基于时间序列课的教学改革

摘 要：时间序列分析课教学改革的基本思路是：以课程定位为前提,注重教学理念的创新和教学方法的多样化,以实习基地为背景,强调案例研究的实际意义,大力发展统计软件的使用,增强时间序列分析课的实用性,提升学生的实践创新能力和解决实际问题能力.

关 键 词：时间序列分析课；教学改革；案例研究；统计学

收稿日期：2013-05-28

基金项目：河南省教育厅科学技术研究重点项目（编号：13A110802）；洛阳师范学院教改项目（编号：2012024）；洛阳师范学院省级培育基金项目（编号：2012-PY-005）

作者简介：聂淑媛（1974-）,女,洛阳师范学院数学科学学院教师,博士,研究方向为时间序列分析的应用和历史；任安忠（1970-）,男,三门峡职业技术学院教师,副教授,研究方向为应用数学与数学教育.

作为统计学专业极为重要的专业必修课程,时间序列分析课被公认为是难度较大、综合性很强的一门课程,它不仅有一套严密的理论体系,更以其广泛的应用性和高效的实用性而逐渐引起统计学家和经济学家的高度重视,可谓是数理统计学中与社会经济等实际活动联系最为密切的一个分支.所以,时间序列分析课的教学模式和课程建设,对整个统计学专业的发展态势起着很大的影响作用,笔者结合自己的教学经验,对该课程的教学改革和体系建设做了一些积极的尝试.

一、对时间序列分析课进行教学改革的切入点

1.结合统计学专业的归属学科,明确定位时间序列分析课的教学主导方向

当前,在国内许多高校,统计学专业分别归属于理学和经济与管理类两个不同的学科,学生毕业时相应获得理学学士学位或者经济学学士学位.笔者认为,对于这两种不同模式的统计学专业,时间序列分析课教学主体内容和教学方式应该有所区别.理学统计专业的学生已经系统地学习了数理统计课和随机过程课等相关统计课程,具有良好的数学基础,时间序列分析课教学应该力图从数学理论和基本技术的角度,系统阐述时间序列模型的结构原理和性质,注重严谨的理论和严密的逻辑体系,以形成相应于学生认知结构的时间序列理论和方法,培养能够适应于不同领域统计工作和统计研究的专业统计人才.而经济与管理类统计专业的培养目标是懂得一定的数理统计方法,经济与管理知识理论功底扎实,能够熟练掌握现代计算手段和分析方法的复合型人才.因此,时间序列分析课教学应该密切联系经济学和管理学等学科,它不再是数理统计的一个理论分支,更多的是作为一种统计分析工具,侧重于运用时间序列分析方法从事市场调查、经济预测和信息分析等有关工作.

当然,时间序列分析课是一门理论性和应用性都很强的课程,无论是理学统计专业,还是经济与管理类统计专业,都不应该把理论和应用割裂开来,而要注重二者的有机结合.只讲理论与方法,则失去了应用价值；只讲应用,则学生缺乏基本的理论素养和科研创新基础,这两种做法都是不可取的.理学统计专业要避免只重视定性分析的理论推导而忽视进行定量分析的实际操作,只重视基础知识而忽视问题解决的传统教学模式,经济与管理类统计专业在大力发展实践应用的同时,也要注意让学生掌握必要的理论知识,力求让学生“知其然亦知其所以然”.因此,从某种意义上讲,两类统计专业中时间序列分析的教学只是侧重点有所不同,选择一套适合专业需求的教材,灵活把握好理论和实践的“度”,恰当地处理好基础知识和应用的衔接与搭配,是搞好时间序列分析课教学改革的关键所在.

2.以学生的专业实习基地为背景,精心选择有实际意义的案例研究,融入时间序列分析课教学

时间序列分析课大多安排在大三或大四,学生已经有了一定的实习经历,通过在实习基地的工作,在一定程度上获得了对实际问题的感知,容易在这个过程中找到自己感兴趣的问题.此时,根据教学内容的需要,精心选择学生在实习基地已经接触过的,有代表性、有针对性和客观性强的数据资料作为案例,然后对案例进行细致的剖析和广泛的讨论,一方面致力于解决实际问题,同时也让学生直接体会到理论知识在现实中的应用,这种教学方式必将极大地激发学生学习的积极性和主动性.

