計算機軟件在《統(tǒng)計預測和決策》課程改革重要性研究

于揚

計算機軟件在《統(tǒng)計預測和決策》課程改革重要性研究

于揚

（內(nèi)蒙古財經(jīng)大學統(tǒng)計與數(shù)學學院，呼和浩特 010070）

從講授《統(tǒng)計預測與決策》課程實際出發(fā)，指出目前《統(tǒng)計預測與決策》課程特色及存在問題，并結(jié)合時間序列指數(shù)平滑預測法指出《統(tǒng)計預測與決策》使用軟件操作過程的重要性，為該課程的教學改革提出新要求。主要包括合理劃分教學層次，選擇合適計算機軟件進行輔助教學，理論教學與軟件實踐緊密融合等。

統(tǒng)計預測與決策；教學問題；教學改革

0 引言

《統(tǒng)計預測與決策》作為統(tǒng)計學專業(yè)的一門專業(yè)主干課程，是統(tǒng)計學專業(yè)的核心課程之一在我國一部分財經(jīng)類高等院校的統(tǒng)計學科，經(jīng)濟學科、管理學科等相關(guān)專業(yè)中開設(shè)已經(jīng)有多年歷史，其重要程度和實用價值逐漸為人們所熟知。經(jīng)過多年的課程建設(shè)，我們的統(tǒng)計預測與決策這門課程取得了顯著的成績，在教學過程中我們逐漸將案例分析，上機操作等環(huán)節(jié)融入其中，但總結(jié)這些年的教學理念，教學效果，還有許多方面需要進一步研究和改進。本文以時間序列指數(shù)平滑預測法為代表，從剖析具體方法的內(nèi)部結(jié)構(gòu)入手，指出教學過程中應注意的問題，并進一步提出了《統(tǒng)計預測與決策》課程教學改革的幾點思考。

1 《統(tǒng)計預測與決策》課程改革新要求

《統(tǒng)計預測與決策》課程存在一些需要改進的問題。

1.1 《統(tǒng)計預測與決策》課程應使用合適在計算機軟件進行輔助教學

統(tǒng)計預測與決策在講授過程應加大計算機軟件的學習力度，因為統(tǒng)計預測與決策包含很大比例定量分析方法，如回歸預測法，平穩(wěn)時間序列預測法，自適應過濾法，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，或迭代過程，接下來以時間序列指數(shù)平滑預測法為例，具體說明使用計算機軟件必要性。目前時間序列指數(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程。

（1）單指數(shù)平滑法

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

給定修正系數(shù)α，第t+1期預測值是t期預測值與t期觀測值的加權(quán)平均數(shù)。

所以指數(shù)平滑預測模型實質(zhì)是第t+1期的預測值是第t期的實際值和第t期的預測值的加權(quán)平均數(shù)。對 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期的預測值是第t期的預測值加上第t期的實際值與第t期的預測值的修正值。

整理得：Ft+1=αxt+α(1-α)xt-1+(1-α)2Ft-1

我們再將Ft-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期的預測值是第t期、t-1期、t-2期、…、t-n+1期的加權(quán)平均數(shù)，其權(quán)重按幾何級數(shù)遞減，越靠近預測期，權(quán)重越大。越遠離預測期，權(quán)重越小。

（2）初始預測值的選擇和加權(quán)系數(shù)的確定

平滑模型的初始預測值是由預測者估計的。一般給定的原則：①當時間序列的數(shù)據(jù)較多，初始預測對以后的預測值影響很小，用最初一期數(shù)據(jù)作為初始值；②如果時間序列的數(shù)據(jù)中等，一般以最初幾期的實際值的算數(shù)平均數(shù)作為初始預測值；③如果時間序列的數(shù)據(jù)長度充分大，初始預測值可以任意給定。

加權(quán)系數(shù)的確定α直接影響預測結(jié)果，所以α的取值是否恰當直接影響預測結(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值既代表預測模型對時間序列數(shù)據(jù)變化的反應速度，又決定預測模型修勻誤差的能力。實際中確定α的值方法有許多，實踐中常用均方誤差法，先將平滑系數(shù)離散化，在[0,1]之間按一定的步長取α的值，然后計算每一期的計算每一次的值，均方誤差值最小的那個平滑系數(shù)便是最優(yōu)的。

（3）雙指數(shù)平滑法

雙指數(shù)平滑法的預測模型：

其中T是預測期距離第t期的時期數(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的計算公式如下：

由上述公式可知：當時間序列具有明顯遞增、遞減變動時，單指數(shù)平滑預測法會存在明顯滯后偏差所以此時要進行二次指數(shù)平滑。

（4）Holt-Winters無季節(jié)指數(shù)模型

預測模型為：Ft+T=at+btT

模型中at、bt由以下公式?jīng)Q定：

兩個系數(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，主要用于具有線性趨勢，但無季節(jié)變動的時間序列的預測。

（5）Holt-Winters加法指數(shù)模型

預測模型為：

at+btT是趨勢因素，I為季節(jié)指數(shù)，L是季節(jié)長度。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性趨勢、季節(jié)性，且這種變化以加法形式疊加的序列預測。

（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)相類似，主要用于具有線性趨勢、季節(jié)性，且這種變化以乘法形式疊加的序列預測。

