STEM教育與中國經濟高質量發展

中國勞動經濟學會就業促進專業委員會課題組

【提??要】STEM教育對經濟發展具有重要的促進作用。一是通過培養STEM人才提供高質量勞動供給，從而推動質量變革;二是通過人力資本積累提高勞動生產率，從而推動效率變革;三是通過知識資本持續積累推動技術創新，從而實現動力變革。經驗證據表明，發達國家的STEM教育與工業化水平正相關，STEM促進了國民經濟增長和區域經濟發展，STEM教育與創新活動密切相關。

中國STEM教育取得了不小成就，支撐了中國產業競爭力達到了較高水平。但是和進一步提升農業、制造業和服務業的競爭力，實現經濟高質量發展的新的更高要求相比，與發達國家STEM人才狀況相比，中國目前的STEM人才狀況尚存在差距。主要表現是：STEM人才總量不足，STEM人才結構與產業發展需求不匹配，尖端和前沿性STEM人才嚴重匱乏。這就要求中國今后必須進一步加大STEM人才培養力度。

【關鍵詞】??STEM教育;創新型國家;高質量發展

中共十九大報告指出，“我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段，正處在轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力的攻關期，建設現代化經濟體系是跨越關口的迫切要求和我國發展的戰略目標。必須堅持質量第一、效益優先，以供給側結構性改革為主線，推動經濟發展質量變革、效率變革、動力變革，提高全要素生產率”。推動高質量發展，必須全方位提高國民經濟各產業競爭力。產業競爭力決定于很多因素，其中人才是舉足輕重的因素。

在人才當中，STEM（Science、Technology、Engineering、Mathematics，即科學、技術、工程和數學教育）人才能否滿足產業發展需要，又是重中之重。只有成為科技人才大國，中國才能真正發展成為創新型經濟強國。

我國目前STEM教育取得了不小的成就，支撐了我國產業競爭力達到了較高水平。但是和實現經濟高質量發展、建設現代化經濟體系的新的更高的要求相比，與發達國家的STEM人才狀況相比，我國目前的STEM人才狀況尚存在差距。此外，目前發達國家都對STEM人才培養給予了高度重視，旨在搶占國際產業和技術競爭的主動權。這種激烈的國際人才競爭，也要求我國做出有效應對。

在這樣的背景下，我國今后應在現有基礎上進一步發展STEM教育，擴大STEM人才規模，提高STEM人才供給結構和產業發展需求的匹配度，培養一批具有世界領先水平的STEM人才，為提升產業競爭力、建設現代化經濟體系和實現高質量發展，提供強大的人才支撐。

一、STEM教育促進經濟高質量發展的內在機制

一切經濟活動，從根本上講，都是以人的勞動為動力和以人的需要為目的的社會經濟活動（范先佐，2015），滿足人的需要和提高人的生活水平是經濟發展的根本目的。經濟高質量發展就是以高效率高效益生產方式為全社會持續而公平地提供高質量產出的經濟發展。經濟發展質量變革、效率變革、動力變革是推動經濟高質量發展的根本途徑。這些變革都離不開勞動力、人力資本技術水平等生產要素的作用，而這些要素都和教育培養的勞動力和人才密切相關。勞動力、人才市場和供求規律把現代教育與現代商品經濟聯系了起來，人才成為了現代教育與現代商品經濟聯系的中間環節或關鍵環節（黃濟、王策三，2012）。從這個意義講，STEM教育能夠促進經濟高質量發展。從變革角度看，STEM教育通過培養STEM人才提供高質量勞動供給，從而推動質量變革;STEM教育通過人力資本積累提高勞動生產率，從而推動效率變革;STEM教育通過知識資本持續積累推動技術創新，從而推動動力變革（如圖1所示）。

（一）STEM教育通過培養STEM人才提供高質量勞動供給

作為生產要素的組成部分，勞動人口，尤其是專業化分工的勞動人口對經濟增長有重要影響。亞當·斯密強調，勞動生產力上最大的增進，以及運用勞動時所表現的更大熟練、技巧和判斷力似乎都是分工的結果。阿林·楊格則進一步指出，分工既是市場擴大的原因又是市場擴大的結果，勞動分工和市場規模兩者相互依賴、相互促進、循環累積，形成自增強、正反饋、循環因果的動態的報酬遞增和網絡效應，經濟也就在這二者相互促進的動態循環中不斷增長（Allyn， 1928）。STEM領域是高度專業化分工的領域，需要專門的STEM人才才能勝任。從職業歸屬來看，STEM職業包括科學家、工程師、數學家以及相關領域的技術人員和管理人員，同時還包括理工科的專任教師。從行業分布而言，STEM職位的行業分布廣泛，己有研究表明，實用工具、服務業、建筑業、采礦業和制造業是STEM密集度最高的五個部門。在所有公用事業部門的工人中，約有27%的人具有跨領域的STEM高水平知識，并且至少有44%的人擁有至少一個領域的高級STEM知識。在建筑行業中，具有高水平STEM知識的工人也占很大比例：17%具有跨領域知識，并且38%具有至少一個領域的知識。正是通過賦予勞動者專門的STEM技能，STEM教育促進了勞動分工，從而起到了推動經濟增長的功效。

