融合思政教育與人工智能背景的概率論與數理統計課程設計

張春燕

（南開大學人工智能學院 天津 300371）

0 引言

習近平總書記指出，思想政治工作從根本上說是做人的工作，必須圍繞學生、關照學生、服務學生，不斷提高學生思想水平、政治覺悟、道德品質、文化素養，讓學生成為德才兼備、全面發展的人才。

概率論與數理統計以隨機現象為研究對象，對培養學生的辯證思維能力、抽象思維能力、邏輯推理能力、逆向思維能力、數學建模能力等具有重要作用。它是高校經管類和理工類各專業的一門重要的基礎必修課，在理、工、農、醫等學科領域都有著廣泛的應用。與傳統數學學科不同的是，概率論與數理統計的一些概念和定理來源于實際，跟實際背景緊密結合。所以，在教學過程中，可以結合學科自身的特點，從多個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。”在學生眼里，老師“吐辭為經、舉足為法”，一言一行都深深地影響學生。高校教師的思想政治素質，關系到教師以何種態度教書育人的問題，關系到教師以多大的熱情投身學術的問題，關系到教師傳輸何種價值觀給學生的問題。高校教師與學生是兩個重要的主體。一個教師影響一批人，教師的觀念可能會影響一批學生的世界觀、人生觀、價值觀。習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，任課教師的思想會深深影響大學生世界觀、人生觀、道德觀。大學任課教師的思想若符合傳道授業解惑、符合社會贊許、符合大學生合理需要，則會帶給學生成長成才的積極能量。反之，則會帶給學生負面或有害影響。任課教師首先要加強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，不忘初心、牢記使命，主動肩負起歷史重任。同時，在教授課程中，要引導學生樹立正確的世界觀和價值觀，培養學生對基礎類課程的好奇心，尊重和容忍學生的奇思妙想和個性差異，引導和鼓勵學生大膽質疑和獨立思考，為國家培養更多政治素質過硬的科技人才。

2 思政概念下概率論與數理統計課程的教學設計與改革

2.1 通過我國學者在概率論與數理統計學科貢獻滲透民族自信和使命感

在概率論與梳理統計的第一堂課，一般都會介紹學科簡史，這其中就涉及到我國學者的貢獻。例如，一般會提及中國概率論研究的先驅和學術帶頭人之一：王梓坤先生。他對中國科學和教育事業作出了卓越貢獻。每年9月的教師節就與王先生有關。這是時任北京師范大學校長的王梓坤致電《北京晚報》記者，建議在全國范圍內開展尊師重教月活動。所以，在這簡要的歷史介紹中，引導學生認識這樣一位科學家。學習他投身于中國的科學和教育事業的高尚情操。學以致用，學以報國，增強學生的愛國情懷和責任感。

另一位著名學者是許寶騄先生，他是20世紀最富創造性的統計學家之一。他拉開了中國概率論與數理統計學科研究的帷幕。新中國成立后，一些西方國家對中國實行技術與學術的封鎖，為了與蘇聯進行更好的學術交流，他自學俄文并自行翻譯了俄版的《概率論教程》。他還教授數學系的其他講師，帶領他們精研俄文版本的《數學分析八講》。20世紀50年代，許寶騄先生已身患肺結核、胃病等多種疾病。盡管如此，他仍帶病研究，他對學生說：“我知道我的時間不多了，我再帶你們去看看一個新方向，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家的生平介紹，引導學生學習老一輩的科學精神。艱苦奮斗，不畏時艱，為中國民族的偉大復興，做出他們這一代人該有的努力。

2.2 結合時事熱點進行思想政治教育

當前的時事熱點之一是第七次全國人口普查結果公布，結果顯示全國人口共14.1178億人。通過人口統計，可以揭示人口過程的規律性和人口現象的本質。在中國，通過人口統計，可以為控制人口數量，提高人口素質服務，使人口發展同經濟和社會的發展相適應。實際上，人口統計是一個重要的課題。我國在公元前2100年的夏禹時代就有了人口數和土地數的統計；周朝以后，歷代都有人口調查制度。公元2年還有了正式的全國和分地區的人口記載，奴隸社會和封建社會進行人口調查和登記是為了適應統治階級賦稅、徭役、征兵的需要，統計的方法和內容都比較簡單。在資本主義社會，人口統計有了很大發展。人口統計會涉及一個重要的研究課題：關于人口增長的預測。人口增長率預測模型是一種人口預測方法，數學公式可表示為：P=P0(1+k)n+P，P表示規劃期總人口，P0表示規劃期總人口P表示規劃期間人口機械增長數，n表示規劃年期，k表示規劃期間人口自然增長率，與出生率和死亡率相關。

