數字金融背景下的金融工程專業實驗教學探索與實踐

黃 璐，倪興興，薛松超，韓忠奇

（1.北京理工大學 管理與經濟學院，北京 100081；2.深圳希施瑪數據科技有限公司 教育服務部，廣東 深圳 518000）

近年來，我國金融市場發展迅猛，隨著云計算、大數據、人工智能、區塊鏈等新興技術在金融行業的深入應用，金融產業生態正在發生深刻變革[1]。當前，數字金融已成為金融和科技深度融合的新業態和新的發展階段[2]。金融工程作為一門前沿交叉性學科，將工程思維引入金融領域，運用數學、經濟學、管理學、金融學、計算機、信息科學、統計學等多門學科知識，是設計、開發和實施新型金融工具和金融產品的綜合性學科[3]，旨在創造性地解決金融問題并有效降低金融風險。在數字金融大背景下，金融產品和金融工具的設計和開發方式發生了顛覆性的變化，高校金融工程專業人才培養和教育教學改革勢在必行。

1 金融工程實驗教學中存在的問題

金融工程學科課程具有明顯的交叉性、前沿性和實踐性特征[4]，強調對學生創造性運用各類金融工具和策略解決金融問題能力的培養，其課程設計一直是金融創新人才培養環節中的重點與難點問題。實驗教學作為將理論知識應用到實踐操作中的重要方法，對培養學生的知識理解、實踐應用能力和創新思維起到關鍵作用，已成為金融工程專業課程學習的重要手段[5]。調研發現，我國金融工程專業實驗教學主要存在以下問題。

1.1 尚未建立與學科交叉融合相適應的實驗課程體系

經過多年發展，國內眾多高校已充分認識到金融工程學科的交叉性特征，因此，在課程體系建設上注重完整性，逐步建成了包括數理類基礎課程、金融類基礎課程、計算機類基礎課程等在內的金融工程專業理論課程體系，但與此同時，卻嚴重忽略了相關實驗課程的配套體系化建設[6]。具體表現為：

（1）開設的實踐課程與傳統金融學或投資學方向的實踐課程設置如出一轍，重要的前置實驗模塊缺失，大大影響學生后續對金融工程關鍵知識點的理解。例如，沒有開設提高學生計算機編程能力的專業核心實驗課程，導致學生后續不能熟練分析和處理金融數據[7]；相關數理類實驗課程設置占比偏少，學生數理計算與推導實踐能力培養不足，后續難以理解包括伊藤引理在內的隨機微積分內容及其在金融衍生品定價中的應用。

（2）雖然設置了金融工程專業的相關實驗模塊，但前置的實驗課程在內容設計上與金融工程專業知識相互孤立或割裂，未建立貫通式實踐能力培養體系。例如，不少高校提前安排學生學習了C 語言、C++、Java、Python 等計算機基礎課程，但實驗教學過程中過于關注編程語言本身的基礎技能，未能有效結合金融工程專業知識和實際案例，導致學生在面對金融工程實際問題時依然束手無策；又如，教師在教授宏觀經濟學、微觀經濟學、金融學、會計學、財務學等金融類前置基礎課程中，并未引導學生利用數理工具與方法分析財經現象，不能與當下金融熱點相結合；在介紹Eviews、Spss、SAS、MATLAB 等統計學類分析軟件過程中，僅以教材上的常規數據作為實驗對象，未帶領學生接觸和了解金融真實市場中的海量數據，疏于對學生金融實踐能力的培養[8]。

1.2 尚未形成以滿足業界需求為導向的實驗課程動態發展機制

金融工程是利用數學方法和金融思想來解決市場中實際存在的矛盾的學科[9]，但當今金融市場發展日新月異，形勢瞬息萬變，傳統固化的課程設置機制難以滿足業界的實際需求。

（1）實驗課程在內容更新上未能與時俱進，不能及時反映金融工程專業發展的前沿與實踐應用，嚴重滯后于業界實踐需求。例如，隨著金融科技和大數據技術的發展，業界需求不斷向掌握大數據挖掘與分析、機器學習、區塊鏈技術等金融科技知識的金融工程人才傾斜[10]，例如，全球公認的特許金融分析師（CFA）資格考試在2019 年新增了金融科技（Fintech）考試內容。然而，國內高校金融工程專業有關大數據挖掘、區塊鏈、人工智能等方面的實驗課程幾乎尚未涉及。

