融合思政教育與人工智能背景的概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程設(shè)計(jì)

張春燕

（南開大學(xué)人工智能學(xué)院 天津 300371）

0 引言

習(xí)近平總書記指出，思想政治工作從根本上說是做人的工作，必須圍繞學(xué)生、關(guān)照學(xué)生、服務(wù)學(xué)生，不斷提高學(xué)生思想水平、政治覺悟、道德品質(zhì)、文化素養(yǎng)，讓學(xué)生成為德才兼?zhèn)?、全面發(fā)展的人才。

概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)以隨機(jī)現(xiàn)象為研究對象，對培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力、抽象思維能力、邏輯推理能力、逆向思維能力、數(shù)學(xué)建模能力等具有重要作用。它是高校經(jīng)管類和理工類各專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)必修課，在理、工、農(nóng)、醫(yī)等學(xué)科領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)學(xué)科不同的是，概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的一些概念和定理來源于實(shí)際，跟實(shí)際背景緊密結(jié)合。所以，在教學(xué)過程中，可以結(jié)合學(xué)科自身的特點(diǎn)，從多個(gè)角度引入和開展思政教育。

1 教師思政從心做起

古人說：“師者，人之模范也。”在學(xué)生眼里，老師“吐辭為經(jīng)、舉足為法”，一言一行都深深地影響學(xué)生。高校教師的思想政治素質(zhì)，關(guān)系到教師以何種態(tài)度教書育人的問題，關(guān)系到教師以多大的熱情投身學(xué)術(shù)的問題，關(guān)系到教師傳輸何種價(jià)值觀給學(xué)生的問題。高校教師與學(xué)生是兩個(gè)重要的主體。一個(gè)教師影響一批人，教師的觀念可能會影響一批學(xué)生的世界觀、人生觀、價(jià)值觀。習(xí)近平總書記曾深情回憶“教過我的老師很多，至今我都能記得他們的樣子，他們教給我知識、教給我做人的道理，讓我受益無窮”。不可否認(rèn)，任課教師的思想會深深影響大學(xué)生世界觀、人生觀、道德觀。大學(xué)任課教師的思想若符合傳道授業(yè)解惑、符合社會贊許、符合大學(xué)生合理需要，則會帶給學(xué)生成長成才的積極能量。反之，則會帶給學(xué)生負(fù)面或有害影響。任課教師首先要加強(qiáng)自身的思想政治工作，從心做起，提高自己的道德水平和思想修養(yǎng)，不忘初心、牢記使命，主動(dòng)肩負(fù)起歷史重任。同時(shí)，在教授課程中，要引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀和價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生對基礎(chǔ)類課程的好奇心，尊重和容忍學(xué)生的奇思妙想和個(gè)性差異，引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑和獨(dú)立思考，為國家培養(yǎng)更多政治素質(zhì)過硬的科技人才。

2 思政概念下概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)與改革

2.1 通過我國學(xué)者在概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)科貢獻(xiàn)滲透民族自信和使命感

在概率論與梳理統(tǒng)計(jì)的第一堂課，一般都會介紹學(xué)科簡史，這其中就涉及到我國學(xué)者的貢獻(xiàn)。例如，一般會提及中國概率論研究的先驅(qū)和學(xué)術(shù)帶頭人之一：王梓坤先生。他對中國科學(xué)和教育事業(yè)作出了卓越貢獻(xiàn)。每年9月的教師節(jié)就與王先生有關(guān)。這是時(shí)任北京師范大學(xué)校長的王梓坤致電《北京晚報(bào)》記者，建議在全國范圍內(nèi)開展尊師重教月活動(dòng)。所以，在這簡要的歷史介紹中，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識這樣一位科學(xué)家。學(xué)習(xí)他投身于中國的科學(xué)和教育事業(yè)的高尚情操。學(xué)以致用，學(xué)以報(bào)國，增強(qiáng)學(xué)生的愛國情懷和責(zé)任感。

另一位著名學(xué)者是許寶騄先生，他是20世紀(jì)最富創(chuàng)造性的統(tǒng)計(jì)學(xué)家之一。他拉開了中國概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)科研究的帷幕。新中國成立后，一些西方國家對中國實(shí)行技術(shù)與學(xué)術(shù)的封鎖，為了與蘇聯(lián)進(jìn)行更好的學(xué)術(shù)交流，他自學(xué)俄文并自行翻譯了俄版的《概率論教程》。他還教授數(shù)學(xué)系的其他講師，帶領(lǐng)他們精研俄文版本的《數(shù)學(xué)分析八講》。20世紀(jì)50年代，許寶騄先生已身患肺結(jié)核、胃病等多種疾病。盡管如此，他仍帶病研究，他對學(xué)生說：“我知道我的時(shí)間不多了，我再帶你們?nèi)タ纯匆粋€(gè)新方向，好讓你們知道新方向該怎么闖”。通過這些感人肺腑的老一輩科學(xué)家的生平介紹，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)老一輩的科學(xué)精神。艱苦奮斗，不畏時(shí)艱，為中國民族的偉大復(fù)興，做出他們這一代人該有的努力。

