于揚(yáng)

計(jì)算機(jī)軟件在《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)和決策》課程改革重要性研究

于揚(yáng)

（內(nèi)蒙古財(cái)經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計(jì)與數(shù)學(xué)學(xué)院，呼和浩特 010070）

從講授《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策》課程實(shí)際出發(fā)，指出目前《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策》課程特色及存在問(wèn)題，并結(jié)合時(shí)間序列指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法指出《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策》使用軟件操作過(guò)程的重要性，為該課程的教學(xué)改革提出新要求。主要包括合理劃分教學(xué)層次，選擇合適計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，理論教學(xué)與軟件實(shí)踐緊密融合等。

統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策；教學(xué)問(wèn)題；教學(xué)改革

0 引言

《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策》作為統(tǒng)計(jì)學(xué)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)主干課程，是統(tǒng)計(jì)學(xué)專(zhuān)業(yè)的核心課程之一在我國(guó)一部分財(cái)經(jīng)類(lèi)高等院校的統(tǒng)計(jì)學(xué)科，經(jīng)濟(jì)學(xué)科、管理學(xué)科等相關(guān)專(zhuān)業(yè)中開(kāi)設(shè)已經(jīng)有多年歷史，其重要程度和實(shí)用價(jià)值逐漸為人們所熟知。經(jīng)過(guò)多年的課程建設(shè)，我們的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策這門(mén)課程取得了顯著的成績(jī)，在教學(xué)過(guò)程中我們逐漸將案例分析，上機(jī)操作等環(huán)節(jié)融入其中，但總結(jié)這些年的教學(xué)理念，教學(xué)效果，還有許多方面需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)。本文以時(shí)間序列指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法為代表，從剖析具體方法的內(nèi)部結(jié)構(gòu)入手，指出教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題，并進(jìn)一步提出了《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策》課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考。

1 《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策》課程改革新要求

《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策》課程存在一些需要改進(jìn)的問(wèn)題。

1.1 《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策》課程應(yīng)使用合適在計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行輔助教學(xué)

統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策在講授過(guò)程應(yīng)加大計(jì)算機(jī)軟件的學(xué)習(xí)力度，因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策包含很大比例定量分析方法，如回歸預(yù)測(cè)法，平穩(wěn)時(shí)間序列預(yù)測(cè)法，自適應(yīng)過(guò)濾法，狀態(tài)空間模型和卡爾曼濾波法等，這些方法需要多次試算，或迭代過(guò)程，接下來(lái)以時(shí)間序列指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法為例，具體說(shuō)明使用計(jì)算機(jī)軟件必要性。目前時(shí)間序列指數(shù)平滑法主要包括單指數(shù)平滑法，雙指數(shù)平滑法，Holt-Winters指數(shù)模型等，以下介紹每種方法的理論過(guò)程。

（1）單指數(shù)平滑法

如果序列前一期預(yù)測(cè)值加上前期預(yù)測(cè)值中產(chǎn)生誤差的修正值則為指數(shù)平滑法。預(yù)測(cè)模型：

給定修正系數(shù)α，第t+1期預(yù)測(cè)值是t期預(yù)測(cè)值與t期觀(guān)測(cè)值的加權(quán)平均數(shù)。

所以指數(shù)平滑預(yù)測(cè)模型實(shí)質(zhì)是第t+1期的預(yù)測(cè)值是第t期的實(shí)際值和第t期的預(yù)測(cè)值的加權(quán)平均數(shù)。對(duì) 此 模 型Ft+1=αxt+(1-α)Ft可 以 重 新 排 列 ，F(xiàn)t+1=Ft+α(xt-Ft)，所以第t+1期的預(yù)測(cè)值是第t期的預(yù)測(cè)值加上第t期的實(shí)際值與第t期的預(yù)測(cè)值的修正值。

整理得：Ft+1=αxt+α(1-α)xt-1+(1-α)2Ft-1

我們?cè)賹t-1、Ft-2、Ft-3，…帶入上述模型整理得：

系數(shù)α的范圍0＜α＜1，所以第t+1期的預(yù)測(cè)值是第t期、t-1期、t-2期、…、t-n+1期的加權(quán)平均數(shù)，其權(quán)重按幾何級(jí)數(shù)遞減，越靠近預(yù)測(cè)期，權(quán)重越大。越遠(yuǎn)離預(yù)測(cè)期，權(quán)重越小。

（2）初始預(yù)測(cè)值的選擇和加權(quán)系數(shù)的確定

平滑模型的初始預(yù)測(cè)值是由預(yù)測(cè)者估計(jì)的。一般給定的原則：①當(dāng)時(shí)間序列的數(shù)據(jù)較多，初始預(yù)測(cè)對(duì)以后的預(yù)測(cè)值影響很小，用最初一期數(shù)據(jù)作為初始值；②如果時(shí)間序列的數(shù)據(jù)中等，一般以最初幾期的實(shí)際值的算數(shù)平均數(shù)作為初始預(yù)測(cè)值；③如果時(shí)間序列的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度充分大，初始預(yù)測(cè)值可以任意給定。