（2）實驗課程的考核機制未能與應用人才的培養目標相適應。一方面，考核制度不規范，例如，不少高校依然沿用金融理論考核的模式，閉卷考試、概念定義的題型大量存在；另一方面，實驗考核機制單一，考核內容毫無創新，無法對學生的自主分析能力、對所學知識的理解應用能力及創新開發能力等進行全方位考查。

1.3 尚未構建面向實踐前沿的實驗教學技術跟蹤及創新機制

當前，數字金融領域發展迅猛，其本質是由科學技術驅動的金融創新，是以深度技術創新對傳統金融產品和服務加以革新。例如，大數據技術正在重構客戶行為偏好與風險評估模式，人工智能正在取代業務流程人工控制，風險收益匹配、產品結構設計等金融核心問題都可以通過“數據+技術”的方式予以解決。同時，金融行業對人才需求的新偏好也愈發凸顯，例如2019 年商業銀行的校招和社招中涉及數量龐大的量化研究、數據分析等崗位，不少銀行更是直接設置金融科技人才管培生專項。在此背景下，必須保持實驗教學技術和手段的與時俱進和不斷創新，才能讓學生及時跟蹤了解科技金融領域產品和技術的前沿和發展動態。

與業界實踐相比，高校的金融工程專業實驗教學技術與手段滯后嚴重。例如，很多實驗課程還是以金融基本業務的操作與驗證為主，老師大多停留在對常規金融軟件（股票行情軟件、模擬證券軟件等）的使用與操作的介紹上，學生只能通過軟件中的數據對金融現象進行驗證分析，無法探尋金融創新業務中的問題；又如，不少高校受經費投入限制，難以支撐實驗教學模擬現實市場的需求，更缺乏融合云計算、大數據、人工智能等前沿技術與金融業務的實驗教學環境和硬件設備支撐。

1.4 尚未推行多元化的實驗教學模式

很多高校金融工程實驗課程仍以傳統的線下課堂教學為主[11]，形式單一，大多按照“老師講、學生聽”“教師演示、學生操作”的模式進行。學生跟隨教師的步驟按部就班、按傳統模塊完成任務，教學只強調結果，忽略了學生在學習過程的反饋與互動，無法激發學生對金融工程相關問題進行深入思考。

其次，高校教師作為單一授課主體，雖然有豐富的金融理論知識，但實務經驗較少[12]，在實驗課程的內容和模塊設計上很難反映最新實踐并深入剖析解決方案背后蘊含的設計原理，不能有效幫助學生連接金融理論與行業前沿。

2 應對數字金融變革的金融工程實驗教學改革實踐

北京理工大學管理與經濟學院一直重視對學生創新能力的培養，注重對教學內容的改革與實驗方法的持續創新。結合數字金融的快速發展對創新人才的實際需求，學院首先明確了金融工程專業實驗教學改革的目標——學以致用、培養能準確把握金融發展新趨勢、以創新性的金融方案解決現實金融問題的金融工程專業人才。圍繞這一目標，學院進一步制定了實驗課程改革的原則：堅持“寬基礎、重實踐、求創新”。具體來看，學院主要從重構實驗課程體系、變革實驗教學技術和手段、創新實驗教學模式三方面推進金融工程課程的實驗教學改革。

