《应用时间序列分析》课程教学大纲一、课程信息课程名称：应用时间序列分析AppliedTimeSeriesAnalysis课程编码：06E2115B课程类别：专业核心课/必修课适用专业：应用统计学课程学时：64学时课程学分：3.5学分修读学期：第6学期先修课程：数学分析、高等代数、概率论与数理统计、统计计算与应用软件、应用回归分析二、课程目标《应用时间序列分析》是应用统计学专业的一门专业核心课，是分析历史资料、建立模型、和预测未来最强有力的工具，是研究社会、经济、金融、管理等领域中与时间相关的数据，合理提取其演变规律、并根据该规律对后期的趋势定量预测的分析方法。通过这门课的学习，使学生掌握时间序列的基本概念以及时序的分类，学会对具体的时间序列的分析步骤与建模方法，进而掌握如何判断已建立模型与原来数据的适应性及对未来值的预测，掌握用统计软件（如SAS、SPSS、R语言等）进行时间序列分析，着力提高学生运用统计方法分析解决问题的能力。本课程主要介绍一元时间序列的时域分析方法，力求在理论与应用两方面有所侧重。在强调基础理论时，主要弄清不同时间序列模型的原理和基本思路以及不同模型5个统计特征的数理推导，使学生知其所以然；同时更注重实际应用，侧重样本数据的5个统计特征的计算，如何根据计算结果，进行模型识别以及模型的参数估计、假设检验、预测等等这些方面在统计软件的操作、软件输出结果的解释等。（一）具体目标
《应用时间序列分析》课程教学大纲 一、课程信息 课程名称：应用时间序列分析 Applied Time Series Analysis 课程编码：06E2115B 课程类别：专业核心课/必修课 适用专业：应用统计学 课程学时：64 学时 课程学分：3.5 学分 修读学期：第 6 学期 先修课程：数学分析、高等代数、概率论与数理统计、统计计算与应用软 件、应用回归分析 二、课程目标 《应用时间序列分析》是应用统计学专业的一门专业核心课，是分析历史资 料、建立模型、和预测未来最强有力的工具，是研究社会、经济、金融、管理等 领域中与时间相关的数据，合理提取其演变规律、并根据该规律对后期的趋势定 量预测的分析方法。通过这门课的学习，使学生掌握时间序列的基本概念以及时 序的分类，学会对具体的时间序列的分析步骤与建模方法，进而掌握如何判断已 建立模型与原来数据的适应性及对未来值的预测，掌握用统计软件（如 SAS、 SPSS、R 语言等）进行时间序列分析，着力提高学生运用统计方法分析解决问 题的能力。 本课程主要介绍一元时间序列的时域分析方法，力求在理论与应用两方面有 所侧重。在强调基础理论时，主要弄清不同时间序列模型的原理和基本思路以及 不同模型 5 个统计特征的数理推导，使学生知其所以然；同时更注重实际应用， 侧重样本数据的 5 个统计特征的计算，如何根据计算结果，进行模型识别以及模 型的参数估计、假设检验、预测等等这些方面在统计软件的操作、软件输出结果 的解释等。 （一）具体目标
通过本课程的学习，使学生达到以下目标：1.系统获得和掌握时间序列定义、平稳时间序列的三大模型：自回归模型、移动平均模型、自回归移动平均模型及他们的平稳性及可逆性：平稳与非平稳时间序列建模方法、趋势模型、季节模型、确定时间序列分析及预测等基础知识的基本概念、基本理论和分析和建模能力。【支撑毕业要求指标点2.2、4.3】2.利用时间序列的建模思想，结合随机过程、回归分析等相关理论，加强学生对统计分析工具的了解，拓宽学生的数学视野，能够使学生初步解决经济、气象、金融管理等领域相关时间序列的预测问题，正确的采集数据，构建指标体系，建立统计模型，进行统计分析，获得有效结论，对结果进行分析和检验，并将结果运用于实际。