經濟高質量發展需要形成與之相適應的高質量人才供給體系，表現為勞動人口與崗位需求的匹配。從STEM崗位需求發展歷史來看，自第一次工業革命以來，STEM職位占所有職位的比例增加了一倍，從1850年的不到10%增加到2010年的20%。其中工程是最突出的STEM領域;所有工作中的11%（1350萬）需要高水平的工程知識。緊隨其后的是科學領域（1200萬）。高級數學與計算機相關知識則構成了數百萬個工作崗位（分別為7.5%和5.4% ）。許多工作需要在多個STEM領域中具有較高的知識水平，所以各個STEM領域百分比之和超過了20 %。STEM職位需求非常廣泛，其中有一半是在制造業、醫療保健或建筑行業。安裝、維護和維修職業占所有STEM工作的12%，是最大的職業類別之一。即使在建筑和生產等領域的其他藍領或技術工作，也經常需要STEM知識（Rothwell， 2013）。隨著國家的工業化和城市化水平提升，經濟社會發展對STEM人才的需求將會持續增長。有研究表明，近年來美國的STEM工作崗位的年增長率（或預期增長率）顯著高于全美工作崗位的年增長率（Sheey， ?2012） 。STEM教育在促進STEM技能分工的基礎上，提供了所需要的STEM人才，增加了勞動供給，這將成為推動經濟高質量發展的重要力量。

（二）STEM教育通過人力資本積累提高勞動生產率

人力資本是指人們在正式教育和非正式教育過程中形成的能夠創造個人和社會經濟福祉的知識、能力和綜合素質。舒爾茨首次從理論上系統闡述了人力資本對經濟增長的關鍵作用，并指出教育在人力資本形成中的影響（Schultz， 1962）。盧卡斯隨后構建了通過學校教育進行人力資本積累的模型（Lucas， 1988），將人力資本分為兩部分，一部分直接用于生產，一部分用于人力資本積累，積累的結果作為整個社會的人力資本水平納入了增長模型，保證了經濟增長的長期可持續性。特別是在一個國家的勞動力數量不再增長，而勞動力成本不斷上升的情況下，即“劉易斯轉折點”到來時，勞動生產率的提高就成為經濟增長的重要源泉之一。隨著經濟社會的發展，不僅在傳統STEM職業中，而且在幾乎所有工作領域和職位類型中，都需要與STEM教育相關的核心認知知識、技能和能力（Rothwell， 2013）， ?STEM教育將成為提升人力資本存量的主要途徑。Rao等人的研究顯示， ?STEM技能可以通過改進其操作和使用，在增加物質資本對生產力的貢獻方面發揮作用，擁有更多STEM技能的人可以從最新的設備中獲得更多，比如更好地微調軟件，STEM技能在了解和應用最新設備方面也很重要（Rao etc.， 2001）。

衡量人力資本重要性的方法之一是工資水平。因此，工資水平也常被作為勞動生產率的重要指標。STEM教育對經濟發展的重要性中一個常被引用的證據是由具有STEM技能證書的工人或在STEM職業工作的工人所支配的工資溢價較高。經濟學理論認為，在均衡狀態下，對工人和資本的支付與其在競爭市場中的生產力相等。較高的小時工資意味著工人每工作一小時對產值的貢獻更大。在其他條件相同的情況下，隨著工人獲得更多的人力資本，他們的生產力也會隨之提高。據美國商務部數據分析，持有STEM學位的人平均工資高出26%，而且失業的可能性較小。不論他們從事的是STEM還是非STEM的職業，持有STEM學位的人總體上享有更高的收入。?Hango研究也得出了類似結論（Hango， 2013 ） 。

2010年，加拿大25=34歲之間主修STEM領域的大學畢業生年薪中值為59300美元，而非STEM專業的年薪中值為52200美元。英國一項對需求、供給和STEM職業的回報率的研究表明，STEM畢業生的收入往往高于非STEM畢業生，且在物理科學、數學、計算和工程領域的工資回報率要高于平均工資水平。加拿大2010年的一項研究表明，勞動生產率水平與一個行業中持有STEM學位的人的比例正相關。我國也有研究得出了“STEM學科門類畢業生收入略占優”的結論。從這個意義上講，STEM教育提高了勞動生產率。

（三）STEM教育通過知識資本積累推動技術創新

知識積累是現代經濟增長的新源泉（Romer， 1986 ）。這源于知識資本特有的性質，一方面知識在生產過程中是不會被消耗掉的，是用之不竭的，因而具有客觀上的非競爭性;另一方面知識具有一定外溢效應或正外部性，所以知識往往被視為公共知識。這兩個特性決定了知識的邊際收益是遞增的，這是經濟持續增長的源泉。在經濟活動中知識資本持續積累往往表現為技術創新，技術創新是新的或改進的產品或工藝的來源，是生產函數中最重要的因子。教育具有科學知識增值的功能，表現為教育能夠促進知識的物的載體向生命載體運動，并在這一過程中不斷發展了人的創造能力和研究能力，為知識的創造提供了方法和手段（魯潔、吳康寧，2001）。OECD研究顯示，教育系統在支持創新中起著廣泛的作用，因為知識型社會依賴于經濟和社會各個領域的高素質和靈活的勞動力。教育通過培養創新人才，促進知識創新和科技進步，推動生產過程中的技術進步和產品不斷更新，從而實現了經濟發展的動力變革。STEM教育是技術創新的驅動力，沒有科學、技術、工程和數學方面的知識，基于科學和技術的創新是不可能的。當代知識生產進入了一個新階段，從以往學科界限分明、主要基于大學或大型政府實驗室的研究人員驅動型科學，日益轉向多學科交叉、基于分布式知識網絡、問題導向的科學（Bonaccorsi，2008）。在這種背景下，跨學科的STEM教育對推動技術創新具有獨特價值。

