摘要:"本章基于對STEM人才素養(yǎng)內(nèi)涵、發(fā)展的分析,指出計量經(jīng)濟學作為一門綜合數(shù)學、統(tǒng)計學與經(jīng)濟理論,在培養(yǎng)學生STEM素養(yǎng)方面具有重要作用。將計量經(jīng)濟學課程作為研究對象,從計量經(jīng)濟學建模全過程視角探索將計量經(jīng)濟學教學與學生STEM素養(yǎng)培養(yǎng)有效結(jié)合的一體化路徑。
關(guān)鍵詞:"STEM;計量經(jīng)濟學;人才培養(yǎng)
中圖分類號:"F24"文獻標識碼:"Adoi:10.19311/j.cnki.16723198.2024.22.046
1引言
STEM(Science,Technology,Engineering,Mathematics)一詞源于美國科學、工程和公共政策委員會(US"Committee"on"Science,Engineering"and"Public"Policy)2007年發(fā)布的政策報告,被稱為美國STEM人才培養(yǎng)戰(zhàn)略。近年來,STEM教育備受關(guān)注,Breiner"et"al.(2012)提出STEM代表用于解決現(xiàn)實世界問題的各個學科的有目的的整合,Shanahan"et"al.(2016)也指出,STEM教育融合現(xiàn)象不斷涌現(xiàn),即學科整合產(chǎn)生的綜合效益大于其各部分的總和。
國內(nèi)當前研究主要集中在STEM教育的重要性(楊彥軍等,2021)、提升STEM素養(yǎng)的路徑(馮羽,2015)、基礎教育課程學生STEM素養(yǎng)培養(yǎng)(吳曉紅等,2017;沈新榮,2018;王雪等,2020;孟易南等,2021)等方面,但關(guān)于本科生教育中如何實施STEM教育理念和方法的研究相對有限。計量經(jīng)濟學作為一門綜合數(shù)學、統(tǒng)計學與經(jīng)濟理論,用以分析、解釋和預測經(jīng)濟現(xiàn)象的學科,在培養(yǎng)學生STEM素養(yǎng)方面具有重要作用。本研究將計量經(jīng)濟學課程作為研究對象,探索如何將計量經(jīng)濟學教學與學生STEM素養(yǎng)培養(yǎng)有效結(jié)合的一體化路徑。
1.1STEM人才素養(yǎng)內(nèi)涵
STEM人才是具有科學(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、數(shù)學(Mathematics)四大科技理工素養(yǎng)的專門人才??茖W素養(yǎng)在于能夠運用科學知識客觀認識世界、解釋自然規(guī)律;技術(shù)和工程素養(yǎng)則是在尊重自然規(guī)律的基礎上,理解和運用技術(shù)工程設計與開發(fā)成果,評價、管理和解決社會發(fā)展過程中遇到的難題,實現(xiàn)與自然界的和諧共處;數(shù)學素養(yǎng)則是能夠靈活使用數(shù)學方法,發(fā)現(xiàn)、分析和解決多種情境下的社會經(jīng)濟問題。
1.2STEM人才素養(yǎng)教育的發(fā)展
教育因其培養(yǎng)創(chuàng)新思維和問題解決能力而備受全球重視,訓練有素的科學與工程隊伍是一個國家競爭力的核心。在知識經(jīng)濟時代,美國將教育焦點之一確定為培養(yǎng)STEM素養(yǎng)人才,且高度重視大學階段之前的STEM教育基礎,協(xié)調(diào)全國資源確保培育學生的STEM知識和技能。我國同樣高度重視STEM教育,在2016年教育部出臺的《教育信息化“十三五”規(guī)劃”》中,明確指出要有效利用信息技術(shù)推進“眾創(chuàng)空間”建設,探索STEM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式。2023年,我國政府在上海設立聯(lián)合國教科文組織的STEM教育機構(gòu),更明確展示出對科技創(chuàng)新的重視,這不僅是我國在STEM教育領(lǐng)域邁出的重要一步,更標志著中國在國際舞臺上的崛起和影響力的提升,也為全球教育公平和包容作出重要貢獻。
