侯沁文,白海艷,劉阿克
(長治學院 生命科學系,山西 長治 046011)
高校是教育和培養(yǎng)人才的重要基地。2014年,習近平總書記在高校黨建工作會議上指出,辦好中國特色社會主義大學,要堅持立德樹人,把培育和踐行社會主義核心價值觀融入教書育人全過程[1]。2016 年習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上提出,要把思想政治工作貫穿教育教學全過程,使各類課程與思想政治理論課同向同行,形成協(xié)同效應[2]。2019 年習近平總書記在學校思想政治理論課教師座談會上再次強調(diào),辦好思想政治理論課,要全面貫徹黨的教育方針,解決好培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人這個根本問題[3]。2020 年教育部頒發(fā)了《高等學校課程思政建設指導綱要》,進一步強調(diào)把思想政治教育貫穿于高校人才培養(yǎng)體系,全面推進高校課程思政教育[4]。
《生物統(tǒng)計學》是利用數(shù)理統(tǒng)計方法研究生物現(xiàn)象規(guī)律的應用統(tǒng)計學課程[5],是生物科學、環(huán)境生態(tài)工程、生物技術等專業(yè)的工具性課程。該課程具有理論與實踐雙重性,除對學生邏輯思維能力要求較高外,還要求必須與實際生物學問題相結合。開設此課程對學生的軟件操作、統(tǒng)計思維、數(shù)據(jù)過程分析、分析結果解釋與表達等綜合素質培養(yǎng)和提高至關重要。然而,目前在實際教學中常常存在一些問題:第一,在有限的課堂學習時間內(nèi),學生較難理解生物統(tǒng)計學原理,難以記住相關的統(tǒng)計學公式,不能較好掌握相應統(tǒng)計分析的方法,大部分學生因此產(chǎn)生學習上的畏難情緒;第二,利用統(tǒng)計學知識解決生物問題時,學生不知從何入手,缺乏應有的學習興趣,主動性不足;第三,教師教學方法單一,與學生互動效果實效性不高,影響教學效果。授課教師只注重教書,而忽視育人,使生物統(tǒng)計學課程思政教育明顯滯后,難以實現(xiàn)教書育人的目標[6]。因此,改革該課程的教學方法和手段勢在必行。
近年來,國家高度重視課程思政建設。為了響應黨中央號召,國內(nèi)各高校積極推進課程思政,已有不少課程的相關教改研究工作相繼展開,而關于生物統(tǒng)計學案例教學中融入課程思政元素方面目前只有少數(shù)報道,且處于探索階段,充分挖掘空間仍很大[6-9]。鑒于此,文章根據(jù)地方本科院校學生和教學條件等實際情況,針對生物統(tǒng)計學教學中存在的問題,提出改進措施,并將思想政治教育融入專業(yè)課程教學中,提出建設生物統(tǒng)計學課程的新思路:從統(tǒng)計學發(fā)展歷史出發(fā),培養(yǎng)學生“艱苦奮斗,永不言敗”的精神;從馬克思主義哲學思想出發(fā),培養(yǎng)學生的辯證唯物主義思想;從概率思維角度出發(fā),培養(yǎng)學生“選擇+努力”的人生哲理;從具體經(jīng)典生物統(tǒng)計案例出發(fā),喚醒學生的學習熱情,增長學生見識。教師篩選出學生們感興趣、易理解的生物學案例,引導學生主動參與教學過程,進行科學思維方法的訓練,學生有疑問,教師及時解答指導;教師創(chuàng)造條件走進學生的內(nèi)心世界,激發(fā)學生“愛國愛家,根植于心”的情懷,認同并踐行社會主義核心價值觀,促使學生素質能力得到全面的發(fā)展。