STEM技能可以為其他人帶來積極的溢出效應或外部性經濟，即創新能帶來巨大的社會效益，超過通過工資衡量的私人福利，從而實現知識資本的持續積累。知識和思想與大多數商品和服務截然不同，一個人使用一種思想時并不妨礙另一個人也使用這個想法，一旦知識存在，它可以使許多人受益。加拿大科學院理事會研究指出（CCA，2015） ，STEM人才是推動創新的重要條件。創新型企業更傾向于使用具有STEM技能的人才，掌握STEM技術的工人和研究人員可以通過開發新產品和生產工藝在創新中發揮重要作用，而擁有STEM知識的企業家可以認識到創業的機會，創業公司更愿意在擁有專業STEM技能的地區（集群）投資研發，以更有效地補充其投資（Head etc.， 1999） 。

二、STEM教育促進經濟高質量發展的經驗證據

（一）STEM教育與工業化水平正相關

通過分析美國、英國、德國、芬蘭、澳大利亞、以色列、日本、韓國等國家STEM教育資料以及比較同時期經濟社會發展狀況，研究發現，STEM教育的發源與經濟發展階段直接正相關。一般來說，工業化水平達到一定程度，產業發展主要依靠工程科技能力和創新能力，需要大量科技人力資源時，STEM教育就必然成為社會需要。而且，一國經濟增長越依賴于科技和創新，STEM教育就越重要。

從美國的情況來看，其對STEM教育的認識最敏銳、采取的措施最全面，這與美國自二戰結束后長期居于世界經濟中心、始終引領全球技術進步的發展狀態是有直接關系的。20世紀60年代初，美國就開始逐步開展STEM教育;到了20世紀末期，其首先提出了STEM教育理念，強調科學和技術的集成、整合;進入21世紀，美國著力推動STEM教育從高等教育向基礎教育拓展，并最早將此提升為國家戰略，專門立法推進實施。這一發展軌跡與美國經濟的發展是緊密相關的。

從歐洲一些老牌工業化國家的情況來看，制造業基礎雄厚的國家，科學教育在相當長時間里領先世界。例如，英國作為工業革命的發源地，于19世紀中期就開始“科學運動”，不僅科學技術長期在世界處于領先地位，其科技教育也領先各國。德國建立強大穩固的制造業體系，很重要的原因在于其建立了強大的技術教育體系。進入21世紀以后，歐洲這些強國都感受到缺少STEM人才成為制約國家經濟發展的主要因素。因此，各國政府紛紛出臺加強STEM教育的政策，將STEM教育作為關系未來發展的國家戰略來考慮。

從亞洲等新興工業化國家的情況來看，這些國家在工業化的過程中都高度重視科學、工程、技術等專業教育。STEM相關教育水平高，則有利于形成工業化、現代化所需要的人力資源。日本、韓國的發展經驗己經充分證明了這一點。例如，從1960年到1975年，日本GDP增長了3倍，而同期的教育投資增長了10倍。一些國家沒有認識到STEM教育的重要性，主要原因在于其工業化、現代化水平不高，經濟發展對高技術勞動力的需求不強烈。

（二）STEM教育與經濟增長正相關

從整個國民經濟發展來看，STEM教育促進了GDP的增長。基于美國人口調查局的數據分析表明（Langdon etc.， 2011），與STEM系列領域相關的就業是現代經濟的基本面，日益壯大的STEM勞動者隊伍正是美國經濟活力的核心。過去50年來，美國的GDP增長至少有一半要歸功于科學和工程。在STEM領域中，工程知識與出口的相關度最高，電子計算機知識則與發明和技術工人聯系最為緊密。美國高等教育的增長以及相應的科學、技術、工程和數學專業大學生人數比例的增加，促進了研究的快速發展與企業的成長，從而帶來了良好的經濟發展、不錯的工作崗位和新技術驅動下生機勃勃的新工業。從醫療到機械，這些行業的巨大進步，均源自學習或鉆研STEM領域的人（Sianesi， etc.， 2002 ）。2012年，美國總統辦事機構在給奧巴馬的報告中也指出，整個20世紀，科學、技術和高等教育就是美國經濟的驅動力。

從區域經濟發展來看，STEM促進了城市經濟發展。布魯金斯學會的研究表明，越是積聚了更多STEM人才的大都市，其經濟在創新、就業崗位增長、專利申請、工資水平和出口等方面的指標就越高。在以STEM為基礎的經濟體中，就業增長、就業率、專利、工資和出口等在各種經濟指標上均表現出色。相比較而言，STEM知識比例高的城市，經濟狀況勝過STEM知識比例低的城市，這些城市人均發明數量更高，失業率更低，在經濟衰退期和復蘇初期的工作損失也更少，GDP中出口份額更高，平均家庭收入和平均工資也更高。更高的STEM技能與更高的人均專利（創新的指標）、較低的失業率、較高的收入以及較高的出口占國內生產總值（GDP）的比例（衡量國際競爭力的指標）密切相關。如果強勁的大都市經濟表現吸引或創造出更多的STEM工人，則可以實現良性循環（Rothwell， 2013）。

