教育与增长

2019-08-07 01:05林楚翔江哲楷陈睿嘉黄玮佳李子谦
数学学习与研究 2019年12期
关键词:多元回归最小二乘法

林楚翔 江哲楷 陈睿嘉 黄玮佳 李子谦

【摘要】随着中国人口红利的丧失,经济增长越来越多地诉求于教育方面的投入.本文以最初收入水平、人口总数、教育情况、技术水平、国内总储蓄、就业率为自变量,在Gapminder和世界银行的数据库中1992年至2010年各项影响我国经济增长的数据基础上,建立经济增长的计量经济模型,通过数据标准化、最小二乘法和岭估计建立多元回归方程模型,经过拟合优度检验和显著性检验,并代入现实数据(2011~2016年数据)检验,预测未来20年各项因素,尤其是教育水平,如何对中国经济增长产生影响.最后根据结果,为政府建言.

【关键词】标准化处理;最小二乘法;多元回归;岭估计;AR预测模型;迭代算法

经过几十年的人均国内生产总值年均增长近9%之后,中国经济增长的决定因素正在经历着显著变化.历史上,中国经济的增长受到两股主要力量的驱动:“人口红利”和劳动力生产效率的提高.然而,近年来,中国劳动力构成的变化和劳动力再分配的减速威胁着经济,使增长放缓.因此,中国如果希望其经济继续相对高速地增长,则需要将焦点放在改善教育上,以应对劳动力规模和劳动生产率的下降.

对以上问题,本文以最初的收入水平、人口规模、教育水平等因素为自变量,建立经济增长的计量经济模型,预测未来20年教育水平如何对中国经济增长产生影响,以及中国未来的经济增长率或收入水平,并判断未来二十年人均经济增长年均约为7%是否可行.最后,根据以上模型,为政府提出政策建议.

一、计量经济模型的建立

(一)数据的收集与分析

根据问题和查阅相关材料得到的信息,可以确定以下六个因素与经济增长(y,以国内生产总值(现价美元)表示)相关:最初收入水平(x1,前一年GDP数据)、人口总数(x2)、国内总储蓄(x3,现价美元)、教育(x4调整后的储蓄:教育支出(现价美元))、技术(x5,高科技产品出口总额(现价美元))、就业率(x6,15岁以上,%).

在世界银行等网站可得到以上因素1992年~2010年的数据,通过MATLAB编写程序绘图,得到以上因素与经济增长的直观关系.

(二)模型的建立与优化

根据散点图可看出,最初收入水平、国内总储蓄、教育支出分别与经济增长水平大致呈线性相关,技术与经济增长水平大致呈一次函数关系,高科技产品出口总额、15岁以上就业率与经济增长水平大致呈三次函数关系.

通过MATLAB程序对数据进行标准化处理.根据以上关系,由最小的乘法可建立如下计量经济模型:

(三)模型的检验——拟合优度检验、变量显著性检验及现实数据检验

1.拟合优度检验

使用MATLAB检验得r2=0.9396,接近1;s2=0.0657,接近0,拟合优度较高.

2.变量显著性检验

当显著性水平α=5%时,通过T检验得到的H=0,表明原假设在5%的置信度下不被拒绝,而小概率p=0.0000000064373远大于0.05,均可证明模型具有显著性.

3.现实数据检验

代入2011~2016年以上因素数据,利用MATLAB进行相关系数检验,得到结果如下:

1.000000000000000 0.955935828497544

0.955935828497544 1.000000000000000

0.9559极为接近1,而1表示最大正相关,因此,该模型极为贴合实际.

二、对未来经济增长的预测

为了对建立的模型进行预测,先分别预测出x2,x3,x4,x5,x6这些指标未来20年的数据,然后代入所建立的计量模型中,逐年预测未来20年的GDP.

在Gapminder数据库和世界银行数据库中找到以上主要经济指标2011年至2016年的数据观测值,进行以下分析.

首先利用时间序列中的AR预测模型和最小二乘法,拟合得出人口总数随时间变化的曲线,可看出2017年后人口年增长率逐年减小,对GDP的影响亦逐年减小.这一结论也符合中国实际情况:在人口增长率逐年减小的情况下,劳动力增长率将在未来随之逐渐减小,而汪森军、张国强在2000年的研究结果表明,劳动力增长对经济增长的影响不明显.

