大數(shù)據(jù)時代“時間序列分析”課程改革與探討

袁霓

[摘 要] “時間序列分析”是一門應用性很強的學科。針對當前大數(shù)據(jù)時代下在本科“時間序列分析”課程教學中遇到的挑戰(zhàn)進行了探討。首先從改變教學觀念、建立大數(shù)據(jù)視野角度出發(fā)，闡明了進行“時間序列分析”課程教學改革的必要性。其次從案例模塊教學、“微課”教學、開展第二課堂、考核方式等方面探索了現(xiàn)階段本科“時間序列分析”課程教學改革的辦法和建議。最后表明要不斷提高教師隊伍建設，修改和完善教學方法，以期提高學生的實際應用能力，更好地適應大數(shù)據(jù)時代的需要。

[關鍵詞] 時間序列分析;案例教學;教學改革

[作者簡介] 袁 霓（1972—），女 ，北京人，勞動經(jīng)濟學博士，中國社會科學院大學經(jīng)濟學院副教授，主要從事勞動經(jīng)濟學和應用計量經(jīng)濟學研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）33-0065-04? ? [收稿日期] 2021-03-29

“時間序列分析”是經(jīng)濟學和數(shù)理統(tǒng)計學的交叉學科，是一門與社會經(jīng)濟活動聯(lián)系非常密切的課程。在經(jīng)濟、金融、數(shù)據(jù)挖掘等眾多領域有著廣泛的應用，其主要目的是通過對已有歷史數(shù)據(jù)的觀察，尋找數(shù)據(jù)內(nèi)在的發(fā)展變化規(guī)律，以構造合理模型并對未來進行預測。在大數(shù)據(jù)時代，“時間序列分析”作為一門經(jīng)濟學方法論課程，其應用范圍越來越廣泛。2015年國務院印發(fā)了《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》，指出鼓勵高校設立數(shù)據(jù)科學和數(shù)據(jù)工程相關專業(yè)，大力培養(yǎng)具有統(tǒng)計分析、計算機技術、經(jīng)濟管理等多學科知識的跨界復合型人才。作為培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)處理與分析能力的重要課程，“時間序列分析”在新的歷史時期應當承擔起培養(yǎng)學生金融大數(shù)據(jù)視野的責任[1]。因此，在“時間序列分析”教學中，需要不斷調(diào)整課程設置和教學方法，以適應大數(shù)據(jù)背景下社會對培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析能力人才的需求。

目前“時間序列分析”在各財經(jīng)類院校開設的情況不盡相同，但整體而言，這門課程引入高校的時間并不長，在教學內(nèi)容和教學方法等方面都不太成熟。而作為以數(shù)據(jù)分析為主的課程，大數(shù)據(jù)時代必將對“時間序列分析”的教學方式、教學內(nèi)容產(chǎn)生較大沖擊。由此本文從教學觀念、案例模塊教學、“微課”教學、開展第二課堂等方面展開探討。

一、在大數(shù)據(jù)時代改變固有教學觀念，推進教學改革

由于“時間序列分析”內(nèi)容涉及的理論推導比較多，對數(shù)學知識的要求比較高，因此授課教師會比較注重數(shù)學證明或推導，對案例分析和實際應用重視不夠，這些因素都會導致固有的理論教學方法難以調(diào)動學生的學習熱情和學習積極性。教師在講授必要的理論推導時，要注重和先修課程的銜接，讓學生充分理解“時間序列分析”課程在整個現(xiàn)代計量經(jīng)濟學中的地位和脈絡。在課程第一節(jié)，就要說明正是宏觀經(jīng)濟時間序列的非平穩(wěn)性與經(jīng)典計量經(jīng)濟學模型數(shù)學基礎之間的矛盾造就了現(xiàn)代時間序列分析框架，并通過幾位諾貝爾獎獲得者的貢獻引出整個“時間序列分析”的主線。由于“時間序列分析”很多時候是以數(shù)據(jù)為導向的，在授課時一定要強調(diào)數(shù)據(jù)關系的統(tǒng)計分析只是必要條件而非充分條件，因果關系一定來自統(tǒng)計學之外，訴諸經(jīng)驗的或者經(jīng)濟理論上的思考。