（三）STEM教育與創新發展正相關

創新活動與經濟增長密切相關，STEM人才尤其是高端STEM人才聚集的地方，是一個國家內部創新相對活躍的地方。Atkinson等人研究發現（Atkinson， etc.， 2010 ），美國人均收入增長的90%來源于創新，而這種創新很大程度上來源于經過STEM教育的勞動者。美國商務部發現，自第二次世界大戰以來，技術創新因素己占美國經濟增長的75 %。?STEM教育與很多高科技產業的關系密切。例如，宇航事業中，除太空站安裝、維護儀器需要用到工程技術知識外，太空航行和太空研究也需要前沿的STEM知識。太空航行和太空研究中的人機互動、遠程駕駛、遙控驅動都需要掌握大量STEM知識。據2013英國創新調查顯示（Hooker， etc.，2014），平均而言，英國創新型企業中12%的員工擁有科學或工程學位，而非創新型企業的這一比例只有4%。一項直接針對STEM員工的研究發現（Zucker， 2006），某一特定區域或集群內某一領域的“明星”科學家和工程師的數量對該領域內公司成立的可能性有很大影響。

STEM對創新影響的最直接證據來自于關于技術移民的研究。有研究表明，移民所帶來的專利占美國專利的24%，是美國人口所占份額的兩倍。與非移民相比，移民的專利優勢完全是由于移民不成比例地擁有科學和工程領域的學位。利用美國專利商標局和人口普查局的匯總數據，以及美國大學畢業生調查的個人數據，發現外國移民對專利申請具有積極溢出效應。移民畢業生在人口中所占比例每上升1個百分點，人均專利增加9%至18%。換言之，除了STEM工人數量的基本增長之外，就發明水平而言，人均專利代表著一種積極的溢出效應或利益。Hunt等人的研究表明（Hunt， etc.， 2010），作為科學家和工程師的移民，或者受過研究生教育的移民，比人均移民增加的專利更多。STEM技能人才流入對國內創新產生了積極的溢出效應，STEM技術移民推動了創新。

三、當前階段我國經濟高質量發展提出的新要求

我國目前所處階段經濟發展的主要任務，除了一般意義上經濟增長之外，還必須著力實現經濟的高質量發展。中共十九大報告指出，“建設現代化經濟體系，必須把發展經濟的著力點放在實體經濟上，把提高供給體系質量作為主攻方向，顯著增強我國經濟質量優勢。”改革開放以來我國農業、制造業、服務業都得到了長足發展，在國際市場上的競爭力也不斷增強，在全球價值鏈當中的地位日益提高。但與高質量發展的要求相比，與其他發達國家相比，我國農業、制造業、服務業的競爭力仍然需要進一步提高。

（一）高質量發展要求提高我國農業的競爭力

我國人均耕地面積只有0.1公頃，僅是世界平均水平的一半。隨著條件變化，我國農業生產各類要素成本逐漸升高，土地流轉費用增加、農資成本上升、人工成本上升等，推動我國農業生產成本迅速攀升。這導致我國土地密集型大宗農產品競爭力低下、生產成本逐年增加、利潤率不斷下降。2004年以后，我國農產品貿易呈逆差態勢，并且這一態勢在未來相當長的一段時間里難以逆轉。近年來我國小麥、大米、玉米的國內價格比關稅配額內進口完稅價格高30%以上。這表明我國農業成本己全面超越其他主要農產品生產國。同時，我國農業生產還付出了較大的生態環境代價。

（二）高質量發展要求提高我國制造業的競爭力

國家工信部部長苗圩曾指出，全球制造業已基本形成四級梯隊發展格局：第一梯隊是以美國為主導的全球科技創新中心;第二梯隊是高端制造領域，包括歐盟、日本;第三梯隊是中低端制造領域，主要是一些新興國家;第四梯隊主要是資源輸出國，包括OPEC（石油輸出國組織）、非洲、拉美等國。在全球制造業的四級梯隊中，中國處于第三梯隊，中國只是制造業大國，成為制造強國尚需時日。

中國工業競爭力的差距具體表現為幾個方面。一是制造業勞動生產率低下。目前中國制造業勞動生產率僅為美國的4.38%、日本的4.37%和德國的5.56%。從產品增加值率看，中國僅為26%，與美國、日本及德國相比，分別低23、?22和11個百分點，甚至低于很多發展中國家的水平。二是關鍵技術、核心技術缺乏，創新能力不強。目前，中國很多出口產品科技含量不高、附加值較低，核心技術、關鍵部件、基礎材料等嚴重受制于人。比如，中國己成為具有重要影響力的世界電子產品制造大國，但每年進口集成電路芯片近2千億美元;中國高速動車組等成套裝備制造水平已位居世界前列，但幾乎所有的主軸軸承基本依賴進口，兩項分別占成本比重高達30%-50%;為大飛機等國家重大專項配套的基礎研究條件、材料、工藝、技術裝備能力不足。三是尚處于國際產業鏈分工中低端，在全球價值鏈中的貢獻與受益不對稱。據亞洲開發銀行調查顯示，在蘋果公司iPhone手機的全球生產鏈中，新增加價值的33.5%歸于日本，16.8%流向了德國，而承擔最多生產任務的中國只獲得了其中的3.6%。此外，我國產業結構還面臨很多問題，如產能過剩、結構效益低、技術進步動力不足以及對環境損害嚴重等問題。各次產業內部結構也存在問題。

在我國制造業與發達國家尚有較大差距的背景下，發達國家又開始抓住這一輪技術革命機遇，推動“再工業化/工業化”（見表1）。這進一步凸顯了我國產業加快轉型升級的意義。與此同時，一些發展中國家也在加快謀劃和布局，謀求新一輪競爭中的有利位置。譬如，越南、泰國、馬來西亞、墨西哥等國依靠資源、勞動力等比較優勢，開始在中低端制造業上發力，試圖以更低的成本承接勞動密集型產業的轉移。如今，在發達國家的貨架上，越來越多的貨物標上“Made in Central America""Made in ASEAN"。

