《數(shù)理統(tǒng)計》中的思政素材探索

宋 月 馮海林

（西安電子科技大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院 陜西·西安 710071）

1 從史料中挖掘思政素材——激發(fā)愛國情懷，培養(yǎng)文化自信

在《數(shù)理統(tǒng)計》統(tǒng)計的第一次課，介紹數(shù)理統(tǒng)計乃至統(tǒng)計學(xué)發(fā)展史的過程中，可以滲透這些素材：介紹統(tǒng)計思想在我國的發(fā)生和發(fā)展，強(qiáng)調(diào)文化認(rèn)同感，增強(qiáng)學(xué)生民族自豪感和文化自信。如農(nóng)耕文明時代的很多生活經(jīng)驗，比如什么時候要開始播種，什么時候可以收獲，這些數(shù)據(jù)都是經(jīng)過一代代人口口相傳再加以總結(jié)形成的。兩千多年前的春秋戰(zhàn)國時期，各個國家就開始對土地、人口和錢糧進(jìn)行統(tǒng)計，這實際上已經(jīng)反映了樸素的統(tǒng)計思想。著名思想家顧炎武所著《天下郡國利病書》在敘述國情時就貫穿運用了許多統(tǒng)計的思想及有關(guān)方法。明代醫(yī)藥學(xué)家李時珍所著的醫(yī)學(xué)巨著《本草綱目》，也是對藥物數(shù)據(jù)的一種歸納整理。

在講授統(tǒng)計推斷的過程中，統(tǒng)計推斷就是通過部分觀測到的信息推斷總體的信息?？梢砸秒s家名著《淮南子》中的話：“以小明大，見一葉落，而知歲之將暮，睹瓶中之水，而知天下之寒”。事實上，“以小明大”就是通過小的部分來獲取大的全體的信息，看到一片葉子落了，可以推斷其他地方也在落葉，說明秋天可能到了，于是有了成語“一葉知秋”；看到瓶里的水結(jié)冰了，可以推斷周圍都在結(jié)冰，說明天氣變冷了。在古代，通過部分觀測到的信息推斷全體的信息稱為“以小明大”，課堂教學(xué)的某些內(nèi)容與我國傳統(tǒng)文化相結(jié)合，使學(xué)生認(rèn)識到我們的文化的寬廣，認(rèn)識到我們文化的強(qiáng)大生命力，從而可以提高大學(xué)生的文化自豪感和自信力。

介紹介紹我國概率統(tǒng)計領(lǐng)域的杰出代表——王梓坤先生和許寶騄先生的事跡，除了他們對該學(xué)科所作的貢獻(xiàn)，還應(yīng)重點強(qiáng)調(diào)我國在該學(xué)科的先驅(qū)者及其生平。王梓坤先生是我國概率論研究的先驅(qū)和學(xué)術(shù)帶頭人之一。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)，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)以報國，增強(qiáng)學(xué)生的愛國情懷和責(zé)任感。

2 從統(tǒng)計學(xué)家生平中挖掘思政素材——腳踏實地、精益求精、勇于探索的科學(xué)精神

講課過程中講到相關(guān)的概念、定理和定律的時候，可以介紹統(tǒng)計學(xué)家的故事。例如講統(tǒng)計三大分布T分布的時候，可以講英國統(tǒng)計學(xué)家戈塞特，小樣本統(tǒng)計理論的開創(chuàng)者發(fā)現(xiàn)T分布的經(jīng)過。戈塞特曾經(jīng)求學(xué)于曼徹斯特學(xué)院和牛津大學(xué)，主要學(xué)習(xí)化學(xué)和數(shù)學(xué)。他在都柏林的一家釀酒廠工作的時候得到了一堆有關(guān)釀造方法、原料特性和成品質(zhì)量之間的關(guān)系的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。分析數(shù)據(jù)，他發(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驗的麥子又很少，每批樣本在不同的溫度下做實驗，其結(jié)果相差很大，只能是小樣本?？墒?，用小樣本來分析數(shù)據(jù)是否可靠？誤差有多大？鑒于這種思考，1905年戈塞特利用酒廠中大量的小樣本數(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》。之后他通過大量記錄隨機(jī)抽樣的小樣本觀察值，戈塞特于1908年以“student”的筆名發(fā)表了《平均數(shù)的規(guī)律誤差》，開創(chuàng)了小樣本統(tǒng)計理論的先河。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；引導(dǎo)學(xué)生在統(tǒng)計調(diào)查過程中實事求是、嚴(yán)謹(jǐn)求真，培養(yǎng)耐心細(xì)致的工作作風(fēng)和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)精神。

