《Python金融大數(shù)據(jù)分析》課程教學(xué)研究

湯銀芬

摘要：基于《Python金融大數(shù)據(jù)分析》課程的教學(xué)實(shí)踐，提出該課程在教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容的不足和遇到的問(wèn)題;研究如何在教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容中通過(guò)案例材料和案例教學(xué)去克服這些問(wèn)題，并且在這個(gè)過(guò)程中融入思政教育，借此來(lái)改善和提高教學(xué)質(zhì)量，從而做到不僅傳授學(xué)生知識(shí)，同時(shí)也能更好地培養(yǎng)學(xué)生的Python實(shí)踐操作和解決實(shí)際問(wèn)題的能力;與此同時(shí)，帶領(lǐng)學(xué)生緊跟大數(shù)據(jù)時(shí)代步伐，了解大數(shù)據(jù)背景下數(shù)據(jù)分析的特點(diǎn)，進(jìn)一步拓展視野，實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

關(guān)鍵詞：案例教學(xué)? 思政教育? 大數(shù)據(jù)? Python

《Python金融大數(shù)據(jù)分析》課程是將統(tǒng)計(jì)和金融相關(guān)理論結(jié)合時(shí)下熱門軟件Python應(yīng)用到實(shí)際的課程，側(cè)重于如何通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取，展示和統(tǒng)計(jì)分析的過(guò)程。筆者基于這門課程的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)歷，剖析在曾經(jīng)的教學(xué)過(guò)程中遇到的教學(xué)問(wèn)題和不足，研究和分析如何利用案例素材和案例教學(xué)方法來(lái)提升教學(xué)質(zhì)量，并在教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容中融入思政教育元素，讓學(xué)生不僅能夠掌握知識(shí)，提高實(shí)踐操作能力，更能促使學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，實(shí)現(xiàn)教學(xué) “以樹(shù)人為核心，以立德為根本”[1]的目標(biāo)。

一、教學(xué)中的問(wèn)題

Python金融大數(shù)據(jù)分析是金融數(shù)據(jù)分析和軟件Python應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物，是一項(xiàng)綜合實(shí)踐性課程。與講授基礎(chǔ)數(shù)學(xué)或統(tǒng)計(jì)知識(shí)不同，此課程是需要先行學(xué)習(xí)過(guò)基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)相關(guān)知識(shí)，且以實(shí)踐操作為主，強(qiáng)調(diào)通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用技能。

在過(guò)去的課程教學(xué)中往往側(cè)重于梳理統(tǒng)計(jì)理論和方法及講授軟件的編程規(guī)則，需要學(xué)生具備接收密集型知識(shí)和技能的能力，而部分學(xué)生的實(shí)際情況是在基礎(chǔ)課程上掌握不過(guò)關(guān)，又要面對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用和編程實(shí)現(xiàn)的困境，因此抑制了學(xué)習(xí)的興趣，最后很有可能導(dǎo)致失去學(xué)習(xí)該課程的動(dòng)力。教師在教學(xué)過(guò)程中容易忽視學(xué)生的實(shí)際接收情況，沒(méi)有在教學(xué)設(shè)計(jì)上別出心裁，通常是按部就班地給學(xué)生灌輸課程內(nèi)容;課前的準(zhǔn)備工作往往針對(duì)知識(shí)點(diǎn)的梳理以及Python軟件操作的代碼準(zhǔn)備，沒(méi)有預(yù)留時(shí)間和素材給學(xué)生去思考和自己動(dòng)手的訓(xùn)練;導(dǎo)致在授課中填鴨式地機(jī)械教學(xué)，缺乏系統(tǒng)的授課框架，并且缺少吸引學(xué)生的案例素材;課后雖有在線答疑和輔導(dǎo)，但是留給學(xué)生練習(xí)的實(shí)訓(xùn)仍是準(zhǔn)備不充分，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程整體上缺乏合適的引導(dǎo)媒介，致使知識(shí)和技能的傳授過(guò)于單一和乏味，從而影響學(xué)生接受知識(shí)以及接受思想教育，因此教師有必要進(jìn)行深思并且改善。

