高志，韓揚，李寒影

（安徽財經(jīng)大學(xué) 金融學(xué)院，安徽蚌埠 233000）

金融衍生品市場是金融市場的重要組成部分，在防范化解市場風(fēng)險、強化我國資本競爭地位、助推金融市場對外開放等方面具有不可或缺的作用。其中，滬深300股指期貨自2010年4月16日推出以來，作為股票市場風(fēng)險管理和投資工具，一度成為全球第一大股指期貨品種。股指期貨的推出為套利交易提供了廣闊的平臺。股指期貨套利交易，尤其是期貨與現(xiàn)貨之間的套利交易有助于期貨價格和現(xiàn)貨價格維持在一個合理的水平，從而促進期貨市場和股票市場的健康發(fā)展[1]。因此，了解和掌握利用股指期貨設(shè)計投資策略的原理與運作機制，剖析套期保值的操作原理具有重要意義。

隨著經(jīng)濟全球化進程的加速推進以及金融學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機理論和技術(shù)等學(xué)科的深入發(fā)展與交叉融合，基于多市場、多品種、多策略的量化投資技術(shù)和程序交易成為未來金融投資、風(fēng)險管理以及結(jié)構(gòu)化產(chǎn)品設(shè)計的重要模式。量化投資在我國剛剛起步，尚處于初級發(fā)展階段，但是依然得到了銀行、保險、證券等大型金融機構(gòu)的青睞。在可預(yù)見的未來，隨著我國資本市場有效性的逐步提高以及對內(nèi)幕消息等監(jiān)管的愈發(fā)嚴格，量化投資在我國必將具有極大的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。因此，了解和掌握量化投資策略，不僅是我國資本市場深化發(fā)展、與國際接軌的內(nèi)在要求，也是復(fù)合型高級金融人才必備的專業(yè)技能之一。

依據(jù)教育部辦公廳《關(guān)于2017-2020年開展示范性虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)的通知》、教育部《關(guān)于開展國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)工作的通知》和《2018年全國教育工作會議》文件精神，基于我國資本市場的歷史數(shù)據(jù)以及現(xiàn)實交易制度，本文設(shè)計和構(gòu)建了“原理學(xué)習(xí)”“虛擬場景訓(xùn)練”和“仿真實戰(zhàn)”三個開放性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度梯次提升的量化投資虛擬仿真實驗?zāi)K。各模塊以情景策略任務(wù)為導(dǎo)向，分別采用驗證實驗、模擬實驗、觀察實驗、探究實驗等多種實驗方式相結(jié)合的形式，浸入式、多層次、立體化、交互式向?qū)W生提供股指期貨虛擬量化投資平臺，充分利用信息技術(shù)為多元化整合、融合、優(yōu)化各種資源提供強有力的支撐[2]。

1 股指期貨仿真實驗對傳統(tǒng)教學(xué)方式的補充

傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式無法綜合利用期現(xiàn)貨產(chǎn)品的真實價格、期限、波動等信息，對股指期貨套期保值、期現(xiàn)套利等交易進行快速、動態(tài)的操作演示，無法展示各模型參數(shù)與指標之間的動態(tài)關(guān)聯(lián)性，也無法實現(xiàn)學(xué)生與操作流程、學(xué)生與學(xué)生之間的充分交互。針對傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足，本文旨在為金融工程及其他經(jīng)管類專業(yè)學(xué)生提供基于真實歷史數(shù)據(jù)的、動態(tài)的、多策略情景的、多種交互方式的股指期貨量化投資虛擬平臺，加深學(xué)生對量化投資策略與原理的掌握程度，提升其分析和解決實際問題的能力。

2 股指期貨仿真實驗教學(xué)的設(shè)計與實施

基于“以本為本、以任務(wù)為導(dǎo)向、以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為目的”的實驗教學(xué)理念，利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，授課教師通過“引導(dǎo)式”“情景式”“交互式”和“自主式”四種實驗教學(xué)方法，強化學(xué)生基本原理學(xué)習(xí)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率，增強學(xué)生應(yīng)用能力和實戰(zhàn)經(jīng)驗，激發(fā)學(xué)生探究和創(chuàng)新潛能。