19 世紀中后期,案例教學(Case method)在美國已經(jīng)被列為未來教學中的一種成功教育方法。然而直到上世紀80 年代,案例教學才由美國傳入我國,最初是由醫(yī)學院的教授依據(jù)不同病癥的診斷及治療進行案例教學[10]。案例教學法具有開放性和互動性特點,有助于激發(fā)學生學習興趣,提高教學效果。文章針對生物統(tǒng)計學課程性質以及地方本科院校學生特點,以課程思政理念為指導,選取與生物相關現(xiàn)象或問題的典型應用案例,將思政案例教學法引入到生物統(tǒng)計學的課程教學中。課前,教師根據(jù)《生物統(tǒng)計學》課程所要達到的教學目標,搜集大量典型案例,從中精選一部分與學生日常生產(chǎn)生活密切相關的案例,精心設計,融入思政元素作為教學素材;課中,教師和學生們一起去分析、思考、探索;課后,引導學生主動發(fā)現(xiàn)問題并進行分析,作出自己的判斷,實現(xiàn)自主學習。案例教學不但激發(fā)了學生學習《生物統(tǒng)計學》知識和方法的興趣,提高教師教學質量,高效完成了教學達成度目標,而且還加強了學生思想政治教育,激發(fā)了學生愛黨、愛國和愛人民的熱情,培養(yǎng)了學生“新時代要有新作為,新使命呼喚新?lián)敗钡呢熑胃校袑崜撈馂橹腥A民族偉大復興而努力奮斗的光榮使命。
本研究深度挖掘生物統(tǒng)計學中一些生物典型案例,從統(tǒng)計學歷史典故、統(tǒng)計學家優(yōu)秀事跡等角度出發(fā)對學生進行課程思政。
案例1:李景均先生(1912-2003),我國遺傳學家、生物統(tǒng)計學家,曾經(jīng)擔任過北京大學農(nóng)學院農(nóng)學系主任,主講《遺傳學》、《田間設計》和《生物統(tǒng)計》三門課程。他的著作《群體遺傳學導論》是中國現(xiàn)代史上極少數(shù)在中國出版但在西方某個科技領域產(chǎn)生重大影響的專業(yè)書之一。在生物統(tǒng)計方面,他于50 年代中期提出臨床試驗的隨機/雙盲兩個原則,隨機雙盲對照實驗被公認為是評估藥物療效的黃金標準。他的《通徑分析入門》(1975 年)第一次系統(tǒng)論述了通徑分析的原理、方法和應用,《不平衡數(shù)據(jù)的分析》(1982 年)則推動了統(tǒng)計方法的發(fā)展。1940 年,李景均在美獲博士學位。此時的中國,正在侵華日寇的鐵蹄下遭受蹂躪。李景均先生毅然放棄在美國舒適的生活工作條件,毅然攜妻回國,施展才華、報效國家。原本他乘坐郵輪從美國到我國上海的,由于要避免遭受在太平洋水下游弋的日軍潛艇的攻擊,郵輪不得不多次改變航向,經(jīng)歷51 天輾轉爪哇島后抵達九龍。到達九龍的第三天日本偷襲了珍珠港,并幾乎同時進攻香港。駐港英軍節(jié)節(jié)敗退。使得李景均被困在香港近兩個月。當時他只帶了旅行支票而無人愿意兌現(xiàn),身無分文,十分窘迫,天天處于極度饑餓之中。在一個香港地下組織的幫助下,李景均跋山涉水、千辛萬苦到達廣東惠陽,再從惠陽再乘船坐車抵達桂林,花了整整38 天。不僅如此,在他的人生道路上,遇逆境百折不撓,處變不驚;在敵人淫威下,他錚錚鐵骨,威武不屈,充分展現(xiàn)了中國人的尊嚴。他本人從未在公開場合標榜過自己是一個愛國者,但其行動卻明白無誤地表明他是一個真正的愛國主義者,他的高尚風范和人格深深烙印在人們心中[11]。
