數值模擬仿真在計量經濟學教學中的運用及思政內涵探索

許秀

摘?要：數值模擬仿真由計算機根據設定好的數據生成過程來產生的數據，用以模擬現實世界中的經濟學和金融學實證數據。本文探討了在課堂教學中采用數值模擬仿真技術的諸多優勢，總結了其中所蘊涵的思政內容，并介紹了多個實際案例以供參考，以期推動計量經濟學在新時代和新背景下的課程建設和教學改革。

關鍵詞：計量經濟學；數值模擬仿真；課堂思政；本科教學

中圖分類號：G4?????文獻標識碼：A??????doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.17.070

0?引言

根據習近平新時代中國特色社會主義思想的立場、觀點和方法，劉偉（2021）提出，我們要推進中國經濟學學科建設和教學改革，抓好教材建設，構建經濟學教學課程體系，系統性地提供經濟學分析、技術性和工具性課程以及數學、統計、計量、人工智能和數據處理等課程。計量經濟學課程已經成為現代經濟學和管理學教育必不可少的一部分，是中國高校經濟管理類本科生和研究生必修的核心理論課程（洪永淼，2007）。21世紀以來，我國的經濟學研究和教育逐步從以定性分析為主的模式，向以定量分析與定性分析相結合的研究范式進行轉變。尤其是近年來，隨著大數據和人工智能等學科的興起，經濟管理專業亟須培養符合時代潮流和社會需求的復合型人才。這要求學生既能夠對現實世界中的經濟金融問題進行定性分析，又能夠基于實際觀測到的經濟金融數據，科學規范地進行定量分析。因此，在新時代、新背景下，如何在經濟管理類本科和研究生的課程體系中，推進計量經濟學的課程建設和教學改革就顯得十分重要。

本文在充分論述數值模擬仿真技術手段特點的基礎上，探討如何在計量經濟學課程的日常教學中，充分利用各類統計軟件，將數值模擬仿真技術有機融入課堂教學的過程中。這項舉措可以讓教師更加便捷有效地規劃教學過程，讓學生能夠更加直觀地理解教學內容，并且有效增加教師和學生之間的課堂互動，從而提升本課程的教學效果，達到既定的教學目的。與此同時，本文還將從馬克思主義認識論的角度，闡述運用數值模擬仿真進行計量經濟學的課堂教學中所相關的思政內涵。在計量經濟學的教學中大量采用數值模擬仿真技術，是開啟經濟學教育手段多元化的有益嘗試，其最終目的是為了推動計量經濟學在新時代和新背景下的課程建設和教學改革。

1?數值模擬仿真及其特點

數值模擬仿真由計算機根據設定好的數據生成過程來產生的數據，用以模擬現實世界中的經濟學和金融學實證數據。相較于運用傳統的實證數據進行演示，在課堂教學中采用數值模擬仿真技術具有以下三大優勢。

首先，數值模擬仿真方法對各類計量模型的適用性極強。對特定的計量經濟學模型進行估計和檢驗，需要使用符合該模型的數據。換句話說，我們需要保證對該組數據而言，計量經濟學模型是正確設定的。在傳統的教學過程中，運用實際觀察到的實證數據進行建模分析演示時，由于其數據生成過程是未知的，因此很有可能存在模式設定錯誤的風險，即數據并不一定恰好符合教學內容中的計量模型。相比而言，模擬數據的生成過程是已知的、事先設定的。這是由于所有的模擬數據都是通過事先給定的數據生成過程由統計軟件自動生成計算產生，因此模擬數據天然服從數據生產過程所對應的計量模型。因此我們可以明確地判斷某個特定的計量模型對該組模擬數據而言是否是正確設定的。基于此，我們可以運用數據模擬仿真得到一組十分符合計量模型的數據，從而很好地考察相關計量經濟學方法的統計學表現。

