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理工科课程实践“课程思政”的道路探索 ——以概率论与数理统计为例论文

发布时间:2020-11-19 15:09:57 文章来源:SCI论文网 我要评论














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摘要:理工科课程与人文社会科学课程相较而言,由于课程本身的特殊性,在发挥思想政治教育方面具有一定难度。概率论与数理统计是一门研究随机现象及其统计规律性的数学学科,由于现实世界中存在大量的随机现象,使得概率统计比其他数学课程更加具有“课程思政”的优势。本文在课程思政理念下,结合理工科课程特点,从教学案例、教学内容等方面探索“课程思政”教学改革的新途径。

关键词:课程思政;概率论与数理统计;教学改革;理工科课程

本文引用格式:吴红艳等.理工科课程实践“课程思政”的道路探索——以概率论与数理统计为例[J].教育现代化,2019,6(66):105-107.

《大学》开篇:“大学之道,在明明德,在亲民,在止于至善。”意思是说,大学的宗旨在于弘扬光明正大的品德,在于使人弃旧图新,在于使人达到最完善的境界。怎样明德,如何明德,关键在于育人。正如2014年习近平总书记在全国高校思想政治工作会议的重要讲话中强调:“高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题。要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面。”各地各级各类的高校在加强思想政治理论课建设的同时,也同步开启了各专业课的课程思政建设计划。作为课堂教学活动的主要实施者,每位教师都应该“用好课堂教学这个主渠道”,在“课程思政”教学改革的过程中,理工科教师要注意到理工科课程自身的特殊性,有的放矢地设计教学内容、选择教学方法、制定评价标准,切实担负起既教书又育人的光荣使命。

概率论与数理统计是一门研究随机现象客观规律性的数学学科,其应用广泛,具有独特的思想和方法,是高等院校经管类和理工类各专业的一门重要基础课,是学生继续学习概率理论相关课程的前提和工具,对培养学生的各种思维能力、理论联系实际能力、数学建模能力等具有重要作用。自然界和人类社会日新月异,随机现象非常普遍,大到探讨太阳黑子的变化规律,小到百姓购买彩票,概率统计理论与方法的应用几乎遍及所有科学技术领域、工农业生产和国民经济的各个部门中,正如英国的逻辑学家和经济学家杰文斯所说:“概率论是生活真正的领路人,如果没有对概率的某种估计,那么我们就寸步难行,无所作为”。由此可见,学习概率论与数理统计是十分必要的。在以往的教学中,教师通常把教学重心放在对基础知识和基本技能的讲授上,使得课堂教学气氛沉闷,学生主动学习兴趣不高,导致课堂“低头”现象非常普遍,教学效果大打折扣。然而,知识的大厦只有建立在道德伦理的基础之上才能坚如磐石[1]。因此,教师应当以概率论与数理统计知识为载体,将思政的元素和理念融入日常教学活动中,对教学过程、教学内容进行新的梳理和设计势在必行。

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一 充分挖掘课程中的思政教育资源

概率论与数理统计作为高等院校经管类和理工类各专业的一门重要基础课,是研究随机现象及其统计规律性的学科。由于人类工作和生活的各个方面都蕴含着大量随机现象,使得概率论与数理统计与其他数学基础课程相比较,如高等数学、线性代数,更具有课程思政教育的优势。在教学过程中,通过介绍国内外概率统计相关人物生平和业绩,让学生感受数学家们认真、严谨、献身国家与科学的精神,激发学生的爱国热情,培养学生的家国情怀;通过引入统计软件模拟概率随机过程,既可以促进学生对教学内容的理解,同时也能进一步培养学生的动手能力和创新应用能力,培养学生严谨务实的科研态度;通过开发设计新的教学案例,尤其是贴近学生学习、生活且与所学专业息息相关的新鲜案例,增强学生学习概率统计的获得感,培养学生正确认识世界和改造世界的方法。