生物統(tǒng)計學課程中有很多常見術語、原理、方法、步驟等,借助這些教學內(nèi)容,授課教師對學生進行辯證唯物主義思想教育,讓學生明白學好辯證法是深入理解統(tǒng)計術語、原理和思想的關鍵,以使學生在統(tǒng)計分析生物學問題時有深入的理解。
案例2:劉備臨終前以“勿以惡小而為之,勿以善小而不為”勸勉劉禪要進德修業(yè),有所作為。這啟示我們,好事要從小事做起,積小成大,也可成大事;壞事也要從小事開始防范,否則積少成多,也會壞大事。所以,不要因為好事小而不做,更不能因為不好的事因為其小而去做。小善積多了就成為利天下的大善,而小惡積多了則“足以亂國家”,“只要功夫深,鐵杵磨成針”、“冰凍三尺非一日之寒”、“夏練三伏,冬練三九”、“臺上一分鐘,臺下十年功”、“千里之行,始于足下”、“愚公移山”、“世上無難事只怕有心人”、“水滴石穿”等俗語道出的都是同一個道理[12]。
下面就以統(tǒng)計學知識解釋“只要功夫深,鐵杵磨成針”案例。假設某鐵杵直徑為x 米,鐵杵1 次磨擦成為繡花針的概率為0.000000001,如果經(jīng)過幾次或幾十次摩擦,甚至幾百上千次摩擦,鐵杵變?yōu)槔C花針的可能性仍然非常小,但是我們堅信,只要鐵杵摩擦次數(shù)足夠多,最終一定會變?yōu)槔C花針?,F(xiàn)在令Ai 表示“鐵杵第i 次后,仍未磨成繡花針”,i=1000000000(1 億),則它連續(xù)1 億次摩擦未成繡花針的可能性用概率乘法公式,表示為:
P(A1 A2…A1000000000)=(0.999999999)10 00000000=0.3679,
鐵 杵 變 成 繡 花 針 的 可 能 性 為1-0.3679=0.6321,即為63.21%,所以如果鐵杵磨的次數(shù)越多,鐵杵變成繡花針可能性就越大。本例中1 億次磨擦鐵杵變成繡花針概率高達0.6以上,所以當鐵杵磨的次數(shù)到達一定的時候,鐵杵定會變成繡花針。這個道理告訴我們無論工作還是學習,不論它有多么困難,只要你能持之以恒、堅持不懈,最終一定會取得成功。
職場導師經(jīng)常說的一句話:“選擇大于努力”。這里的“選擇”就是你要想辦法提高你的條件概率,選擇你能改變的勢能位置,你的勢能越大,你能獲得的成功就越大,這就是一種概率思維。對于一個學生而言,在他人生旅途的十字路口,應該順應時代潮流,選擇有利于個人發(fā)展的正確方向,在水多的地方挖井,梯子不要搭錯墻,不要以冒險為榮,要以概率思維去規(guī)劃自己的未來[13]。有人說人生就像拋硬幣一樣,很多事情由不得你。概率的本質是用數(shù)值表示某件事情發(fā)生的可能性,由于硬幣只有兩面,不是正面朝上,就是反面朝上,所以拋硬幣正面朝上的可能性用數(shù)值來表示,概率都是50%,但實際有限次數(shù)的統(tǒng)計結果可能不是50%。人生不是玩拋硬幣游戲,你的選擇不是只有正面和反面兩種選擇,在有限的生命中,只要你具有概率思維,遠離概率謬誤陷阱,你的勝算率會遠遠大于50%,你就會成為人生贏家。
