課程思政融入“生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)”教學(xué)探討

張 穎，劉 鍇，劉艷春

（1.內(nèi)蒙古民族大學(xué) 動(dòng)物科技學(xué)院，內(nèi)蒙古 通遼 028000；2.內(nèi)蒙古赤峰市巴林右旗農(nóng)牧業(yè)綜合行政執(zhí)法大隊(duì)，內(nèi)蒙古 赤峰 025150）

“生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)”是運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理和方法研究生物現(xiàn)象的規(guī)律性學(xué)科，課程內(nèi)容涵蓋試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析的理論與應(yīng)用，SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件計(jì)算及統(tǒng)計(jì)學(xué)實(shí)踐，根據(jù)當(dāng)前課程思政實(shí)際，把課程思政融入課程內(nèi)容中，學(xué)生在學(xué)習(xí)課程內(nèi)容的同時(shí)接受思政教育。下面就如何把思政元素和理念融入“生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)”教學(xué)活動(dòng)中進(jìn)行探討。

1 “生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)”課程的特點(diǎn)

“生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)”課程涵蓋生物統(tǒng)計(jì)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論與應(yīng)用、SPSS軟件的統(tǒng)計(jì)計(jì)算及實(shí)踐應(yīng)用，主要包括科學(xué)試驗(yàn)方法、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、統(tǒng)計(jì)推斷、方差分析、回歸分析、常用試驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)施與統(tǒng)計(jì)分析及離散型和連續(xù)型數(shù)據(jù)分析等知識(shí)模塊。課程的重點(diǎn)是常用的統(tǒng)計(jì)分析方法的運(yùn)用和試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)施方案的擬定，但也注意到Excel和SPSS統(tǒng)計(jì)分析功能的應(yīng)用。本課程具有概率性、二元性和歸納性，由畜牧生產(chǎn)中的現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)資料整理歸納出一般性原理，也就是由樣本推導(dǎo)總體的思想，因此理論以畜牧生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)踐性較強(qiáng)，需要學(xué)習(xí)者有較好的專(zhuān)業(yè)背景知識(shí)。

2 課程挖掘思政資源分析

按照成果導(dǎo)向教育（outcome based education，OBE）教學(xué)理念，生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)作為實(shí)踐性較強(qiáng)的動(dòng)物科學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，首先要制訂課程目標(biāo)，課程目標(biāo)要與畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成一致，課程目標(biāo)體現(xiàn)以知識(shí)為基礎(chǔ)，能力、素質(zhì)、價(jià)值觀培養(yǎng)為導(dǎo)向的育人要求。課程目標(biāo)分為知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和思政目標(biāo)，其中知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)屬于專(zhuān)業(yè)能力培養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)挖掘教學(xué)內(nèi)容中關(guān)聯(lián)的思政點(diǎn)，引出思政目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人的育人的要求。在教學(xué)內(nèi)容中思政目標(biāo)的設(shè)計(jì)主要從“專(zhuān)業(yè)精神”和“課程精神”兩方面考慮。從教學(xué)角度來(lái)說(shuō)，“生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)”課程主要培養(yǎng)學(xué)生收集資料、整理資料、分析資料和試驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力，收集數(shù)據(jù)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求真的務(wù)實(shí)態(tài)度；處理數(shù)據(jù)培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神；分析數(shù)據(jù)培養(yǎng)學(xué)生唯物辯證的科學(xué)思維；試驗(yàn)設(shè)計(jì)中培養(yǎng)學(xué)生的全局觀念，以體現(xiàn)課程精神；解釋數(shù)據(jù)培養(yǎng)學(xué)生理性實(shí)證的謹(jǐn)慎探索；通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐案例的分析，強(qiáng)化學(xué)生服務(wù)現(xiàn)代化畜牧業(yè)的意識(shí)，以體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)精神。還有其他思政目標(biāo)，包括培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義精神、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，樹(shù)立正確的人生觀、價(jià)值觀及良好的職業(yè)道德規(guī)范等。從學(xué)生角度看，就是通過(guò)科學(xué)的調(diào)查或試驗(yàn)設(shè)計(jì)獲得高質(zhì)量的生物學(xué)數(shù)據(jù)。接下來(lái)是教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，在OBE理念下需要按照課程目標(biāo)重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容。從思政目標(biāo)來(lái)說(shuō)，也就是挖掘?qū)I(yè)課程教學(xué)中承載的思政元素，利用思政案例把思政元素融入到相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)中，有針對(duì)性地提高學(xué)生的思想政治素質(zhì)?！吧锝y(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)”課程包括三大模塊：數(shù)據(jù)的描述和概率分布模塊、統(tǒng)計(jì)分析模塊、試驗(yàn)設(shè)計(jì)模塊。應(yīng)針對(duì)不同的模塊融入不同思政教育元素。數(shù)據(jù)的描述和概率分布培養(yǎng)學(xué)生敬業(yè)、誠(chéng)信的價(jià)值觀；通過(guò)講解統(tǒng)計(jì)分析方法培養(yǎng)學(xué)生辯證思維能力；通過(guò)試驗(yàn)設(shè)計(jì)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)的科研作風(fēng)和持之以恒的敬業(yè)精神。

