新工科發(fā)展下的“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程思政研究

［摘 要］ 新工科建設(shè)是教育部針對(duì)新科技革命、新產(chǎn)業(yè)升級(jí)和新經(jīng)濟(jì)建設(shè)的背景下，深化高等教育改革的重要戰(zhàn)略部署。而“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”是高校工科專業(yè)學(xué)生的數(shù)學(xué)必修課，與新工科發(fā)展密切相關(guān)，在此課程中開展課程思政，對(duì)國(guó)家新工科建設(shè)有重要戰(zhàn)略意義。針對(duì)在新工科建設(shè)中“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程思政改革過(guò)程中存在的問(wèn)題，擬從思政元素、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)實(shí)踐這四個(gè)方面探究課程思政方案。

［關(guān)鍵詞］ 課程思政；概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)；新工科；教學(xué)改革

［基金項(xiàng)目］ 2021年度廣東省高等教育學(xué)會(huì)“十四五”規(guī)劃高等教育研究青年課題“新工科背景下的概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程思政研究”（21GQN14）；2021年度大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃“基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型的嗶哩嗶哩平臺(tái)信息傳播特征挖掘”（S202111349077）；2021年度大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃“基于大數(shù)據(jù)下對(duì)患者的乳酸水平波動(dòng)分析”（S202111349078）

［作者簡(jiǎn)介］ 譚家駒（1990—），男，廣東新會(huì)人，博士，五邑大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算科學(xué)學(xué)院講師，主要從事貝葉斯統(tǒng)計(jì)學(xué)研究。

［中圖分類號(hào)］ G641［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A［文章編號(hào)］ 1674-9324（2023）20-0073-04［收稿日期］ 2022-05-11

一、新工科發(fā)展背景下“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程思政的重要性

新工科建設(shè)是教育部在針對(duì)新科技革命、新產(chǎn)業(yè)升級(jí)和新經(jīng)濟(jì)建設(shè)的背景下，提出的持續(xù)深化高等教育改革的重大行動(dòng)計(jì)劃和重要戰(zhàn)略部署［1］。課程思政是服務(wù)于新工科建設(shè)目標(biāo)，高等院校以學(xué)科交叉融合為核心，以思政協(xié)同育人為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)高理想、高技能、高標(biāo)準(zhǔn)的德才兼?zhèn)湫腿瞬胚M(jìn)行的課程改革［2］。“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程與新工科專業(yè)項(xiàng)目密切相關(guān)，學(xué)生概率知識(shí)直接影響其專業(yè)水平的扎實(shí)性，學(xué)生統(tǒng)計(jì)思維間接提升其專業(yè)技術(shù)的開拓性，學(xué)生概率統(tǒng)計(jì)應(yīng)用實(shí)踐全面反映其專業(yè)能力的成效性［3］。在“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程中開展課程思政，讓思想政治教育對(duì)知識(shí)、能力和價(jià)值觀起教育一體化作用，提升學(xué)生新工科文化修養(yǎng)和綜合素質(zhì)，對(duì)工科發(fā)展有著重要的戰(zhàn)略意義［4］。

在新工科建設(shè)目標(biāo)下，考慮對(duì)“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程融合思政教學(xué)，需要在理論知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，將思政理念與專業(yè)知識(shí)顯隱結(jié)合，增加對(duì)學(xué)生的思辨精神與實(shí)踐能力進(jìn)行培養(yǎng)［5］，培養(yǎng)學(xué)生全面思考、細(xì)致分析的系統(tǒng)思維，提升學(xué)生訓(xùn)練技能、學(xué)以致用的社會(huì)責(zé)任感［6］。因此，為提升“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程在新工科建設(shè)方面的課程思政改革，本文擬在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，分析探索能提升學(xué)生思維辯證性、知識(shí)系統(tǒng)性、技能專業(yè)性、社會(huì)實(shí)踐性等方面的新嘗試。

二、新工科發(fā)展背景下“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程思政的發(fā)展現(xiàn)狀

圍繞新工科發(fā)展的建設(shè)目標(biāo)，現(xiàn)階段對(duì)“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程所進(jìn)行的思想政治改革研究，主要從思政元素挖掘、教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方式調(diào)整、教學(xué)實(shí)踐設(shè)計(jì)這四個(gè)方面進(jìn)行嘗試。