預測模型為：

模型中at、bt和It的表達式為：

這里有三個系數(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)長度，T的含義與前面的相同。通過幾種指數(shù)平滑法理論過程呈現(xiàn)，指數(shù)平滑預測法包含一個或多個遞推公式，且每種指數(shù)平滑預測法無論在模型構(gòu)建，還是參數(shù)估計過程均需要滿足一定假定條件，實際講授過程中需要結(jié)合案例多角度進行甄別和篩選。

目前Eviews8.0軟件中有相應的菜單操作，具有簡單易行特點。軟件的輔助教學提高了課堂教學效率，使部分預測方法能夠?qū)嵺`，但還存在一些模型改進及最優(yōu)化算法無法實現(xiàn)問題，建議使用其他計算機軟件編程，以便更好在完成實踐教學。

1.2 科學，合理劃分教學層次，提高教學實效

《統(tǒng)計預測與決策》課程中包含了眾多預測與決策的定量方法，目前我校統(tǒng)計學，計算科學，金融數(shù)學，數(shù)學與應用數(shù)學的本科生，統(tǒng)計學碩士生均開設(shè)這門課程，由于所開設(shè)的專業(yè)層次和培養(yǎng)層次不同，而且有蒙、漢生的差異，學生對統(tǒng)計預測與決策方法的要求要有所不同，所以應該根據(jù)學生的實際情況，分析各專業(yè)、各培養(yǎng)層次要求的基礎(chǔ)上，分別制定適合各類別統(tǒng)計預測與決策課程的教學大綱，給出不同專業(yè)及不同學歷的具體教學內(nèi)容，嚴格規(guī)范教學要求。目前可考慮針對計算科學，金融數(shù)學，數(shù)學與應用數(shù)學專業(yè)的本科生，由于這部分學生具有深厚的數(shù)學功底，所以應該增加理論方法的深度，例如前面指數(shù)平滑預測法，應詳細推導每個公式由來，重視推導過程，以便從更深層次的認識方法的實用條件和優(yōu)缺點，對于模型的改進，模型的拓展有更好的幫助。對于統(tǒng)計學本科生應注重指數(shù)平滑法方法Eviews8.0軟件的菜單操作，以便發(fā)揮出本專業(yè)特長，針對統(tǒng)計學碩士生應理論和應用并重。以便進一步堅實專業(yè)功底，正確使用預測及決策方法。

1.3 開展《統(tǒng)計預測與決策》課程在理論教學網(wǎng)絡課件、軟件教學的緊密融合

關(guān)于預測模型在內(nèi)部結(jié)構(gòu)，數(shù)學證明，理論演繹過程，應按照傳統(tǒng)教學模式進行推導，而一些參考資料、資料庫、案例庫需要借助于網(wǎng)絡課件在形式講授，以便節(jié)省課堂教學時間，改進教學效果，同時課堂上無法消化在知識也可以通過網(wǎng)絡課件進行課后學習。

1.4 注重《統(tǒng)計預測與決策》課程在特色性，深入理解預測及決策方法

《統(tǒng)計預測與決策》課程是一門理論和應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，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)在機理是合理應用方法的前提。講授的過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，才能拓展新在預測方法。

1.5 《統(tǒng)計預測與決策》的教學改革過程中要注重案例教學、實驗教學的協(xié)調(diào)配合

使用多種教學手段進一步完善《統(tǒng)計預測與決策》教學過程，其中多元化案例教學，實驗教學統(tǒng)計預測與決策教學中缺一不可的內(nèi)容。豐富的，與時俱進的案例能夠激發(fā)學生主觀能動性、創(chuàng)新能力，授課教師應列舉與實際緊密結(jié)合的案例，并根據(jù)聽課者的專業(yè)進行細致劃分。以便提高學生使用定量的理性分析經(jīng)濟問題。

2 結(jié)語

統(tǒng)計預測與決策是一門應用性非常強的學科,本文通過多年的教學經(jīng)驗，結(jié)合統(tǒng)計預測與決策課程特色，以時間序列指數(shù)平滑預測法為例為《統(tǒng)計預測與決策》這門課程的教學改革提出新要求。即選擇合適計算機軟件進行輔助教學，合理劃分教學層次，理論教學與軟件實踐緊密融合等。同時指出在統(tǒng)計預測與決策教學過程中配備相應的計算機軟件在大數(shù)據(jù)時代已迫在眉睫,教師應進一步提高計算機編程及軟件操作能力。

[1]陳裕.基于提升學生素質(zhì)能力的統(tǒng)計學教學改革[J].北京師范大學學報，2016（10）.

[2]李余輝，童琳.南江霞基于統(tǒng)計學專業(yè)的統(tǒng)計預測與決策課程教學改革實驗[J].才智，2015（11）.

[3]李雙成`,張宏偉.計量經(jīng)濟學課程教學改革的若干思考[J].河北經(jīng)貿(mào)大學學報，2004（12）.

[4]俞培果,高翔.本科學生計量經(jīng)濟學教學中若干問題的探討[J].西南科技大學學報，2004（12）.

[5]楊華.以“案例教學”實教《計量經(jīng)濟學》的思考[J].統(tǒng)計教育,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)蒙古財經(jīng)大學教育改革專項（No.JXYB1603）

1007-1423（2017）24-0039-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.24.009

于揚，女，內(nèi)蒙古赤峰人，經(jīng)濟學博士，講師，研究方向為經(jīng)濟計量分析與預警

2017-05-11

2017-08-15