《随机过程》课程研究与实践

摘 要： 本文研究了《随机过程》在统计学及相关专业中的作用和地位，并结合该课程教学经验对课程所需基础、各专业对课程教学内容和要求的差异进行了研究，提出了课程教学改革的建议。

关键词： 《随机过程》 人才培养方案 课程教学 教学改革

吉首大学数学与统计学院（以下简称该院）2011年成功申报统计学本科专业和一级学科硕士点。《随机过程》是新办本科专业统计学的专业主干课，也是统计学硕士研究生的专业基础课。为使该课程建设顺利完成，该院统计与金融系成立随机过程教学团队，积极申报新开课程项目和教学改革项目，近三年对该课程进行了认真细致的研究，并结合教学实践开展了系统的研究和探索，本文是该课题组的教学研究成果之一。

对于《随机过程》课程教学方面的研究，陈建华[1]结合教学现状，提出教学内容及教学方法改革探索的基本内容。薛冬梅[2]针对《随机过程》课程概念多、理论性强、抽象等特点，提出加强《随机过程》课程建设的建议，对课程教学进行实践研究。吴俊杰[3]通过编写工程研究生《随机过程》教材，谈了自己的相关体会。吕芳[4]结合洛阳师范学院统计科学系《应用随机过程》的教学实践，从教师的学术水平、学生的学习、教学工具的使用等方面结合个人的教学经验提出一些措施和意见。陈家清[5]针对《随机过程》的教学，研究教学方法与教学措施的改革，提出以人为本的教学理念，优化课程教学方法。

随机过程是一连串随机事件动态关系的定量描述。人们总是通过事物表面的偶然性描述出其必然的内在规律并以概率的形式来描述这些规律[4]。它与其他数学课程如《实变函数论》、《泛函分析》及《测度论》等有密切联系，同时在统计学、金融学和经济学等领域中有广泛应用。因此，在讲解与其他课程有关联的相关知识时，应充分体现《随机过程》课程的实践这性和应用性，结合本学科的学术前沿与发展动向，拓宽学生的视野[6]。

高等院校统计学、经济统计、应用统计和金融工程及其相关专业将《随机过程》设置为专业主干课程，同时也是数学与应用数学、信息与计算科学等专业的选修课。《随机过程》的理论和方法在自然科学、工程技术、工农业生产、军事科学、金融和经济等众多领域内发挥着重要作用。《随机过程》课程具有概念多、理论性强、抽象难以理解、应用性强和应用难于上手等特点，使得统计学及其相关专业学生难于掌握该门课程的基本知识和基本技能[5]，应用起来更难。为使不同专业的学生对《随机过程》有更好的理解和掌握，在教学设计和教学内容方面应该大胆进行教学实践，提高教学效率，让学生更好地领悟随机过程的思想精髓，让其在应用中更好地发挥作用。

一、人才培养方案中《随机过程》课程地位

吉首大学数学与统计学院数学与统计学院现有数学与应用数学、信息与计算科学、统计学（精算方向）、经济统计学、应用统计学、金融工程6个本科专业，拥有数学及统计学两个一级学科硕士点，可招收基础数学、计算数学、应用数学、运筹学与控制论、概率论与数理统计、经济统计、应用统计等10个二级学科硕士研究生[7]。统计学一级学科硕士点将《随机过程》设置为专业基础课，统计学、应用统计和经济统计在人才培养方案中将《随机过程》设为专业主干课；金融工程开设《金融随机分析》，作为该专业主干课；数学与应用数学将其设为专业选修课。信息与计算科学虽然没有开设《随机过程》，但在实施中作为选修课。

随机过程的重点是研究现实世界中的随机现象，将是《多元统计分析》、《时间序列分析》、《回归分析》和《统计预测与决策》等后续专业课的基础。各高等院校将《随机过程》设置为专业基础或必修课，是比较合理的。金融工程包括创新型金融工具与金融手段的设计、开发与实施，以及对金融问题给予创造性的解决[8]。该专业需要应用随机过程解决金融中的实验问题，其侧重点与统计学专业有所不同。因此其教学重点是随机分析及其方法的应用。该院的其随机分析作为其专业主干课，如能先修《随机过程》或《应用随机过程》，对于该专业的发展将会更有利。查询高校人才培养方案，数学和统计学专业均开设该课程，各高等院校对随机过程及相关分析方法越来越重视。

二、课程所需基础

随机过程以初等概率论为基础，同时又是概率论的自然延伸。它的基本理论和方法不仅是数学和统计学专业所必须具备的技能，而且是工程技术、电子信息及经济管理领域的应用与研究所需要的基本手段[2]，该课程所需的基础是概率论的相关知识。但针对不同的专业及不同的学习要求，本课程如能有以下基础则学习更轻松：《测度论》、《实变函数与泛函分析》等。开设有这些课程的高校均将其设为《随机过程》的先修课程。学生如果想从事应用概率方面的研究，就必须加强测度论与分析学相关内容的学习。对于只是想了解并应用随机过程基本方法的学生来说，就只要学习概率论就能进行该课程的学习。因此不同专业的学生，该课程所需基础是有差异的，课程开设的时间也不一样。对于统计学专业的学生，应该让学生学习完概率论和测度论后开设此门课程。该课程可以设置《概率论》、《测度论》之后，《时间序列分析》之前。对于数学与应用数学、信息与计算科学和金融工程专业在学生学习完概率论与数理统计后就能开设该门课程，并在其他专业课中对其进行应用，更好地开拓随机过程的应用领域。

