Human Capital Returns to Education: Three Essays on the Causal Effects of Schooling on Skills and Health

Abstract

This dissertation estimates returns to education in terms of skills and health as important aspects of human capital given their importance in determining economic outcomes. The dissertation is based on three independent empirical research articles which constitute the three main chapters 2, 3, and 4, and a comprehensive introduction in Chapter 1 and conclusion in Chapter 5. The analyses exploit several exogenous variations in German educational policies and apply state-of-the art microeconometric techniques for causal inference. The chapters complement each other in three dimensions: First, each chapter looks at different aspects of education, together considering both qualitative measures - including the curriculum, learning intensity, and timing - as well as quantitative factors - like years of schooling. Second, while all chapters estimate non-monetary effects of education, each investigates a specific dimension of human capital, overall addressing cognitive skills, non-cognitive skills, and health. Third, to complement each other from a life-course perspective, different age groups are analyzed including seventeen-year old adolescents still enrolled in secondary education, young adults at the time of graduating from high school, and adults between the ages 50 and 85, long after the completion of secondary education. Chapter 2 investigates the short-term effects of a reduction in the length of high school on students' personality traits using a school reform carried out at the state level in Germany as a quasi-natural experiment. Starting in 2001, academic-track high school education was reduced by one year in most of Germany's federal states, with the overall curriculum left unchanged. This enabled students to obtain their university entrance qualification after only 12 rather than 13 years of schooling, but it increased learning intensity through an increase in weekly class hours. Exploiting the variation in the length of high school over time and across states, the effect of learning intensity on students' Big Five personality traits and on their locus of control is identified. Using representative data on adolescents and young adults from the German Socio- Economic Panel (SOEP) study, the estimates show that shortening high school caused students to be less emotionally stable. Furthermore, the results point to important heterogeneous effects. In addition to regional and gender differences, students not living with both parents and students with migration background showed stronger personality changes following the reform: they became more open and extroverted, and more open and conscientious, respectively. Thus, the chapter concludes that the educational system plays an important role in shaping adolescents' personality traits. Chapter 3 focuses on cognitive skills and investigates two mechanisms through which they may be affected by education. I rely on the same reform analyzed in Chapter 2 for causal identification but conduct two separate analyses based on different datasets: First, I exploit the variation over time and across states to identify the effect of an increase in class hours on same-aged students' intelligence scores, using SOEP data on seventeen year-olds. Second, I investigate the influence of earlier instruction at younger ages, using data from the German National Educational Panel Study (NEPS) on high school graduates' competences. The results suggest that overall, secondary education impacts students' crystallized cognitive skills in adolescence especially through instructional time rather than through age-distinct timing of instruction. However, they also reveal that increasing instructional time aggravates gender differences in numeracy. Chapter 4 analyzes whether education has a protective effect on mental health. To estimate causal effects, an instrumental variable (IV) technique is implemented with two different instruments to estimate local average treatment effects (LATE) at different parts of the educational distribution: (i) a reform extending compulsory schooling by one year implemented in West German federal states between 1949 and 1969 and (ii) the individual availability of higher education measured by the spatial distance to the nearest university at age 19. The analyses are based on rich individual SOEP data on adults aged 50 to 85, augmented by detailed information on universities from the German Rectors' Conference. Analyses on the Mental Component Summary (MCS) score as a generic measure of overall mental health are complemented by disorder-specific diagnoses. Results support existing evidence on a positive relationship between completed years of secondary schooling and mental health in standard Ordinary Least Squares (OLS) estimations. However, the IV estimations reveal no such causal protective effect. If any, the estimates point towards a negative effect among the lower educated. These results are confirmed when explicitly modeling effect heterogeneity through marginal treatment effects.