3 課程教學(xué)過(guò)程融入思政教育探討

3.1 融入思政教育的意義

“生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)”課程注重從數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)技能、試驗(yàn)設(shè)計(jì)和復(fù)雜生物現(xiàn)象數(shù)據(jù)分析的實(shí)踐操作，以及服務(wù)社會(huì)意識(shí)和思想情操等不同層面提升學(xué)生的能力和素養(yǎng)。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師以講授為主，往往忽視思想政治教育，存在著“重專(zhuān)業(yè)知識(shí)，輕思想教育”的現(xiàn)象，這就導(dǎo)致課堂氣氛低沉、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低、教學(xué)效果差，與立德樹(shù)人及三全育人方針相違背，不利于培養(yǎng)畜牧專(zhuān)業(yè)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。教師在教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)以“生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)”課程的知識(shí)點(diǎn)為載體，挖掘課程思政元素，將思政元素融入課堂，將家國(guó)情懷、社會(huì)責(zé)任、思維品質(zhì)、科學(xué)精神、創(chuàng)新能力與課程巧妙結(jié)合，落實(shí)立德樹(shù)人的根本任務(wù)，實(shí)現(xiàn)課程與社會(huì)主義核心價(jià)值觀的“基因嵌入式”融合，突出課程的思政性，提高學(xué)生的德育素質(zhì)。

3.2 引入基本概念時(shí)融入思政教育元素

兩類(lèi)錯(cuò)誤的概念產(chǎn)生于假設(shè)檢驗(yàn)的過(guò)程中，假設(shè)檢驗(yàn)需要作出一個(gè)判斷：接受無(wú)效假設(shè)還是備擇假設(shè)？接受兩種假設(shè)容易犯錯(cuò)誤？引出兩類(lèi)錯(cuò)誤（Ⅰ型錯(cuò)誤和Ⅱ型錯(cuò)誤）的概念，Ⅰ型錯(cuò)誤是，無(wú)效假設(shè)是真實(shí)的，卻否定了它；Ⅱ型錯(cuò)誤是，無(wú)效假設(shè)不成立，卻接受了它。通過(guò)兩類(lèi)錯(cuò)誤的關(guān)系，想到新冠肺炎核酸檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)假陽(yáng)性的結(jié)果：測(cè)試結(jié)果是假陽(yáng)性，容易犯Ⅰ型錯(cuò)誤；假陰性，容易犯Ⅱ型錯(cuò)誤。利用試劑假陽(yáng)性問(wèn)題的例子，不僅可以加深對(duì)本課程兩類(lèi)錯(cuò)誤、假設(shè)檢驗(yàn)等概念的理解，還培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)務(wù)實(shí)精神，如試劑盒檢測(cè)結(jié)果的精確度分析中，引導(dǎo)學(xué)生思考影響試驗(yàn)結(jié)果的主要試驗(yàn)因素，去除次要因素，理解容錯(cuò)機(jī)制，教育學(xué)生用科學(xué)態(tài)度對(duì)待新冠肺炎檢驗(yàn)的結(jié)果，尊重科學(xué)，理性分析新冠病毒以及各種防疫措施。

在講解變異系數(shù)的相關(guān)概念時(shí)，通過(guò)中學(xué)生體重和身高數(shù)據(jù)比較體重和身高變異度，如果體重比身高變異度大，根據(jù)較大的體重變異度數(shù)據(jù)，教育學(xué)生身體健康的重要性。

3.3 引入基本原理時(shí)融入思政教育元素

“小概率事件實(shí)際不可能性原理”是顯著性檢驗(yàn)的基本依據(jù)，顯著性檢驗(yàn)的主要數(shù)學(xué)思想是概率意義下的反證思想，小概率事件是指若隨機(jī)事件的概率很小，如隨機(jī)事件概率＜0.01，0.05，0.001，在統(tǒng)計(jì)學(xué)上稱(chēng)為小概率事件。小概率事件在一次試驗(yàn)中發(fā)生的概率很小，幾乎不可能發(fā)生，如果試驗(yàn)次數(shù)增多，小概率事件就有可能轉(zhuǎn)化為必然事件，這就告訴我們做任何事情要有恒心，“冰凍三尺非一日之寒”。由此鼓勵(lì)學(xué)生更加努力地實(shí)現(xiàn)理想。在樣本平均數(shù)的抽樣分布中教師講到中心極限定理，中心極限定理體現(xiàn)從量變到質(zhì)變的變化思想，告訴學(xué)生學(xué)會(huì)辯證看待問(wèn)題。在講解方差分析時(shí)先給出實(shí)例，4種飼料對(duì)豬增重的影響差異，引出方差分析的概念及基本原理，理解方差分析主要體現(xiàn)的是數(shù)據(jù)之間的穩(wěn)定性，在各處理平均數(shù)相等或相差不多的情況下，需要方差分析來(lái)判斷4種飼料的優(yōu)劣，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的變式分析，培養(yǎng)學(xué)生辯證思考的思維習(xí)慣。