傳統(tǒng)的“時間序列分析”教學體系注重數(shù)據(jù)分析法，并不涉及基礎的數(shù)據(jù)收集部分。然而大數(shù)據(jù)時代以海量的數(shù)據(jù)為研究分析對象，這就要求教學要在強調(diào)推理論證的教學模式上，注重數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)，而大數(shù)據(jù)思維的訓練和培養(yǎng)就顯得尤為重要了。大數(shù)據(jù)思維本質(zhì)上依舊是因果思維，但與只依據(jù)部分數(shù)據(jù)進行推理的傳統(tǒng)因果思維有所不同，它是建立在決策信息來源于大數(shù)據(jù)基礎之上的。在“時間序列分析”的教學中，要緊跟時代步伐，在教學中充分意識到大數(shù)據(jù)分析方法的出現(xiàn)給“時間序列分析”研究提供了更大的空間和更新的視角。

二、采用“微課”與傳統(tǒng)教學相結合的模式，深度開展案例式教學

（一）深入開展案例式教學

案例式教學既是“時間序列分析”教學中的重要環(huán)節(jié)，又是目前“時間序列分析”教學中最薄弱的環(huán)節(jié)[2]。可依據(jù)“時間序列分析”教學大綱將課程內(nèi)容分成不同模塊：ARMA平穩(wěn)時間序列模型、向量自回歸模型、協(xié)整及誤差修正模型和GARCH模型。針對每一部分內(nèi)容，從背景介紹、時間序列數(shù)據(jù)特征、建模思想與方法等方面形成教學案例，并將各個模塊有機貫穿起來，具體如下。

1.ARMA模型的建立與估計。這是傳統(tǒng)時間序列分析的經(jīng)典模型，以中國通貨膨脹率的ARMA模型為基礎[3]，整合時間序列數(shù)據(jù)特征、平穩(wěn)時間序列模型的識別與估計、模型優(yōu)化及預測等知識，并對中國通貨膨脹率進行預測。此案例幫助學生掌握時間序列數(shù)據(jù)的導入，描述分析、繪制和分析時序圖及相關圖，熟悉通過觀察時序圖發(fā)現(xiàn)時間序列中較明顯的規(guī)律性，如趨勢性、季節(jié)性等。通過觀察序列自相關圖和偏相關圖可對模型進行識別和設定滯后項，從而掌握時間序列建模的基本思想和涉及的各類檢驗，為后面的學習打下良好的基礎。作為第一個教學案例，該教學環(huán)節(jié)以模仿學習為主。此外，數(shù)據(jù)的采集和文獻查詢方式介紹也是重要的教學內(nèi)容之一。

2.向量自回歸模型的建立與估計。利用通貨膨脹率與短期利率的VAR模型，建立脈沖響應函數(shù)和方差分解。此案例幫助學生理解利用VAR模型處理多個相關經(jīng)濟指標的分析與預測，并分析隨機擾動對時間序列系統(tǒng)的動態(tài)沖擊，從而解釋各種經(jīng)濟沖擊對經(jīng)濟變量造成的影響。

3.誤差修正模型的建立與估計。利用我國財政支出與財政收入的協(xié)整關系來檢驗建立誤差修正模型[4]。該案例整合了單位根檢驗、協(xié)整檢驗及誤差修正模型的建立與估計等知識，具有很強的綜合性。通過綜合性案例幫助學生更好地掌握數(shù)據(jù)采集、文獻閱讀、分析數(shù)據(jù)、學術論文寫作的整個流程。

4.金融時間序列數(shù)據(jù)分析，主要學習各類GARCH模型。金融時間序列數(shù)據(jù)一般記錄得比較準確且頻率較高，而頻率的高低對建模方法的選擇至關重要。隨著中國資本市場金融產(chǎn)品的日益豐富，套利交易日益頻繁，產(chǎn)生了大量諸如逐秒交易等高頻或超高頻金融數(shù)據(jù)。而高頻數(shù)據(jù)具有時間間隔不等、數(shù)據(jù)離散和存在日內(nèi)周期等特點，導致金融高頻數(shù)據(jù)所對應的時間序列分析方法與課程前討論的低頻時間序列方法明顯不同。通過SP500股票指數(shù)的日收益率構建ARCH模型和GARCH模型，讓學生體會不同類型GARCH模型的使用條件。由于GARCH模型的拓展研究是目前比較活躍的領域，因此應鼓勵學生在教學案例的基礎上大量閱讀前沿文獻。同時，金融大數(shù)據(jù)既是經(jīng)濟活動中變化最快且最不穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，又是經(jīng)濟活動中一個最值得重點研究的領域，通過對“時間序列分析”的學習，鼓勵學生在金融數(shù)據(jù)挖掘、收集、加工、處理等方面不斷學習和探索。