三、不同专业对随机过程课程教学内容和要求有差异

《随机过程》作为高等院校统计学专业必修课，将在金融和经济中发挥着重要作用。根据本课程在统计学及相关专业中的地位和作用，应该将其设置为专业必修课。《随机过程》要重视基本理论教学，对于统计学专业建议用测度论的语言对其教学，重视其理论推导。但此教学难度较大，要求学生数学功底好，已经系统学习《高等代数》、《数学分析》、《实变函数》、《泛函分析》和《测度论》等课程。按该方案设计，该课程的学习将重视培养学生理论推导能力，为今后学习打下坚实的理论基础。该方案要求学生数学基础较好，喜欢数学理论推导，各高校要根据学生基础进行灵活设置。

对于数学与应用数学和信息与计算科学专业来说，本专业的学生已经学习《高等代数》、《数学分析》《实变函数》《泛函分析》和《概率论与数理统计》等课程，已经具备学习《随机过程》的数学基础，为了适应我校重基础，宽口径的教学目标，供有兴趣的学生进行修读，将其设置为选择修课是比较合理的，以便让有兴趣从事金融、经济、通信工程和其他专业的学生打好基础，这对他们将来的发展是非常有利的。该课程可设置为第四学年的选修课。

对于应用性较强的金融工程专业来说，在其应用中需要应用随机分析的基本理论和方法，在该专业中应该加强随机分析的学习。因此在专业设置中所设置的课程重点应该是《金融随机分析》，但此课程难度大，抽象难懂。为了让学生把握教学内容，建议在该课程前先设《随机过程》，为学习《金融随机分析》做好知识准备，有利于学习掌握随机分析的基本原理和方法，并对其进行灵活应用。

四、随机过程教学改革和建议

1.金融工程专业设置改革。

根据该专业学时与学分的安排情况，本专业可以分别设置《随机过程》和《金融随机分析》两门课程，教学重点不一样。目前在经济和金融中很多地方需要应用《随机过程》的相关理论和思想，因此该专业需要加强本课程的学习。该专业的《随机过程》的教学重点是随机过程基本概念、泊松过程、马尔可夫过程、维纳过程和高斯过程等具体的一些随机过程，而随机分析和数理金融部分是《金融随机分析》教学重点。

2.各专业其学分、时间各异。

对于统计学专业来说，《随机过程》是其专业主干课设置为4学分，72学时。可以在修完《概率论》进行开设。若开设《测度论》和《实变函数》，应该将其设为《随机过程》的先修课程，设置在第五或第六学期。该专业建议其重视基本理论和方法讲授。

数学与应用数学和信息与计算科学这两个专业，该课程是选修课，学分为3学分，54学时。建议将其设置在第六或第七学期，让学生拓宽知识面，强调其应用性。金融工程专业可以将该课程设置为专业必修课或专业主干课，建议开设成两门课程：《随机过程》和《金融随机分析》，各3学分，54学时。《随机过程》作为《金融随机分析》的先修课程，重点是随机过程概念和基本理论，随机分析及应用基础，数理金融相关内容。

3.进一步提高该课程的应用能力，增加实验性环节。

改变传统授课以讲授为主，按照教材进行填鸭式的讲解。根据现代化的教学原则，该课程结合案例进行教授，将理论知识融入各实例中，应用多媒体设备进行设计，将复杂的理论转化为相关案例。一方面提高学生的学习兴趣，另一方面化解难点，提高教学效率。

在实际教学中，建议加入实践性环节，选定部分内容作为实验题目，构建融知识传授、能力培养、素质教育为一体的教学模式[2]。建议结合《时间序列分析》的相关实验，增加实验性环节。

通过该课程的教学实践与研究，结合该院人才培养方案，分析《随机过程》课程的重要性，结合不同专业的教学实际，为提高该课程的教学质量，培养学生的学习兴趣，提出部分教学建议。希望通过该新开课程的建设，加强教研结合，能建设成一支由多人组成、学术能力强、教学水平高超，并致力于将教学与改革结合、教研互促的教师梯队[1]。在此基础上，申请校级精品课程，促进该院统计学专业主干课程教学能力的逐步提高。

参考文献：

[1]陈建华.李海燕.张榆锋.施心陵.《随机过程》精品课程建设与教学改革探索[J].中国科技信息，2010，18：283-284.

[2]薛冬梅.《随机过程》教学改革研究与实践初探[J].吉林化工学院学报.2010，27（6）：54-56.

[3]吴俊杰，潘麟生.编写工科研究生《随机过程》教材的体会[J].1991，7（1-2）：217-219.

[4]吕芳，王振辉.关于《应用随机过程》教学的思考[J].中国科教创新导刊.2009，30：50，52.

[5]陈家清.统计学专业《随机过程》课程教学改革研究[J].湖北第二师范学院学报，2013，30（8）：106-108.

[6]钟启泉.新课程背景下学科教学的若干认识问题[J].教育发展研究，2008（24）：7-11.

[7]管理员.学院简介[EB/OL].http：///Article/ShowArticle.asp？ArticleID=544，2014.6.28.

[8]百度百科.金融工程[EB/OL].http：///subview/2765/5088553.htm？fr=aladdin，2014.1.14.

基金项目：吉首大学新开课程建设项目（2011KCB02）；湖南省普通高等学校教学改革研究项目（湘通教[2011]315号序号233）；吉首大学校级教改项目（2012JSUJGB31）。

通讯作者：钟文勇