講解最大似然估計時，離不開其發(fā)明者羅納德·艾爾默·費希爾，他是英國統(tǒng)計學(xué)家、演化生物學(xué)家與遺傳學(xué)家，也是現(xiàn)代統(tǒng)計學(xué)與現(xiàn)代演化論的奠基者之一。1919年，費希爾選擇進(jìn)入一所名為羅薩姆斯泰德試驗站的農(nóng)業(yè)試驗所擔(dān)任一名統(tǒng)計員，任職工作14年期間，費希爾不斷收集田間肥料、雨量、遺傳、土質(zhì)、細(xì)菌、管理試驗、氣候條件、收獲量等資料。經(jīng)過多年的努力和深入研究，對長達(dá)66年之久的資料加以整理、歸納、提取信息。1923年費希爾陸續(xù)發(fā)表了在農(nóng)業(yè)實驗中控制誤差的論文，首次提出了方差分析、分解和測定實驗誤差的方法，并且將成果寫成一系列題為《收成變異之研究》的論文。從中教育學(xué)生在任何時候都不能氣餒和放棄，科學(xué)研究不是一早一夕，需要持之以恒的探索?？梢灾v述茶和牛奶的故事，教育學(xué)生在學(xué)習(xí)生活中要積極探索、勤于實踐。

3 結(jié)合唯物辯證法——進(jìn)行三觀教育

在《數(shù)理統(tǒng)計》的教學(xué)過程中，筆者認(rèn)為數(shù)理統(tǒng)計不只是教會學(xué)生統(tǒng)計的理論和統(tǒng)計方法，更需要重視的是統(tǒng)計思想的養(yǎng)成，也包含了看待世界上萬事萬物的一種方法，含有世界觀的成分。因此在數(shù)理統(tǒng)計的教學(xué)過程中，可解結(jié)合唯物辯證法對學(xué)生進(jìn)行三觀教育。如抽樣中樣本需要具有獨立性和代表性，抽樣為什么需要獨立性和代表性要求呢？可以就此與學(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，進(jìn)而引領(lǐng)學(xué)生討論部分和整體的關(guān)系。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的記憶和理解。

講授假設(shè)檢驗原理是時會講到“小概率事件”，可以引用民間諺語“常在河邊走，哪有不濕鞋”“瓦罐不離井邊破，就怕來的遭數(shù)多”來展現(xiàn)其中蘊含的哲學(xué)道理——量變導(dǎo)致質(zhì)變。引導(dǎo)學(xué)生們體會小概率事件的兩面性?！靶「怕适录谝淮卧囼炛袔缀醪粫l(fā)生”這個實際推斷原理使我們有膽子開采煤礦，有膽子使用液化氣，有膽子坐飛機(jī)出行等。然而另一面小概率事件在多次重復(fù)獨立試驗中是幾乎必然發(fā)生，所以才有水滴石穿，鐵棒磨成針的成語，實踐教會我們相信堅持就是勝利。正因如此，愛迪生經(jīng)過五萬次的試驗最終發(fā)明了蓄電池，著名畫家達(dá)·芬奇不厭其煩地畫雞蛋，最終創(chuàng)作出許多不朽的著名畫作。我國農(nóng)民科學(xué)家吳吉昌通過無數(shù)次的棉花試驗終于培育出棉花新品種，為祖國的農(nóng)業(yè)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)，這正是寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。由此，可以激勵學(xué)生不要放棄自己的目標(biāo)和夢想，要有不達(dá)目標(biāo)絕不放棄的豪情壯志。當(dāng)然也要正視小概率事件有發(fā)生的可能性，墨菲定律告訴我們?nèi)绻虑橛凶儔牡目赡?，不管這種可能性有多小，它總會發(fā)生。這個結(jié)論告誡同學(xué)們要防微杜漸，小的隱患若不消除，就有可能擴(kuò)大增長，其造成事故的概率也會慢慢增加；“勿以惡小而為之，勿以善小而不為”，教師可以借此告誡同學(xué)們，學(xué)習(xí)的小錯誤、行為習(xí)慣上的小毛病、為人處事上的不當(dāng)之處，如果不及時糾正，日積月累，就會釀成大錯大禍；此處也可以引用左傳中的一句“居安思危，思則有備，有備無患”。這些名言，警句不但能讓學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)知識，也能體會其中的哲學(xué)道理，還能讓學(xué)生認(rèn)識到我們先輩的聰明睿智，從而可以提高大學(xué)生的民族自豪感。

上文列舉的思政素材僅僅是拋磚引玉，這些在《數(shù)理統(tǒng)計》課程可能用到的思政素材在應(yīng)用過程中切記堆砌，應(yīng)該是講課過程中有機(jī)融合，潤物細(xì)無聲，達(dá)到立德樹人的目的。教師作為課程的主體，首先應(yīng)該充分學(xué)習(xí)領(lǐng)會黨的各項教育方針、明確并充分理解社會主義核心價值觀和辯證唯物主義思想、及時關(guān)注社會熱點問題，熟悉并挖掘與數(shù)理統(tǒng)計課程有關(guān)的思政素材，才有可能做到將思政素材中的“閃光點”與《數(shù)理統(tǒng)計》課程知識體系“鹽浸式”的有機(jī)融合。其次，應(yīng)該發(fā)揮集體的力量，集大家之所長，多討論，找準(zhǔn)德育要素的切入點以及教學(xué)方法、載體途徑；最后老師也需要經(jīng)常反思，素材用的是否恰當(dāng)，學(xué)生有沒有反感，運用的素材是不是達(dá)到了育人的目的，通過問卷調(diào)查不斷總結(jié)經(jīng)驗達(dá)到課程思政育人的目的。