数值模拟仿真在计量经济学教学中的运用及思政内涵探索

许秀

摘 要：数值模拟仿真由计算机根据设定好的数据生成过程来产生的数据，用以模拟现实世界中的经济学和金融学实证数据。本文探讨了在课堂教学中采用数值模拟仿真技术的诸多优势，总结了其中所蕴涵的思政内容，并介绍了多个实际案例以供参考，以期推动计量经济学在新时代和新背景下的课程建设和教学改革。

关键词：计量经济学；数值模拟仿真；课堂思政；本科教学

中图分类号：G4     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.17.070

0 引言

根据习近平新时代中国特色社会主义思想的立场、观点和方法，刘伟（2021）提出，我们要推进中国经济学学科建设和教学改革，抓好教材建设，构建经济学教学课程体系，系统性地提供经济学分析、技术性和工具性课程以及数学、统计、计量、人工智能和数据处理等课程。计量经济学课程已经成为现代经济学和管理学教育必不可少的一部分，是中国高校经济管理类本科生和研究生必修的核心理论课程（洪永淼，2007）。21世纪以来，我国的经济学研究和教育逐步从以定性分析为主的模式，向以定量分析与定性分析相结合的研究范式进行转变。尤其是近年来，随着大数据和人工智能等学科的兴起，经济管理专业亟须培养符合时代潮流和社会需求的复合型人才。这要求学生既能够对现实世界中的经济金融问题进行定性分析，又能够基于实际观测到的经济金融数据，科学规范地进行定量分析。因此，在新时代、新背景下，如何在经济管理类本科和研究生的课程体系中，推进计量经济学的课程建设和教学改革就显得十分重要。

本文在充分论述数值模拟仿真技术手段特点的基础上，探讨如何在计量经济学课程的日常教学中，充分利用各类统计软件，将数值模拟仿真技术有机融入课堂教学的过程中。这项举措可以让教师更加便捷有效地规划教学过程，让学生能够更加直观地理解教学内容，并且有效增加教师和学生之间的课堂互动，从而提升本课程的教学效果，达到既定的教学目的。与此同时，本文还将从马克思主义认识论的角度，阐述运用数值模拟仿真进行计量经济学的课堂教学中所相关的思政内涵。在计量经济学的教学中大量采用数值模拟仿真技术，是开启经济学教育手段多元化的有益尝试，其最终目的是为了推动计量经济学在新时代和新背景下的课程建设和教学改革。

1 数值模拟仿真及其特点

数值模拟仿真由计算机根据设定好的数据生成过程来产生的数据，用以模拟现实世界中的经济学和金融学实证数据。相较于运用传统的实证数据进行演示，在课堂教学中采用数值模拟仿真技术具有以下三大优势。

首先，数值模拟仿真方法对各类计量模型的适用性极强。对特定的计量经济学模型进行估计和检验，需要使用符合该模型的数据。换句话说，我们需要保证对该组数据而言，计量经济学模型是正确设定的。在传统的教学过程中，运用实际观察到的实证数据进行建模分析演示时，由于其数据生成过程是未知的，因此很有可能存在模式设定错误的风险，即数据并不一定恰好符合教学内容中的计量模型。相比而言，模拟数据的生成过程是已知的、事先设定的。这是由于所有的模拟数据都是通过事先给定的数据生成过程由统计软件自动生成计算产生，因此模拟数据天然服从数据生产过程所对应的计量模型。因此我们可以明确地判断某个特定的计量模型对该组模拟数据而言是否是正确设定的。基于此，我们可以运用数据模拟仿真得到一组十分符合计量模型的数据，从而很好地考察相关计量经济学方法的统计学表现。

其次，数值模拟仿真方法对数据特点设置的可控性极强。由于数据的生产过程是事先设定的，我们可以通过改变数据生成的具体方式，来模拟多种情形下具有不同特点的数据。比如，存在结构断点的时间序列数据、存在异常值的横截面数据、长面板和短面板数据等。在课堂教学的过程中，我们可以在统计软件中随时对数据特征的存在和强弱进行重新设置，比如结构断点的位置、异常值的个数、面板数据中个体数量和时间长度的大小等。这有利于在课堂上让学生立刻观察到相关估计和检验统计量在不同的情形下的表现，从而引发学生的比较性思考。这样的教学效果是运用具体实证数据进行课堂演示所达不到的。数值模拟仿真这种即时可变的特点，能够直观地反映计量方法的优劣，有助于激发学生的学习兴趣，促进学生积极参与课堂互动，引发他们深入理解课堂教学内容。

最后，数值模拟仿真方法对各教学案例的可复制性极强、成本极低。在数据模拟仿真中，同样的数据生成过程即可复制出具有相同特点的模拟数据。甚至在设定好随机数生成器的种子（seed）之后，我们可以完全重现同样的模拟数据。在社会科学领域的教学中，在统计软件大量普及的今天，这种数据的重现几乎是无经济成本的，也没有太多时间成本。因此，通过在课程平台分享软件代码，学生可以在课后方便快捷地获得与课堂展示相同或类似的数据。这种可复制性的特点，有利于学生在课后巩固复习所学内容，以至在此基础上，思考新的科研课题。同时，这也有利于计量经济学课程案例在全校甚至全国高校范围内的交流借鉴，在更广的范围内推动计量经济学的课程改革。