其次，數值模擬仿真方法對數據特點設置的可控性極強。由于數據的生產過程是事先設定的，我們可以通過改變數據生成的具體方式，來模擬多種情形下具有不同特點的數據。比如，存在結構斷點的時間序列數據、存在異常值的橫截面數據、長面板和短面板數據等。在課堂教學的過程中，我們可以在統計軟件中隨時對數據特征的存在和強弱進行重新設置，比如結構斷點的位置、異常值的個數、面板數據中個體數量和時間長度的大小等。這有利于在課堂上讓學生立刻觀察到相關估計和檢驗統計量在不同的情形下的表現，從而引發學生的比較性思考。這樣的教學效果是運用具體實證數據進行課堂演示所達不到的。數值模擬仿真這種即時可變的特點，能夠直觀地反映計量方法的優劣，有助于激發學生的學習興趣，促進學生積極參與課堂互動，引發他們深入理解課堂教學內容。

最后，數值模擬仿真方法對各教學案例的可復制性極強、成本極低。在數據模擬仿真中，同樣的數據生成過程即可復制出具有相同特點的模擬數據。甚至在設定好隨機數生成器的種子（seed）之后，我們可以完全重現同樣的模擬數據。在社會科學領域的教學中，在統計軟件大量普及的今天，這種數據的重現幾乎是無經濟成本的，也沒有太多時間成本。因此，通過在課程平臺分享軟件代碼，學生可以在課后方便快捷地獲得與課堂展示相同或類似的數據。這種可復制性的特點，有利于學生在課后鞏固復習所學內容，以至在此基礎上，思考新的科研課題。同時，這也有利于計量經濟學課程案例在全校甚至全國高校范圍內的交流借鑒，在更廣的范圍內推動計量經濟學的課程改革。

2?數值模擬仿真的思政內涵

在計量經濟學課程的教學過程中充分運用數值模擬仿真技術，具有非常深刻的思政內涵。從馬克思主義認識論的角度來看，無論是對于本科生還是研究生，傳統的課堂教學所講授的主要是教材上高度概括濃縮的知識點，包括計量經濟學模型的識別、估計、檢驗及其應用方法。這些已經寫成文字的知識點，是由無數統計學家和計量經濟學家經過去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里的艱難過程而得到的，也是他們在實踐中通過累積感性認識，借由認識過程的第一次飛躍，所達成的理性認識。在這個從感性認識到理性認識的過程中，學生并沒有切身參與進來。取而代之的是他們直接學習吸收了前人對計量經濟學相關理論的理性認識。因此，由于在第一次認識飛躍過程中的缺失，學生首次在課堂上接觸學習計量經濟學理論方法的時候，他們對教學內容的認識往往是十分粗淺的。

在馬克思主義認識論中，認識過程的第二次飛躍，則是從理性認識再回到實踐的過程。具體來說，在第二次飛躍中，我們需要把在第一次飛躍中形成的理性認識帶回到實踐中去，用于指導實踐并接受實踐的檢驗。在傳統的教學過程中，由于實證數據、統計軟件和教學理念等各方面的限制，學生并沒有太多機會在課程學習中運用所學知識來分析數據。因此，他們無法真正參與到認識過程的第二次飛躍中去。這導致了他們對計量經濟學相關知識的學習停留在了比較淺顯的階段。通過在教學中使用數值模擬仿真技術，學生可以獲得大量的、接近完美的模擬數據用于探索計量經濟學模型的估計和檢驗方法，在實踐中練習如何構建適當的計量經濟學模型，并選用有效地估計和檢驗方法。因此，學生在實踐中切實參與了認識過程的第二次飛躍。同時，通過切身體會所得到的經驗，也為他們累積了一定的感性認識，從而彌補了他們在認識過程的第一次飛躍中所缺失的部分。