Diese Dissertation untersucht den kausalen Einfluss von Bildung auf individuelle Fähigkeiten und Gesundheit. Diese beiden Bildungserträge stellen wichtige Elemente des Humankapitals dar und sind somit von herausragender Bedeutung in Bezug auf den Arbeitsmarkt, sowohl für den individuellen Erfolg als auch für die gesamtwirtschaftliche Analyse. Die Dissertation setzt sich dabei aus drei empirischen Forschungsartikeln zusammen, welche in den drei Hauptkapiteln 2, 3, und 4 behandelt werden, sowie aus einer ausführlichen Einleitung in Kapitel 1 und einer Schlussfolgerung in Kapitel 5. Die Identifikation kausaler Effekte von Bildung auf die individuellen Fähigkeiten sowie die Gesundheit erfolgt mittels räumlicher und zeitlicher Variation infolge verschiedener Reformen in der deutschen Bildungspolitik. Zur Schätzung der Effekte werden aktuelle mikroökonometrische Methoden verwendet. Die einzelnen Kapitel ergänzen sich in dreifacher Hinsicht: Erstens beleuchtet jedes Kapitel unterschiedliche Aspekte von Bildung. Hierbei werden sowohl qualitative Aspekte, wie das Curriculum, die Lernintensität und die zeitliche Abstimmung des Lehrplans, als auch quantitative Aspekte, wie die Anzahl an Schuljahren, berücksichtigt. Zweitens analysiert jedes Kapitel eine separate Dimension des Humankapitals. Während alle Kapitel nicht-monetäre Bildungserträge untersuchen, liegt der spezifische Fokus der verschiedenen Kapitel jeweils auf kognitiven Fähigkeiten, nicht-kognitiven Fähigkeiten und mentaler Gesundheit. Drittens werden sowohl siebzehnjährige Jugendliche, die noch die Schule besuchen, junge Erwachsene im Abiturienten-Alter und Erwachsene im Alter zwischen 50 und 85 Jahren, deren Schulausbildung schon lange zurück liegt, betrachtet. Durch diese parallele Analyse verschiedener Altersgruppen sind verschiedene Phasen des Lebensverlaufs abgebildet. Kapitel 2 analysiert kurzfristige Effekte einer Reduzierung der Gesamtschulzeit auf Persönlichkeitseigenschaften. Hierzu wird die sogenannte G8-Reform verwendet, die die Gymnasialzeit von neun auf acht Jahre verkürzte. Da die Reform in verschiedenen Bundesländern zu verschiedenen Zeitpunkten, beginnend im Jahr 2001, durchgeführt worden ist, stellt sie ein quasi-natürliches Experiment dar. Durch die Verkürzung der Schulzeit bei gleichzeitiger Beibehaltung des Umfangs des Unterrichtsstoffs stieg die Anzahl an Wochenstunden und somit die Lernintensität entsprechend an. Mithilfe der zeitlichen und räumlichen Variation in der Gesamtdauer des Gymnasiums kann der Effekt der Lernintensität auf die Persönlichkeitseigenschaften von SchülerInnen identifiziert werden. Die Persönlichkeitseigenschaften werden hierbei mithilfe des Fünf-Faktoren Modells und der internalen Kontrollüberzeugung erfasst. Die Schätzungen auf Basis repräsentativer Daten des Sozio-oekonomischen Panels (SOEP) zu Jugendlichen und jungen Erwachsenen zeigen, dass die gesteigerte Lernintensität eine Verringerung der emotionalen Stabilität der SchülerInnen bewirkt. Außerdem weisen die Ergebnisse wichtige Heterogenitäten auf. Neben regionalen und Geschlechterunterschieden, zeigen sich insbesondere bei SchülerInnen, die nicht bei beiden Eltern aufwachsen, und SchülerInnen mit Migrationshintergrund deutlichere Persönlichkeitsveränderungen infolge der erhöhten Lernintensität: für die erste Gruppe ein höheres Maß an Offenheit und Extrovertiertheit, für die zweite Gruppe ein höheres Maß an Offenheit und Gewissenhaftigkeit. Dieses Kapitel schlussfolgert daher, dass das Bildungssystem eine wichtige Rolle in der Persönlichkeitsbildung Jugendlicher spielt. Kapitel 3 betrachtet zwei Mechanismen um zu untersuchen, wie Bildung kognitive Fähigkeiten beeinflusst. Um kausale Effekte zu identifizieren, beruht die Analyse auf derselben Reform, die bereits in Kapitel 2 als Identifikationsstrategie genutzt wurde. Insbesondere werden in Kapitel 3 zwei separate Analysen durchgeführt: Zum einen wird die Variation über die Zeit und zwischen Bundesländern ausgenutzt, um den Effekt eines Anstiegs in der Anzahl der Unterrichtsstunden zu beurteilen. Dies geschieht auf Basis von Daten des SOEP zu siebzehnjährigen Jugendlichen. Zum anderen wird der Einfluss des Zeitpunkts des Unterrichts im Lebenslauf der SchülerInnen betrachtet. Auf Basis von Daten des Nationalen Bildungspanels (NEPS) zu AbiturientInnen wird untersucht, inwiefern sich die Vermittlung desselben Lernstoffs in einem jüngeren Alter auf kognitive Kompetenzen auswirkt. Die Ergebnisse zeigen, dass Bildung vor allem durch die Anzahl an Unterrichtsstunden auf kognitive Fähigkeiten wirkt, und weniger durch eine zeitliche Verschiebung des Unterrichts im Hinblick auf das Alter der SchülerInnen. Es zeigt sich auch, dass ein Anstieg an Unterrichtszeit Geschlechterunterschiede, insbesondere im Bereich der numerischen Fähigkeiten, deutlich verschärft. Kapitel 4 untersucht, ob sich Bildung protektiv auf mentale Gesundheit auswirkt. Um kausale Effekte zu identifizieren, wird eine Instrumentvariablen (IV) Schätzung angewandt. Lokale Durchschnittseffekte für verschiedene Bereiche der Bildungsverteilung werden mithilfe zweier unterschiedlicher Instrumentenvariablen geschätzt: Zum einen wird die Variation in der zeitlichen Ausweitung der Schulpflicht um ein Jahr, die zwischen 1949 und 1969 in westdeutschen Bundesländern zu verschiedenen Zeitpunkten durchgeführt wurde, herangezogen. Zum anderen wird die Variation in der Verfügbarkeit höherer Bildungsmöglichkeiten anhand der räumlichen Distanz zur nächstgelegenen Universität oder Fachhochschule im Alter von 19 Jahren genutzt. Die Analysen beruhen auf reichhaltigen Daten des SOEP zu Erwachsenen im Alter zwischen 50 und 85 Jahren, ergänzt durch detaillierte Informationen zu Universitäten und Fachhochschulen der Stiftung zur Förderung der Hochschulrektorenkonferenz. Mentale Gesundheit wird durch den "Mental Component Summary (MCS) Score" abgebildet, der allgemeine mentale Gesundheit auf einer kontinuierlichen Skala beschreibt, und durch Informationen zu medizinischen Diagnosen spezifischer psychischer Krankheiten ergänzt. Die Ergebnisse einer Kleinste-Quadrate-Schätzung bestätigen die bestehende Evidenz zur positiven Korrelation zwischen Bildung und mentaler Gesundheit. Die IV Schätzungen zeigen jedoch, dass diese nicht kausal zu interpretieren ist. Wenn überhaupt, deuten die Ergebnisse eher auf einen negativen Effekt hin, zumindest am unteren Rand der Bildungsverteilung. Dieser Befund wird in "Marginal Treatment Effect"-Analysen bestätigt, die explizit heterogene Effekte entlang der intrinsischen Präferenz für Bildung modellieren.