另一方面，在目前的教學(xué)內(nèi)容中，關(guān)于金融數(shù)據(jù)的實(shí)踐應(yīng)用特色不突出，也缺乏合適的引導(dǎo)教材。受限于金融數(shù)據(jù)本身所涉及到的理論和方法，因此教師往往側(cè)重于理論方法的傳授，投注了大量精力在翻閱相關(guān)的教材和文獻(xiàn)上，而沒(méi)有選擇合適的方法去引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐操作中將理論或方法結(jié)合軟件去實(shí)現(xiàn)，一方面是缺乏合適的教材，另一方面是教師尚未將整個(gè)課程體系用合適的案例素材給搭建起來(lái)，并且沒(méi)有在教學(xué)內(nèi)容中強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的重要性，這樣“重理論，輕實(shí)踐”的教學(xué)與課程的培養(yǎng)目標(biāo)是相悖的;另一方面，在過(guò)去的課程教學(xué)中，教師是從基礎(chǔ)知識(shí)和軟件編程為出發(fā)點(diǎn)，因?yàn)檎n前的準(zhǔn)備不夠充分，沒(méi)有設(shè)計(jì)合適的案例素材，只注重課程知識(shí)和技能本身，不僅不能引起學(xué)生思考及興趣，而且會(huì)給學(xué)生增加對(duì)這門課程的畏懼心理，雖然在教學(xué)中設(shè)計(jì)了對(duì)實(shí)際金融數(shù)據(jù)的分析，但也只是為了分析而分析，并沒(méi)有對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式教育，導(dǎo)致學(xué)生只會(huì)機(jī)械化地接收技能，僵硬地進(jìn)行軟件操作，最終學(xué)生在遇到實(shí)際問(wèn)題時(shí)也會(huì)束手無(wú)策，不能達(dá)到課程“育人”的目的。

二、案例教學(xué)與思政教育融合

Python金融大數(shù)據(jù)分析課程的教學(xué)要符合“立德樹(shù)人，育人為本”的宗旨。教師作為教學(xué)中的關(guān)鍵要素，在傳授基本知識(shí)和技能的同時(shí)，也要考慮對(duì)學(xué)生獨(dú)立思考和實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)，使學(xué)生能“成為具有社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)專門人才”[2]。

面對(duì)過(guò)去在該課程教學(xué)中遇到的問(wèn)題和不足，提出要將案例教學(xué)作為該課程講授的主要方式，并在教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容中融入思政教育。

首先，教師不僅要掌握金融數(shù)據(jù)分析相關(guān)的知識(shí)技能，熟悉學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，了解背后勵(lì)志的人物和事跡;更要深刻學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì)黨和國(guó)家的各項(xiàng)教育方針等;做到“立足工作崗位，深入挖掘崗位所承載的思想政治教育功能”[3]。

其次，在教學(xué)過(guò)程中從三個(gè)授課階段分別探討如何用案例教學(xué)和思政教育的融合來(lái)克服以往教學(xué)的不足。

第一，在課前準(zhǔn)備階段，教師可以依托學(xué)校搭建的超星系統(tǒng)和平臺(tái)上傳課程材料和數(shù)據(jù)，以便學(xué)生提前準(zhǔn)備和學(xué)習(xí)，對(duì)有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)和操作有初步認(rèn)識(shí)。其中案例資料的準(zhǔn)備至關(guān)重要，認(rèn)識(shí)到案例不應(yīng)該是一個(gè)簡(jiǎn)單或虛擬的例題，應(yīng)該來(lái)自真實(shí)的實(shí)際工作和生活，是個(gè)系統(tǒng)化整體的設(shè)計(jì);應(yīng)以當(dāng)下關(guān)注的民生和熱點(diǎn)問(wèn)題為背景，以課程的知識(shí)和技能為核心，最后的落腳點(diǎn)是能提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，以這樣的原則準(zhǔn)備的案例材料，不僅能讓教師更好地梳理相關(guān)的知識(shí)脈絡(luò)，將晦澀的理論知識(shí)融入到案例材料中使其簡(jiǎn)單并且具象化，有利于學(xué)生更好掌握;而且教師可以潛移默化地將思政教育融入其中。這樣有利于提高學(xué)生對(duì)該課程學(xué)習(xí)的積極性，能夠主動(dòng)接收知識(shí)，并和教師進(jìn)行思想交流，學(xué)生和教師都能受益匪淺。只有做好充分的課前準(zhǔn)備，課堂中教師才能更好給學(xué)生“傳道、授業(yè)、解惑”。

