数智交叉学术型研究生专业课程的研究与实践

［摘 要］ 大数据时代的到来给交叉学科带来了较大的发展机遇和挑战，亟须进行研究生人才培养改革。研究以“应用随机分析”课程为例，翔实探究了数智交叉学术性研究生培养体系中的课程创新改革的举措和成效。针对教学中存在的教学内容存在局限性，学生学习效果不佳；教学模式单一，教学活动太少，学生参与度不高等痛点问题，开展教学创新研究和实践。研究为适应新技术革命所带来的新经济业态、新生活方式、新运营模式的需要，培养数智交叉综合性人才提供课程建设方面的思考。

［关键词］ 教学内容；教学模式；教学方法；教学活动

［基金项目］ 2022年度辽宁省研究生教育教学改革研究项目“大数据背景下数智交叉学术型研究生培养体系研究与实践”（LNYJG2022446）；2020年度东北财经大学研究生教育教学改革研究项目“基于混合式教学的‘应用随机分析跨学科教学模式探讨”（yjzc202024）

［作者简介］ 孙晓霞（1985—），女，山西大同人，博士，东北财经大学数据科学与人工智能学院副教授，主要从事随机分析及其应用研究。

［中图分类号］ G642.0［文献标识码］ A［文章编号］ 1674-9324（2023）13-0000-04［收稿日期］ 2022-08-26

引言

大数据时代的到来给各学科领域带来了较大的发展机遇和挑战，交叉学科专业人才培养的改革势在必行。统计学是研究数据的学科，是数据科学最核心的部分，经管类各学科依托大数据可进行更深入的研究。大数据时代对交叉类专业研究生的培养提出了更高的要求，他们不仅需要掌握统计理论、统计方法和专业统计软件的应用，还要懂得如何提出问题，如何进行数据操作，如何判断数据质量，如何评价模型和方法的有效性，以及如何准确清晰地呈现分析结论，还要将数据和方法应用到各领域。

相较于文、史、哲等人文学科，经管类专业受到以大数据为背景的影响尤为深入。大数据、人工智能等新技术已成为经管问题的重要分析方法和研究工具，是经管专业人才培养知识架构和能力培养不可或缺的关键性内容。培养适应新时代发展需要的卓越财经人才，已经成为高等财经教育的新命题。“应用随机分析”课程是研究生专业方向课，该课程理论及其应用得到了迅速的发展，被广泛的应用到物理学、自动控制、电子工程、通信科学、经济学、管理科学及金融学等领域。因此，在我国的高等教育课程体系中，“应用随机分析”已经成为高等学校各专业都开设的一门重要专业课程。作为财经类高校面向金融、统计、管理科学等相关专业研究生开设的一门重要课程，“应用随机分析”在金融模型的建立、保险精算等金融经济领域都有广泛的应用。但该课程理论知识抽象复杂，概念证明较多，因此，给教学方法带来了一定的挑战。

国内许多学者都对“应用随机分析”相关课程的教学改革做了大量的研究。2014年，张尤佳等人研究了财经类高校“应用随机过程”课程改革的探讨，文献立足于财经类学生独特的知识背景与应用需求，从更新教育理念、明确教学目标、丰富教育内容，改进教学方法、加强教研结合等几个方面对课程的改革提出设想。希望借此提升教学水平与质量，促进精品课程的建设。2015年，赵毅等人研究了OBE教学模式的硕士研究生课程改革。根据学生的专业需求重新设置课程目标，依据目标确定课程知识单元最终建立起一个以行为评价为特点的教学效果评价反馈机制。2016年，赵毅等人研究了应用随机过程中的“互联网+”与线上教育模式研究。文献指出传统教育模式的一个主要弊端在于无法照顾到每位学生的学习需求和个性发展，最终导致学生发展的平庸化和创新力不足。

基于本课程抽象性及应用性极强的特点，研究通过优化课程体系与教学内容使得学生不仅掌握基本概念，而且深刻体会数学思想，同时能用理论知识解决实际问题。具体措施包括：一是通过增加历史背景和案例、课程思政内容、可视化教学内容、实践教学内容、知识体系框架和交叉领域等方面优化教学内容，提高教学质量。二是通过启发式引题，合作探究，归纳总结，应用等方面创新教学模式，培养学生创新能力。三是通过组织线上线下教学活动及第二课堂等方式丰富教学活动和方法，提升学习兴趣。四是综合考量学生在教学全过程的学习投入和学习效果，实施课程教学全过程的综合考评，改革教学评价，注重能力导向。