2.1 依托理工類高校專業優勢，重構模塊化實驗教學體系

學院采用模塊化組織方式對實驗課程體系框架進行設計（見表1），一方面可以更好地服務于金融工程專業學科交叉的特征，另一方面，也便于實現模塊內課程內容的快速更新和動態變化。同時，學生也可以根據自己的興趣靈活自由地對不同模塊進行選擇與組合。內容設計包括金融應用類實驗課程、數理類實驗課程、計算機編程類實驗課程、法律類實驗課程和專題類實驗課程五大模塊，分別用于培養和提升學生的金融實務專業能力、數理計算和推導能力、金融建模、編程和數據分析能力，增強學生的法制觀念，幫助學生掌握金融前沿。其中，專題類課程主要是基于學院老師的科研課題和外部金融合作機構的委托項目進行選題，并邀請國內知名金融機構專家作為客座教授進行實驗課程指導，引導學生聚焦金融前沿和業界最新需求。

表1 金融工程專業實驗課程體系設計

我院充分發揮了院系融合優勢，緊密結合北京理工大學理工科優勢學科，聯合計算機學院、數學與統計學院等外院優勢師資力量，共同設計和開發新的實驗課程。同時，也引導和鼓勵學生跨專業學習計算機編程和數理類相關課程,促進金融工程專業與其他專業在內容上的融合。目前，我院與計算機學院、數學與統計學院互認學分的實驗課程中，30%為必修課，70%為選修課。

學院還制定了金融工程專業實驗課程的一系列管理機制，從制度上保障實驗教學體系的動態變化。例如，成立專門的實驗課程專家組，每年定期對實驗課程的模塊結構及其內在課程進行審訂。在成員構成上，既包括金融工程專業的本院教師，也包括計算機學院、數學與統計學院等外院授課教師，還包括一定比例的國內知名金融機構專家。

在考核方式上，每門實驗課程都要求從三個維度建立考核指標，分別考查學生在實驗課堂的參與度及對關鍵實驗知識點的掌握程度、實驗分析過程中的交流反饋和團隊合作表現及對相關實驗分析工具的熟練操作程度、運用相關實驗知識在金融產品方案分析和設計中的實踐能力。如果是高階實驗課程，還要關注金融產品方案設計的實用性、新穎性和創新性。

2.2 推進產教深度融合，促進實驗教學技術的創新與變革

為了保持金融工程專業實驗教學技術和手段的與時俱進和不斷創新，學院全方面深化推進產教融合校企合作，共建“互動共享”式先進實驗平臺。

（1）拓展多渠道校企合作。學院分別與國泰安共建金融科技創新投資分析實驗室和金融大數據量化實訓平臺，與萬得合作開發量化投資和金融建模實驗課程，與瑞思合作共同培養科技金融核心教學團隊，與東方財富合作參與“全國大學生金融挑戰賽”，與搜知數據合作參與“全國大學生信息素養大賽”。通過上述合作，學院實現先進實驗平臺的共建以及實驗數據、實驗技術和實驗成果的共享。

（2）推進實驗教學技術不斷創新，為量化交易實驗流程的探索和金融建模服務。基于校企合作共建的科技創新投資分析實驗室，學院為學生提供股票、債券、外匯、期貨、期權、互換等全面立體的金融資訊和金融衍生品實時數據，提供MATLAB、SAS、R、SPSS、Python 等數據分析軟件，提供文華贏智程序化交易軟件（WH8）、QuantDesk 平臺等量化交易分析工具，帶領學生學習真實商業環境的全套流程，包括衍生品估值定價、期權定價計算、風險敞口管理等多項練習，并通過與金融機構從業人員合作共同開展互動式教學，引導學生掌握量化投資的數據分析、策略模型構建、策略回測驗證、模擬仿真實戰等應用。

（3）不斷吸收人工智能和區塊鏈等前沿技術。例如，學院基于區塊鏈交易所實訓系統，帶領學生在數字貨幣平臺上進行數字貨幣行情查看、幣幣交易、法幣交易、貨幣資產充值、提現、劃轉等操作。又如，利用機器學習預測金融交易策略、借助人工智能技術開展金融欺詐檢測實驗。