1.3STEM人才素養(yǎng)與計量經(jīng)濟學
計量經(jīng)濟學致力于分析經(jīng)濟特性、構(gòu)建經(jīng)濟數(shù)學模型并探究經(jīng)濟關(guān)系的變化,通過將經(jīng)濟理論、統(tǒng)計學、數(shù)學相結(jié)合,能夠更加精確地理解現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展變化規(guī)律,為分析和解決宏觀、微觀社會經(jīng)濟問題提供科學思路。基于對STEM素養(yǎng)的基本認知,在大學經(jīng)濟管理類專業(yè)開設的眾多課程中,計量經(jīng)濟學是能夠具備4種素養(yǎng)的核心課程。研究如何在計量經(jīng)濟學教學過程中,將教學內(nèi)容與培養(yǎng)學生STEM素養(yǎng)有機結(jié)合,探索高等院校STEM人才培養(yǎng)途徑具有重要的現(xiàn)實意義。
2計量經(jīng)濟學的科學素養(yǎng)分析
2.1計量經(jīng)濟學內(nèi)涵的科學素養(yǎng)
對計量經(jīng)濟學的理解主要有兩種視角。一種觀點認為計量經(jīng)濟學是一門應用數(shù)學方法來對經(jīng)濟現(xiàn)象進行定量分析的學科,它與其他經(jīng)濟學分支的區(qū)別主要在于其研究方法的獨特性。根據(jù)這一視角,任何運用定量分析方法的經(jīng)濟研究均可劃歸為計量經(jīng)濟學的研究領(lǐng)域,從而認為計量經(jīng)濟學是經(jīng)濟學方法論的一個重要組成部分。另一種觀點認為,只有當建立在經(jīng)濟理論基礎之上,利用數(shù)學模型、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和統(tǒng)計方法來探究經(jīng)濟現(xiàn)象及其構(gòu)成要素之間的相互作用及其規(guī)律性,進行經(jīng)濟分析、政策模擬或預測時,才構(gòu)成計量經(jīng)濟學研究。沒有經(jīng)濟理論支撐,僅僅對經(jīng)濟活動進行基本的統(tǒng)計分析,如國民收入核算或微觀經(jīng)濟項目的盈虧分析等,不屬于計量經(jīng)濟學的研究范疇。計量經(jīng)濟學通過定量化經(jīng)濟理論、深入研究經(jīng)濟數(shù)學模型和方法,使我們能夠更準確地理解現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律,有效地解決社會經(jīng)濟問題,為宏觀和微觀經(jīng)濟問題提供了科學的解決方案。
2.2計量經(jīng)濟學理論的科學素養(yǎng)
科學就是在前提假設不斷接近自然事實的基礎上進步的。計量經(jīng)濟學是研究帶有隨機影響的社會經(jīng)濟現(xiàn)象的數(shù)量關(guān)系與數(shù)量變化規(guī)律的科學,遇到最簡單的數(shù)量關(guān)系就是線性關(guān)系,數(shù)量規(guī)律是線性模型,核心方法是最小二乘法。德國數(shù)學家卡爾·弗里德里希·高斯(Carl"Friedrich"Gauss)提出的普通最小二乘法(Ordinary"Least"Squares,OLS),在隨機誤差項符合古典假設條件的前提下,其估計參數(shù)具有良好的統(tǒng)計屬性,該方法在滿足線性回歸模型的古典假設時,能夠確保參數(shù)估計的無偏性、最小方差性及一致性。因此,普通最小二乘法在經(jīng)濟學、計量經(jīng)濟學及其他社會科學領(lǐng)域的實證研究中,作為參數(shù)估計的基石,其理論和應用價值均受到廣泛認可。