2.1 教學(xué)方法及目的

2.1.1 強化原理學(xué)習(xí)，熟悉實驗操作流程

由于股指期貨套期保值和期現(xiàn)套利量化投資的專業(yè)性較強，對于非金融工程學(xué)專業(yè)的本科學(xué)生而言，具有較大的難度和挑戰(zhàn)性。因此，“引導(dǎo)式”教學(xué)方法通過引導(dǎo)視頻、實驗原理、實驗任務(wù)、實驗記錄等多種渠道，為學(xué)生進行基本原理、情景策略、參數(shù)定義、模型結(jié)構(gòu)、估計方法、效率評估以及實驗步驟與菜單等知識點的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)提供了豐富的實驗輔助資源，使學(xué)生在鞏固基本原理知識的同時，初步掌握實驗流程及各菜單按鈕的功能。

2.1.2 情景任務(wù)驅(qū)動，提升分析和應(yīng)用能力

股指期貨套期保值和期現(xiàn)套利效率極大依賴期現(xiàn)工具組合的價格走勢和策略選擇，因此，在熟悉基本原理和實驗操作流程的基礎(chǔ)上，“情景式”實驗教學(xué)方法根據(jù)宏觀經(jīng)濟環(huán)境和資本市場行情的經(jīng)典歷史場景，設(shè)置不同類型、不同目標的套期保值和期現(xiàn)套利量化投資策略任務(wù)。該教學(xué)方法旨在督促和激勵學(xué)生通過調(diào)整期現(xiàn)貨組合、股指期貨合約類型和頭寸方向，觀察套期保值和期現(xiàn)套利的策略效率，并通過循環(huán)反復(fù)實驗，自我糾錯，趨近或完成情景任務(wù)，加深對基本原理的理解，提高原理應(yīng)用能力。

2.1.3 豐富交互方式，增強主動和趣味性

虛擬仿真實驗不是簡單的、機械性的、被動的復(fù)制和模仿現(xiàn)實交易過程，而是圍繞明確的實驗內(nèi)容和目標，進行生動的、創(chuàng)造性的、主動的實驗操?！敖换ナ健苯虒W(xué)正是實現(xiàn)實驗生動、創(chuàng)造和主動性的有效手段之一。為此，實驗在實現(xiàn)人機交互的基礎(chǔ)上，通過論壇、實驗效率排名、創(chuàng)新性評價等方式為學(xué)生提供了師生和生生交互渠道，打破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的時間和空間限制，使學(xué)生可以圍繞既定實驗內(nèi)容和策略任務(wù)進行實時互動交流，有利于及時發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，從而提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和趣味性。

2.1.4 提升實驗挑戰(zhàn)性，培養(yǎng)研究和創(chuàng)新能力

為了增強實驗的自由度和提升實驗的高階性、創(chuàng)新性與挑戰(zhàn)度，平臺在“仿真實戰(zhàn)”實驗?zāi)K中，將Python編程嵌入虛擬仿真實驗，并提供不同類型套期保值和期現(xiàn)套利量化投資策略的基礎(chǔ)代碼以及若干組代表性情景下的資本市場歷史數(shù)據(jù)。學(xué)生將自主設(shè)計套期保值和期現(xiàn)套利量化投資交易。量化投資基于統(tǒng)計分析方法和計算機對投資策略實施，實驗教學(xué)直接面向證券期貨投資實戰(zhàn)，涉及市場行情和經(jīng)濟資訊軟件、數(shù)據(jù)分析軟件、程序化交易軟件的運用，有利于學(xué)生掌握數(shù)據(jù)收集、處理、分析和開發(fā)的技能，培養(yǎng)學(xué)生分析能力和創(chuàng)造性解決實際問題的能力[3]。

2.2 實施過程

2.2.1 引導(dǎo)式教學(xué)

進入各實驗?zāi)K主界面后，依次彈出的“實驗向?qū)А睂閷W(xué)生簡要說明該實驗?zāi)K中的操作環(huán)節(jié)、圖表功能、參數(shù)含義以及注意事項等。同時，實驗“引導(dǎo)視頻”將向?qū)W生展示實驗背景、意義和目的、各模塊實驗內(nèi)容、菜單按鈕功能以及基本操作流程等。點擊“實驗原理”和“實驗任務(wù)”菜單可以查看完整、詳細的股指期貨套期保值，期現(xiàn)套利基本原理和各種情景策略的背景、特征以及任務(wù)要求。在“原理學(xué)習(xí)”實驗?zāi)K中，學(xué)生將根據(jù)預(yù)設(shè)的期現(xiàn)貨產(chǎn)品類型和頭寸，按照規(guī)定的順序分別進行靜態(tài)和動態(tài)套期保值實驗操作，體驗實驗流程。

2.2.2 情景式教學(xué)

