计算机软件在《统计预测和决策》课程改革重要性研究

于扬

计算机软件在《统计预测和决策》课程改革重要性研究

于扬

（内蒙古财经大学统计与数学学院，呼和浩特 010070）

从讲授《统计预测与决策》课程实际出发，指出目前《统计预测与决策》课程特色及存在问题，并结合时间序列指数平滑预测法指出《统计预测与决策》使用软件操作过程的重要性，为该课程的教学改革提出新要求。主要包括合理划分教学层次，选择合适计算机软件进行辅助教学，理论教学与软件实践紧密融合等。

统计预测与决策；教学问题；教学改革

0 引言

《统计预测与决策》作为统计学专业的一门专业主干课程，是统计学专业的核心课程之一在我国一部分财经类高等院校的统计学科，经济学科、管理学科等相关专业中开设已经有多年历史，其重要程度和实用价值逐渐为人们所熟知。经过多年的课程建设，我们的统计预测与决策这门课程取得了显著的成绩，在教学过程中我们逐渐将案例分析，上机操作等环节融入其中，但总结这些年的教学理念，教学效果，还有许多方面需要进一步研究和改进。本文以时间序列指数平滑预测法为代表，从剖析具体方法的内部结构入手，指出教学过程中应注意的问题，并进一步提出了《统计预测与决策》课程教学改革的几点思考。

1 《统计预测与决策》课程改革新要求

《统计预测与决策》课程存在一些需要改进的问题。

1.1 《统计预测与决策》课程应使用合适在计算机软件进行辅助教学

统计预测与决策在讲授过程应加大计算机软件的学习力度，因为统计预测与决策包含很大比例定量分析方法，如回归预测法，平稳时间序列预测法，自适应过滤法，状态空间模型和卡尔曼滤波法等，这些方法需要多次试算，或迭代过程，接下来以时间序列指数平滑预测法为例，具体说明使用计算机软件必要性。目前时间序列指数平滑法主要包括单指数平滑法，双指数平滑法，Holt-Winters指数模型等，以下介绍每种方法的理论过程。

（1）单指数平滑法

如果序列前一期预测值加上前期预测值中产生误差的修正值则为指数平滑法。预测模型：

给定修正系数α，第t+1期预测值是t期预测值与t期观测值的加权平均数。

所以指数平滑预测模型实质是第t+1期的预测值是第t期的实际值和第t期的预测值的加权平均数。对 此 模 型Ft+1=αxt+(1-α)Ft可 以 重 新 排 列 ，Ft+1=Ft+α(xt-Ft)，所以第t+1期的预测值是第t期的预测值加上第t期的实际值与第t期的预测值的修正值。

整理得：Ft+1=αxt+α(1-α)xt-1+(1-α)2Ft-1

我们再将Ft-1、Ft-2、Ft-3，…带入上述模型整理得：

系数α的范围0＜α＜1，所以第t+1期的预测值是第t期、t-1期、t-2期、…、t-n+1期的加权平均数，其权重按几何级数递减，越靠近预测期，权重越大。越远离预测期，权重越小。

（2）初始预测值的选择和加权系数的确定

平滑模型的初始预测值是由预测者估计的。一般给定的原则：①当时间序列的数据较多，初始预测对以后的预测值影响很小，用最初一期数据作为初始值；②如果时间序列的数据中等，一般以最初几期的实际值的算数平均数作为初始预测值；③如果时间序列的数据长度充分大，初始预测值可以任意给定。

加权系数的确定α直接影响预测结果，所以α的取值是否恰当直接影响预测结果和精度，α的取值范围为0＜α＜1，这区间的数据有许许多多，α值既代表预测模型对时间序列数据变化的反应速度，又决定预测模型修匀误差的能力。实际中确定α的值方法有许多，实践中常用均方误差法，先将平滑系数离散化，在[0,1]之间按一定的步长取α的值，然后计算每一期的计算每一次的值，均方误差值最小的那个平滑系数便是最优的。

（3）双指数平滑法

双指数平滑法的预测模型：

其中T是预测期距离第t期的时期数，一般情况下t期取样本数据最近的一期，截距at和斜率bt的计算公式如下：

由上述公式可知：当时间序列具有明显递增、递减变动时，单指数平滑预测法会存在明显滞后偏差所以此时要进行二次指数平滑。

（4）Holt-Winters无季节指数模型

预测模型为：Ft+T=at+btT

模型中at、bt由以下公式决定：

两个系数∂、β，其范围都在0-1之间。这种方法与双指数平滑法一样，主要用于具有线性趋势，但无季节变动的时间序列的预测。

（5）Holt-Winters加法指数模型

预测模型为：

at+btT是趋势因素，I为季节指数，L是季节长度。有模型结构可知Holt-Winters加法指数模型主要用于具有线性趋势、季节性，且这种变化以加法形式叠加的序列预测。