（一）面向新工科背景的“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程思政元素挖掘問(wèn)題

考慮在挖掘新工科發(fā)展的背景下，“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程的思政元素方面，相關(guān)研究從價(jià)值觀念和辯證思維等層面選擇典型案例啟示學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感。如從國(guó)家發(fā)展高度設(shè)計(jì)思政元素，增強(qiáng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情懷［5］和聯(lián)系經(jīng)典故事和時(shí)政案例，將德育元素融入教學(xué)內(nèi)容［6］。然而，現(xiàn)階段大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程中的思政研究，對(duì)新工科建設(shè)需求中所蘊(yùn)含思政元素的分析較少，對(duì)學(xué)生工程應(yīng)用能力和科研創(chuàng)新思維培養(yǎng)還需不斷加強(qiáng)［7］。因此，如果能在“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程中，講述在新工科背景下國(guó)家的發(fā)展形勢(shì)、政策和科技發(fā)展?fàn)顩r對(duì)概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)的需求，會(huì)使學(xué)生清晰認(rèn)識(shí)概率統(tǒng)計(jì)學(xué)在新工科發(fā)展中的作用，重視概率統(tǒng)計(jì)思維對(duì)國(guó)計(jì)民生的貢獻(xiàn)，并為服務(wù)國(guó)家新工科發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)。

（二）針對(duì)新工科要求的“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程教學(xué)內(nèi)容安排問(wèn)題

針對(duì)在服務(wù)新工科發(fā)展的需要下，“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程中的內(nèi)容安排方面，相關(guān)研究結(jié)合我國(guó)的新工科發(fā)展實(shí)情，從培養(yǎng)分析現(xiàn)象的高級(jí)思維和解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力方面培養(yǎng)學(xué)生，協(xié)助學(xué)生從被動(dòng)接受知識(shí)型往主動(dòng)探索未知型轉(zhuǎn)變。如以新冠疫情作為背景引入概率統(tǒng)計(jì)模型，培養(yǎng)學(xué)生明辨是非的價(jià)值觀［8］；通過(guò)現(xiàn)實(shí)案例訓(xùn)練學(xué)生概率分析的思維和統(tǒng)計(jì)計(jì)算的技能［9］。然而，現(xiàn)階段概率統(tǒng)計(jì)內(nèi)容安排，僅僅注重概率統(tǒng)計(jì)理論的嚴(yán)謹(jǐn)性，而忽略在新工科背景下概率知識(shí)概念的內(nèi)化性，以及統(tǒng)計(jì)建模思維的外延性［10］。因此，如果能夠在“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程內(nèi)容安排中，考慮學(xué)生對(duì)生活問(wèn)題的概率建模訓(xùn)練和工程項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)分析實(shí)踐，增加工程案例來(lái)培養(yǎng)學(xué)生將工程應(yīng)用問(wèn)題數(shù)學(xué)化的專業(yè)能力，和數(shù)學(xué)理論概念應(yīng)用化的實(shí)踐能力，將指引學(xué)生成長(zhǎng)為有系統(tǒng)全局分析視角，以及細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)操作能力的新工科德才兼?zhèn)湫腿瞬拧?/p>

（三）服務(wù)新工科實(shí)踐的“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程教學(xué)方式調(diào)整問(wèn)題

面對(duì)在服務(wù)新工科實(shí)踐的要求下，“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程講授中對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行改革方面，相關(guān)教改研究考慮將傳統(tǒng)式教學(xué)和信息化技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，既關(guān)注教師在引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生方面的內(nèi)容主導(dǎo)性，又體現(xiàn)學(xué)生在主動(dòng)性、創(chuàng)新性方面的主觀能動(dòng)性。如采取融合網(wǎng)絡(luò)資源和傳統(tǒng)授課的混合式教學(xué)模式［11］，以及設(shè)計(jì)碎片化時(shí)間學(xué)習(xí)的微課堂授課方式［12］。然而現(xiàn)階段對(duì)“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程的教學(xué)模式調(diào)整，更多僅僅采用信息化科技手段改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)模式，對(duì)學(xué)生工程思維的培養(yǎng)較少，且欠缺新工科實(shí)踐能力的項(xiàng)目訓(xùn)練［10］。因此，如果能在“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”教學(xué)中，融合新工科發(fā)展的工程思維與概率統(tǒng)計(jì)的分析模型，用案例講解訓(xùn)練學(xué)生開拓式宏觀概率建模理念，以項(xiàng)目探索培養(yǎng)學(xué)生工程化微觀統(tǒng)計(jì)分析思維，則可以讓學(xué)生從宏觀多角度分析和微觀細(xì)粒度實(shí)踐兩個(gè)方面理解概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)與新工科發(fā)展間的聯(lián)系。

（四）面向新工科應(yīng)用的“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程教學(xué)實(shí)踐設(shè)計(jì)問(wèn)題