2.3計量經(jīng)濟學內(nèi)容的科學素養(yǎng)
在教材的一元線性回歸模型及應用、多元線性回歸模型擴展及應用部分,透徹地分析了滿足古典假定條件下的參數(shù)估計、模型檢驗及應用。在教材的異方差性、序列相關(guān)性、多重共線性及隨機和滯后變量問題處理與應用部分,動態(tài)計量經(jīng)濟模型、定性變量模型、面板數(shù)據(jù)模型及應用部分,隨著違背假設的各種情形展開,使得教材內(nèi)容由淺入深越來越接近社會現(xiàn)實,深刻剖析問題,探索社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律,通過計量經(jīng)濟學論文寫作提升學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的綜合能力和素質(zhì)。教材內(nèi)容不僅充分展現(xiàn)了計量經(jīng)濟學理論的科學性,也很好地詮釋了計量經(jīng)濟學的實踐性。
3計量經(jīng)濟學的工程素養(yǎng)分析
Eviews(Econometrics"views)是針對計量經(jīng)濟學專門編寫的軟件,屬于技術(shù)工程設計與開發(fā)過程的成果,軟件本身蘊含著豐富的工程思想和內(nèi)涵,在學習和操作此軟件過程中,能很好地訓練學生的工程素養(yǎng)。
3.1Eviews軟件界面設計的工程素養(yǎng)
Eviews軟件界面設計非常直觀,整個軟件界面的最上方是標題欄,標題欄下方為菜單欄,可以從菜單欄的下拉菜單列表中找到想要進行的操作;菜單欄下方是命令窗口,可通過直接輸入命令的方式實現(xiàn)創(chuàng)建數(shù)據(jù)文件、構(gòu)造回歸方程等操作;命令窗口下方黑色區(qū)域則是工作區(qū),用于顯示操作及結(jié)果等,界面最下方是狀態(tài)欄,狀態(tài)欄右側(cè)顯示的是路徑。軟件屬于下拉菜單式,操作極為方便,從文件創(chuàng)建、變量設定、數(shù)據(jù)錄入到模型選擇和計算邏輯性極強,只要能夠正確識別并認識英文單詞,就能很快掌握。
3.2Eviews軟件模型設計的工程素養(yǎng)
軟件根據(jù)計量經(jīng)濟學教學內(nèi)容進行了針對性設計,特別是在研究違背古典假設的異方差性、序列相關(guān)性、多重共線性等情形時,可以很從容地從里面找出對應的操作。在回歸之后殘差檢驗下拉菜單中很容易找到異方差檢驗,在其中設定了BreushPaganGodfrey,Harvey,Glejser,ARCH,White等檢驗異方差的各種模型,回歸輸出結(jié)果中除了直接給出的一階序列相關(guān)DurbinWatson檢驗外,殘差檢驗也給出了BreushGodfrey檢驗方法。方差膨脹因子(Variance"inflation"factors)"等多元回歸模型的多重共線性檢驗也可以直接測算結(jié)果。
4計量經(jīng)濟學的技術(shù)素養(yǎng)分析
在計量經(jīng)濟學教學中,根據(jù)研究社會經(jīng)濟現(xiàn)象的數(shù)據(jù)資料,建立計量經(jīng)濟學模型,尋找研究對象發(fā)展變化規(guī)律,主要強調(diào)用計量經(jīng)濟學研究、解決社會經(jīng)濟發(fā)展中具體問題應該遵循的步驟,即理論分析、模型設定、數(shù)據(jù)搜集、參數(shù)估計、模型檢驗和模型應用,通過運用計量經(jīng)濟學方法研究社會經(jīng)濟實際問題,能夠很好地提升學生技術(shù)素養(yǎng)。