依據(jù)我國宏觀經(jīng)濟環(huán)境變化特征和股票市場變化趨勢，參考股票市場標志性事件，平臺篩選具有代表性的歷史時間段，如“大盤上漲初期”“2016年大盤熔斷”作為股指期貨套期保值和期現(xiàn)套利量化投資的操作場景。學(xué)生在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建現(xiàn)貨產(chǎn)品組合，選擇股指期貨合約，并完成實驗任務(wù)。同時，為了及時反映宏觀經(jīng)濟環(huán)境和股票市場的新變化、新趨勢、新特征，后臺管理功能使教師可以根據(jù)市場中的熱點事件編制新情景，并導(dǎo)入系統(tǒng)，實現(xiàn)情境策略庫的快速更新。

2.2.3 交互式教學(xué)

學(xué)生使用鼠標和鍵盤進行量化投資策略編程后，實驗平臺將實時通過文字、數(shù)值、圖表以及信息窗口等形式實現(xiàn)操作反饋；平臺將對錯誤操作進行事先警示和事后提示，每次實驗的具體操作步驟和結(jié)果均可以通過“實驗記錄”進行回溯。實驗項目主界面設(shè)有討論區(qū)，師生可圍繞實驗過程中出現(xiàn)的問題、困難以及新發(fā)現(xiàn)進行交流互動。同時，團隊教師將定期、統(tǒng)一解答學(xué)生提問，實現(xiàn)生生和師生充分交互。在實驗結(jié)果評價環(huán)節(jié)中，系統(tǒng)將根據(jù)每位學(xué)生的實驗成績進行排序，形成學(xué)生之間的學(xué)習(xí)競爭交互。

2.2.4 自主式教學(xué)

在“仿真實戰(zhàn)”實驗?zāi)K中，實驗界面嵌入可編輯的、開源的套期保值和期現(xiàn)套利Python基礎(chǔ)代碼。在實驗過程中，學(xué)生可自由選擇套期保值和期現(xiàn)套利策略目標，通過改寫Python代碼自主配置頭寸組合，還可以通過編程設(shè)置平倉條件。另外，實驗平臺提供了若干可供選擇的資本市場歷史時間段樣本數(shù)據(jù)，學(xué)生可進行多次自主實驗，并觀察和檢驗套期保值和期現(xiàn)套利結(jié)果和效率的穩(wěn)健性。

2.3 實施效果

實驗平臺自設(shè)計完成并投入使用后，共為多所高校的本科生和研究生提供了實驗教學(xué)服務(wù)。從總體反饋情況看，使用者對實驗引導(dǎo)資源、情景策略任務(wù)設(shè)置、自主策略設(shè)計與編程、實驗效率競賽、實驗過程回溯以及結(jié)果評價的反應(yīng)較好，項目采用的實驗教學(xué)方法取得了積極、理想的效果。具體而言，實驗教學(xué)方法的實施效果主要體現(xiàn)在以下三個方面：

2.3.1 有效解決教用脫節(jié)現(xiàn)象，提升學(xué)習(xí)興趣

實驗項目通過文字、數(shù)值、圖表、視頻、編程等形式進行原理運用和交互反饋，具有通俗易懂、高效率、界面友好、富有挑戰(zhàn)性等優(yōu)點，能夠極大增強學(xué)習(xí)樂趣和激發(fā)學(xué)習(xí)動力。

2.3.2 實驗難度靈活選擇，滿足異質(zhì)性學(xué)習(xí)需求

實驗過程中采用的引導(dǎo)式、情景式和自主式教學(xué)方法，按照學(xué)生學(xué)習(xí)階段的不同，遵循從淺到深、從低層次到高層次的遞進思路[4]，為學(xué)生提供了由簡單到復(fù)雜、由約束到自主、難度依次增加的實驗操作內(nèi)容。從實驗教學(xué)情況反饋來看，學(xué)生普遍反映項目實驗操作內(nèi)容選擇具有較大靈活性，能夠滿足學(xué)習(xí)需求。

2.3.3 了解熟悉國情，提升創(chuàng)新和探究能力

平臺采用我國證券市場的真實歷史數(shù)據(jù)，通過引導(dǎo)式教學(xué)向?qū)W生展示我國資本市場中的期現(xiàn)貨產(chǎn)品代碼、貝塔系數(shù)以及各種指標參數(shù)，學(xué)生可以通過情景策略任務(wù)了解我國套期保值和期現(xiàn)套利量化投資經(jīng)典場景，通過編程進行自主性的量化投資操作。