除此以外，還有很多其他模型。例如，人口離散預測模型（又稱“宋健模型”）是我國著名控制論專家宋健等于20世紀70年代末提出的人口預測模型。這是我國自行提出的比較成功的人口發展預測模型，能較好的運用人口普查資料對人口規模進行預測。該模型在國內外廣為應用，影響范圍很大。在引導學生將概率論于梳理統計知識與科研問題結合時，可以借機鼓勵學生增強自信心。向這些前輩學習，面向世界科技前沿、面向國家重大需求，不斷向科學技術廣度和深度進軍。刻苦攻關、奮發努力，以更大的信心、更強的意志攀登科學高峰，為推進國家高質量發展作出貢獻。

2.3 結合案例分析進行思想道德教育

根據概率論與數理統計的學科特點，是可以通過一些案例來對學生進行思想道德教育。例如，在假設檢驗和估計部分，可以從歷史人物的故事展開，增加課堂吸引力。其中會涉及到一個歷史人物：戈塞特，英國統計學家、小樣本統計理論的開創者。他曾經求學于牛津大學，主要學習化學和數學。1899年，他進入都柏林的一家釀酒廠，從那里可得到一堆有關釀造方法、原料特性和成品質量之間的關系的統計數據。他在工作中發現，供釀酒的每批麥子質量相差較大，而同一批麥子中能抽樣供實驗的麥子又很少，每批樣本在不同的溫度下做實驗，其結果相差很大，只能是小樣本。可是，從小樣本來分析數據是否可靠？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據撰寫了第一篇論文《誤差法則在釀酒過程中的應用》。之后，通過大量記錄通過隨機抽樣的小樣本觀察值，1908年，戈塞特以“student”為筆名發表了《平均數的規律誤差》，開創了小樣本統計理論的先河。通過這位科學家的簡要介紹，占用課時很少，但可以對學生進行職業理想和情感教育。

高校學生正處于職業理想發展的關鍵時期。他們的自主意識發展迅速，開始擺脫對家長和老師的依賴，獨立地走向社會。但是他們的思想還不成熟，對問題認識片面，容易受誤導或走偏。借用此課程的時間（一般是大學二年級），加強學生的職業理想教育，幫助學生正確地分析自我，認識職業，了解社會。通過對科學家戈塞特的介紹，引導他們對自己所從事的工作樹立負責任的感情和態度。從實例出發，教導學生認識到，認真、負責的工作態度和職業精神才有助于人們干一行愛一行。同時，在工作中要時刻保持學習的積極性和主動性，增強自身才干，實現職業成就。要避免的是在選擇工作時挑三揀四，對工作缺乏熱情和職業情感，長此以往，最終阻礙了實現職業理想和人生成就。總之，在課程教學中融入對學生的日常教育具有非常重要的意義。在教學過程中，指導、幫助學生培養正確的職業情感，促進個人的職業追求與社會需要和諧統一，從而堅定自己的職業定向，熱愛自己選定的專業。

2.4 在師生互動中促進優質的教與學

課堂是一個師生都完全融入的特殊場合，師生的互動交流其實可以多點展開。在授課過程中，任何一個點都可能成為師生互動和精神交流的機會。無論科研、學習都可以進行充分的交流，而不是老師“填鴨式”的單方面講授課程。比如，在假設檢驗、估計等章節，可以先拋出一個很重要的問題：通過樣本對于未知參數進行估計，估計值是唯一的嗎？這是與我們傳統認知不太一致。在與學生的提問、小組討論、各小組派代表回答、等一系列的互動環節后，學生會對參數估計這一章中的估計量、估計值、估計過程有深刻的理解。在具體實踐中，我們期末考試成績也檢驗了所設計的這個教學互動活動的效果很好。在課堂互動環節中，需要學生和老師的互動配合，提問與思考，討論與補充等，勢必會比單純課堂講授花費較多時間。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間，但討論的課程才使得學生用心思考。此處變被動為主動接受新的知識，事半功倍。在此類互動環節中，要改善時間的使用效率，更加明確哪些是課堂重點講解內容，哪些是啟發學生思考的內容。在整堂課中，有所選擇、有所側重地把重要的知識點以合適的方式教授過學生。

在輕松的討論過程中，還可以穿插對學生思想的了解和教育。在解答他們的疑問或困惑時，引導對他們的人生理想教育。概率問題應用廣泛，在各種背景的應用環境下，可以適當地展開對此的討論與教育。如抽樣中樣本需要具有代表性和獨立性，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抽樣的原則，導致樣本失去可以估計總體的能力（失真）。在授課過程中，可以借此與學生展開討論與教育。在我們的學習、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識和正確判斷。通過穿插其中的思政教育，既緩解了學生上課接受新知識的緊張和枯燥感，又加深了對此知識點的記憶和理解。

3 結束語

本文主要闡述了加強概率論與數理統計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理統計課程設計的有效方法。在提升教學質量的同時，兼顧大學課程的育人價值和責任。基于概率論與數理統計的課程特點，在課程教學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計。