4.1理論分析與模型設定的技術(shù)素養(yǎng)
在構(gòu)建計量經(jīng)濟學模型之前,對目標經(jīng)濟現(xiàn)象的理論洞察不可或缺。這就需要學生利用已學過的經(jīng)濟理論構(gòu)建研究分析框架,確保研究建立在堅實的理論基礎上,實現(xiàn)理論與實踐的有效融合。以中國居民收入和消費關(guān)系的研究為例,各種消費理論,如絕對收入假說、相對收入假說、生命周期假說等,為研究提供了理論借鑒。確定哪一種理論最適合描述我國的實際情況,需要在構(gòu)建模型前進行細致的分析,以選出更貼合國情的理論,進而深化對消費模式的理解,指導居民消費,促進經(jīng)濟的健康與持續(xù)增長。
在對經(jīng)濟行為進行深度分析的基礎上,需要篩選與研究目的高度契合的變量,借助經(jīng)濟理論以及數(shù)據(jù)所揭示的相互關(guān)系,構(gòu)建數(shù)學表達式來精確描述這些變量之間的作用機制。這一過程是計量經(jīng)濟學研究中至關(guān)重要的環(huán)節(jié),其核心在于應用定量分析方法,探究經(jīng)濟活動中不同要素之間的因果機制。關(guān)鍵步驟是準確界定哪些變量充當“因”(即解釋變量),以及哪些變量承擔“果”(即被解釋變量)的角色。
通過精心設計并選擇適宜的變量及數(shù)學模型,能夠精確描繪出這些變量之間的數(shù)量變化關(guān)系。因此,模型的設計與選擇過程不僅僅是一個技術(shù)性的步驟,更是受經(jīng)濟學原理指導和啟發(fā)的科學探索過程。
4.2數(shù)據(jù)搜集與參數(shù)估計的技術(shù)素養(yǎng)
在分析應用計量經(jīng)濟學模型探究經(jīng)濟問題的過程中,在模型設定之后,要根據(jù)模型參數(shù)估計的需求,進行樣本數(shù)據(jù)的搜集和整理,此環(huán)節(jié)為應用計量經(jīng)濟學模型過程中耗時最長的部分。樣本數(shù)據(jù)的選擇不僅取決于其可獲得性,還需考慮其適用性,因為不同的研究目的對數(shù)據(jù)的要求各異。若研究目標主要集中于經(jīng)濟預測,則對模型參數(shù)估計過程中的最小方差性提出了較高的標準,這意味著預測模型需盡可能減少估計誤差,以確保預測結(jié)果的準確性和可靠性。相反,當研究聚焦于經(jīng)濟結(jié)構(gòu)分析或政策評估時,參數(shù)估計的無偏性尤為重要,無偏性保證了估計參數(shù)的期望值與真實參數(shù)值之間不存在系統(tǒng)性偏差,確保了分析和評估結(jié)果的客觀性和準確性。在面對大量可選擇的樣本數(shù)據(jù)時,科學地挑選出優(yōu)質(zhì)樣本數(shù)據(jù)很重要。只有當樣本數(shù)據(jù)具備高度的完整性、準確性、可比性以及一致性時,模型估計的結(jié)果才具備可靠性。
在收集到所需的樣本數(shù)據(jù)之后,對模型參數(shù)的估計將是下一步的核心任務,這一過程是一個純技術(shù)過程,不僅要對模型進行識別與確定,還要對解釋變量之間相互關(guān)系進行深入分析,最終選擇并運用適宜的估計方法。估計方法包括最小二乘法、極大似然估計、廣義矩估計等,每種方法都有其特定的應用場景和假設條件,學生必須根據(jù)設定模型的具體特征和數(shù)據(jù)的性質(zhì),選擇最適宜的估計方法。
4.3模型檢驗與模型應用的技術(shù)素養(yǎng)