案例3:LRRK2(Leucine-rich repeat kinase2)也被稱為dardarin,是由PARK8 基因編碼的一種蛋白激酶。LRRK2 基因編碼的蛋白包括一個富含亮氨酸重復(LRR)結構域,激酶結構域,一個DFG 樣基序,一個RAS 域,一個GTP 酶域,MLK-域和WD40 結構域。該蛋白質主要分布在細胞質中,但在線粒體外膜也有分布。LRRK2 蛋白的突變會引起帕金森癥和克羅恩病(Crohn's disease)。2006 年的一天,谷歌創(chuàng)始人布林測出自己LRRK2 基因突變,可是有他沒有選擇聽從命運的安排,而是采取了一系列的科學措施來降低患病的概率:通過調(diào)整飲食營養(yǎng)比例構成,養(yǎng)成良好運動習慣,將患病率從50%降到了25%;通過捐贈推動神經(jīng)學發(fā)展、大數(shù)據(jù)探究預防和治療方法,最終將患病風險降低到了10%以內(nèi)。概率思維雖然不能完全消除布林患病的可能,但他把大概率事件變成了小概率事件,這就是概率思維高手積極改變自己人生命運的作為和例證[14]。
2013 年8 月習近平總書記在全國宣傳思想工作會議上強調(diào):“明者因時而變,知者隨事而制?!眴l(fā)學生不要死搬硬套,要根據(jù)事情發(fā)展的新情況、新形勢,不斷更新自我認知,永葆思維的靈活性,做一個真正的智者[15]。生物統(tǒng)計學的貝葉斯理論學派認為概率不是固定不變的,而是隨著人對事物認知不斷加深的過程,可以基于人的主觀感受進行修正。
案例4:《狼來了》,選自《伊索寓言》。從前,在一個僻靜遙遠而又淳樸的山村里,有一個小孩,每天都會趕著成群的羊到山間的草叢里吃草。因為山里經(jīng)常會有狼出沒,所以村民對狼的警惕性很高。有一天,他閑的無聊,想要做點“刺激”的事情,于是在山上喊:“狼來了!狼來了!”,山下的村民聞聲便拿起“武器”沖出去打狼,可是到了山上,并沒有發(fā)現(xiàn)狼的蹤跡,村民奇怪而又無奈地回去了;第二天小孩故伎重施,又一次欺騙村民,喊到“狼來了,狼來了”;到了第三天,狼果真來了,可此時,無論小孩怎么喊叫,也沒有人上山來救他,最后羊群被狼所“追殺”。
在此故事中,記事件A 為“小孩說謊”,記事件B1 為“小孩的話可信”,B2 為“小孩的話不可信”,且P(B1)=0.85,P(B2)=0.15。用貝葉斯公式來求這個小孩說慌后,村民對小孩的可信度P(B1|A),(即小孩說謊的條件下,小孩的話可信的可能性,在這個計算過程中,需要知道P(A|B1),P(A|B2),前者解釋為在小孩說話可信(B1)的條件下孩子說謊(A)的可能性;后者解釋為在小孩說話不可信(B2)的條件下孩子說謊(A)的概率。
設P(A|B1)=0.1,P(A|B2)= 0.6,小孩第一次說謊,村民對他的信任度是
這個數(shù)據(jù)表明,村民對小孩的信任度由原來的0.85 下降到0.486,所以下降后
P(B1)=0.486,P(B2)=0.514。
當小孩第二次說謊時,村民對他的信任度為
此時的數(shù)據(jù)說明,村民對小孩的信任度由0.486 下降到0.136,所以下降后
P(B1)=0.136,P(B2)=0.864。
小孩第三次喊“狼來了”,村民對他的信任度則為
上述數(shù)據(jù)表明,前兩次村民對小孩的信任度分別由0.85 下降到0.486,再降至0.136,此時概率仍大于0.05,是大概率事件,所以村民仍選擇相信小孩的話。第三次信任度由0.136 下降到0.026,此時概率小于0.05。所以第三次聽到喊聲時,再也沒有村民相信放羊小孩。