加權(quán)系數(shù)的確定α直接影響預(yù)測(cè)結(jié)果，所以α的取值是否恰當(dāng)直接影響預(yù)測(cè)結(jié)果和精度，α的取值范圍為0＜α＜1，這區(qū)間的數(shù)據(jù)有許許多多，α值既代表預(yù)測(cè)模型對(duì)時(shí)間序列數(shù)據(jù)變化的反應(yīng)速度，又決定預(yù)測(cè)模型修勻誤差的能力。實(shí)際中確定α的值方法有許多，實(shí)踐中常用均方誤差法，先將平滑系數(shù)離散化，在[0,1]之間按一定的步長(zhǎng)取α的值，然后計(jì)算每一期的計(jì)算每一次的值，均方誤差值最小的那個(gè)平滑系數(shù)便是最優(yōu)的。

（3）雙指數(shù)平滑法

雙指數(shù)平滑法的預(yù)測(cè)模型：

其中T是預(yù)測(cè)期距離第t期的時(shí)期數(shù)，一般情況下t期取樣本數(shù)據(jù)最近的一期，截距at和斜率bt的計(jì)算公式如下：

由上述公式可知：當(dāng)時(shí)間序列具有明顯遞增、遞減變動(dòng)時(shí)，單指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法會(huì)存在明顯滯后偏差所以此時(shí)要進(jìn)行二次指數(shù)平滑。

（4）Holt-Winters無(wú)季節(jié)指數(shù)模型

預(yù)測(cè)模型為：Ft+T=at+btT

模型中at、bt由以下公式?jīng)Q定：

兩個(gè)系數(shù)?、β，其范圍都在0-1之間。這種方法與雙指數(shù)平滑法一樣，主要用于具有線(xiàn)性趨勢(shì)，但無(wú)季節(jié)變動(dòng)的時(shí)間序列的預(yù)測(cè)。

（5）Holt-Winters加法指數(shù)模型

預(yù)測(cè)模型為：

at+btT是趨勢(shì)因素，I為季節(jié)指數(shù)，L是季節(jié)長(zhǎng)度。有模型結(jié)構(gòu)可知Holt-Winters加法指數(shù)模型主要用于具有線(xiàn)性趨勢(shì)、季節(jié)性，且這種變化以加法形式疊加的序列預(yù)測(cè)。

（6）Holt-Winters乘法指數(shù)模型

Holt-Winters乘法指數(shù)模型與二次指數(shù)相類(lèi)似，主要用于具有線(xiàn)性趨勢(shì)、季節(jié)性，且這種變化以乘法形式疊加的序列預(yù)測(cè)。

預(yù)測(cè)模型為：

模型中at、bt和It的表達(dá)式為：

這里有三個(gè)系數(shù)?、β、γ，其范圍都在0-1之間，I為季節(jié)指數(shù)，L是季節(jié)長(zhǎng)度，T的含義與前面的相同。通過(guò)幾種指數(shù)平滑法理論過(guò)程呈現(xiàn)，指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法包含一個(gè)或多個(gè)遞推公式，且每種指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法無(wú)論在模型構(gòu)建，還是參數(shù)估計(jì)過(guò)程均需要滿(mǎn)足一定假定條件，實(shí)際講授過(guò)程中需要結(jié)合案例多角度進(jìn)行甄別和篩選。

目前Eviews8.0軟件中有相應(yīng)的菜單操作，具有簡(jiǎn)單易行特點(diǎn)。軟件的輔助教學(xué)提高了課堂教學(xué)效率，使部分預(yù)測(cè)方法能夠?qū)嵺`，但還存在一些模型改進(jìn)及最優(yōu)化算法無(wú)法實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，建議使用其他計(jì)算機(jī)軟件編程，以便更好在完成實(shí)踐教學(xué)。

1.2 科學(xué)，合理劃分教學(xué)層次，提高教學(xué)實(shí)效

《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策》課程中包含了眾多預(yù)測(cè)與決策的定量方法，目前我校統(tǒng)計(jì)學(xué)，計(jì)算科學(xué)，金融數(shù)學(xué)，數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)的本科生，統(tǒng)計(jì)學(xué)碩士生均開(kāi)設(shè)這門(mén)課程，由于所開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)層次和培養(yǎng)層次不同，而且有蒙、漢生的差異，學(xué)生對(duì)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策方法的要求要有所不同，所以應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，分析各專(zhuān)業(yè)、各培養(yǎng)層次要求的基礎(chǔ)上，分別制定適合各類(lèi)別統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策課程的教學(xué)大綱，給出不同專(zhuān)業(yè)及不同學(xué)歷的具體教學(xué)內(nèi)容，嚴(yán)格規(guī)范教學(xué)要求。目前可考慮針對(duì)計(jì)算科學(xué)，金融數(shù)學(xué)，數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)的本科生，由于這部分學(xué)生具有深厚的數(shù)學(xué)功底，所以應(yīng)該增加理論方法的深度，例如前面指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法，應(yīng)詳細(xì)推導(dǎo)每個(gè)公式由來(lái)，重視推導(dǎo)過(guò)程，以便從更深層次的認(rèn)識(shí)方法的實(shí)用條件和優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)于模型的改進(jìn)，模型的拓展有更好的幫助。對(duì)于統(tǒng)計(jì)學(xué)本科生應(yīng)注重指數(shù)平滑法方法Eviews8.0軟件的菜單操作，以便發(fā)揮出本專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)，針對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)碩士生應(yīng)理論和應(yīng)用并重。以便進(jìn)一步堅(jiān)實(shí)專(zhuān)業(yè)功底，正確使用預(yù)測(cè)及決策方法。