（三）高質量發展要求提高我國服務業競爭力

目前，我國服務業的生產率和競爭力還處于較低水平，突出標志就是服務貿易逆差短期內難以扭轉。首先，我國服務貿易占對外貿易總額的比重低，這個比重低于全球平均水平。其次，我國服務貿易逆差規模不斷擴大。雖然我國服務出口占國際市場的份額逐年提高，但我國在國際上具有競爭力的服務行業和服務業企業較少。第三，服務貿易結構處于較低端的水平。與西方發達國家相比，我國知識、技術密集型服務在服務出口總額中所占比重不到40%，運輸、旅游、建筑服務所占比重接近一半。第四，我國服務出口的總體競爭力不強，一些服務業細分行業的競爭力甚至低于巴西、印度等新興經濟體和發展中國家。

四、STEM人才不足是制約我國高質量發展的重要因素

產業競爭力受到很多因素的影響，其中人才特別是STEM人才，是重要的影響因素。我國基礎教育全過程中，STEM課程的份量始終較高。我國高校毛入學率超過40%，各類高等教育在學總規模達3699萬人，居全球第一。每年約有700萬大學本科及以上學生畢業，其中理工科學生占比較高。工科第一學位授予總量世界第一，工科博士學位授予數量居世界第二位。2000年以來中國獲得科學與工程學士學位的人數增長了3倍多，增速己經超過了美國等主要發達國家和地區。可以說STEM教育的發展，支撐了我國以往經濟的快速發展。但是，與在本世紀中葉建成社會主義現代化強國的目標相比，與發達國家相比，我國目前的STEM教育仍然存在差距，STEM人才的總量、結構和水平均不能滿足高質量發展的需要。

（一）STEM人才總量和結構不能滿足需求

我國STEM人才占人口的比重仍然較低。根據《中國科技統計年鑒2018》和聯合國教科文組織（UNESCO）的數據，雖然我國研發人員總數量居世界前列，明顯高于日本、德國等的水平，但從研發人員占萬人就業人員的比重看，我國則處于較低水平。2017年，我國每萬名就業人員中研發人員全時當量僅為52人年。而同年瑞典該指標則高達174人年，德國和法國該指標則高于140人年，韓國同年該指標也高達170人年。在研發人員全時當量當中，研究人員全時當量所占的比重，2017年世界主要發達國家均超過50%，韓國、瑞典和日本該比例甚至超過70%，英國、法國和德國超過60%。而同年我國該指標則僅為43.1%。

《中國企業創新調查年鑒2018》的數據表明，在制約企業創新的各種因素中，缺乏人才或人才流失是最主要的原因。而且，越是高技術的制造業和服務業行業，這個因素對創新的制約就越突出。這有力地說明STEM人才缺乏嚴重制約著企業創新需求。

我國STEM人才的結構也難以適應產業轉型升級和提升競爭力的要求。據工業和信息化部等三部委聯合發布的《制造業人才發展規劃指南》，到2025年，新一代信息技術產業、高檔數控機床和機器人等制造業十大重點領域人才缺口近2986萬人。教育部有關數據統計表明，自1999年高校擴招以來，我國應屆高校畢業生人數從85萬人增加到2018年的820萬人。雖然高校畢業生人數龐大，但一邊是就業形勢嚴峻，大量畢業生找不到合適的工作崗位;另一邊卻是企業人才缺口巨大，許多崗位招不到合適的人。矛盾的焦點在于畢業生專業結構和技能結構與產業發展的需求存在錯位。中華全國總工會有關數據顯示，在產業工人隊伍中，日本高級技工占比40%，德國則達50%，而中國這一比例僅為5%，全國高級技工缺口近1000萬人。主要表現為“四多、四少”：初級工多，高級工少;傳統型技工多，現代型技工少;單一型技工多、復合型技工少;短訓速成的技工多，系統培養的技工少，“絕活絕技”出現斷檔。

（二）尖端和前沿STEM人才不足

尖端和前沿STEM人才堪稱大國重器，引領著一個國家乃至世界的技術和產業進步方向。長期來看，尖端和前沿STEM人才的數量，對一個國家技術水平、產業競爭力以及在全球價值鏈中相對位置，發揮著舉足輕重甚至是決定性的影響。我國雖然在少數領域有一些尖端和前沿的STEM人才，但總體來說仍然不足。比如，領英的數據表明，2017年全世界大約有22000名擁有博士學位的人工智能從業人員和5400位專家。其中，美國擁有12027人，排名第一;中國僅有619人，僅為美國的二十分之一。再比如，1901年-2014年期間美國獲諾貝爾獎人數高達258人，占總獲獎人數575人的45%;歐洲獲獎人數266人，占46%;日本16人，也占到了3%;中國無一人獲獎。從全球頂尖科學家分布看，美國以52.9%的比例占有絕對優勢，英、德隨后占據近15%的份額，我國僅占4.7%。

（三）全球人才競爭加劇我國壯大STEM人才隊伍的壓力

全球范圍內的產業和技術競爭，加劇了STEM人才的國際競爭，這種背景下，如果我國不能在STEM人才的培養、引進等方面取得相對于發達國家更大的優勢和更大的進展，那么產業競爭力的提高將受到更大制約。

