《金融计算：基于Python》教案全套 张瑞锋 第一章 金融数据及 Python 环境-实验七 Python 金融风险测度实验

Python》课程教案归 口 单 位： 金融学院 任 课 教 师： 所在系（教研室： 金融科技 编制日期：年月课程基本信息课程名称金融计算与Python语言课程代码总学分2总学时34（含实践14学时）周学时2使用教材自编课程类型通识必修课通识选修课学科专业基础课 √专业核心课专业选修课开课时间金融学、投资学、保险学、金融工程第七学期先修课程计量经济学与金融应用、统计学、投资学、金融风险管理、金融学、投资学授课面向金融学院金融科技、金融学、投资学、保险学、金融工程专业本科生课程定位金融计算与PythonPython运用Python语言熟练进行金融计算的能力。思政育人目标培养金融学相关专业学生综合运用习近平新时代中国特色社会主义经济思想，针对金融数据，熟练使用Python进行金融大数据分析、计算的能力。加强学生对党中央一系列有关金融市场与系统性风险防范政策的理解与金融指标计算的能力。课程学习目标培养学生对金融市场计算理论的理解；PythonPythonPythonPythonPythonPython教学内容体系课前金融热点采用“课前三分钟”Python课前金融热点 课中理论教学 课后总结思政教学内容思政理论内容 金融计算理论、Python分析综合素养内容教学方法与手段“（结合习近平新时代中国特色社会主义经济思想讲授金融数据的特点）”“网络教学法（智慧树平台课前预习）”“直观演示（软件操作演示）”“案例实验教学法（Python基本操作实验操作）”等教学方法，将思政教学融入到金融计算与Python编程的讲授中考核评价课程学习成果评价，设计了“考勤（5%）+讨论平时表现（5%）+实验结果（20%）”的过程化考核+期末考试（70%）的多元评价方案。在过程化考核的实验结果环节，从数据下3实际问题、数据下载、导入、综合分析金融计算问题为考核目的。课程教学总体设计课程教学总体设计教学理念PythonPython设计思路课前金融热点采用“课前三分钟”活动将正能量故事、案例等融入到课堂教学。对《金融计算与Python语言》理论中所蕴含的思政教育思想进行探索，通过对金融计算：基于Python所包含的知识点和思想要点相结合，将思政教育充分融入到理论与实验教学中。学情分析进一步掌握金融建模的能力。思政元素习近平新时代中国特色社会主义经济思想总体设计方案“”,Python实验，将Python语言与金融计算的理论知识和编程实际操作相互融合一体推进。第第PAGE10单元教学设计方案教学内容第一章 融及Python环境学时3学习目标了解金融数据来源、类型，熟悉掌握JupyterNotebook、Python语言及环境。教学方法“思政背景分析法”“网络教学法”“直观演示”“案例实验教学法”重点难点JupyterNotebook数据分析平台思政元素融入将习近平新时代中国特色社会主义经济思想融入到JupyterNotebook数据分析平台的学习中。课前预习《金融计算：基于Python1章金融PythonJupyterNotebook通过JupyterNotebook平台，运用习近平新时代中国特色社会主义经济思想讲授：课堂教学安排第一节金融数据来源及类型一、金融数据来源二、金融数据类型第二节Python环境一、Python简介二、Python特色三、Python优点四、Python编程环境第三节JupyterNotebook数据分析平台一、JupyterNotebook简介二、JupyterNotebook启动三、设定工作目录四、基本操作五、常用快捷键第四节金融计算编程基础一、Python金融计算相关的程序包二、Python数据管理说明课程的教学目的、基本要求、教学计划及考核要求。拓展学习或课后作业JupyterNotebookJupyterNotebookPython学生学习效果反馈教学内容第二章 Python数据计算基础，第一节Python数据类型和第二节数值分析库numpy学时3学习目标了解Python数据类型，掌握数值分析库numpy基本功能。教学方法“思政背景分析法”“网络教学法”“直观演示”“案例实验教学法”重点难点数值分析库numpy基本功能思政元素融入将习近平新时代中国特色社会主义经济思想融入到Python数据类型、数值分析库numpy基本功能的学习中。课前预习《金融计算：基于Python2章Python-JupyterNotebook课堂教学安排通过JupyterNotebook平台，运用习近平新时代中国特色社会主义经济思想讲授：第一节Python数据类型一、Python对象二、Python数据类型三、Python数据类型转换第二节数值分析库numpy一、numpy.