（6）Holt-Winters乘法指数模型

Holt-Winters乘法指数模型与二次指数相类似，主要用于具有线性趋势、季节性，且这种变化以乘法形式叠加的序列预测。

预测模型为：

模型中at、bt和It的表达式为：

这里有三个系数∂、β、γ，其范围都在0-1之间，I为季节指数，L是季节长度，T的含义与前面的相同。通过几种指数平滑法理论过程呈现，指数平滑预测法包含一个或多个递推公式，且每种指数平滑预测法无论在模型构建，还是参数估计过程均需要满足一定假定条件，实际讲授过程中需要结合案例多角度进行甄别和筛选。

目前Eviews8.0软件中有相应的菜单操作，具有简单易行特点。软件的辅助教学提高了课堂教学效率，使部分预测方法能够实践，但还存在一些模型改进及最优化算法无法实现问题，建议使用其他计算机软件编程，以便更好在完成实践教学。

1.2 科学，合理划分教学层次，提高教学实效

《统计预测与决策》课程中包含了众多预测与决策的定量方法，目前我校统计学，计算科学，金融数学，数学与应用数学的本科生，统计学硕士生均开设这门课程，由于所开设的专业层次和培养层次不同，而且有蒙、汉生的差异，学生对统计预测与决策方法的要求要有所不同，所以应该根据学生的实际情况，分析各专业、各培养层次要求的基础上，分别制定适合各类别统计预测与决策课程的教学大纲，给出不同专业及不同学历的具体教学内容，严格规范教学要求。目前可考虑针对计算科学，金融数学，数学与应用数学专业的本科生，由于这部分学生具有深厚的数学功底，所以应该增加理论方法的深度，例如前面指数平滑预测法，应详细推导每个公式由来，重视推导过程，以便从更深层次的认识方法的实用条件和优缺点，对于模型的改进，模型的拓展有更好的帮助。对于统计学本科生应注重指数平滑法方法Eviews8.0软件的菜单操作，以便发挥出本专业特长，针对统计学硕士生应理论和应用并重。以便进一步坚实专业功底，正确使用预测及决策方法。

1.3 开展《统计预测与决策》课程在理论教学网络课件、软件教学的紧密融合

关于预测模型在内部结构，数学证明，理论演绎过程，应按照传统教学模式进行推导，而一些参考资料、资料库、案例库需要借助于网络课件在形式讲授，以便节省课堂教学时间，改进教学效果，同时课堂上无法消化在知识也可以通过网络课件进行课后学习。

1.4 注重《统计预测与决策》课程在特色性，深入理解预测及决策方法

《统计预测与决策》课程是一门理论和应用具有双重重要性的课程，其包含的每种方法在原理及适用条件是其中重点，但一些模型在限制条件只有在充分理解模型内部结构才能发现，所以方法的理论，模型的内在机理是合理应用方法的前提。讲授的过程要重视指出不同方法在限制条件及估算内容。只有做足上述工作，才能理解不同方法之间更深层次的联系，才能拓展新在预测方法。

1.5 《统计预测与决策》的教学改革过程中要注重案例教学、实验教学的协调配合

使用多种教学手段进一步完善《统计预测与决策》教学过程，其中多元化案例教学，实验教学统计预测与决策教学中缺一不可的内容。丰富的，与时俱进的案例能够激发学生主观能动性、创新能力，授课教师应列举与实际紧密结合的案例，并根据听课者的专业进行细致划分。以便提高学生使用定量的理性分析经济问题。

2 结语

统计预测与决策是一门应用性非常强的学科,本文通过多年的教学经验，结合统计预测与决策课程特色，以时间序列指数平滑预测法为例为《统计预测与决策》这门课程的教学改革提出新要求。即选择合适计算机软件进行辅助教学，合理划分教学层次，理论教学与软件实践紧密融合等。同时指出在统计预测与决策教学过程中配备相应的计算机软件在大数据时代已迫在眉睫,教师应进一步提高计算机编程及软件操作能力。

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[5]杨华.以“案例教学”实教《计量经济学》的思考[J].统计教育,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

内蒙古财经大学教育改革专项（No.JXYB1603）

1007-1423（2017）24-0039-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.24.009

于扬，女，内蒙古赤峰人，经济学博士，讲师，研究方向为经济计量分析与预警

2017-05-11

2017-08-15