3 股指期貨仿真實驗項目特色

3.1 必要性及先進性

3.1.1 必要性

（1）虛擬仿真實驗是提供實戰(zhàn)體驗的有效手段。

當前及未來一段時期內(nèi)，國內(nèi)外經(jīng)濟金融環(huán)境不確定性上升、系統(tǒng)性風(fēng)險不斷累積的趨勢仍將維持，金融風(fēng)險管理是我國政府、金融機構(gòu)、企業(yè)以及家庭居民關(guān)注的焦點。隨著我國資本市場，特別是金融衍生品市場的進一步放開和發(fā)展，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷創(chuàng)新，基于信息技術(shù)和股指期貨進行套期保值和期現(xiàn)套利量化交易，是進行風(fēng)險對沖和穩(wěn)定市場的重要手段，也是未來我國金融從業(yè)人員必須掌握的基本技能。然而，由于資本市場運行和市場主體行為具有不可逆和不可重復(fù)的特征，傳統(tǒng)教學(xué)方式和配套實驗課程難以基于現(xiàn)實資本市場數(shù)據(jù)和交易制度為學(xué)生提供動態(tài)的套期保值和套利真實體驗，尤其是難以實現(xiàn)量化投資交易。同時，學(xué)生進入現(xiàn)實資本市場進行套期保值和套利的資金門檻和風(fēng)險均較高，而企業(yè)出于安全、利益及商業(yè)秘密等方面的考慮，也難以為學(xué)生提供直接接觸套期保值和套利的實習(xí)崗位。因此，建設(shè)基于我國資本市場現(xiàn)實的虛擬仿真實驗教學(xué)項目不僅可以為學(xué)生提供在不同虛擬場景下利用股指期貨進行套期保值和套利的仿真體驗，也可以通過計算機編程、自主設(shè)計策略進行量化投資交易仿真實戰(zhàn)。

（2）虛擬仿真實驗是解決理論與應(yīng)用脫節(jié)的有效方式。

套期保值和期現(xiàn)套利原理是《金融工程》和《金融風(fēng)險管理》課程的重要內(nèi)容。傳統(tǒng)教學(xué)方式一般通過語言文字講授套期保值和套利的基本原理、前提假設(shè)和模型變量，通過預(yù)先設(shè)計好的案例推導(dǎo)計算套期保值和套利計算過程及結(jié)果。因此，傳統(tǒng)教學(xué)方式無法快速、形象地展示套期保值和套利原理的運用過程和計算結(jié)果以及各參數(shù)和指標間的動態(tài)關(guān)系，無法通過多種交互、情景設(shè)置等方式引導(dǎo)學(xué)生獨立自主地完成原理運用，也無法滿足數(shù)量眾多、專業(yè)不同的學(xué)生在不同時間和空間進行學(xué)習(xí)的需求，從而導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容與原理應(yīng)用脫節(jié)。虛擬仿真實驗不僅充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)和計算機語言，通過人機互動，快速、形象、動態(tài)地展示操作反饋，引導(dǎo)學(xué)生獨立完成套期保值和期現(xiàn)套利量化投資操作，提升原理應(yīng)用能力，而且可以突破人數(shù)、專業(yè)、時間和空間等限制，同時滿足學(xué)生的異質(zhì)性實驗學(xué)習(xí)需求，極大地節(jié)省教學(xué)資源。

（3）虛擬仿真實驗是實現(xiàn)資源共享的有效途徑[5]。

實驗平臺通過互聯(lián)網(wǎng)訪問注冊和使用，無須下載任何插件和軟件，因此能夠有效地與兄弟高校、相關(guān)專業(yè)、企業(yè)機構(gòu)以及其他虛擬仿真實驗平臺，如金融投資、期貨和期權(quán)交易、金融衍生品交易、金融風(fēng)險管理以及量化投資平臺等實現(xiàn)實驗教學(xué)資源共享，形成對實踐教學(xué)的有益補充。同時，平臺的生生和師生交互方式也為學(xué)生、教師以及其他人員圍繞期指期貨套期保值和套利的量化投資交易開展討論交流提供平臺，有利于問題、思想以及研究成果的共享。