【支撑毕业要求指标点4.1、5.2】（二）课程目标与毕业要求的对应关系表1课程目标与毕业要求的对应关系课程目标支撑的毕业要求支撑的毕业要求指标点【2.2】利用统计学知识，在分析和识别复杂社会经济问题的2.问题分析基础上，使用统计模型的方法进行描述和解决：课程目标1【4.3】具有根据统计实验方案构建实验系统，安全地开展实4.科学研究验，并正确的采集实验数据的能力：【4.1】能够运用统计学基本原理与方法分析社会经济问题，4.科学研究建立统计模型，进行统计分析，获得有效结论，对结果进行分析和检验，并将结果运用于实际。课程目标 2【5.2】掌握常用的数据采集、处理、分析工具，能够针对社5.现代工具运用会经济领域复杂实际问题，选择和使用恰当的技术、工具和模拟软件，对复杂社会经济问题进行分析、计算与设计：三、课程内容（一）课程内容与课程目标的关系表2课程内容与课程目标的关系课程内容教学方法支撑的课程目标学时安排讲投2第一章时间序列分析简介课程目标26第二章时间序列的预处理讲授+实验课程目标1、214第三章ARMA模型的性质讲授+实验课程目标112第四章平稳序列的拟合与预测案例式教学、讲授+实验课程目标1、2
通过本课程的学习，使学生达到以下目标： 1. 系统获得和掌握时间序列定义、平稳时间序列的三大模型：自回归模型、 移动平均模型、自回归移动平均模型及他们的平稳性及可逆性；平稳与非平稳时 间序列建模方法、趋势模型、季节模型、确定时间序列分析及预测等基础知识的 基本概念、基本理论和分析和建模能力。【支撑毕业要求指标点 2.2、4.3】 2. 利用时间序列的建模思想，结合随机过程、回归分析等相关理论，加强 学生对统计分析工具的了解，拓宽学生的数学视野，能够使学生初步解决经济、 气象、金融管理等领域相关时间序列的预测问题，正确的采集数据，构建指标体 系，建立统计模型，进行统计分析，获得有效结论，对结果进行分析和检验，并 将结果运用于实际。【支撑毕业要求指标点 4.1、5.2】 （二）课程目标与毕业要求的对应关系 表1 课程目标与毕业要求的对应关系 课程目标 支撑的毕业要求 支撑的毕业要求指标点 课程目标 1 2.问题分析 【2.2】利用统计学知识，在分析和识别复杂社会经济问题的 基础上，使用统计模型的方法进行描述和解决； 4.科学研究 【4.3】具有根据统计实验方案构建实验系统，安全地开展实 验，并正确的采集实验数据的能力； 课程目标 2 4.科学研究 【4.1】能够运用统计学基本原理与方法分析社会经济问题， 建立统计模型，进行统计分析，获得有效结论，对结果进行分析 和检验，并将结果运用于实际。 5.现代工具运用 【5.2】掌握常用的数据采集、处理、分析工具，能够针对社 会经济领域复杂实际问题，选择和使用恰当的技术、工具和模拟 软件，对复杂社会经济问题进行分析、计算与设计； 三、课程内容 （一）课程内容与课程目标的关系 表2 课程内容与课程目标的关系 课程内容 教学方法 支撑的课程目标 学时安排 第一章 时间序列分析简介 讲授 课程目标 2 2 第二章 时间序列的预处理 讲授+实验 课程目标 1、2 6 第三章 ARMA 模型的性质 讲授+实验 课程目标 1 14 第四章 平稳序列的拟合与预测 案例式教学、讲授+实验 课程目标 1、2 12