第二，在課堂中，教師以案例材料為整個(gè)授課框架，以當(dāng)下熱點(diǎn)問(wèn)題導(dǎo)入，激起學(xué)生的求知欲望和興趣，并啟發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思考，同時(shí)融入思政元素;以解決問(wèn)題的知識(shí)點(diǎn)和軟件操作為核心，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和總結(jié)，并能自主思考，且能通過(guò)Python軟件編程進(jìn)行實(shí)踐操作;可以多元化地組織討論，如自主發(fā)言、小組討論、師生互動(dòng)等來(lái)提高學(xué)習(xí)積極性，增加學(xué)習(xí)信心。在整個(gè)過(guò)程中，以學(xué)生為主，教師負(fù)責(zé)控制節(jié)奏，并且及時(shí)給予反饋，最后引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，利用學(xué)到的方法結(jié)合Python軟件操作完成案例教學(xué)材料中設(shè)置的問(wèn)題，有助于提高學(xué)生自主解決問(wèn)題的能力。在這樣的案例教學(xué)中能將復(fù)雜的理論和知識(shí)點(diǎn)更有效、生動(dòng)地傳遞給學(xué)生，改善原先刻板的傳授方式，有利于解決學(xué)生的學(xué)習(xí)困境，并結(jié)合軟件操作，進(jìn)一步鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力，更好地理解知識(shí)點(diǎn)，并付諸于實(shí)踐，從而能展現(xiàn)該課程的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。特別是在案例教學(xué)過(guò)程中融入的思政元素可以指導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，結(jié)合穿插在案例背后具有激勵(lì)作用的事件和人物進(jìn)一步培育學(xué)生的品德，因此“立德樹(shù)人”始終貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程中。教師不僅是在傳授學(xué)生知識(shí)和技能，也是在對(duì)學(xué)生進(jìn)行潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的綜合素質(zhì)培養(yǎng);學(xué)生能在課堂中掌握專業(yè)技能，培養(yǎng)自己實(shí)踐動(dòng)手能力，為以后更好地發(fā)展創(chuàng)造更多的可能和機(jī)會(huì)。

第三，課堂授課的結(jié)束并不意味著教學(xué)過(guò)程的結(jié)束，教師也是要關(guān)注“售后服務(wù)”，進(jìn)一步利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)或者其他通信手段鞏固和拓展課程教學(xué)，通過(guò)合理選取的案例補(bǔ)充材料和實(shí)踐實(shí)訓(xùn)練習(xí)來(lái)督促學(xué)生的提高和進(jìn)步，這不僅能讓學(xué)生溫故而知新，且能進(jìn)一步提高自主學(xué)習(xí)和思考的能力;教師的坐班答疑或是在線指導(dǎo)也可以為學(xué)生課后學(xué)習(xí)提供條件，并且對(duì)學(xué)生的提問(wèn)和思考給予鼓勵(lì)，可以形成友好和睦的師生關(guān)系，對(duì)課程的后續(xù)教學(xué)也是有益的;同時(shí)，針對(duì)學(xué)生的問(wèn)題和想法，教師也能及時(shí)調(diào)整教學(xué)方式以及授課的重點(diǎn)，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)能力，與學(xué)生一起成長(zhǎng)和進(jìn)步。

最后，由于原先的課程是按部就班的設(shè)置內(nèi)容，顯得枯燥，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也會(huì)增加課程的理解難度，這種 “望而卻步”最終會(huì)使得課程失去本身賦予的價(jià)值，因此教師需要進(jìn)一步探討如何將案例教學(xué)融入到課程內(nèi)容中，并且融入思政教育，下面分成四大板塊分別論述。