2.2 結(jié)合時(shí)事熱點(diǎn)進(jìn)行思想政治教育

當(dāng)前的時(shí)事熱點(diǎn)之一是第七次全國人口普查結(jié)果公布，結(jié)果顯示全國人口共14.1178億人。通過人口統(tǒng)計(jì)，可以揭示人口過程的規(guī)律性和人口現(xiàn)象的本質(zhì)。在中國，通過人口統(tǒng)計(jì)，可以為控制人口數(shù)量，提高人口素質(zhì)服務(wù)，使人口發(fā)展同經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展相適應(yīng)。實(shí)際上，人口統(tǒng)計(jì)是一個(gè)重要的課題。我國在公元前2100年的夏禹時(shí)代就有了人口數(shù)和土地?cái)?shù)的統(tǒng)計(jì)；周朝以后，歷代都有人口調(diào)查制度。公元2年還有了正式的全國和分地區(qū)的人口記載，奴隸社會和封建社會進(jìn)行人口調(diào)查和登記是為了適應(yīng)統(tǒng)治階級賦稅、徭役、征兵的需要，統(tǒng)計(jì)的方法和內(nèi)容都比較簡單。在資本主義社會，人口統(tǒng)計(jì)有了很大發(fā)展。人口統(tǒng)計(jì)會涉及一個(gè)重要的研究課題：關(guān)于人口增長的預(yù)測。人口增長率預(yù)測模型是一種人口預(yù)測方法，數(shù)學(xué)公式可表示為：P=P0(1+k)n+P，P表示規(guī)劃期總?cè)丝冢琍0表示規(guī)劃期總?cè)丝赑表示規(guī)劃期間人口機(jī)械增長數(shù)，n表示規(guī)劃年期，k表示規(guī)劃期間人口自然增長率，與出生率和死亡率相關(guān)。

除此以外，還有很多其他模型。例如，人口離散預(yù)測模型（又稱“宋健模型”）是我國著名控制論專家宋健等于20世紀(jì)70年代末提出的人口預(yù)測模型。這是我國自行提出的比較成功的人口發(fā)展預(yù)測模型，能較好的運(yùn)用人口普查資料對人口規(guī)模進(jìn)行預(yù)測。該模型在國內(nèi)外廣為應(yīng)用，影響范圍很大。在引導(dǎo)學(xué)生將概率論于梳理統(tǒng)計(jì)知識與科研問題結(jié)合時(shí)，可以借機(jī)鼓勵(lì)學(xué)生增強(qiáng)自信心。向這些前輩學(xué)習(xí)，面向世界科技前沿、面向國家重大需求，不斷向科學(xué)技術(shù)廣度和深度進(jìn)軍?？炭喙リP(guān)、奮發(fā)努力，以更大的信心、更強(qiáng)的意志攀登科學(xué)高峰，為推進(jìn)國家高質(zhì)量發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

2.3 結(jié)合案例分析進(jìn)行思想道德教育

根據(jù)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的學(xué)科特點(diǎn)，是可以通過一些案例來對學(xué)生進(jìn)行思想道德教育。例如，在假設(shè)檢驗(yàn)和估計(jì)部分，可以從歷史人物的故事展開，增加課堂吸引力。其中會涉及到一個(gè)歷史人物：戈塞特，英國統(tǒng)計(jì)學(xué)家、小樣本統(tǒng)計(jì)理論的開創(chuàng)者。他曾經(jīng)求學(xué)于牛津大學(xué)，主要學(xué)習(xí)化學(xué)和數(shù)學(xué)。1899年，他進(jìn)入都柏林的一家釀酒廠，從那里可得到一堆有關(guān)釀造方法、原料特性和成品質(zhì)量之間的關(guān)系的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。他在工作中發(fā)現(xiàn)，供釀酒的每批麥子質(zhì)量相差較大，而同一批麥子中能抽樣供實(shí)驗(yàn)的麥子又很少，每批樣本在不同的溫度下做實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果相差很大，只能是小樣本。可是，從小樣本來分析數(shù)據(jù)是否可靠？誤差有多大？鑒于這種思考，1905年，戈塞特利用酒廠里大量的小樣本數(shù)據(jù)撰寫了第一篇論文《誤差法則在釀酒過程中的應(yīng)用》。之后，通過大量記錄通過隨機(jī)抽樣的小樣本觀察值，1908年，戈塞特以“student”為筆名發(fā)表了《平均數(shù)的規(guī)律誤差》，開創(chuàng)了小樣本統(tǒng)計(jì)理論的先河。通過這位科學(xué)家的簡要介紹，占用課時(shí)很少，但可以對學(xué)生進(jìn)行職業(yè)理想和情感教育。