第五章无季节效应的非平稳序0课程目标1、2案例式教学、讲授+实验列分析第六章有季节效应的非平稳序12案例式教学、讲授+实验课程目标1、2列分析8第七章多元时间序列分析案例式教学、讲授+实验课程目标1、2合计64学时注：根据学生的实际情况，教学大纲中的课时可以浮动2-4个课时。（二）具体内容第一章时间序列分析简介（2学时）【教学目标与要求】1、教学目标：初步了解时间序列的定义，时间序列的发展历程和分析方法，熟悉时间序列分析常用的软件。2、教学要求：(1）理解时间序列的意义；(2）理解时间序列分析两大类分析方法，即描述性时序分析和统计时序分析;(3）了解时间序列分析R软件。【教学重点与难点】1、教学重点：时间序列分析软件的使用。2、教学难点：时间序列分析两大类分析方法，即描述性时序分析和统计时序分析。【学习内容】1.1引言1.2时间序列的定义1.3时间序列分析方法1.4时间序列分析软件-R简介【思政元素融入点】结合中西方研究时间序列的历史以及关注问题的不同，既有助于提升学生专业知识学习兴趣，增强专业自信，也有助于强化学生的学习热情和民族自豪感，厚植学生科技报国的家国情怀，激发学生民族振兴使命担当。第二章时间序列的预处理（6学时）
第五章 无季节效应的非平稳序 列分析 案例式教学、讲授+实验 课程目标 1、2 10 第六章 有季节效应的非平稳序 列分析 案例式教学、讲授+实验 课程目标 1、2 12 第七章 多元时间序列分析 案例式教学、讲授+实验 课程目标 1、2 8 合计 64 学时 注：根据学生的实际情况，教学大纲中的课时可以浮动2-4个课时。 （二）具体内容 第一章 时间序列分析简介（2 学时） 【教学目标与要求】 1、教学目标：初步了解时间序列的定义，时间序列的发展历程和分析方法， 熟悉时间序列分析常用的软件。 2、教学要求： (1) 理解时间序列的意义； (2) 理解时间序列分析两大类分析方法，即描述性时序分析和统计时序分 析； (3) 了解时间序列分析 R 软件。 【教学重点与难点】 1、教学重点：时间序列分析软件的使用。 2、教学难点：时间序列分析两大类分析方法，即描述性时序分析和统计时序分析。 【学习内容】 1.1 引言 1.2 时间序列的定义 1.3 时间序列分析方法 1.4 时间序列分析软件-R 简介 【思政元素融入点】 结合中西方研究时间序列的历史以及关注问题的不同，既有助于提升学生专 业知识学习兴趣，增强专业自信，也有助于强化学生的学习热情和民族自豪感， 厚植学生科技报国的家国情怀，激发学生民族振兴使命担当。 第二章 时间序列的预处理（6 学时）
【教学目标与要求】1、教学目标：理解平稳时间序列的定义，掌握平稳时间序列的统计性质，掌握纯随机性的检验的假设条件和检验统计统计量，学会绘制时序图和自相关图。2、教学要求：(1）理解平稳时间序列的定义；(2）掌握平稳时间序列的统计性质；(3）熟练掌握平稳性的检验（时序图检验、自相关图检验）；(4)理解白噪声序列的定义及性质；（5）熟练掌握纯随机性的检验（假设条件、检验统计量）。【教学重点与难点】1、教学重点：平稳时间序列的统计性质，时序图检验、自相关图检验。2、教学难点：纯随机性的检验统计量。【学习内容】2.1平稳序列的定义2.2平稳性检验2.3纯随机性检验第三章ARMA模型的性质（14学时）【教学目标与要求】1、教学目标：会使用平稳时间序列分析的方法性工具，如差分运算、延迟算子和线性差分方程：掌握AR模型、MA模型和ARMA模型的相关理论知识、推导过程以及结论。2、教学要求：（1）了解线性常系数差分方程及其解的一般形式；(2）掌握AR模型的平稳性判别方法，熟练掌握AR模型的统计性质；(3）掌握MA模型的可逆性判别方法，熟练掌握MA模型的统计性质；（4）掌握ARMA模型的平稳条件和可逆条件，理解ARMA模型的统计性质。【教学重点与难点】1、教学重点：AR模型的平稳性判别方法和统计性质；MA模型的可逆性判别方法和统计性质；