馬克思主義認識論亦深刻地指出，人們對某個現實對象的認識過程，不是一蹴而就的，而是兩次飛躍多次反復的過程。換句話說，人類的認識是兩次飛躍在不斷反復中無限發展的過程。毛澤東在《人的正確思想是從哪里來的？》中指出：“一個正確的認識，往往需要經過由物質到精神，由精神到物質，即由實踐到認識，由認識到實踐這樣多次的反復，才能夠完成。這就是馬克思主義的認識論，就是辯證唯物論的認識論。”毛澤東關于兩次飛躍及其反復性、無限性的理論，揭示了認識發展的普遍規律。在計量經濟學課程的教學過程中有機融入數值模擬仿真技術，正是讓學生不斷地重復認識過程的兩次飛躍，反復思考計量經濟學理論和應用中所蘊涵的智慧以及存在的問題。這種理論與實踐相互促進的過程，極大地提升了他們對相關計量經濟學理論和方法的理性認識。值得指出的是對計量經濟學理論和應用方法的創新，也必然來自于人們充足的感性認識和深刻的理性認識。

3?數值模擬仿真在計量經濟學教學中的實踐

案例一：模擬異常值對線性回歸模型的影響

我們可以通過統計軟件模擬出在小樣本的情況下，實證數據中少數異常值的存在對計量模型回歸結果的影響。如圖1所示，當沒有異常值存在時（左圖），線性回歸模型的最小二乘估計結果可以很好地擬合模擬數據；而當數據中存在2個異常值點時（右圖），線性回歸模型的最小二乘估計（斜率）被顯著地改變了。通過數值仿真模擬的方法，我們展示了異常值的存在（即使個數較少），使得我們對線性回歸模型的最小二乘估計出現了偏差。此外，我們還可以通過改變異常值點的個數和位置，以及總樣本量的個數，向學生展示不同情況下異常值點的存在所造成的后果。

案例二：模擬內生性問題的存在對最小二乘估計的影響

在本科和研究生的計量經濟學課程中，內生性問題及工具變量法是重點教學內容之一（洪永淼，2011）。計量模型中內生性問題最直接的表現就是線性回歸模型的解釋變量和誤差項直接存在相關關系，從而導致最小二乘估計量變得有偏且非一致。為何這種內生相關性會導致最小二乘估計量出現巨大的偏差？而工具變量又是如何克服內生性問題從而為線性模型提供一致估計量的？除了從理論上進行嚴格的推導，從而為學生演示上述問題的數學本質以外，我們還可以通過數值模擬的方式，以圖形可視化的方式為學生提供額外的視角。如圖2所示，解釋變量x和樣本量y之間實際的回歸線是左圖中的實線。而由于回歸誤差項和解釋變量x之間存在正相關關系（如右圖所示），即當x較小時，誤差項大多為負值，而當x較大時，誤差項大多為正值，導致散點圖中數據的整體分布并未沿著實際回歸線的方向進行。因而，最小二乘法貼合實際數據所擬合出的回歸線（虛線）就會顯著偏離x和y之間實際的回歸關系（實線）。

4?結束語

在計量經濟學的教學過程中有機融入數值模擬仿真技術，是高等院校教育教學改革的重要手段，具有適用性強、可控性強、可復制性強、成本低廉等特點和優勢。這種大量融入數值模擬仿真技術的教學方式，完全符合馬克思主義認識論所闡述的基本原理，可以有效促進課堂師生互動，提高課堂教學質量，提升課堂教學效果。本文亦介紹了實際案例以供參考，以期推動計量經濟學在新時代和新背景下的課程建設和教學改革。

參考文獻

［1］劉偉.推進中國經濟學學科建設和教學改革[J].中國高等教育，2021，（1）：1011.

[2]洪永淼.計量經濟學的地位、作用和局限[J].經濟研究，2007，42（5）：15.

[3]毛澤東文集（第8卷）[M].北京：人民出版社，1999.

[4]洪永淼.高級計量經濟學[M].北京：高等教育出版社，2011.