函数()二、ndarray数组的创建三、数组的维度变换四、数组的类型变换五、数组的索引和切片六、数组的运算七、数据存取numpy随机数函数numpy的统计函数十一、数组的运算拓展学习或课后作业Python函数有哪些？ndarray如何实现数据的统计？如何产生随机数？学生学习效果反馈教学内容第二章 Python据基础第节据析库pandas学时3学习目标掌握数值分析库pandas的基本功能教学方法“思政背景分析法”“网络教学法”“直观演示”“案例实验教学法”重点难点数值分析库pandas的基本功能。思政元素融入将习近平新时代中国特色社会主义经济思想融入到数值分析库pandas的基本功能的学习中。课前预习Python2章Python-JupyterNotebook课堂教学安排通过JupyterNotebook平台，运用习近平新时代中国特色社会主义经济思想讲授：第三节数据分析库pandas一、pandas数据结构二、pandasy序列三、DataFrame四、pandas基本功能拓展学习或课后作业pandasySeriespandasy学生学习效果反馈教学内容实验一：JupyterNotebook及数值分析库的基本操作学时3学习目标了解Python数据类型，掌握JupyterNotebook、数值分析库numpy、pandas的基本功能教学方法“思政背景分析法”“网络教学法”“直观演示”“案例实验教学法”重点难点JupyterNotebook、数值分析库numpy、pandas的基本功能。思政元素融入坚决维护习近平总书记党中央的核心、全党的核心地位、坚决维护党中央权威和集中统一领导及家国情怀融入到学生日常教育中，正确理解金融政策及数据的含义。熟悉JupyterNotebook及数值分析库的基本操作。课前预习Python1Python环境JupyterNotebook2章PythonJupyterNotebook，实验一：JupyterNotebook课堂教学安排jupyter文件建立及各种操作；函数()ndarray数组的创建数组的维度变换数组的类型变换数组的索引和切片数组的运算数据存取随机数函数统计函数图像的表示pandas序列操作数据框的操作pandas基本功能算术运算排序和排名数据汇总统计相关系数与协方差唯一值与值计数常用的绘图函数特殊统计图拓展学习或课后作业1.根据不同的数据，练习数值分析库numpy、pandas的基本功能。学生学习效果反馈教学内容第三章 Python金计基础，1-3节学时3学习目标了解Python金融数据的基本计算命令，描述性统计，常见概率分布。教学方法“思政背景分析法”“网络教学法”“直观演示”“案例实验教学法”重点难点Python金融数据的基本计算命令，描述性统计，常见概率分布。思政元素融入将习近平新时代中国特色社会主义经济思想融入到Python金融数据的基本计算命令，描述性统计，常见概率分布的学习中。课前预习《金融计算：基于Python3章Python-JupyterNotebook课堂教学安排通过JupyterNotebook平台，运用习近平新时代中国特色社会主义经济思想讲授：第一节数据的基本计算一、算术运算二、排序和排名第二节描述性统计一、数据汇总统计二、相关系数与协方差三、唯一值与值计数第三节常见概率分布一、连续型随机变量的常见分布二、离散型随机变量的常见分布拓展学习或课后作业DataFrameDataFrame学生学习效果反馈教学内容第三章 Python金计基础，4-6节学时3学习目标掌握数据可视化，python-scipy模块及数据下载平台。教学方法“思政背景分析法”“网络教学法”“直观演示”“案例实验教学法”重点难点数据可视化，python-scipy模块及数据下载平台。思政元素融入将习近平新时代中国特色社会主义经济思想融入到数据可视化、python-scipy模块及数据下载平台的学习中。课前预习《金融计算：基于Python3章Python-JupyterNotebook课堂教学安排通过JupyterNotebook平台，运用习近平新时代中国特色社会主义经济思想讲授：第四节数据可视化一、常用的绘图函数二、基于pandas的绘图三、特殊统计图第五节python-scipy模块一、求积分二、插值计算三、方程组求解四、优化问题第六节Baostock数据平台一、平台说明二、股票数据导入拓展学习或课后作业PandasBaostock学生学习效果反馈教学内容实验二Python金融计算基础实验学时3学习目标了解Python金融数据的基本计算命令，描述性统计，常见概率分布，掌握数据可视化，python-scipy模块及数据下载平台。教学方法“思政背景分析法”“网络教学法”“直观演示”“案例实验教学法”重点难点Python金融数据的基本计算命令，描述性统计，常见概率分布，掌握数据可视化，python-scipy模块及数据下载平台.