通过拟合图像可看出,国内总储蓄与时间大致呈对数函数关系.利用最小二乘法可求出方程为:

x3=1218685299947.329ln(t-2009)+3057686560282.598.(3)

该对数方程逐渐趋于平稳,可认为国内总儲蓄在未来20年变化率逐渐放缓,对GDP的影响不大.

2017年的就业率观测值为67.1%,且经计算,就业率大约每五年下降1%.但实际就业率不可能一直呈线性关系下降,为保证准确性,可预测未来20年就业率约为65%(在2017年的基础上下降2%),几乎不变,则就业率在未来20年对GDP几乎不产生影响.

利用MATLAB做出教育支出和高科技产品出口总额关于时间变化的图像,它们均随时间整体保持上升,因此,在未来20年将对GDP的增长起到极大积极影响.而根据林荣芹、黄德峰1994年发表的《高等教育与高科技发展的渊源关系》一文,高科技的发展与教育息息相关,高科技产品出口总额的增长极大程度依赖教育的增长,而由图像同样可看出两者随时间增长的图像几乎重合.

以上分析证实了中国如果希望其经济继续保持相对快速增长,则需要将焦点放在改善教育上,以应对劳动规模和劳动生产率下降的情况.

通过最小二乘法,可建立教育支出随时间变化的一次函数方程:

x4=424040837t2-1692198846508t+1688253069841620.(4)

若教育支出在未来20年继续按照此趋势增长,则平均每年增长约为4.84%.若其他因素按照前文建立的计量经济模型继续增长,可计算出未来20年GDP的年均增长率约为6.53%.

若教育支出在未来20年按每年1%增长,其他因素保持不变,则未来20年GDP的年均增长率为0.28%.

若想要达到未来20年平均经济增长年均约为7%,则未来20年教育支出的年均增长率应约为10%.

三、结 论

通过以上模型得出,在未来20年,若其他因素不变且教育支出每年增长1%时,GDP随之每年增长0.28%.在教育支出按照与时间的一次函数关系变化的情况下(平均每年约增长4.84%),未来的GDP年增长率将为6.53%.若要未来20年平均经济增长年均约为7%,则未来20年教育支出年均增长需约为10%,2015年全国教育经费总投入上年增长10.13%,因此,此增长速度可行,即未来20年平均经济增长年均约为7%可能达到.

四、给政府的建言

21世纪,是一个知识经济时代,因此,教育在经济增长中起重要作用.

1.政府需要将教育作为优先的发展点,教育增长需要高于GDP的增长.

从我们预测的经济模型可知,未来20年的人口增长率将较低,人口红利趋于消失,中国经济要过一个“减速关”.过去,我们引以为豪的优势是人口优势,是廉价的 熟练劳动.在劳动力总数不大幅上升的情况下,我们需利用教育的发展积累另外一个属于中国的新资本红利,即相对低价的、受过高等教育的熟练劳动力.我国有一大批这样价值被低估的科学家和工程师资源.以此来提升劳动者的生产效率,从而提高劳动生产率,为GDP上涨做贡献.

2.政府应该引进技术,让教育促进其消化与新技术的发明.同时给从事科研开发的企业、高新技术产业、高校基础研究补贴,并且为高校教师、高科技人才发放更多津贴,从而留住人才.

教育对经济的影响是毋庸置疑的:教育提高知识水平、改善资源配置,促使技術进步,优化产业结构,从而为经济发展提供人才储备.

3.政府需要重视终生学习中的在职教育,提高劳动年龄人口受教育年限,使劳动者跟上新兴产业的变化.

市场从资本竞争向人才技术竞争转变,产业的升级与替代的速度越来越快,大量的劳动者面临转业的可能.只有国民平均受教育水平提升,他们才能适应新行业的需要,就业率才有稳定或上升的可能,社会的经济才能保持稳速发展.

4.政府需要引进教育服务,将教育产业对外开放;同时鼓励国内学生出国留学,并引进外来人才,让先进劳动者引领新兴产业往前走.

随着全球化的进程,中国需在教育产业上打开国门,通过国际的教育投入来增加我国的教育投入.同时,应激励人才将国内外先进实践的知识融会贯通,提高我国学生的教育素养,带动产业的进步.

【参考文献】

[1]袁玲,张建国.论我国教育与经济增长的关系[J].中国电力教育,2014(35):12-14,17.

[2]杨宇,邓翔.改革开放以来中国经济增长要素贡献率的变化[J].财经问题研究,2012(8):23-26.

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