2 数值模拟仿真的思政内涵

在计量经济学课程的教学过程中充分运用数值模拟仿真技术，具有非常深刻的思政内涵。从马克思主义认识论的角度来看，无论是对于本科生还是研究生，传统的课堂教学所讲授的主要是教材上高度概括浓缩的知识点，包括计量经济学模型的识别、估计、检验及其应用方法。这些已经写成文字的知识点，是由无数统计学家和计量经济学家经过去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的艰难过程而得到的，也是他们在实践中通过累积感性认识，借由认识过程的第一次飞跃，所达成的理性认识。在这个从感性认识到理性认识的过程中，学生并没有切身参与进来。取而代之的是他们直接学习吸收了前人对计量经济学相关理论的理性认识。因此，由于在第一次认识飞跃过程中的缺失，学生首次在課堂上接触学习计量经济学理论方法的时候，他们对教学内容的认识往往是十分粗浅的。

在马克思主义认识论中，认识过程的第二次飞跃，则是从理性认识再回到实践的过程。具体来说，在第二次飞跃中，我们需要把在第一次飞跃中形成的理性认识带回到实践中去，用于指导实践并接受实践的检验。在传统的教学过程中，由于实证数据、统计软件和教学理念等各方面的限制，学生并没有太多机会在课程学习中运用所学知识来分析数据。因此，他们无法真正参与到认识过程的第二次飞跃中去。这导致了他们对计量经济学相关知识的学习停留在了比较浅显的阶段。通过在教学中使用数值模拟仿真技术，学生可以获得大量的、接近完美的模拟数据用于探索计量经济学模型的估计和检验方法，在实践中练习如何构建适当的计量经济学模型，并选用有效地估计和检验方法。因此，学生在实践中切实参与了认识过程的第二次飞跃。同时，通过切身体会所得到的经验，也为他们累积了一定的感性认识，从而弥补了他们在认识过程的第一次飞跃中所缺失的部分。

马克思主义认识论亦深刻地指出，人们对某个现实对象的认识过程，不是一蹴而就的，而是两次飞跃多次反复的过程。换句话说，人类的认识是两次飞跃在不断反复中无限发展的过程。毛泽东在《人的正确思想是从哪里来的？》中指出：“一个正确的认识，往往需要经过由物质到精神，由精神到物质，即由实践到认识，由认识到实践这样多次的反复，才能够完成。这就是马克思主义的认识论，就是辩证唯物论的认识论。”毛泽东关于两次飞跃及其反复性、无限性的理论，揭示了认识发展的普遍规律。在计量经济学课程的教学过程中有机融入数值模拟仿真技术，正是让学生不断地重复认识过程的两次飞跃，反复思考计量经济学理论和应用中所蕴涵的智慧以及存在的问题。这种理论与实践相互促进的过程，极大地提升了他们对相关计量经济学理论和方法的理性认识。值得指出的是对计量经济学理论和应用方法的创新，也必然来自于人们充足的感性认识和深刻的理性认识。

3 数值模拟仿真在计量经济学教学中的实践

案例一：模拟异常值对线性回归模型的影响

我们可以通过统计软件模拟出在小样本的情况下，实证数据中少数异常值的存在对计量模型回归结果的影响。如图1所示，当没有异常值存在时（左图），线性回归模型的最小二乘估计结果可以很好地拟合模拟数据；而当数据中存在2个异常值点时（右图），线性回归模型的最小二乘估计（斜率）被显著地改变了。通过数值仿真模拟的方法，我们展示了异常值的存在（即使个数较少），使得我们对线性回归模型的最小二乘估计出现了偏差。此外，我们还可以通过改变异常值点的个数和位置，以及总样本量的个数，向学生展示不同情况下异常值点的存在所造成的后果。

案例二：模拟内生性问题的存在对最小二乘估计的影响

在本科和研究生的计量经济学课程中，内生性问题及工具变量法是重点教学内容之一（洪永淼，2011）。计量模型中内生性问题最直接的表现就是线性回归模型的解释变量和误差项直接存在相关关系，从而导致最小二乘估计量变得有偏且非一致。为何这种内生相关性会导致最小二乘估计量出现巨大的偏差？而工具变量又是如何克服内生性问题从而为线性模型提供一致估计量的？除了从理论上进行严格的推导，从而为学生演示上述问题的数学本质以外，我们还可以通过数值模拟的方式，以图形可视化的方式为学生提供额外的视角。如图2所示，解释变量x和样本量y之间实际的回归线是左图中的实线。而由于回归误差项和解释变量x之间存在正相关关系（如右图所示），即当x较小时，误差项大多为负值，而当x较大时，误差项大多为正值，导致散点图中数据的整体分布并未沿着实际回归线的方向进行。因而，最小二乘法贴合实际数据所拟合出的回归线（虚线）就会显著偏离x和y之间实际的回归关系（实线）。

4 结束语

在计量经济学的教学过程中有机融入数值模拟仿真技术，是高等院校教育教学改革的重要手段，具有适用性强、可控性强、可复制性强、成本低廉等特点和优势。这种大量融入数值模拟仿真技术的教学方式，完全符合马克思主义认识论所阐述的基本原理，可以有效促进课堂师生互动，提高课堂教学质量，提升课堂教学效果。本文亦介绍了实际案例以供参考，以期推动计量经济学在新时代和新背景下的课程建设和教学改革。

参考文献

［1］刘伟.推进中国经济学学科建设和教学改革[J].中国高等教育，2021，（1）：1011.

[2]洪永淼.计量经济学的地位、作用和局限[J].经济研究，2007，42（5）：15.

[3]毛泽东文集（第8卷）[M].北京：人民出版社，1999.

[4]洪永淼.高級计量经济学[M].北京：高等教育出版社，2011.