2.3 探索多元混合的實驗教學新模式

學院打破了單一傳統的線下課堂實驗教學模式，構建了多元混合式的金融工程專業實驗教學模式，主要表現在以下幾個方面：

1）線上和線下相結合。

學院一方面利用線下課堂重點指引學生動手操作、驗證實驗想法和講授實驗要點；另一方面，充分利用線上授課軟件（如樂學、雨課堂、Blackboard、MOOC 等）和各類網絡資源拓寬線上課堂，采用“翻轉課堂”的教學方式引導學生自主學習，并通過部分實驗作業的線上反饋幫助指導老師在線批改作業，通過定量分析工具及時、全面、準確地了解學生對各知識點的掌握情況，同時，通過建立QQ 群、微信公眾號等實時通信平臺加強指導教師與學生的互動和交流。

2）“請進來”和“走出去”相結合。

學院定期邀請大數據、區塊鏈、人工智能、金融科技理論與實務的諸多專家加入實驗教學師資團隊或來學校舉辦大講堂，分享當下的技術前沿、經濟熱點和金融案例。同時，學院建立了穩定的、持續性的校外實習實踐基地，帶領學生參與企業課題和任務提高實踐能力。此外，學院還激勵學生通過“走出去”的方式參加各類競賽，與國內外同學交流切磋，獲得更多業界專家指點，反思課程學習中的不足，達到“以賽促學”的效果。

3）大量引入情境式案例。

指導老師通過設計金融實驗案例，讓學生分組參與到模擬實驗教學中，扮演案例中的人物角色，體驗真實的交易決策環節[13]。例如，在跨境電商保理融資實驗案例中，學生分別扮演國內供應商、國內保理、境外電商和境外支付四種角色并按流程完成所有操作，尤其在實驗環節中引入了區塊鏈相關技術，如加密、解密、私鑰、公鑰、上鏈、區塊鏈部署、區塊鏈瀏覽器、智能合約編寫、智能合約觸發等。這種基于問題導向的情境式學習幫助學生快速理解區塊鏈創新應用模式對金融業務的改造，領悟了新技術對商業模式的改變與應用價值，培養了學生的區塊鏈思維與能力，并顯著激發了學生的創新意識。

3 未來建設方向

后續，面向金融科技等諸多應用技術和應用場景的高速發展，金融工程專業的實驗教學還需要持續創新、不斷探索新思路。

3.1 引入虛擬現實技術搭建虛擬金融實驗平臺

引入AR、VR 等虛擬現實和增強現實技術，構建3D 虛擬金融實驗平臺，營造沉浸式高度仿真的實驗環境，滿足金融工程專業教學中“不可及、不可觸、不可達”的實驗教學需求，進一步拓展實驗教學的內容和功能。例如，配合已有實驗數據和實驗分析軟件，引導學生在3D 虛擬金融實驗平臺上結合特定實驗案例和場景，開展智能投顧、量化風控、VR 金融教育、AR 金融營銷、金融服務客戶體驗優化等諸多創新項目的探索應用。

3.2 推進行為科學實驗和金融科技實驗交叉融合

金融投資決策是一個心理過程，人們在判斷和決策過程受到認知過程、情緒過程、意志過程等各種心理因素的影響[14]。行為科學主要研究自然和社會環境中人的行為或人類集合體的行為，以實現預測和控制人的行為的目的，在推動現代管理和經濟學理論發展過程中展現了明顯優勢[15]。建議深度推進行為科學實驗和金融科技實驗交叉融合，例如，在實驗課程中，引導學生利用腦電裝置觀測不同投資者在期貨價格上漲和下跌過程中大腦對價格變化信息的反應，及在相應買賣決策過程中的行為表現，幫助學生深入理解人的行為存在非理性成分，認識到金融市場主體在市場行為中的偏差與反常，引導他們思考如何客觀研究和預測金融市場的發展。

4 結語

隨著數字金融的蓬勃發展，金融科技正在成為金融高質量發展的“新引擎”，世界眾多國家已制定并執行金融教育國家戰略，金融工程專業教育肩負新的使命。未來，不但要在實驗課程教學體系、軟件技術應用、實踐實驗平臺建設等多個方面堅持自我革新，還要注重實驗教師隊伍的建設，注重金融學、統計學、計算機科學各類人才的協同，將金融實踐領域的創新性做法引入教學中，并保持教師自身知識結構的不斷革新。