當模型參數(shù)的估計值確定之后,計量經(jīng)濟學模型也就初步建立。但為確保該模型能夠精確捕捉社會經(jīng)濟活動中不同要素之間復雜的相互作用機制,并且能夠反映社會經(jīng)濟現(xiàn)象隨時間發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律性,以及考量模型在處理具體社會經(jīng)濟問題上的有效性和適用范圍,必須對模型進行一系列細致且系統(tǒng)的檢驗。這些檢驗主要包括模型的經(jīng)濟意義檢驗、統(tǒng)計檢驗、計量經(jīng)濟學檢驗以及預測效果檢驗。
經(jīng)過一系列嚴格的檢驗程序,模型若能夠準確地反映所研究社會經(jīng)濟現(xiàn)象的演變規(guī)律,即可證明模型的有效性。當然,模型的有效性不僅體現(xiàn)在對歷史和現(xiàn)實社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)的擬合程度上,更重要的是社會經(jīng)濟發(fā)展未來趨勢的預測能力。這種預測能力使得模型成為連接經(jīng)濟理論與實際經(jīng)濟政策之間的橋梁,幫助政策制定者理解經(jīng)濟運行的內(nèi)在機制,預測社會經(jīng)濟的未來走向,從而在政策制定過程中能夠考慮到經(jīng)濟發(fā)展的長遠需求和潛在風險。
5計量經(jīng)濟學的數(shù)學素養(yǎng)分析
計量經(jīng)濟學融合了經(jīng)濟學、統(tǒng)計學與數(shù)學三門學科的精髓,成為一門專門研究帶有隨機影響的社會經(jīng)濟現(xiàn)象變化規(guī)律的學科,掌握數(shù)學方法和具備數(shù)學素養(yǎng)是基本要求。在計量經(jīng)濟學建模的初期階段需要對解釋變量與被解釋變量之間關(guān)系進行深入分析,其中生成變量間的關(guān)系散點圖是最常用的方法。散點圖不僅能夠直觀地展示變量間的相互作用模式,而且通過變量之間的曲線關(guān)系,為數(shù)學模型的形式設定奠定了基礎。這一過程體現(xiàn)了計量經(jīng)濟學研究中數(shù)學素養(yǎng)的關(guān)鍵作用。此外,在模型的具體數(shù)學形式難以確定時,可以基于實證數(shù)據(jù),采取探索性的方法,即嘗試運用多種不同形態(tài)的數(shù)學模型分別擬合,然后通過對比各模型的擬合效果——如可決系數(shù)(R2)、赤池信息量準則(AIC)等統(tǒng)計指標,科學地選擇出最為適合描述數(shù)據(jù)內(nèi)在規(guī)律的模型形式。
5.1回歸模型應用的數(shù)學素養(yǎng)
回歸模型包括線性模型與非線性模型,在判斷采用哪種模型進行經(jīng)濟學分析時,需要對所研究經(jīng)濟問題的理論有深入閱讀、正確理解,把握理論應用的前提和假設條件,對研究經(jīng)濟問題的現(xiàn)實情況有深刻認知并掌握翔實的數(shù)據(jù)資料,作出理性、客觀和科學判斷,依據(jù)理論分析、實踐經(jīng)驗和數(shù)據(jù)規(guī)律,選擇適當?shù)哪P瓦M行研究。這個對模型進行判斷和選擇的過程可以很好地提升學生的數(shù)學素養(yǎng)。
5.2定性變量模型的數(shù)學素養(yǎng)
定性變量模型分析,特別是被解釋變量的選擇模型,需要用到極大似然估計方法,這與最小二乘法的研究思路有著本質(zhì)區(qū)別,一個是從總體中抽取樣本來分析研究對象的規(guī)律,一個是判斷樣本來自哪個總體。這就要求學生能夠很好地區(qū)分兩種方法使用的條件和范圍。在使用選擇模型完成參數(shù)估計后,對參數(shù)的經(jīng)濟解釋也與一般回歸模型有著很大的區(qū)別,而這種基本邏輯判斷需要較好的數(shù)學素養(yǎng)。
5.3面板數(shù)據(jù)模型的數(shù)學素養(yǎng)