各國特別是發達國家培養STEM人才的新戰略具有兩方面特點。一是強化技術技能人才國內培養戰略（見表2至表5）。這些發達國家通過加強人力資源投資，改革和創新培訓體系來培養未來勞動力市場和經濟轉型升級所需要的技術技能人才。從這些公布的技術技能人才培養計劃來看，將STEM教育嵌入職業教育是發達國家的一個非常典型的做法，其將職業教育發展置于更廣泛的公共政策視野之下，與積極的勞動力市場、健康和社會福利、行業發展、科技及青年政策相結合。英國2014年推出的國家學院計劃，就是依托現有國家職業教育系統，作為繼續教育學院和技術學院、中學、高校與雇主之間的聯系平臺。美國先進制造伙伴關系指導委員會2012年發布《贏得國內先進制造競爭優勢》報告，將職業教育培訓作為國家制造業創新所研究的主要職能。澳大利亞制造業技能委員會2015年發布《實現可持續發展的制造業》報告，把技能技術人才培養作為制造業可持續發展的基本要素，并根據制造業可持續發展標準開發了若干資格證書和能力單元，發展了相應的制造業可持續發展技能培訓包。

二是注重實施引進技術技能人才的國際競爭戰略。首先，改革移民政策以吸引和方便STEM類型人才入籍。譬如，英國2008年的新移民法要求移民申請者首先需要獲得長期移民簽證，但同時規定只要是英國需要的高技術技能人才就可以獲得長期就業簽證。法國2007年推出人才居留證，旨在接納科技、經濟、體育、文化領域的杰出人才，證件持有人享有和居民相同的工作和福利權利，居留5年以上可申請入籍。德國2000年針對高技能高技術和投資人士推出綠卡工程，僅此一項累計吸引超過百萬高技術高技能移民。其次，增加科研教育投入避免人才流失和利用民間組織促成人才回歸。法國在德維爾潘任總理時，推出一項鼓勵科研、吸引人才計劃，累計投入超過240億歐元。針對海外人才主要生活在美國的現實，德國政府成立了“德國學者協會”，為愿意回國工作的德國學者牽線搭橋。美國《2011創新戰略》加大對國家科學基金會、能源部科學辦公室等的資助投入，R&D投入達到3%，推進生物技術、基礎設施、信息基礎方面的建設。再次，通過招收留學生并放寬畢業留學生工作簽證限制，吸引外國人才。美國國土安全部于2012年出臺政策，用于吸引和保留外國人才，將擁有STEM學科學士、碩士或博士學位的學生簽證持有人的畢業后實習期簽證延長17個月。法國法律規定，碩士及以上學歷留學生畢業后可滯留6個月尋找工作，那些在6個月內找到工作的留學生有權利繼續留法工作。

五、發展STEM教育，促進我國經濟高質量發展

面對百年未有的大變局，為實現本世紀中葉建成社會主義現代化強國的偉大目標，我國必須進一步大力發展STEM教育，壯大STEM人才隊伍，提高STEM人才培養結構與產業發展需求的匹配度，為經濟高質量發展提供強有力的人才支撐。

產業競爭力取決于生產要素狀況，即勞動力、資本品、自然資源和技術水平。這四類要素的生產率高低，都和從事生產活動的人的技能直接或間接相關。發展STEM教育，培養STEM人才，可以從下面四個渠道提高要素質量和要素生產率，從而推動產業競爭力提升。

（一）以STEM教育提升人力資本

人是生產力中最活躍的因素。大量研究表明，人力資本是決定經濟發展績效的最重要因素之一。作為生產要素的組成部分，人口的數量和質量都對經濟增長有重要影響。

從目前情況看，人口數量和勞動力數量的增長明顯趨緩，突出表現就是人口老齡化，這是一個全球性挑戰。未來30年人口總量增長速度放緩和人口撫養比快速提升將嚴重影響全球勞動力增速，甚至將加速勞動力供給峰值的到來。根據聯合國的預測，全球人口增長速度將由之前一段時期的年均1.5%以上迅速降至1%以下;總人口撫養率過去50年來不斷下降的趨勢將會逆轉為不斷上升，由2015年的52.3%上升到2035年的55.7%。勞動年齡人口增長速度將由目前的年均1.0%以上，迅速降至2035年的0.6%左右。

我國人口老齡化的挑戰比全球的情形更加嚴峻。2014年我國15-64歲勞動年齡人口開始下降。根據聯合國最新人口預測，我國總人口將在2030年前后出現峰值，之后將持續下降。未來30年我國15-64歲勞動年齡人口將一直呈現下降態勢，十年之后還將開始呈現加速下降趨勢，下降速度將從目前的年均0.1%加快至0.7%左右，到本世紀中葉15-64歲勞動年齡人口將比目前減少23%左右。如果以15-59歲作為勞動年齡人口標準，這一下降趨勢來得更早，也來得更劇烈。

另外，勞動年齡段人口結構老齡化趨勢也將越加明顯。今后五年勞動年齡人口中50歲以上人群所占比重將提高3.5個百分點。

人口規模減少和人口年齡結構趨于老齡化，將減少農業、制造業和服務業的勞動力供給，特別是青壯年勞動力的供給。這無疑會削弱我國農業、制造業和服務業的競爭力。

在人口數量紅利快速消失的背景下，發展教育特別是STEM教育，將普遍而持續地提升人口素質和技能，特別是將提升青壯年勞動力的素質和技能，形成人口質量紅利，進而抵消人口數量紅利減弱對產業競爭力的不利影響。這是因為在人力資本當中，與經濟增長和發展關系最直接的部分，是擁有較高STEM技能的人才。所以，大力發展STEM教育，提升人口的科學和技術能力，將在人口數量紅利減少甚至消失的情況下，挖掘人口質量紅利，推動勞動生產率提升。特別是，通過扎實而良好的STEM教育，勞動者將具備快速進行技能轉換的能力，將具備組合性綜合性技能，從而更好地適應當代技術進步、產業升級對人的技能提出的新要求。