1.3 開(kāi)展《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策》課程在理論教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課件、軟件教學(xué)的緊密融合

關(guān)于預(yù)測(cè)模型在內(nèi)部結(jié)構(gòu)，數(shù)學(xué)證明，理論演繹過(guò)程，應(yīng)按照傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行推導(dǎo)，而一些參考資料、資料庫(kù)、案例庫(kù)需要借助于網(wǎng)絡(luò)課件在形式講授，以便節(jié)省課堂教學(xué)時(shí)間，改進(jìn)教學(xué)效果，同時(shí)課堂上無(wú)法消化在知識(shí)也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)課件進(jìn)行課后學(xué)習(xí)。

1.4 注重《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策》課程在特色性，深入理解預(yù)測(cè)及決策方法

《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策》課程是一門(mén)理論和應(yīng)用具有雙重重要性的課程，其包含的每種方法在原理及適用條件是其中重點(diǎn)，但一些模型在限制條件只有在充分理解模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)才能發(fā)現(xiàn)，所以方法的理論，模型的內(nèi)在機(jī)理是合理應(yīng)用方法的前提。講授的過(guò)程要重視指出不同方法在限制條件及估算內(nèi)容。只有做足上述工作，才能理解不同方法之間更深層次的聯(lián)系，才能拓展新在預(yù)測(cè)方法。

1.5 《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策》的教學(xué)改革過(guò)程中要注重案例教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的協(xié)調(diào)配合

使用多種教學(xué)手段進(jìn)一步完善《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策》教學(xué)過(guò)程，其中多元化案例教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策教學(xué)中缺一不可的內(nèi)容。豐富的，與時(shí)俱進(jìn)的案例能夠激發(fā)學(xué)生主觀(guān)能動(dòng)性、創(chuàng)新能力，授課教師應(yīng)列舉與實(shí)際緊密結(jié)合的案例，并根據(jù)聽(tīng)課者的專(zhuān)業(yè)進(jìn)行細(xì)致劃分。以便提高學(xué)生使用定量的理性分析經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。

2 結(jié)語(yǔ)

統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策是一門(mén)應(yīng)用性非常強(qiáng)的學(xué)科,本文通過(guò)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策課程特色，以時(shí)間序列指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法為例為《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策》這門(mén)課程的教學(xué)改革提出新要求。即選擇合適計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，合理劃分教學(xué)層次，理論教學(xué)與軟件實(shí)踐緊密融合等。同時(shí)指出在統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策教學(xué)過(guò)程中配備相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件在大數(shù)據(jù)時(shí)代已迫在眉睫,教師應(yīng)進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)編程及軟件操作能力。

[1]陳裕.基于提升學(xué)生素質(zhì)能力的統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)改革[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2016（10）.

[2]李余輝，童琳.南江霞基于統(tǒng)計(jì)學(xué)專(zhuān)業(yè)的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)與決策課程教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)[J].才智，2015（11）.

[3]李雙成`,張宏偉.計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)課程教學(xué)改革的若干思考[J].河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004（12）.

[4]俞培果,高翔.本科學(xué)生計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)教學(xué)中若干問(wèn)題的探討[J].西南科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2004（12）.

[5]楊華.以“案例教學(xué)”實(shí)教《計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)》的思考[J].統(tǒng)計(jì)教育,2005（2）.

Research on the Importance of Computer Software in Statistical Forecast and Decision Course

YU Yang
（Department of Statistics and Mathematics,Inner Mongolia Finance and Economics University,Hohhot 010070）

From the teaching practice of Statistical Forecasting and Decision,points out the characteristics and existing problems that the current sta?tistical forecasting and decision,and combined with time series exponential smoothing forecasting method that importance of making use of the software operation process,and puts forward new requirements for the teaching reform of this course.It mainly includes the rational divi?sion of teaching level,the selection of appropriate computer software for auxiliary teaching,the close integration of theoretical teaching and software practice.

Statistical Prediction and Decision;Teaching Problems;Teaching Reform

內(nèi)蒙古財(cái)經(jīng)大學(xué)教育改革專(zhuān)項(xiàng)（No.JXYB1603）

1007-1423（2017）24-0039-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.24.009

于揚(yáng)，女，內(nèi)蒙古赤峰人，經(jīng)濟(jì)學(xué)博士，講師，研究方向?yàn)榻?jīng)濟(jì)計(jì)量分析與預(yù)警

2017-05-11

2017-08-15