【教学目标与要求】 1、教学目标：理解平稳时间序列的定义，掌握平稳时间序列的统计性质， 掌握纯随机性的检验的假设条件和检验统计统计量，学会绘制时序图和自相关 图。 2、教学要求： (1) 理解平稳时间序列的定义； (2) 掌握平稳时间序列的统计性质； (3) 熟练掌握平稳性的检验（时序图检验、自相关图检验）； (4) 理解白噪声序列的定义及性质； (5) 熟练掌握纯随机性的检验（假设条件、检验统计量）。 【教学重点与难点】 1、教学重点：平稳时间序列的统计性质，时序图检验、自相关图检验。 2、教学难点：纯随机性的检验统计量。 【学习内容】 2.1 平稳序列的定义 2.2 平稳性检验 2.3 纯随机性检验 第三章 ARMA 模型的性质（14 学时） 【教学目标与要求】 1、教学目标：会使用平稳时间序列分析的方法性工具，如差分运算、延迟 算子和线性差分方程；掌握 AR 模型、MA 模型和 ARMA 模型的相关理论知识、 推导过程以及结论。 2、教学要求： (1) 了解线性常系数差分方程及其解的一般形式； (2) 掌握 AR 模型的平稳性判别方法，熟练掌握 AR 模型的统计性质； (3) 掌握 MA 模型的可逆性判别方法，熟练掌握 MA 模型的统计性质； (4) 掌握 ARMA 模型的平稳条件和可逆条件，理解 ARMA 模型的统计性质。 【教学重点与难点】 1、教学重点：AR 模型的平稳性判别方法和统计性质；MA 模型的可逆性判 别方法和统计性质；
2、教学难点：AR模型、MA模型、ARMA模型的统计性质。【学习内容】3.1Wold分解定理3.2AR模型3.3MA模型3.4ARMA模型第四章平稳序列的拟合与预测（12学时）【教学目标与要求】1、教学目标：细化平稳序列建模的步骤，掌握平稳序列的检验、平稳序列的建模方法和步骤以及时间序列预测。2、教学要求：(1）熟练掌握平稳时间序列的建模方法和步骤；(2）掌握时间序列的预测，理解修正预测。【教学重点与难点】1、教学重点：平稳时间序列的建模方法和步骤。2、教学难点：时间序列的预测、修正预测。【学习内容】4.1建模步骤4.2单位根检验4.3模型识别4.4参数估计4.5模型检验4.6模型优化4.7序列预测【思政元素融入点】以新能源汽车、大气污染、新冠病毒等环保题材及热点问题为例，引发同学们的社会责任感，培养同学们的家国情怀。第五章无季节效应的非平稳序列分析（10学时）【教学目标与要求】1、教学目标：理解非平稳序列随机分析的相关理论知识，通过相关理论知
2、教学难点：AR 模型、MA 模型、ARMA 模型的统计性质。 【学习内容】 3.1 Wold 分解定理 3.2 AR 模型 3.3 MA 模型 3.4 ARMA 模型 第四章 平稳序列的拟合与预测（12 学时） 【教学目标与要求】 1、教学目标：细化平稳序列建模的步骤，掌握平稳序列的检验、平稳序列 的建模方法和步骤以及时间序列预测。 2、教学要求： (1) 熟练掌握平稳时间序列的建模方法和步骤； (2) 掌握时间序列的预测，理解修正预测。 【教学重点与难点】 1、教学重点：平稳时间序列的建模方法和步骤。 2、教学难点：时间序列的预测、修正预测。 【学习内容】 4.1 建模步骤 4.2 单位根检验 4.3 模型识别 4.4 参数估计 4.5 模型检验 4.6 模型优化 4.7 序列预测 【思政元素融入点】 以新能源汽车、大气污染、新冠病毒等环保题材及热点问题为例，引发同学 们的社会责任感，培养同学们的家国情怀。 第五章 无季节效应的非平稳序列分析（10 学时） 【教学目标与要求】 1、教学目标：理解非平稳序列随机分析的相关理论知识，通过相关理论知