思政元素融入习近平总书记多次指出：金融安全是国家安全的重要组成部分，维护金融安全是关系我国经济社会发展全局的一件带有战略性、根本性的大事。做好金融工作责任重大，容不得丝毫疏忽懈怠。将习近平新时代中国特色社会主义经济思想融入到Python金融计算基础的学习中。课前预习《金融计算：基于Python3章Python-JupyterNotebook，实验二Python金融计算基础实验课堂教学安排序列、DataFrame运算及二者之间的运算函数的定义与调用数据集、DataFrame、序列的排序数据求和间接统计序列之间的相关系数及协方差序列中唯一值的确定及值的频率统计均匀、正态、指数、伯努利、二项式、泊松分布的产生积分计算插值计算方程组求解常用绘图函数的操作pandas的绘图操作特殊图的绘制baostoc数据平台的安装证券宝各数据的说明及数据下载拓展学习或课后作业针对不同的数据进行上述实验内容的练习，下载不同的股票数据。学生学习效果反馈教学内容第四章 Python债价计算学时3学习目标PythonPython教学方法“思政背景分析法”“网络教学法”“直观演示”“案例实验教学法”重点难点久期、凸度、免疫的计算。思政元素融入将习近平新时代中国特色社会主义经济思想融入到Python债券定价、久期、凸度、免疫的计算的学习中。课前预习《金融计算：基于Python4章Python债券价值计算-JupyterNotebook课堂教学安排通过JupyterNotebook平台，运用习近平新时代中国特色社会主义经济思想讲授：第一节资金的时间价值第二节债券定价一、直接债券定价二、零息债券定价三、到期收益率计算四、债券的赎回收益率计算第三节久期计算一、久期函数二、各种久期的计算三、债券组合久期的计算第四节凸度计算一、凸度函数二、凸度与价格波动的关系第五节免疫计算一、计算久期二、设计免疫策略拓展学习或课后作业PythonPythonPythonPythonPythonPythonPython学生学习效果反馈教学内容实验三Python债券价值计算实验学时3学习目标PythonPython教学方法“思政背景分析法”“网络教学法”“直观演示”“案例实验教学法”重点难点久期、凸度、免疫的计算。思政元素融入坚决维护习近平总书记党中央的核心、全党的核心地位、坚决维护党中央权威和集中统一领导，更好地服务实体经济、防控金融风险的思想理解波动率的概念，正确理解分析债券市场，熟练掌握债券定价的计算。课前预习《金融计算：基于Python4章Python债券价值计算-JupyterNotebook，实验三Python债券价值计算实验。课堂教学安排numpy-financial1.0.0安装资金的时间价值181006%510376元，求债券赎回年收益率是多少？A1007100B1000069956C100008%，610527%，求该债券组合的久期？1006%8%，求该债券的凸度。python实现拓展学习或课后作业针对不同的数据实现上述实验内容学生学习效果反馈教学内容第五章 Python股价计算学时3学习目标了解股息贴现模型计算、市盈率模型计算、负债情况下的自由现金流分析的基本理论，掌握其Python的计算方法。教学方法“思政背景分析法”“网络教学法”“直观演示”“案例实验教学法”重点难点Python的股息贴现模型计算、市盈率模型计算、负债情况下的自由现金流分析。思政元素融入将习近平新时代中国特色社会主义经济思想融入到Python的股息贴现模型计算、市盈率模型计算、负债情况下的自由现金流分析的学习中。课前预习《金融计算：基于Python5章Python股票价值计算-JupyterNotebook课堂教学安排通过JupyterNotebook平台，运用习近平新时代中国特色社会主义经济思想讲授：第一节股息贴现模型一、零增长模型（戈登模型）H模型第二节市盈率模型一、不变增长模型（戈登模型）二、三阶段增长模型三、多元增长模型第三节负债情况下的自由现金流分析一、函数二、案例拓展学习或课后作业PythonPythonPythonPythonHPythonPythonPython学生学习效果反馈教学内容实验四Python股票价值计算实验学时3学习目标了解股息贴现模型计算、市盈率模型计算、负债情况下的自由现金流分析的基本理论，掌握其Python的计算方法。教学方法“思政背景分析法”“网络教学法”“直观演示”“案例实验教学法”重点难点Python的股息贴现模型计算、市盈率模型计算、负债情况下的自由现金流分析。思政元素融入将习近平新时代中国特色社会主义经济思想融入到Python的股息贴现模型计算、市盈率模型计算、负债情况下的自由现金流分析的实验中。