應(yīng)對(duì)在面向新工科應(yīng)用的目標(biāo)下，“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程中的教學(xué)實(shí)踐方面，相關(guān)研究分析新工科對(duì)工科學(xué)生安排教學(xué)實(shí)踐，需從面向生產(chǎn)勞作的基礎(chǔ)知識(shí)掌握、實(shí)踐操作能力、技術(shù)熟練程度，轉(zhuǎn)變成為注重人才創(chuàng)新的建模分析思維、系統(tǒng)工程理念和實(shí)踐探索精神。如在高等數(shù)學(xué)的課程中加入面向新工科發(fā)展的交叉應(yīng)用需求的上機(jī)實(shí)踐［2］；在線性代數(shù)的課程中建立服務(wù)工程應(yīng)用為目標(biāo)的上機(jī)實(shí)踐，培養(yǎng)面向綜合實(shí)踐應(yīng)用的綜合人才［13］。然而，現(xiàn)階段“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容停留在上機(jī)模擬模式，缺乏針對(duì)新工科對(duì)諸如大數(shù)據(jù)分析的人才需求、與工程應(yīng)用背景相關(guān)的項(xiàng)目訓(xùn)練［7］。因此，需要在“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”的教學(xué)實(shí)踐中，在原有上機(jī)模擬的教學(xué)實(shí)踐基礎(chǔ)上，增加與學(xué)生專業(yè)相關(guān)的生產(chǎn)項(xiàng)目、工程實(shí)踐、交叉應(yīng)用及開放課題，訓(xùn)練學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行抽象的概率建模思維，培養(yǎng)學(xué)生用統(tǒng)計(jì)思想進(jìn)行分析的問(wèn)題解決能力。

綜上所述，在新工科發(fā)展的背景下，對(duì)“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程進(jìn)行課程思政的教育改革，可以從挖掘面向新工科背景的思政元素、安排針對(duì)新工科要求的教學(xué)內(nèi)容、調(diào)整服務(wù)新工科需求的教學(xué)模式、設(shè)計(jì)面向新工科應(yīng)用的教學(xué)實(shí)踐體系這四個(gè)方面進(jìn)行研究。

三、新工科發(fā)展背景下“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程思政的改進(jìn)方案

針對(duì)新工科發(fā)展目標(biāo)和需要，本文對(duì)“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程所進(jìn)行的課程思政研究方案，主要包括融入課程思政理念的教學(xué)目標(biāo)規(guī)劃、培養(yǎng)系統(tǒng)工程視角的教學(xué)內(nèi)容安排、落實(shí)工程實(shí)踐思想的教學(xué)方式改革、面向工科交叉應(yīng)用的教學(xué)實(shí)踐設(shè)計(jì)這四個(gè)方面，如圖1所示。

（一）融入課程思政理念的“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程教學(xué)目標(biāo)規(guī)劃

在“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程的教學(xué)目標(biāo)規(guī)劃中加入課程思政元素，讓學(xué)生明確自己的歷史使命，不斷深化自己的專業(yè)實(shí)力和工作技能，從而在理論知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)的同時(shí)積極參與實(shí)踐應(yīng)用，提升自己將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐的社會(huì)服務(wù)意識(shí)。

首先，課程教學(xué)目標(biāo)要根據(jù)新工科發(fā)展任務(wù)和人才需求，深度挖掘課程所蘊(yùn)含與新工科建設(shè)相關(guān)的思政元素。其次，對(duì)學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型來(lái)分析及解決問(wèn)題的綜合能力進(jìn)行思維訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用概率計(jì)算原理和統(tǒng)計(jì)建模思想，分析其專業(yè)在應(yīng)用中的工程問(wèn)題，指導(dǎo)工程實(shí)踐。最后，結(jié)合學(xué)生建模分析思維和交叉應(yīng)用能力為目標(biāo)整體規(guī)劃課程，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)組織教學(xué)內(nèi)容。

（二）培養(yǎng)系統(tǒng)工程視角的“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程教學(xué)內(nèi)容安排

根據(jù)“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程所設(shè)定的思政目標(biāo)不斷改進(jìn)課程的教學(xué)內(nèi)容?；谖覈?guó)新工科發(fā)展的需要，從分析實(shí)際問(wèn)題的建模思維，和解決復(fù)雜問(wèn)題的實(shí)踐能力方面來(lái)培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)工程視角，增強(qiáng)學(xué)生在知識(shí)上的理解內(nèi)化性，同時(shí)提升學(xué)生在實(shí)踐上的應(yīng)用外延性。

在思維上，以生活實(shí)例引入數(shù)學(xué)概念，指導(dǎo)學(xué)生熟悉從實(shí)際應(yīng)用抽象出概率統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)模型的思維，由淺入深地理解課程中的知識(shí)點(diǎn)。在內(nèi)容上，以思維導(dǎo)圖為輔助工具，指導(dǎo)學(xué)生從整體宏觀角度把握知識(shí)邏輯框架，培養(yǎng)學(xué)生從系統(tǒng)工程角度理解知識(shí)脈絡(luò)。在實(shí)踐上，將系統(tǒng)性全局思維遷移運(yùn)用到新工科項(xiàng)目的實(shí)踐中，需要依據(jù)教學(xué)內(nèi)容調(diào)整教學(xué)方式。