二 积极探索课程思政的有效途径

(一)提升教师的思想道德素养与教育技能


培养高素质的人才,需要高素质的教师,“师者,传道授业解惑者也。”教师在践行“授业解惑”师德古训的同时,更加应该发挥“传道”作用,对学生不仅是学业上的授业解惑之人,也是学生健康成长的指导者和思想引路人,尽好“传道”的责任。因此,课程思政的顺利实施离不开教师自身德育思想、德育能力和教育技能的提升。马克思说:“思想根本不能实现什么东西,为了实现思想,就要有使用实践力量的人。”这就要求教师个人首先要充分学习并领会党的各项教育方针、明确并充分理解社会主义核心价值观和辩证唯物主义思想、及时关注社会热点问题,才能将思想政治教育“闪光点”与概率统计课程知识体系“盐浸式”的有机融合。其次,教研室应组织教师在原教学大纲的基础上,进一步优化课程教学目标设计,能够明确体现出“思政元素”;发挥集体的力量,集大家之所长,结合课程教学内容实际,找准德育要素的切入点以及教学方法、载体途径;更新教学案例使其更新颖、更加贴近生活,深入浅出的渗透隐性“思政”教育,让立德树人“润物无声”。

(二)开发案例教学中的思想政治元素

概率论与数理统计是一门理论与实践高度结合、实用性很强的课程,在教学过程中,恰当引入实际案例,既可以让学生加深对知识内容的理解,也可以引导学生发现案例背后蕴含的独特内涵,突出案例育人价值。例如概率论第一章中全概率公式与贝叶斯公式,这是用来求解复杂事件发生概率的两个公式,通过以往的教学反馈,学生们普遍反映这两个公式太复杂,不容易记忆,特别是不知道在实际生活中怎样应用,因此,教师在完成对两个概率公式基本内容的讲解之后,适时的引入案例,引导学生进一步消化吸收知识内容。而案例的选取应该来源于学生生活,这样更加容易引起学生共鸣,激发学生的积极参与的情绪。在学习全概率公式时,加入“全概率公式在敏感性问题中的应用”案例[2],通过教师引导设计调查方案,学生思考、探究为什么这样设计调查方案可以让大家愿意说真话,对于调查结果又应该怎样用概率统计方法进行分析,在这个过程中,让学生真切感受到科学研究的严谨性,培养学生“学数学、用数学”的能力。

例1“你在期末考试中作弊了吗?”假设在教室内的纸箱中放有若干红色和蓝色的球,被测试者从箱内随机抽取一个球,看过颜色后放回,如果取得红球,就回答问题①:“你在期末考试中作弊了吗?”如果取得蓝球,就回答问题②:“你的手机号末位是奇数吗?”将结果勾选在一张只有“是”与“否”的答卷上。教师授课时,可以根据实际情况,增加教学活动环节,提高课堂教学的趣味性。现假设某班级学生50人,回答“是”的人数为20人,纸箱中红球与蓝球的比例为3:1,问:该学院学生的作弊率有多大?

分析:在这个案例中测试者可以直接得到回答“是”的人数,那么如何根据回答“是”的人数来确定这个班级的期末考试作弊率呢?根据题意,利用全概率公式可有P(是)=P(红球)P(是|红球)+P(蓝球)P(是|蓝球)在这个公式中P(红球)、P(蓝球)的概率是由测试者决定的,通常给定红球的数量要多一些。一般认为,手机号码末位是奇数还是偶数的机会是均等的,因此,P(是│蓝球)=0.5。通过上述分析可知,在全概率公式中只有P(是│红球)是未知的,而这正是测试者想要得到的结果,经计算得到P(是│红球)=0.367。

诚信是做人做事的基本准则,也是构建和谐社会的重要基础,实现科学发展的必备要素。国内一些院校将诚实守信教育与行为能力养成相结合开展“无人监考”模式。无人监考不仅是对学生们诚信品格的检验,同时同学们也获得了被尊重和被信任的满足感。