此案例告訴我們,在待人接物、為人處事上要講究誠信,在做生意的時候也應該講究誠信。以誠信輔助職場,這樣才能贏得客戶或者對手的信任,這樣的生意才會長久。誠信,是每一個人的第二個“身份證”,是做人的基本準則,同勤儉節(jié)約一樣,是中華民族的傳統(tǒng)美德。誠實,就是忠誠老實,待人接物真誠、不掩飾、不造作;守信,則是信守諾言,講求信用。誠實守信是為人之本,誠實即不愛慕虛榮,不夸大其詞,不能為了“義氣”,就隨便答應別人的請求,答應朋友的事情之前應考慮自己的實際能力,一旦答應了,就應該盡全力去完成,這樣才能不失信于人,才能值得別人信任,才能得到別人的尊重,信人者人自信。
有智慧的人,化繁為簡;愚癡的人,化簡為繁。威廉·奧卡姆是14 世紀邏輯學家,出生于英格蘭的薩里郡奧卡姆,因此又被稱為奧卡姆的威廉。他提出了一條“奧卡姆剃刀”原理,其大意是:大自然不做任何多余的事。正如他在《箴言書注》中所提到的:“切勿浪費較多東西去做,用較少的東西,同樣可以做好的事情”?!皧W卡姆剃刀”被后人概括為“如無必要,勿增實體”,即“簡單有效原理”?!皧W卡姆剃刀”出鞘以后,被當作科學研究和理性思維的一條原則,成就了一位又一位杰出的科學家,如哥白尼、牛頓、愛因斯坦等,都在“削”去理論或客觀事實上的累贅之后,才“削”出了精煉得無法再精煉的科學結論。這就是化繁為簡的魔力。拉爾夫·愛默生曾說過:“簡單,就是偉大的事情?!焙芏嘞冗M的儀器,使用起來是很方便的;最高明的辦法,操作起來也從不讓人糾結。把事情簡單化,表達意思就會更明確,處理問題就能勢如破竹,行動起來就能避免拖泥帶水,所取得的效果也會更好。所以,把事情簡單化,是一種了不起的思維能力。
可見,“多”不一定就是好。很多時候,“多”是累贅,“多”是畫蛇添足,“多”只會使你更忙,更沒章法。在工作中,我們也應該學會把復雜的事情簡單化,這樣在更好地幫助我們走出困境的同時,也大大地提高了工作效率,一舉兩得。只有化繁為簡,才能領略生活的真諦,才能面對真實的內(nèi)心。只有學會化繁為簡,才能站在更高的層面看世界。化繁為簡是一種能力,是一個由熟練掌握、不斷累積、在寬廣的知識面與豐富的人生閱歷的基礎之上,慢慢磨練出來的能力。
案例5:在一定條件下,對某種物體或現(xiàn)象觀察的結果,我們稱之為資料(Data)。在生物學調(diào)查或試驗中,能夠搜集到大量的原始數(shù)據(jù)。這些資料在未整理之前,內(nèi)容繁雜,一般表現(xiàn)為雜亂無章的數(shù)字。面對零亂無序的數(shù)據(jù),總是讓人不摸頭腦,無處下手,望而卻步。統(tǒng)計分析就是要依靠這些資料來揭示隱藏在數(shù)據(jù)背后的規(guī)律,因此只有通過整理分析,進行歸類,才能使其系統(tǒng)化,列成統(tǒng)計表,繪出統(tǒng)計圖,計算出平均數(shù)、方差及變異系數(shù)等特征數(shù),使其化繁為簡,以便簡單直接地對實驗數(shù)據(jù)進行描述和展示,然后利用樣本統(tǒng)計量去推斷總體的特征,揭示隱藏在現(xiàn)象背后的規(guī)律。
生物統(tǒng)計學課程教學過程中高效地把課程思政元素融入案例教學,既要追求教學內(nèi)容不斷更新、教學方法不斷改進,逐步提高學生專業(yè)能力水平,使學生有突破性成就,達成教書目標;又要教師以身作則,把正確的價值觀、人生觀、行為規(guī)范等方面內(nèi)容潛移默化地滲透給每一個學生,達成育人目標。在教學過程中堅持學生中心、產(chǎn)出導向、持續(xù)改進,構建生物統(tǒng)計學課程育人體系,充分發(fā)揮生物統(tǒng)計學課程育人功能,實現(xiàn)“立德樹人”的教學目標。