一是基于Python的金融數(shù)據(jù)基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)分析——圍繞具體的金融數(shù)據(jù)分析案例展開(kāi)，循序漸進(jìn)向?qū)W生介紹Python工具的使用，其中包括Python基本編程規(guī)則和程序運(yùn)行，讓學(xué)生體會(huì)如何通過(guò)代碼去實(shí)現(xiàn)學(xué)過(guò)的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析方法，這樣不僅起到復(fù)習(xí)的功效，也能加深學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，更能領(lǐng)會(huì)Python工具給金融數(shù)據(jù)分析帶來(lái)的便利，初步培養(yǎng)學(xué)生的編程思維，為后面進(jìn)一步利用Python編程完成后續(xù)進(jìn)階內(nèi)容奠定基礎(chǔ)。

二是基于Python的金融數(shù)據(jù)回歸分析——以經(jīng)典資本資產(chǎn)定價(jià)CAPM模型，結(jié)合實(shí)際金融數(shù)據(jù)的案例展開(kāi)，將實(shí)際金融問(wèn)題轉(zhuǎn)化為統(tǒng)計(jì)中一元線性回歸分析問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)Python獲取實(shí)際金融數(shù)據(jù)，并對(duì)金融數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，穿插金融理論和統(tǒng)計(jì)方法，指導(dǎo)學(xué)生利用線性回歸分析技術(shù)，從定性分析和定量分析兩個(gè)角度去正確認(rèn)識(shí)單資產(chǎn)收益率與市場(chǎng)收益率的關(guān)系;并進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生明白統(tǒng)計(jì)模型并不是萬(wàn)無(wú)一失的，只是在某些場(chǎng)合是有用的，要學(xué)會(huì)辯證地看待統(tǒng)計(jì)模型和統(tǒng)計(jì)方法。當(dāng)市場(chǎng)收益率不能較好解釋單個(gè)資產(chǎn)收益率的情況時(shí)，需要引進(jìn)Fama-French三因子模型，這是多元回歸模型，可以更好地解釋單資產(chǎn)收益率。從一元回歸分析拓展到多元回歸模型，不僅是統(tǒng)計(jì)方法的技術(shù)提升，也是學(xué)生思維訓(xùn)練的進(jìn)階練習(xí)，是主要的知識(shí)點(diǎn)輸出之一，教師要積極引導(dǎo)學(xué)生“學(xué)、做、練”，學(xué)習(xí)系統(tǒng)的回歸分析技術(shù)，在案例指引下做出自己的分析和思考，并通過(guò)Python軟件練習(xí)將思考的分析步驟通過(guò)代碼實(shí)現(xiàn)，最后得到分析結(jié)果，并結(jié)合統(tǒng)計(jì)結(jié)果和金融理論去闡述，不僅鍛煉了思維，而且還能加強(qiáng)對(duì)金融理論和統(tǒng)計(jì)方法的理解，并提升解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

三是基于Python的金融時(shí)間序列模型分析——以實(shí)際金融時(shí)間序列案例為框架，帶領(lǐng)學(xué)生探索實(shí)際金融資產(chǎn)收益率數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的典型事實(shí)特征，教師可以發(fā)起小組討論和自主發(fā)言，學(xué)生動(dòng)手繪制金融資產(chǎn)收益率相關(guān)圖形，發(fā)現(xiàn)其中一般規(guī)律，教師把握節(jié)奏，適時(shí)作出歸納和總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生思考時(shí)間序列模型是如何與金融實(shí)際數(shù)據(jù)吻合的，并給出模型結(jié)果，幫助學(xué)生理解時(shí)間序列模型的發(fā)展并不是憑空的，是眾多研究者在發(fā)現(xiàn)已有的模型滿足不了實(shí)際數(shù)據(jù)時(shí)不斷發(fā)展，最終凝結(jié)出的智慧結(jié)晶，讓學(xué)生領(lǐng)悟這個(gè)思考和創(chuàng)新的過(guò)程，體會(huì)這些先人前輩的智慧、思想和品質(zhì)，這無(wú)疑會(huì)對(duì)學(xué)生的品德培育至關(guān)重要。

