關于高校時間序列分析課程改革的探討

趙凱 蔣勇

摘 要：時間序列分析課程是一門理論體系嚴密，綜合性較強的課程，在教師授課和學生學習方面都較為困難。本文將根據不同人群的反饋，綜合分析在時間序列分析教學過程中存在的問題，并基于上述問題提出五點相應的教育教學改革建議。這些教育改革建議在筆者幾年的教學實踐中取得了可觀的成績。

關鍵詞：時間序列分析 課程改革 統計學 項目式實踐

一、背景研究

統計學是一門通過搜索、整理、描述和分析數據等手段，推斷出對象本質的綜合性學科^[1]，它涉及社會發展的方方面面，有數據的地方就需要統計分析。而在如今的大數據時代，掌握數據，解析出數據中所包含的信息就變得尤為關鍵，這使得社會上急需一批高質量的統計學人才。在如此機遇下，高校統計學的教學面臨諸多挑戰。

時間序列分析作為一門基于隨機過程和數理統計學方法，處理動態數據，對其進行分析、預測和控制的基礎分析工具，主要探索社會緊急現象的動態結構和發展變動規律，是統計學學科下的一個重要分支^[2-3]。并且作為專業必修課程，時間序列分析有著一套不同于多元統計分析的嚴密的理論體系，且難度較大、綜合性較強^[3]。所以在教師教學和學生掌握方面都存在這困難和挑戰。本章將針對傳統的時間序列分析授課模式和內容上存在的問題，提出幾點改革方案，供大家討論。

二、傳統時間序列分析授課模式和存在的問題

傳統的時間序列分析課程的授課模式通常有：一、以教師板書理論知識與推導過程，學生記筆記掌握知識點為主的教學課堂;二、數據老舊，模式單一的上機實驗課程;三、以單一閉卷考試為主的考核方式。并且由于時間序列分析內容較難，理論較深，教師在教學過程中很容易脫離實際，重理論而輕應用。

根據不同人群的反饋，作者總結出以下時間序列分析的教學授課模式所存在的問題：

1.各授課教師反映，時間序列分析作為一門有著與多元統計分析不同理論體系的課程，其需要受教者有非常深厚、嚴密的理論知識。所以要講透徹該課程，則需要老師花較多時間在理論推導方面與邏輯貫穿方面。然而一門課的授課時長總有限度，理論知識講解時間過長必然會到導致實踐應用方面的忽略;

2.許多學生認為，時間序列分析在統計專業課程里面是一門相對較難的課程。它完全不同于之前所接觸的多元統計分析等課程，且理論知識點較多，掌握起來相對有難度。而且考試復習比較吃力，學習過后的遺忘率比較高，時間序列分析中所用到的方法在平常也較少使用到;

3.對于很多已經畢業，進入到社會的學生，他們中的很多人則反映在各領域的實際使用中，時間序列數據還是比較常見的。他們在做此類數據分析時通常會發現，對于理論知識方面，一般不會有很大的困惑，但涉及軟件的應用和真實數據問題的解決方面，則學校里的那些知識還遠遠不夠。

三、時間序列分析課程的改革探討

針對上面章節所發現的問題，作者提出了幾點時間序列分析課程教學改革方面的建議，希望與大家一起探討。

1.教材的選取需要結合培養方案和學生發展需求

時間序列分析是一門有著嚴密理論體系的課程，很多教師想更好地讓學生掌握其理論知識，則會選取一些以理論知識講解為主的教材，而忽略了其在實踐方面的綜合應用。然而，教材的選擇應該結合學生的培養和發展需求。對于以培養應用型人才為主的專業，則更應該選擇實踐性更強的教材。本學院的應用統計學專業，其主要為培養以應用、實踐為主的統計專業人才，最近幾年都采用了中國人民大學出版社的《應用時間序列分析》^[4]教材，該書不僅邏輯清晰，理論知識全面，且每章節都有相應實踐數據和程序，讓學生在接受理論知識的同時也能進行相應的編程訓練和實踐應用。

