶動高等工程教育規模擴大的格蘭杰原因。因為產業結構升級必須以人力資本的同步發展為前提，所以，第二產業的快速發展和結構升級，會對工程科技人才的培養提出更大的需求，擴大其對創新型人才的吸納能力，拓寬工科畢業生的就業渠道，從而保證高等工程教育供給的人才能得到充分就業。

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(收稿日期：2015-11-20；編輯：榮翠紅)

作者簡介：王章豹(1963-)，男，安徽桐城人，研究員，研究方向為教育與科技管理、工程哲學與工程教育。

基金項目：教育部人文社科研究專項任務項目“工程科技人才培養研究”(14JDGC014)

中圖分類號：G640-052

文獻標志碼：A

文章編號：1672-8742(2016)01-0037-10

doi:10.3963/j.issn.1672-8742.2016.01.005