物質資本品是另一個極其重要的生產要素。經濟發展過程的一個直接表現就是人均物質資本擁有量持續增長，即資本深化。資本深化過程的一個重要特點是，人均擁有的物質資本品并非是同樣復雜程度的物品的量不斷堆積，而是較高技術復雜程度物質資本品的形成和對較低技術復雜度物質資本品的替代。這是因為資本深化既是一個人均量的積累過程，同時也是一個技術含量不斷升級的過程。

改革開放以來我國資本深化過程不斷推進，目前我國人均物質資本擁有量己經遠遠超過改革開放初期的水平。根據佩恩世界表9.1版本的數據，2017年我國人均物質資本擁有量是1952年的129倍，是1978年的37倍。但是，2017年我國的人均物質資本擁有量還只分別相當于韓國、日本、德國和美國的43%、41%、32%和40%。由此可見，我國未來實現高質量發展，不斷追趕發達國家，還需要繼續不斷推動資本深化的過程，不斷積累物質資本品。

這就是說，一方面，隨著我國經濟高質量發展和現代化經濟體系的建設，各行各業物質資本品的總體復雜程度和技術含量會普遍提升，這要求各行各業勞動者的技能特別是STEM技能也需要普遍提升。另一方面，隨著我國各行各業向價值鏈高端邁進，各行各業中處于世界領先水平或者接近世界領先水平的物質資本品的比重，會日益提高。這對勞動者技能特別是STEM技能的要求也更高。

從農業來看，機械化水平會進一步提高，信息化手段也會更廣泛地使用于農副產品生產，農產品檢測、儲存、物流等環節的自動化程度也會提高。這都要求從事農業生產的勞動者掌握多方位的STEM技能。

制造業作為決定國家綜合競爭力的核心產業，在不斷攀升價值鏈的過程中，設備的復雜程度和技術含量更是會大幅度提高。駕馭和操作日益復雜的制造業設備，要求制造業勞動者掌握具有世界領先水平的STEM技能。

服務業作為國民經濟產出占比最大、吸納就業比例最大的產業，資本密集程度和技術密集程度也在持續快速提升。尤其是在信息革命發生以來，服務業業態和技術被深刻重塑。在倉儲、物流、餐飲、住宿、科學研究、文化教育、休閑娛樂等眾多行業中，日益復雜的、技術含量日益提高的物質資本品正在被廣泛投入使用。所以，服務業競爭力的提升也要求其勞動者提高STEM技能。

綜合來看，大力發展STEM教育，提升廣大勞動者的現代科學技術能力，才能適應提升產業競爭力、建設現代化經濟體系和實現高質量發展的內在要求，從而更好地駕馭、使用和維護這些技術復雜度日益升高的物質資本品，生產出更多更好的物質文化產品。

（三）以STEM教育提升單位資源環境消耗的產出

自然資源、能源是重要、稀缺甚至不可再生的生產要素。生態和環境容量也是稀缺的生產要素。正因為這些要素的稀缺性，要積累物質財富，就必須不斷提高這些要素的單位消耗帶來的產出。

圖3-圖5是我國自然資源消耗量的價值、顆粒物排放和二氧化碳排放帶來的損害占國民總收入的百分比，也反映了單位自然資源消耗和生態環境空間消耗帶來的產出。從這三個圖可以看出，改革開放以來，我國單位自然資源消耗和生態環境容量消耗帶來的產出，有了長足的增長。但是目前和最發達的經合組織國家相比，仍然存在不小差距。未來需要進一步大力提高自然資源和生態環境要素的利用效率。

另外，提高自然資源和生態環境要素單位消耗所帶來的產出，也是國際社會對我國的普遍期待。為呼應這種期待，我國積極主動承擔應對氣候變化的義務，發布《強化應對氣候變化行動——中國國家自主貢獻》，確定了2030年的自主行動目標：二氧化碳排放2030年左右達到峰值并爭取盡早達峰;單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%，非化石能源占一次能源消費比重達到20%左右。

提高自然資源和生態環境要素單位消耗所帶來的產出，涉及農業、制造業和服務業等各行各業，甚至涉及居民的日常消費行為。為了提高自然資源和生態環境要素消耗的產出，在資源環境約束日益增強的前提下，不斷擴大生產，積累物質財富，提升人民生活水平，既需要通過STEM教育提升人口作為消費者的科學和技術素養，形成節約型消費模式;更需要通過大力發展STEM教育，提升人口作為勞動力所具有的科學知識水平和技能水平，直接促使勞動者在生產過程中更有效地使用自然資源和生態環境;還需要通過大力發展STEM教育提高勞動者的技能與資源節約型和環境友好型物質資本品的匹配程度;也需要通過STEM教育的發展有力而直接地促進資源節約和環境友好型技術的研發和擴散。

（四）以STEM教育推動知識資本持續積累

技術進步是人均收入持續增長的最根本源泉，是生產函數中最重要的因子。發達國家的技術進步主要依靠自身研發。后發國家在推動技術進步方面有后發優勢，可以憑借技術引進和模仿，在一定時期內實現比發達國家更快的技術進步。但是隨著發展水平的提升，后發國家最終也必須更多依靠自主創新。