高校學(xué)生正處于職業(yè)理想發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。他們的自主意識發(fā)展迅速，開始擺脫對家長和老師的依賴，獨(dú)立地走向社會。但是他們的思想還不成熟，對問題認(rèn)識片面，容易受誤導(dǎo)或走偏。借用此課程的時(shí)間（一般是大學(xué)二年級），加強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)理想教育，幫助學(xué)生正確地分析自我，認(rèn)識職業(yè)，了解社會。通過對科學(xué)家戈塞特的介紹，引導(dǎo)他們對自己所從事的工作樹立負(fù)責(zé)任的感情和態(tài)度。從實(shí)例出發(fā)，教導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到，認(rèn)真、負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和職業(yè)精神才有助于人們干一行愛一行。同時(shí)，在工作中要時(shí)刻保持學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，增強(qiáng)自身才干，實(shí)現(xiàn)職業(yè)成就。要避免的是在選擇工作時(shí)挑三揀四，對工作缺乏熱情和職業(yè)情感，長此以往，最終阻礙了實(shí)現(xiàn)職業(yè)理想和人生成就?？傊?，在課程教學(xué)中融入對學(xué)生的日常教育具有非常重要的意義。在教學(xué)過程中，指導(dǎo)、幫助學(xué)生培養(yǎng)正確的職業(yè)情感，促進(jìn)個(gè)人的職業(yè)追求與社會需要和諧統(tǒng)一，從而堅(jiān)定自己的職業(yè)定向，熱愛自己選定的專業(yè)。

2.4 在師生互動(dòng)中促進(jìn)優(yōu)質(zhì)的教與學(xué)

課堂是一個(gè)師生都完全融入的特殊場合，師生的互動(dòng)交流其實(shí)可以多點(diǎn)展開。在授課過程中，任何一個(gè)點(diǎn)都可能成為師生互動(dòng)和精神交流的機(jī)會。無論科研、學(xué)習(xí)都可以進(jìn)行充分的交流，而不是老師“填鴨式”的單方面講授課程。比如，在假設(shè)檢驗(yàn)、估計(jì)等章節(jié)，可以先拋出一個(gè)很重要的問題：通過樣本對于未知參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，估計(jì)值是唯一的嗎？這是與我們傳統(tǒng)認(rèn)知不太一致。在與學(xué)生的提問、小組討論、各小組派代表回答、等一系列的互動(dòng)環(huán)節(jié)后，學(xué)生會對參數(shù)估計(jì)這一章中的估計(jì)量、估計(jì)值、估計(jì)過程有深刻的理解。在具體實(shí)踐中，我們期末考試成績也檢驗(yàn)了所設(shè)計(jì)的這個(gè)教學(xué)互動(dòng)活動(dòng)的效果很好。在課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)中，需要學(xué)生和老師的互動(dòng)配合，提問與思考，討論與補(bǔ)充等，勢必會比單純課堂講授花費(fèi)較多時(shí)間。與老師“填鴨式”的單方面講授課程相比，看似是少了很多講授的時(shí)間，但討論的課程才使得學(xué)生用心思考。此處變被動(dòng)為主動(dòng)接受新的知識，事半功倍。在此類互動(dòng)環(huán)節(jié)中，要改善時(shí)間的使用效率，更加明確哪些是課堂重點(diǎn)講解內(nèi)容，哪些是啟發(fā)學(xué)生思考的內(nèi)容。在整堂課中，有所選擇、有所側(cè)重地把重要的知識點(diǎn)以合適的方式教授過學(xué)生。

在輕松的討論過程中，還可以穿插對學(xué)生思想的了解和教育。在解答他們的疑問或困惑時(shí)，引導(dǎo)對他們的人生理想教育。概率問題應(yīng)用廣泛，在各種背景的應(yīng)用環(huán)境下，可以適當(dāng)?shù)卣归_對此的討論與教育。如抽樣中樣本需要具有代表性和獨(dú)立性，抽樣偏差就是在抽樣過程由于一系列因素造成不符合隨機(jī)抽樣的原則，導(dǎo)致樣本失去可以估計(jì)總體的能力（失真）。在授課過程中，可以借此與學(xué)生展開討論與教育。在我們的學(xué)習(xí)、工作中，看問題都不要以偏概全、盲人摸象，這樣會失去對問題的全面認(rèn)識和正確判斷。通過穿插其中的思政教育，既緩解了學(xué)生上課接受新知識的緊張和枯燥感，又加深了對此知識點(diǎn)的記憶和理解。

3 結(jié)束語

本文主要闡述了加強(qiáng)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)中課程思政的重要意義，探討將課程思政融入到概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程設(shè)計(jì)的有效方法。在提升教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，兼顧大學(xué)課程的育人價(jià)值和責(zé)任。基于概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的課程特點(diǎn)，在課程教學(xué)中可以找到的思政教育的突破口較多，這些都值得深入探索和設(shè)計(jì)。