四是基于Python的高頻金融數(shù)據(jù)分析——以教師實(shí)際科研學(xué)術(shù)關(guān)注的高頻數(shù)據(jù)金融計(jì)量和統(tǒng)計(jì)推斷問(wèn)題為切入點(diǎn)，帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)高頻數(shù)據(jù)和超高頻數(shù)據(jù)，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)金融數(shù)據(jù)更高層次的認(rèn)識(shí)，拓展學(xué)習(xí)的視野。高頻數(shù)據(jù)實(shí)際上是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，數(shù)據(jù)的采集頻率越高，包含的信息越豐富，給數(shù)據(jù)分析帶來(lái)了便利的同時(shí)，也會(huì)帶來(lái)新的問(wèn)題，其中高頻數(shù)據(jù)中不可忽略的市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)噪聲會(huì)使得傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法失效。這部分內(nèi)容是學(xué)科前沿的知識(shí)，且與教師切身的學(xué)術(shù)研究相關(guān)，因此在這部分內(nèi)容講授中，以教師講解學(xué)術(shù)論文關(guān)注的問(wèn)題和現(xiàn)實(shí)意義為主導(dǎo)，學(xué)生對(duì)感興趣的問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)，通過(guò)學(xué)生和教師的溝通和互動(dòng)，有助于學(xué)生接收知識(shí)、得到指導(dǎo)，并付諸行動(dòng)和實(shí)踐，以此啟迪學(xué)生踐行“知行合一、以知促行、以行求知”的價(jià)值觀。

三、金融大數(shù)據(jù)時(shí)代

該課程是契合大數(shù)據(jù)時(shí)代背景而生的，Python就是時(shí)下處理大數(shù)據(jù)的有效工具之一，而高頻和超高頻數(shù)據(jù)的金融計(jì)量研究不僅是教師擅長(zhǎng)的研究領(lǐng)域之一，也是當(dāng)下大數(shù)據(jù)在金融領(lǐng)域的熱點(diǎn)。教師通過(guò)案例教學(xué)設(shè)計(jì)的四個(gè)不同板塊，不僅在內(nèi)容呈現(xiàn)的是由低層次到高層次的統(tǒng)計(jì)方法，而且數(shù)據(jù)的角度是從傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)到線下發(fā)展的大數(shù)據(jù)，學(xué)生在整個(gè)內(nèi)容推進(jìn)中能進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方法和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的差異。這個(gè)課程要傳遞的態(tài)度就是雖然“大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，它正在悄悄地改變著人們的行為與思維，難以阻擋，無(wú)法抗拒”[4]，但是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法不能摒棄。大數(shù)據(jù)給我們帶來(lái)了寶庫(kù)，雖然我們掌握的工具可能有些過(guò)時(shí)，但是內(nèi)核和思想仍然是財(cái)富。高頻金融數(shù)據(jù)在教學(xué)內(nèi)容中延伸和拓展了統(tǒng)計(jì)方法，也是時(shí)下高頻交易或是學(xué)術(shù)研究的焦點(diǎn)，能引領(lǐng)學(xué)生緊跟學(xué)科的時(shí)代前沿，也能培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新和不斷挑戰(zhàn)困難的精神，符合思政教育精神，從而體現(xiàn)育人的目的。

四、總結(jié)

本文主要研究在Python金融大數(shù)據(jù)分析課程中通過(guò)案例教學(xué)，并融入思政教育來(lái)克服原先的授課困境和不足，分別在教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容兩個(gè)角度來(lái)進(jìn)行探討，最后結(jié)合金融大數(shù)據(jù)時(shí)代特點(diǎn)，引領(lǐng)學(xué)生不斷創(chuàng)新和實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)本課程在“知識(shí)傳授”和“價(jià)值引領(lǐng)”的融合，為中國(guó)特色社會(huì)主義事業(yè)貢獻(xiàn)一份力量。

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項(xiàng)目基金：上海市屬高校應(yīng)用型本科試點(diǎn)專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目“經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)學(xué)”（B1-12-2801-17-005Z）;上海立信會(huì)計(jì)金融學(xué)院建設(shè)高水平地方應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)建設(shè)項(xiàng)目（B類）“應(yīng)用統(tǒng)計(jì)一流專業(yè)”（A0-11-180420-608）。

作者單位：上海立信會(huì)計(jì)金融學(xué)院統(tǒng)計(jì)與數(shù)學(xué)學(xué)院