《时间序列分析》课程的教学改革和实践

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　　摘 要 针对《时间序列分析》教学中的现实问题，通过教学内容的整合优化，线上线下混合式教学模式的建立，基于R软件的案例式教学的应用，多元化考核体系的设计这些具体措施开展教学改革，有效提升了教学效果。
　　关键词 时间序列分析 教学改革 教学模式
　　中图分类号：G642 文献标识码：A
　　《时间序列分析》被公认为是难度较大、理论结合实践，与社会活动联系最为密切的一门课程。程胜等学者从不同方面对该课程的教学模式进行改革和探索。然而，结合笔者长期承担《时间序列分析》课程的教学实践和兄弟院校的走访交流，当前教学中依然存在一些较为突出且普遍存在的問题。
　　1《时间序列分析》教学中存在的问题
　　教学内容还有待优化，学生上完一学期课程后不清楚章、节间的逻辑联系，把握不好重点，攻克不了难点，不能有效地运用所学知识指导实践。教学过程中过度强调数学推导，却忽视了繁难的证明背后所蕴含的时间序列的分析思想。教学模式停留在 “PPT+黑板”的传统模式上，缺乏与现代化教学手段的深度融合。上机操作以验证型实验居多，局限于教师演示、学生模仿，不利于学生创新能力的培养。考核方式大多为闭卷考核，缺乏多元化的考核手段。
　　2《时间序列分析》的教学改革
　　针对这些教学问题，对《时间序列分析》进行教学改革，有效提升了教学效果。
　　（1）改革教学内容，优化课程体系。以“逻辑，精简，实践，拓展”原则整合优化教学内容。按照知识点“承上启下”的逻辑关系设计课堂，结合时间序列的实践分析流程安排章节授课计划，帮助学生建构清晰、系统的知识网络。淡化复杂的数学推导过程比如AR模型平稳性的特征根检验，Green函数的递推公式等，侧重于证明内涵即理论价值和实践指导意义的讲解。强调理论教学和实践操作的融合，合理安排两类教学的课时量、上课时间，用理论指导实践，用实践验证和深化对理论的理解。将时间序列分析的新模型、研究成果适当的补充到课堂，引导和布置学生进行文献阅读，扩充学生的知识量。同时，注重教学反馈和反思，对教学内容不断修改和充实。
　　（2）构建线上课程，实现线上线下双教学模式。《时间序列分析》教学内容较多，难度也较大。完全依靠课堂教学，绝大多数学生“囫囵吞枣”，不能很好地理解和掌握知识。借助学习通平台，课程组进行了《时间序列分析》线上课程的建设，将多媒体课件，重、难点的讲解视频，实验指导，章节习题，高质量文献等内容放到线上课堂。课堂教学之前先发布预习任务，学生通过视频、PPT课件进行网络自主学习，带着预习知识和疑难问题进入课堂。课堂上，老师根据预习反馈有针对性地讲授重、难点，答疑解惑;学生听课更有积极性和目标性，解决问题下课。课后，学生根据自身学习情况再回看视频和课件，阅读文献，通过练习、章节测验进行巩固提高。这种线上线下的混合教学模式将教学从课堂延展到网络，将教学模式由“先教后学”转变为“先学再教再学”，极大的提高了学生对课程的参与感和学习兴趣。
　　（3）基于R软件的案例式教学，培养学生的应用能力和创新能力。考虑到R软件的开放性和自身功能的强大性，将R语言引人教学，鼓励学生通过百度和软件自带的帮助指令自己探索和下载软件包来实现各种功能。在案例设计上，将课程内容分成平稳序列的ARMA建模，非平稳序列的ARIMA建模，非平稳序列的确定性分析，GARCH模型的运用，多元时间序列的建模这五个板块。针对每一个板块，选取学生熟悉的社会场景，从背景介绍、数据特征、建模思想、建模流程、R语言实现、案例分析等方面形成教学案例，将知识点有机贯穿起来。同时尽量“一例多用”，形成不同板块间的有机整合。比如资产收益率、波动率的建模和预测案例中，以沪深300股票指数日收益率的建模和预测实现了“平稳时间序列的ARMA建模”板块的学习，再通过对收益率序列波动特征的刻画训练“GARCH模型的运用”，整个案例融合金融背景知识、序列特征、平稳序列建模和波动率模型，锻炼了学生将知识融会贯通，处理实际问题的能力。
　　（4）“3+N”考核模式，对学生进行综合性、过程式、多样化考核。除了通常的日常考核（30%）、闭卷考试（45%）外，还加入实验考核（25%）。实验考核取日常表现和小组考核报告的5：5的加权分为实验考核的最终成绩。注重对学生的学习过程进行考核，包括考勤、提问、在线讨论、作业和章节测验、线上课程任务点的完成等都纳入日常考核环节。同时，将能够反映学生学习能力的其他方面作为加分项目，比如时间序列方面论文的发表，在学科竞赛中较好地应用了时间序列分析方法等，以更多样地反映学生能力。
　　将这些措施应用到2019年《时间序列分析》的教学中，学生学习的主动性、积极性和参与感都有很大程度的提高，课堂回答问题和课后提问、讨论的同学增加了。绝大多数小组提交了优秀的考核报告，学生实践能力得到了很好的锻炼。相比2018年，学生总评成绩进步明显，卷面平均分提高5.73分，及格率提高近9个百分点。这表明对《时间序列分析》的教学改革是必要且有效的。
　　3结语
　　通过优化教学内容，建设线上课程，应用案例式教学，设计“3+N”考核体系对《时间序列分析》进行教学改革，并在实践中取得了较好效果。随着大数据时代的到来，社会对学生的数据处理和分析能力将提出更高要求，今后的教学中要持续探索和深化课程教学改革。
　　参考文献
　　[1] 程胜.R统计软件及其在《时间序列分析》实践教学中的应用[J].教育教学论坛，2014（41）：173-175.
　　[2] 胡根华.“时间序列分析”课程教学模式的探索[J].科教文汇（中旬刊），2017（01）：46-47+58.
　　[3] 徐宝，腾飞.新形势下时间序列分析课程的教学改革探索[J].吉林师范大学学报，2011（02）：140-142.
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