一、创新改革举措

（一）优化教学内容，提高教学质量

第一，增加历史背景和案例。教师从知识点的历史背景出发，激发学生兴趣。引入大量相关案例，结合学情特点，列举市场预测、股票研究及网络模型等案例。组织学生参与收集历史背景和案例，通过研讨的方式归纳總结，进而得到新的理论知识，这有效地增加了课程内容的趣味性，而且能有效地使学生理解知识的来龙去脉，掌握基本理论知识和方法，同时，会用理论知识解决实际问题。

第二，增加课程思政内容。教师集思广益，组织学生从各种渠道收集知识点的思政元素，适当增加课程思政内容，将科学家的钻研精神和爱国主义情怀、辩证唯物主义思想，以及正确的世界观、人生观、价值观融入教学。通过引入大量生活常识和历史故事，在关注知识传授、能力培养的同时，将辩证唯物主义、科学精神、家国情怀、人生观及社会主义核心价值观等思政元素融入课程教学。

第三，增加可视化教学内容。教师利用软件增加可视化教学内容，可以将复杂、抽象的科学理论知识通过可视化技术手段变得简单化、形象化，例如将网络模型、泊松过程轨道，以及布朗运动模拟股票走势等。对于晦涩难懂的知识，学生在学习过程中容易疲劳厌倦，通过知识的可视化，使学生易于掌握和理解理论知识，从而极大地激发学生的学习兴趣。

第四，增加实践教学内容。通过增加软件实践教学内容，用Matlab模拟泊松过程轨道，以及对参数进行估计，求解随机微分方程的数值解等教学内容。教师带领学生一起收集数据、编程序，引导学生自主收集案例，并利用理论知识建模，然后通过软件解决实际问题。

第五，增加知识体系内容。每一节，每一章节，教师都会组织学生根据知识点的相关程度和逻辑关系构建知识体系，例如各种条件期望的定义直接的逻辑关系和区别通过逻辑关系图展示出来。不仅帮助学生更好的理解抽象数学概念，而且有助于探索研究新的知识。

第六，增加交叉领域知识。以项目驱动为中心，以科研课题为案例，将随机过程的专业知识与其他领域的知识进行有机结合。例如将布朗运动和期权定价结合起来，将泊松过程和保险模型结合起来。以应用型人才培养为导向，培养学生知识的应用能力和创新能力，有的放矢的进行教学，实现科教融合。

（二）创新教学模式，培养创新能力

第一，启发式引题。首先引入知识点的历史背景，例如通过网络资源等渠道将马尔科夫链的发展历史展示给学生，激发学生的兴趣，这部分内容可以在线上进行教学。然后以案例为切入点，例如将“青蛙跳荷叶”模型，市场占有率模型展示出来，教师结合任务驱动教学模式，教师依据教学大纲和培养目标合理地设置任务和问题。

新知识学习。教师以问题驱动、启发式探究引导学生思考，给予学生充足的探索时间和开放的思维空间，将各种交叉领域知识都納入范围。例如，将“青蛙跳荷叶”模型引入后，让学生自主合作讨论，探讨和模型有关的任何科学问题，以此激发学生思考问题的能力。

归纳总结。教师引导学生对共性的问题进行探讨分析，归纳总结新知，进而得到新的理论知识。例如通过几个案例，得到随机过程共同的特点，进而得到马尔科夫链严格的数学定义。同时组织学生进行研讨，分析知识点的来龙去脉、方法的技巧性等，培养学生探究新知的能力。

拓展应用。组织学生进行多种形式的练习和应用，例如让学生自主编写马尔科夫链的程序，计算复杂模型的转移矩阵，利用实际问题进行模型应用。组织学生多角度考虑问题，各小组进行辩论，讨论基本概念的数学意义、实际意义、思想方法，并反思知识体系、知识构建及逻辑关系。