當截面數(shù)據(jù)被沿著時間維度去觀察時或者時間序列數(shù)據(jù)在不同的時點上向多個不同單位收集相同變量信息時,得到的就是面板數(shù)據(jù)。面板數(shù)據(jù)是由時間序列數(shù)據(jù)和截面數(shù)據(jù)組合而成,面板數(shù)據(jù)模型就是基于面板數(shù)據(jù)進行的計量經(jīng)濟學分析模型。在社會科學中面板數(shù)據(jù)模型常被用來對個體變化及社會變遷理論進行檢驗,與現(xiàn)實情況更加貼近,具有廣泛的應用性和實用價值,對面板數(shù)據(jù)模型的研究與應用,能夠有效提升學生的數(shù)學素養(yǎng)。
6結(jié)論及對策建議
從計量經(jīng)濟學全過程教學內(nèi)容分析發(fā)現(xiàn),無論從內(nèi)涵還是外延、從教學內(nèi)容還是教學方法、從經(jīng)濟學思維還是數(shù)學模型,計量經(jīng)濟學都能夠全方位地融合STEM素養(yǎng),是高等院校學生必備的核心知識。為了有效提高學生學習計量經(jīng)濟學的效果,提升大學生STEM素養(yǎng),在計量經(jīng)濟學教學中全面貫穿人才素養(yǎng)培養(yǎng)理念,需要從以下幾方面強化計量經(jīng)濟學教學。
6.1提高教師自身的STEM素養(yǎng)
計量經(jīng)濟學教師的STEM素養(yǎng)水平影響并決定著學生所達到的高度。因此,需要建立教師隊伍的繼續(xù)教育長效機制,選派年輕教師到國內(nèi)外高校進修學習,掌握計量經(jīng)濟學國際前沿理論、先進教學理念和教學方法,提升教師團隊整體STEM素養(yǎng),為提高學生STEM素養(yǎng)水平奠定建設基礎。
6.2吸收學生加入教師科研團隊
利用團隊教師承擔國家級、省級科研項目、擔任社會服務團體專家的機會,吸收優(yōu)秀學生加入教師科研團隊,在跟隨教師科研過程中,學習如何發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題,在教師言傳身教和潛移默化中,使學生理解和體會STEM素養(yǎng)的內(nèi)涵,從教師身上汲取學習的動力,以及STEM素養(yǎng)水平如何在科研中應用與創(chuàng)新的能力。
6.3增加計量經(jīng)濟學的實踐課時
由于整體教學計劃調(diào)整,計量經(jīng)濟學課時普遍偏少,雖然增加了計量經(jīng)濟學實驗課程,但實踐才是檢驗真理的唯一標準,如果能夠增加學生實踐課程,讓學生在實踐過程中深入體會計量經(jīng)濟學研究問題的基本思路、方法和手段,親身感受實踐的真諦,對于計量經(jīng)濟學人才培養(yǎng)目標的達成大有裨益。建議增加學生實踐教學課時,通過學生自己動手、身臨其境、團隊共同研究,更好地鍛煉和提升學生的STEM素養(yǎng)。
6.4創(chuàng)新計量經(jīng)濟學考試模式
任何一門課程,考試永遠是學生學習的最后環(huán)節(jié)。如何把提升STEM素養(yǎng)作為學生業(yè)務能力和水平的重要考核內(nèi)容,需要認真研究和創(chuàng)新計量經(jīng)濟學課程考試模式,體現(xiàn)計量經(jīng)濟學教學中蘊含的科學素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學素養(yǎng)。通過考試模式創(chuàng)新充分展現(xiàn)計量經(jīng)濟學課程在培養(yǎng)學生STEM素養(yǎng)方面的理論價值和現(xiàn)實意義,達成強化計量經(jīng)濟學課程教學,提升大學生STEM素養(yǎng)的目標。
參考文獻
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