2.教師上課方式轉變

單純的黑板板書教學，對于純理論課程，如數學分析、高等代數等，是非常適用的。但是對于時間序列分析等既有理論知識講解，有需實踐應用的課程則并不合適。對此，作者認為對于時間序列分析中重要的理論推導等，仍可保留黑板板書授課，因為一步一步地推導理論公式能幫助學生理清其中邏輯過程，這是掌握純理論知識的一種高效且高質量的途徑。但是對于另外一些知識點講解，則最好借助多媒體進行。這樣既能節省板書時間，也能把課件提前發給學生，讓學生提前瀏覽知識點，從而帶著問題進入課堂學習。即節省了課堂時間，有提高了授課效率，這也是翻轉課堂^[5]的一大核心。

3.結合時代發展背景、更新上機課程實驗數據和上課模式

在現今的上機實驗中，驗證性的實驗比較多，比如教材中每章節后面給出的實驗數據和編程代碼。學生通過運行相應編程代碼而實現數據的分析，得到一些既定的結論。此舉確實可以鍛煉學生的編程能力，但很多情況下，教材后面的實驗數據相對老舊，缺少了現實意義。而且此類實驗數據通常為了驗證某些統計性質，所以相對實際數據更為工整完善，沒有需要考慮和解決的特殊數據問題。針對此類問題，教師需要積極跟上時代發展，了解社會發展的熱點與難點所在，盡可能多提供一些富含現實意義的實驗數據，供學生做實驗分析。這樣也能充分提高學生編程、處理數據以及分析問題的能力。

4.多元的考核方式

單一的閉卷考試形式，只能讓學生死記硬背理論知識點，從而忽略了實踐應用。因此可以降低閉卷考試在考核中的占比，把一部分占比分到項目式實踐的考察上。項目式實踐考察的目的與上機實驗是不同的，它并不只是單純地通過實驗來增強學生對方法的掌握，其更主要的目的是希望學生能明白統計方法是用來解決一些數據問題的工具，而如何找到正確解決問題的方法更為重要。在項目式考察中，學生要進行收集數據，分析問題，提出解決辦法，編程實現，結果分析并結合實際給出相應結論等完整的項目流程。由于這整個過程相當龐大，所以可以由學生組成小組共同完成。期間，教師作為指導，要按時查驗學生項目工作進展，并提出一些意見和建議，糾正可能出現的問題，并在不同階段給學生打分。項目是考察是綜合考查學生各方面的能力，這樣的鍛煉不僅能增強學生對于知識點的理解和應用，還能提高學生編程能力、分析問題能力和動手實踐能力。

5.學生合理利用各種公共資源，拓寬知識面

在如今互聯網高度普及的時代，大家對網絡的依賴程度都比較高。對此，可以鼓勵學生借助網絡資源，積極利用如慕課、網易公開課等一些資源平臺，拓寬自己的知識面。同時也能高效利用其碎片時間，增強課堂效率。

結語

時間序列分析作為統計學下的一個重要分支，其理論知識體系嚴謹，實踐應用型又較強，所以是一門對老師授課和學生受教都較為困難的課程。作者與課程組同事通過兩年多的教育改革實踐，取得了可觀的成績，現將幾點建議拿出來與各位同僚探討。然而哪種教學方式都不會一成不變，在后面的教學和研究中，作者還會吸取各方意見，與課程組老師不斷改進時間序列分析課程的教育教學模式，不斷進步。

參考文獻

[1]王云峰.統計學原理[M].上海：復旦大學出版社，2013.

[2]申菊梅，趙建斌.時間序列分析課程建設的幾點探索[J].科教文匯（下旬刊），2009，（02）：119-119.

[3]王振龍.時間序列分析[M].北京：中國統計出版社，2002.1.

[4]王燕.應用時間序列分析（第三版）[M].北京：中國人民大學出版社，2012.

[5]胡莉娜.“翻轉課堂”在統計學教學中的應用研究[J].市場論壇，2016（9）：91-93.

通訊作者

趙凱（1986—），男，南京信息工程大學講師、碩士生導師。

蔣勇（1959—），男，南京信息工程大學二級教授、博士生導師。