（三）落實(shí)工程實(shí)踐思想的“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程教學(xué)方式調(diào)整

根據(jù)“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程所設(shè)定的教學(xué)內(nèi)容持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方式?？紤]到新工科背景下，課程在教學(xué)過(guò)程中需要對(duì)概率統(tǒng)計(jì)分析邏輯與工科實(shí)踐工程思維進(jìn)行融合，讓學(xué)生掌握從系統(tǒng)多維度的宏觀角度和實(shí)踐細(xì)粒度的微觀層面，來(lái)理解概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)與新工科發(fā)展之間的聯(lián)系。

從理念層面，針對(duì)新工科的建設(shè)發(fā)展要求，從新工科應(yīng)用需求中總結(jié)課程的工程實(shí)踐特征。從落實(shí)層面，將傳統(tǒng)教師授課模式調(diào)整為師生互動(dòng)教學(xué)模式和學(xué)生主導(dǎo)實(shí)踐模式，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)開拓式思考，開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)；在學(xué)生傳統(tǒng)被動(dòng)接受知識(shí)的基礎(chǔ)上，增加對(duì)學(xué)生主動(dòng)思考的邏輯訓(xùn)練和應(yīng)用分析的實(shí)踐鍛煉。從成果層面，通過(guò)工程案例來(lái)培養(yǎng)學(xué)生將工程應(yīng)用問(wèn)題數(shù)學(xué)化的建模能力，以及數(shù)學(xué)理論分析程序化的應(yīng)用能力，進(jìn)而基于根據(jù)工程實(shí)踐教學(xué)方式布置教學(xué)實(shí)踐。

（四）面向工科交叉應(yīng)用的“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程教學(xué)實(shí)踐設(shè)計(jì)

根據(jù)“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程所設(shè)定的教學(xué)內(nèi)容和所調(diào)整的授課方式，設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)踐需基于新工科發(fā)展對(duì)學(xué)生的需求，包括理論基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)踐項(xiàng)目操作技巧、分析思維全面程度、創(chuàng)新創(chuàng)造開拓能力等多維度、細(xì)粒度綜合素質(zhì)，故學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐需要設(shè)計(jì)結(jié)合知識(shí)概念考核模式與實(shí)踐工程項(xiàng)目訓(xùn)練的多層次實(shí)踐體系。

在知識(shí)實(shí)踐方面，探究課程在新工科建設(shè)中的實(shí)際應(yīng)用，向?qū)W生講述課程相關(guān)的生產(chǎn)和工程項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的數(shù)學(xué)建模思維。在應(yīng)用實(shí)踐方面，根據(jù)工程項(xiàng)目和大數(shù)據(jù)分析人才需求，在課程任務(wù)增加與實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的開放性交叉課題中，提升學(xué)生運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)思想分析解決新工科發(fā)展中實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐能力。針對(duì)學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐效果，評(píng)估和分析概率統(tǒng)計(jì)課程對(duì)新工科的作用，根據(jù)教學(xué)實(shí)踐完善教學(xué)目標(biāo)。

結(jié)語(yǔ)

本文先分析在新工科發(fā)展背景下對(duì)“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”進(jìn)行課程思政的重要性，然后從思政元素、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)實(shí)踐四個(gè)方面探討現(xiàn)階段“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程在落實(shí)新工科發(fā)展下的課程思政現(xiàn)狀，接著為“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”提出面向新工科發(fā)展需求的課程思政改革方案，挖掘思政元素、融入教學(xué)內(nèi)容、調(diào)整教學(xué)方式、設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)立德樹人的根本任務(wù)。

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Research on the Curriculum Ideology and Politics of Probability and Statistics

Course under the Development of “Emerging Engineering Education”

TAN Jia-ju

（School of Mathematics and Computational Science， Wuyi University， Jiangmen，

Guangdong 529020， China）

Abstract： Under the background of the modern technology revolution and the novel industrial development， the Program of “Emerging Engineering Education” is an important strategy of the Ministry of Education for the Innovation of Higher Education. Besides， Probability and Statistics is the compulsory mathematical course for the engineering students， and closely related to the development of the program of “Emerging Engineering Education”. Further， by analyzing the problems in the practice of “Emerging Engineering Education” in Probability and Statistics， this article explores the improvement programs of curriculum ideology and politics from the four aspects of ideological and political elements， teaching contents， teaching methods and practice.

Key words： probability and statistics; “curriculum ideology and politics”; emerging engineering education; teaching reform