（三）丰富教学活动和方法，提升学习兴趣

组织线上研讨活动。借助超星学习通，教师和学生可以互相提出问题，展示在讨论区，组织学生积极参与讨论，讨论内容包括知识点的理解、案例分析、逻辑推理、知识体系构建等问题。同时，将课程讨论的作业上传学习通，安排学生之间相互批改作业发现问题。借助信息技术推进教学模式和方法的革新，采用“互联网+”线上线下混合式教学方式。教师将复习内容、课程PPT及慕课资源上传至学习通，并指导学生提前预习。结合传统课堂和研讨式讲授重点和难点。通过线上线下交互式研讨加深对知识的理解；通过案例展示的教学方式讲授知识的应用；通过小组辩论和讨论的方式加深对基本知识的理解；将复习资料、作业和论文选题上传至学习通，通过微信、QQ和邮箱等方式及时答疑。

组织线下授课活动。课堂上教师引入案例和背景，组织学生以小组讨论的形式探究新知，交流释疑。学生参与案例的收集和分析，组织学生互相讲解对知识点的理解和案例的应用等，共同探索数学思想和方法，问题的发现和解决。

建立第二课堂。组织学生积极参与教师科研讨论班和科研项目工作，把学习和研究有机结合，培养学生的自主创新能力；制定联系导师，建立科研小组组长负责制，定期汇报科研学习心得，组织学生进行学习经验交流；培养学生在实践中科学的思维能力和解决实际问题的能力。

（四）改革教学评价，注重能力导向

综合考量学生在教学全过程的学习投入和学习效果，实施课程教学全过程的综合考评。本课程的成绩以平时成绩+期末成绩构成。教师采用多种形式的考核方式加权来进行教学评价，比如将学生的课堂表现情况、专题研究情况、线上线下参与讨论情况等纳入平时考核体系。期末考核方式也由传统的闭卷考试改为开卷考试，考试内容大多是对知识点的理解及对知识的应用。教学评价只有关注过程学习，能客观、准确地反映学生的学习能力。

二、创新改革实践

以“应用随机分析”课程为例，将“马尔科夫链定义及性质”设定为一项任务。将任务进行阶段分解。在引题阶段，通过教师初步讲解和学生自主学习，了解背景知识，引入市场占有率的案例，组织学生进行讨论。在探究新知阶段，组织学生讨论市场占有率中涉及的经济概念和问题，数学理论和方法，培养学生探究知识的能力。在归纳总结阶段，引导学生发现问题，解决问题，共同归纳总结模型特点，引入马尔科夫链定义、转移概率以及马尔科夫链状态的分类等基础知识。最后，在应用阶段，组织学生讨论马尔科夫定义、性质和分类的思想方法以及思政元素，然后在库存模型中进行实际应用（见图1）。

教师可以根据学生理解情况的不同，进行教学过程的任务“等级”设计，进一步激发学生的主动性与创造性。学生搜集与教学内容相对应的案例，分小组进行发言讨论。在这个过程中，教师只起到监督和指导的作用，给予适当的点评，评判举出的案例是否符合对应理论，重点是激发每位学生的发散思维。在提升阶段，更重要的是将马尔科夫理论与课程实训、实际案例、相关课题相联系，实现“实践—认识—再实践—再认识”的过程。

参考文献

［1］张尤佳，栾娜娜.财经类高校《应用随机过程》课程改革的探讨［J］.时代教育，2014（15）：87.

［2］吕芳，王振辉.关于《应用随机过程》教学思考［J］.科教研究，2009（30）：50-52.

［3］ 赵毅，崔良乐.基于OBE教学模式的硕士研究生课程改革：以《应用随机过程》课为例［J］.亚太教育，2015（34）：149-150.

［4］赵毅，崔良乐.互联网+与线上教育模式研究：以《应用随机过程》课为例［J］.教育教学论坛，2016（8）：171-172.

Abstract： The arrival of the big data era has brought great development opportunities and challenges to cross disciplines， and it is urgent to carry out postgraduate talent training reform. This paper takes the course of Applied Stochastic Analysis as an example to explore in detail the measures and effects of curriculum innovation reform in the training system of interdisciplinary academic postgraduate students. We aim at the limitations of the teaching content existing in the teaching， and the students learning effect is not good; The teaching mode is single， the teaching activities are too few， and the students participation is not high. We should carry out teaching innovation research and practice. The research in this paper provides some thoughts on curriculum construction to meet the needs of new economic formats， new lifestyles， and new operation models brought about by the new technological revolution， and to cultivate comprehensive talents who are cross cutting in number and intelligence.

Key words： teaching content; teaching mode; teaching method; teaching activities