在学习贝叶斯公式时,建立诚信模型,来分析伊索寓言中“狼来了”故事中村民对小孩的可信度下降的案例。

例2“狼来了”[2]首先建立模型,记事件A=“小孩说谎”,事件B=“小孩可信”,不妨假设:过去村民对小孩的信任程度为P(B)=0.8,可信的孩子说谎的概率为P(A|B)=0.1,不可信的孩子说谎的概率为P(A|B)=0.5,模型求解:小孩第一次说谎后,村民对小孩的可信度为多大?即P(B|A)=?利用贝叶斯公式计算可得0.444。当小孩第二次说谎后,在0.444可信度的基础上,再一次应用贝叶斯公式,计算得到村民对小孩的可信度降为0.138。由此可见,当小孩两次说谎之后,他的可信度由最初的0.8迅速降低为0.138,村民也就不会再相信小孩了。

这两个案例从不同角度,建立不同的概率模型,教育学生做人做事都要讲诚信,古人云:“人无信,则不立。”尤其在当下我们每个人都有诚信档案,诚信记录跟随我们一生,同时也全方位地影响着每个人点滴生活。通过联系发生在学生身边的事实,让学生感受什么是诚信,什么是责任,什么是值得我们坚守和尊敬的品德,真正做到专业教育与核心价值观教育相融同行。

(三)结合教学内容发挥“思政”育人功能

课程思政是一项系统工程,在这一系统工程中,“专业课程”思想政治教育是最为核心、最为关键和最难解决的部分[3]。如何促进专业知识与思政教育的无缝对接、建好用好第一课堂主阵地、提升课堂教学效果、当好学生引路人,

要在概率论与数理统计的知识传授过程中实现价值引领,需要教师对教学内容进行二次开发,对课程涉及众多概念、原理、公式结合历史或时政要点深入挖掘其德育内容,使专业课发挥思政育人功能。概率统计是研究随机现象统计规律性的一门科学,而随机现象具有偶然性一面,也有必然性一面。偶然性表现在“对随机现象做一次观测是,观测结果具有不可预知性”;必然性则表现在“对随机现象进行大量重复观测,观测结果有一定的统计规律性”。这个规律实际上就是大数定律。大数定律在生活中的应用非常广泛,从历史上的“抛硬币”试验,到如今大数据时代的云存储方法,无处不体现着大数定律的作用。

Bernoulli大数定律[2]设μn是n次独立重复的试验中事件A发生的次数,若每次试验中随机事件A发生的概率为P(A)=p,0<p<1,则对于任意ε>0,有 或\
Bernoulli大数定律表明,随着试验次数的增加,频率与概率的偏差的概率会越来越小,并最终趋向于0,这就是频率稳定性的准确描述。事实上,Bernoulli大数定律也是历史上第一次以严格的形式刻画了频率的稳定性,同时也给了我们用频率去近似概率的理论依据。随着试验次数的增加,频率与概率的偏差的概率会越来越小,小到一定程度,事件就变成了一个小概率事件,而根据实际推断原理“小概率事件在一次试验中是不会发生的”,所以当试验次数足够大时,只要不断独立重复地做试验,事件A几乎是必然发生的,就可以放心地用频率近似概率。在这个“偶然”向“必然”的转变过程中,蕴含着朴素的唯物主义观点,正如《荀子》的开篇之作《劝学》中所说:“不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海。”教育学生每个人的生活都是一件件小事组成的,只有先养小德才能成就大德。

三 结束语

课堂是育人的主渠道,每个教师都应挑起“思政担”,要特别注意理工科课程与人文社会科学课程的显著差异,要从各专业课程的知识点深入挖掘与社会实践的契合点,而不是生搬硬套思想政治教育。推进“课程思政”改革,应该在保持专业课原有独立性和特色的基础上适当融入“思政”元素,不勉强不“硬上”,循序渐进,因势而导,才是科学的“思政”态度。教师在专业课中引入思想政治教育,一定要注意把握好“尺度”和“切入点”,不能引起学生的反感,因情怀而导,这样才能与思想政治课程同向同行,形成“协同效应”。

参考文献

[1]田鸿芬,等.课程思政:高校专业课教学融入思想政治教育的实践路径[J].未来与发展,2018,42(04):99-103.
[2]茆诗松,等.概率论与数理统计教程[M].北京:高等教育出版社.2011.
[3]陆道坤.课程思政推行中若干核心问题及解决思路——基于专业课程思政的探讨[J].思想理论教育,2018(03):64-69.

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