3.以实验室建设为依托,大力发展统计软件的学习和使用,增强时间序列分析课的实用性

在计算机高速发展的现今时代,要想有效地分析数据、解决实践问题,必须掌握一门统计软件.对统计学专业的学生来说,笔者推荐SAS软件,它不仅是目前最权威的统计分析领域的国际标准软件,而且具有全球一流的数据仓库功能,对海量数据的处理最具优势.更重要的是,SAS软件中有一个专门进行时间序列分析的模块SAS/ETS.统计软件的使用将大大缩减数据处理的劳动量,提高工作效率和计算分析的准确度,为实际问题的处理提供可行性.

4.注重教学理念的创新和教学方法的多样化

时间序列分析课兼具理论性、实用性和可操作性,单一的教学模式根本无法体现该课程的多重特点,教师必须摒弃很多年都在使用同一本教材、按照一个固定模式授课的简单做法,而应该根据教学内容,灵活采取多种教学手段和教学方式.比如,对于模型的创建和预测,可以结合案例,在实验室通过上机操作研究和处理.概而言之,在时间序列分析课教学中,教师必须改变“教师讲、学生听”的传统“填鸭式”教学,尽可能采取启发式和讨论式教学,教师只讲授基本理论和思路方法,学生通过自主探究和团队合作综合解决问题.

5.转变考核方式,从纵、横两个方向拓宽时间序列分析课考核方式,提升学生的综合实践能力

考核是学生非常关心的一个问题,教学方式的转变必然要带动考核方式的转变,对时间序列分析课的考核不应该再仅仅停留在闭卷考试的层面上,而应该提倡多元化、多方面地考查学生的综合素质.比如,通过对案例分析的研究,强调学生对案例的总结与讨论,所形成的案例分析报告可以作为评定成绩的依据之一.同时,引导学生把时间序列分析方法运用到数学建模竞赛中,把一些较为理想的成果整理成论文,可以作为课程的结业论文,也可以为毕业论文选题提供素材和方向.对于有价值的选题,可以由教师牵头组成一个团队,申报有关项目,教学带动科研,科研提升教学,在教与学的互动中促进教师和学生的共同进步.

二、教学改革对师资队伍科研能力提升的要求

时间序列分析课是统计学较新发展的一门分支,各高校的教师队伍普遍比较年轻,不同专业出身的教师其研究方向各有不同.比如,理学专业的教师统计理论功底扎实,但实践应用方面相对薄弱,经济类专业的教师往往对统计方法和软件运用自如,而一旦涉及严格的数学理论却无法解释清楚.因此,加强师资队伍的建设是时间序列分析课程建设的一个重要内容.为了在教学中充分把握理论和实践的结合,教师自身首先应该是理论基础扎实、知识储备广泛、实践能力强的高端复合型人才,不仅熟知本学科的科技前沿和发展方向,更要经常补充自己专业以外的相关知识,积极搞好科研工作,在教学和科研中加强和提高自己的专业素养和创新能力.教师也只有站在这样的高度上,才能够选取与学生专业知识背景相吻合的高质量案例,才能够结合自己的研究方向启发和引导学生对实际问题的思索,才能够预知和解答学生在实践中可能产生的各种疑问,才能够有效地在案例教学中培养学生的应用意识.

三、结语

尽管时间序列分析课理论深奥、技术性强,在实际应用时对分析人员的要求较高,但笔者通过与课程组同事对该课程教学改革的深入研讨,已经初步形成了具有特色的教学模式——根据专业需求和实践背景,适度掌握理论、实验和案例分析在教学中的比重.通过灵活运用这些教学方法,极大地促进了学生由被动接受知识逐渐转向自主探究学习,加强了学生的团队协作精神,提高了学生解决实际问题的能力和综合素质.当然,任何一门课程都不可能有一成不变的教学方法,教学改革更需要与时俱进,需要在教与学的实践过程中不断积累、不断发展和不断创新,以取得更理想的教学效果.