講到區(qū)間估計(jì)時(shí)需要指出總體參數(shù)的置信區(qū)間，指出置信區(qū)間時(shí)涉及到精確性和準(zhǔn)確性的高低，以及兩者的關(guān)系，精確性和準(zhǔn)確性就像魚(yú)和熊掌一樣不可兼得，在區(qū)間范圍內(nèi)如果確保精確性和準(zhǔn)確性一致性，必須考慮樣本含量的大小。提示學(xué)生從本質(zhì)上提升自己，才能不受外界條件約束，有更大的發(fā)展空間。通過(guò)區(qū)間估計(jì)教育學(xué)生提升自我，學(xué)以致用，服務(wù)社會(huì)，服務(wù)祖國(guó)。

3.4 引入具體案例時(shí)融入思政教育元素

講解顯著性檢驗(yàn)的基本步驟時(shí)，由一個(gè)案例進(jìn)行分析：隨機(jī)抽測(cè)兩個(gè)品種經(jīng)產(chǎn)母豬（長(zhǎng)白母豬10頭、大白母豬10頭）的產(chǎn)仔數(shù)。其中10頭長(zhǎng)白母豬產(chǎn)仔數(shù)為11，11，9，12，10，13，13，8，10，13頭，大白母豬產(chǎn)仔數(shù)為8，11，12，10，9，8，8，9，10，7。以這個(gè)案例闡述顯著性檢驗(yàn)的步驟：（1）首先對(duì)試驗(yàn)樣本所在的總體作兩種假設(shè)，即無(wú)效假設(shè)和備擇假設(shè)；（2）假如無(wú)效假設(shè)成立，通過(guò)選擇合適的統(tǒng)計(jì)量，研究統(tǒng)計(jì)量的抽樣分布，進(jìn)而計(jì)算無(wú)效假設(shè)的概率。（3）依據(jù)“小概率事件實(shí)際不可能性原理”否定或接受無(wú)效假設(shè)。在顯著性檢驗(yàn)過(guò)程中有兩種可能，即大白母豬產(chǎn)仔數(shù)大于長(zhǎng)白母豬，可能反之。由此引出雙側(cè)檢驗(yàn)與單側(cè)檢驗(yàn)的概念，通過(guò)檢驗(yàn)最后接受備擇假設(shè)。顯著性檢驗(yàn)過(guò)程中涉及無(wú)效假設(shè)和備擇假設(shè)的選擇、雙側(cè)檢驗(yàn)和單側(cè)檢驗(yàn)的選擇、結(jié)論解讀等，對(duì)研究結(jié)果都會(huì)產(chǎn)生影響。因此在學(xué)術(shù)研究中需要對(duì)研究方案和試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行全方位認(rèn)知，不能“盲人摸象”地片面追求部分代表整體得出的“結(jié)論”，應(yīng)對(duì)試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)、試驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)踐應(yīng)用進(jìn)行仔細(xì)推斷和準(zhǔn)確定位，全面評(píng)估各種可能性，找到試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的優(yōu)缺點(diǎn)及局限性，設(shè)定差異化的研究維度，才能更接近事實(shí)真相。

在講解方差分析時(shí)，先給出實(shí)例，4種飼料對(duì)豬的增重的影響差異，引出方差分析的概念及基本原理，理解方差分析在多個(gè)樣本數(shù)據(jù)分析中的意義，即體現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的穩(wěn)定性，在多個(gè)樣本平均數(shù)差異顯著性的情況下需要方差分析判斷4種飼料的優(yōu)劣，通過(guò)數(shù)據(jù)的變式剖析，教會(huì)學(xué)生辯證思考的思維習(xí)慣。

在講解卡方檢驗(yàn)中的適合性檢驗(yàn)時(shí)，可以引入孟德?tīng)柗蛛x定律案例。1854年夏天孟德?tīng)栠x用22種豌豆株系，分別挑選出顯性性狀與隱性性狀各7個(gè)性狀，開(kāi)展了一系列雜交試驗(yàn)，根據(jù)結(jié)果得出顯性性狀與隱性性狀個(gè)體數(shù)目比為3∶1的理論比例。通過(guò)這個(gè)案例鼓勵(lì)學(xué)生尊重科學(xué)和學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)有關(guān)的思政元素。

4 小結(jié)

在教學(xué)過(guò)程中，教師提前進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，在教學(xué)案例、基本概念、基本原理講解過(guò)程中融入思政元素。學(xué)生普遍反映在專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中引入思政教育不僅加深了對(duì)知識(shí)概念的理解，而且還提高了他們的思想水平，也可引領(lǐng)學(xué)生正確地看待身邊發(fā)生的事情。教師在課程結(jié)束后也對(duì)這種思政教育效果進(jìn)行了討論，教師們認(rèn)為在課程中引入思政教育可以提升學(xué)生的民族自豪感、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒，使學(xué)生能夠更自覺(jué)地學(xué)習(xí)；教師在良好的課堂氛圍中進(jìn)行教學(xué)，講課也更有激情，這是一個(gè)良性的循環(huán)。