改革開放之初，我國處在低收入國家行列，經過持續追趕，1990年成為下中等收入國家，2010年成為上中等收入國家。但是，我國創新能力不強，科技發展水平總體不高，科技對經濟社會發展的支撐能力不足，科技對經濟增長的貢獻率遠低于發達國家水平。據學者測算，目前我國經濟增長中科技創新的貢獻率大約為40%，而美、日、德等創新型國家科技創新對經濟增長的貢獻率超過70%。

我國在以往的經濟追趕過程中，對發達國家的技術模仿和一定程度的自主創新發揮了重要作用。隨著我國與發達國家技術差距的不斷縮小，技術上的后發優勢相應縮小，我國可以從發達國家模仿的技術逐步減少。

從農業領域看，我國的生物技術、育種技術、病蟲害防治技術等均需要追趕發達國家。從制造業領域看，我國尖端設備、工作母機和芯片等核心零部件的技術和發達國家存在較大差距，甚至包括軸承、液壓件之類的基礎零部件的水平和發達國家也存在很大差距。從服務業領域看，我國的軟件、商業模式等和發達國家也存在明顯差距。

同時，世界范圍內的新技術革命方興未艾，我國也必須抓住機遇，加快自主創新，才能避免再一次和技術革命失之交臂，錯失技術追趕機遇。

黨中央高度重視創新，十八屆五中全會提出：“堅持創新發展，必須把創新擺在國家發展全局的核心位置，不斷推進理論創新、制度創新、科技創新、文化創新等各方面創新，讓創新貫穿黨和國家一切工作，讓創新在全社會蔚然成風。”在四大創新領域中，科技創新處于非常特殊的地位，既是其他領域創新的結果，也是其他領域創新的前提。適應和引領我國經濟發展，關鍵是要依靠科技創新轉換發展動力。

由此可見落實創新發展理念和建設創新型國家的急迫性和重要性。而要實現創新發展目標，就必須高度重視科技人才。如果沒有創新型人才特別是科技創新型人才，科技創新就是無源之水，創新發展就會淪于空談。因此，大力發展STEM教育，形成強大的人才隊伍，為我國科技和產業升級提供源源不斷的動力，至關重要。

總之，大力發展STEM教育，將壯大我國建設創新型國家的人才基礎。通過STEM教育可以普遍提升人口的科學和技術素養，提升其融會貫通的能力，適應當代創新的要求。將推動專職研發的科學家、工程師隊伍的成長，也會推動普通勞動者的職務發明創造，有力推動科學和技術知識以及加工制造知識的積累。雖然這些積累有一部分在一定時期內會被最初發明的個人或機構所獨占，但終歸會成為公共知識，從而外溢到全社會，推動形成創新型國家。

大力發展STEM教育，將提高人們對現代化經濟體系的適應能力。當代技術進步、產業升級對人的技能提出了兩方面新的要求。一是對勞動者技能轉換能力的要求越來越高。世界銀行發布的《2019年世界發展報告》指出機器人將大量替換成千上萬從事重復性工作的低技能崗位，那些從事“可被編碼的”重復性工作的工人最容易被取代。在這種背景下，人們必須具備多樣化的能力，才能相對容易地獲得新的就業機會。二是多維的組合性綜合性技能越來越重要，科學知識、制造知識甚至高級消費品的使用知識缺一不可，跨領域交叉而且知識迭代和進步速度很快。這就要求人們具有多門類的科學、技術和工藝知識，而且要具備自我學習的能力。

大力發展STEM教育，也是中國在國際創新型人才競爭中贏得主動的需要。由于中美經貿摩擦和美國的一些戰略考慮，美國在大幅縮減我國STEM學科的學生到美國留學和工作的機會。這就要求我國必須更多依靠自己的力量培養STEM人才。此外，我國在條件許可的情況下，可拓寬國際優秀STEM人才來華留學、從事研發活動和就業的渠道，聚天下英才而用之。

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（*本課題為中國教育科學院委托研究項目（課題編號：2018STEM001）;執筆人：歐陽俊、陳昊。責任編輯：崔克亮）

STEM EDUCATION AND HIGH-QUALITY ECONOMIC

DEVELOPMENT IN CHINA

Research Group of Employment Promotion Professional

Committee of China Labor Economics Association

Abstract： STEM education plays an important role in promoting economic development. First， provide high-quality labor supply by cultivating STEM talents， so as to promote quality reform; Second， improve labor productivity through human capital accumulation， so as to promote efficiency reform; Third， promote technological innovation through the continuous accumulation of knowledge capital， so as to achieve power transformation. Experience and evidence show that STEM education in developed countries is positively correlated with their industrialization level. STEM promotes national economic growth and regional economic development， and STEM education is closely related to innovation activities.

China has made great achievements in STEM education， which has promoted its industrial competitiveness to a higher level. However， compared with the new and higher requirements of further enhancing the competitiveness of agriculture， manufacturing and service sector and achieving high-quality economic development， there is still a gap of STEM talent in China compared with developed countries. The main problems are the insufficient amount of STEM talents， the mismatch between the STEM talent structure and the needs of industrial development， and the severe shortage of sophisticated and cutting-edge STEM talents. This requires China to further strengthen STEM talent cultivation in the future.

Keywords： STEM Education; Innovative Country; High-Quality Development