3.1.2 先進性

（1）設(shè)計理念先進。

實驗項目堅持“以本為本、以任務(wù)為導(dǎo)向”指導(dǎo)思想，以培養(yǎng)基礎(chǔ)實、能力強、素質(zhì)高，具有創(chuàng)新精神和探究能力，熟悉理論和實務(wù)前沿的人才為設(shè)計核心。第一，實驗科學(xué)運用“引導(dǎo)式”“情景式”“自主式”三種教學(xué)方法，由易到難，由驗證到探究，梯次提升實驗挑戰(zhàn)性，既重視原理、能力、素質(zhì)訓(xùn)練的基礎(chǔ)性，又體現(xiàn)實驗的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度。第二，平臺設(shè)計了多維度、多層次實驗結(jié)果評價體系，集科學(xué)性和競爭性于一體，不僅能夠準確反映實驗各步驟和最終結(jié)果與系統(tǒng)最優(yōu)值的偏離程度，而且可以體現(xiàn)實驗結(jié)果在所有參與實驗學(xué)生平均成績中的相對排名。第三，將Python語言嵌入實驗平臺，實現(xiàn)計算機編程與量化投資交易的深度融合，提升實驗的自主性、開放性和創(chuàng)新性。教師亦可根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，在課堂內(nèi)舉行量化投資模擬比賽[6]，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進教學(xué)效果提升。

（2）實驗內(nèi)容先進。

隨著我國金融開放程度提升和資本市場的深化，跨市場、跨產(chǎn)品、跨期限的量化投資交易必將得到極大發(fā)展和廣泛運用。實驗融合了金融工程學(xué)、金融風(fēng)險管理、數(shù)學(xué)、計算機編程等學(xué)科知識，基于現(xiàn)代通信技術(shù)，依托我國資本市場現(xiàn)實，設(shè)計了運用股指期貨進行套期保值和套利的量化投資虛擬實驗，實驗內(nèi)容具有一定的專業(yè)性和前瞻性。

（3）應(yīng)用技術(shù)先進。

股指期貨虛擬仿真實驗平臺基于B/S框架，采用Visual Studio、Photoshop等前端頁面開發(fā)、平臺數(shù)據(jù)開發(fā)工具，具有易用性、兼容性、先進性以及可擴展性等優(yōu)點。同時，平臺在訪問接口采用了先進復(fù)雜的加密等安全技術(shù)，系統(tǒng)安全性高、運行速度快，具有較長的生命周期。

3.2 評價體系創(chuàng)新

實驗平臺創(chuàng)新設(shè)計了由實驗過程評價、實驗創(chuàng)新評價、實驗結(jié)果評價、實驗競爭性排名以及實驗報告評價構(gòu)成的多層次、綜合評價體系。實驗過程評價包含對實驗操作規(guī)范性、實驗步驟合理性、操作熟練性等進行評價，由系統(tǒng)預(yù)設(shè)的區(qū)間分值和權(quán)重實現(xiàn)。在“仿真實戰(zhàn)”實驗?zāi)K中，教師根據(jù)自主性實驗過程中的量化投資代碼編程、策略選擇、實驗效果等進行經(jīng)驗性評價?；诓煌牧炕顿Y策略選擇，系統(tǒng)將根據(jù)已實現(xiàn)效率參數(shù)進行打分。根據(jù)學(xué)生在各實驗?zāi)K的歷史實驗結(jié)果的平均值，系統(tǒng)將對所有參與實驗的學(xué)生進行競爭性排序，并作為最終考核的組成部分。最后，上述各類型實驗評價的最終結(jié)果以及實驗基本情況信息和步驟流程將有學(xué)生邊際，并形成實驗報告，教師可根據(jù)學(xué)生實驗的總體情況，包括實驗過程、實驗結(jié)果、創(chuàng)新性以及排名情況，對實驗進行綜合評價和考核。

4 結(jié)語

通過虛擬仿真技術(shù)為學(xué)生搭建一個理論與實踐相結(jié)合的量化投資平臺。利用期現(xiàn)貨產(chǎn)品的真實價格、期限和波動等信息，對股指期貨套期保值、期現(xiàn)套利等交易進行快速、循環(huán)、動態(tài)的操作演示和實戰(zhàn)，在彌補課堂教學(xué)短板的同時能夠?qū)W(xué)生從抽象的理論中解放出來，激發(fā)其學(xué)習(xí)金融知識和掌握量化投資策略的興趣。當前我國正處于深化發(fā)展資本市場的關(guān)鍵時期，而量化投資策略作為決勝未來金融市場的重要方法，了解和掌握它不僅是與國際接軌的內(nèi)在要求，更成為復(fù)合型高級金融人才必備的專業(yè)技能之一。