课前预习《金融计算：基于Python5章Python股票价值计算-JupyterNotebook课堂教学安排PythonPythonPythonPythonH模型的计算PythonPythonPython拓展学习或课后作业针对不同的数据实现上述实验内容学生学习效果反馈教学内容第六章 Python金远、期与换价学时3学习目标PythonPython教学方法“思政背景分析法”“网络教学法”“直观演示”“案例实验教学法”重点难点Python的远期合约定价、期货合约定价、期货套期保值、互换合约定价思政元素融入将习近平新时代中国特色社会主义经济思想融入到Python的金融定价方法、远期合约定价、期货合约定价、期货套期保值、互换合约定价的学习中。课前预习《金融计算：基于Python6章Python金融远期、期货与互换定价-JupyterNotebook课堂教学安排通过JupyterNotebook平台，运用习近平新时代中国特色社会主义经济思想讲授：第一节金融定价方法一、风险中性定价法二、状态价格定价法三、无套利定价方法第二节远期合约定价一、无收益资产的远期合约Python编程环境第三节期货合约定价一、期货基本知识二、金融期货合约定价第四节期货套期保值一、期货合约的套期保值计算方法二、最优套期保值策略第五节互换合约定价拓展学习或课后作业PythonPythonPythonPythonPython学生学习效果反馈教学内容实验五Python金融远期、期货与互换定价实验学时3学习目标PythonPython教学方法“思政背景分析法”“网络教学法”“直观演示”“案例实验教学法”重点难点Python的远期合约定价、期货合约定价、期货套期保值、互换合约定价思政元素融入将习近平新时代中国特色社会主义经济思想融入到Python的金融定价方法、远期合约定价、期货合约定价、期货套期保值、互换合约定价的实验中。课前预习《金融计算：基于Python6章Python-JupyterPython课堂教学安排1.6q4.5%767762.100977%2%6个月，求该外汇期货合约的价值及价格。3.131.985.03元，无风险利率是6%，距离到期日时间是4年，试求该期货的价格。4.已知某资产在过去40天内的现货价格和3个月到期的期货价格如实验六的数据所示,现用同种资产的期货对该资产进行套期保值。试计算多头套期保值的最优套期保值比5.假设韩元和美元的利率期限结构都是平直的(平直指收益率与期限之间的关系是水平的,即无论期限如何变化,其收益率都是不变的),4%,9%(都用连续复利表示)5%的利息,以美元支付年利率为8%的利息,以两种货币表示的本金分别为100000万韩元和1000,持续3年，现在的汇率为1美元=100韩元，试求支付美元收取日元的互换价值。拓展学习或课后作业针对不同的数据实现上述实验内容学生学习效果反馈教学内容第7章Python期权定价学时3学习目标掌握Python的Black-Scholes期权定价模型、期权定价的蒙特卡罗模拟、二项式期权定价模型计算。教学方法“思政背景分析法”“网络教学法”“直观演示”“案例实验教学法”重点难点PythonBlack-Scholes思政元素融入PythonBlack-Scholes课前预习《金融计算：基于Python7章Python期权定价-JupyterNotebook课堂教学安排通过JupyterNotebook平台，运用习近平新时代中国特色社会主义经济思想讲授：第一节Black-Scholes期权定价模型一、期权定价模型二、红利对欧式期权价格影响三、风险对冲分析四、隐含波动率第二节期权定价的蒙特卡罗模拟一、基本原理二、对数正态分布的随机变量模拟三、模拟欧式期权定价四、对偶变量法模拟五、控制变量法模拟第三节二项式期权定价模型四、无收益资产欧式期权定价五、无收益资产美式期权定价六、支付连续红利美式期权定价七、投资决策分析拓展学习或课后作业PythonPythonPythonPythonPythonPythonPython学生学习效果反馈教学内容实验六Python期权定价实验学时3学习目标掌握Python的Black-Scholes期权定价模型、期权定价的蒙特卡罗模拟、二项式期权定价模型计算。教学方法“思政背景分析法”“网络教学法”“直观演示”“案例实验教学法”重点难点PythonBlack-Scholes思政元素融入PythonBlack-Scholes课前预习《金融计算：基于Python7章Python期权定价-JupyterNotebook，实验六Python期权定价实验。课堂教学安排1.88690元，82690的该股票欧式看涨期权的价值。2.假如债券A现在的市场价格为120元，无风险利率为2%,u=1.17，d=0.92，假设有另一个风险债券B,其价格要么上升到113元，要么下跌到98.5元,那么B现在的个格为多少?3.136个月、90.840元，4040%6%。试求两种期权的价格。4.8080元，无风险年利率是6%，年波动率为40%15.8080元，无风险年利率是6%，期权价格是5.3元，权力期间还有6个月，求其年波动率。6.8