课程思政融入“生物统计附试验设计”教学探讨

张 颖，刘 锴，刘艳春

（1.内蒙古民族大学 动物科技学院，内蒙古 通辽 028000；2.内蒙古赤峰市巴林右旗农牧业综合行政执法大队，内蒙古 赤峰 025150）

“生物统计附试验设计”是运用数理统计的原理和方法研究生物现象的规律性学科，课程内容涵盖试验设计与统计分析的理论与应用，SPSS统计分析软件计算及统计学实践，根据当前课程思政实际，把课程思政融入课程内容中，学生在学习课程内容的同时接受思政教育。下面就如何把思政元素和理念融入“生物统计附试验设计”教学活动中进行探讨。

1 “生物统计附试验设计”课程的特点

“生物统计附试验设计”课程涵盖生物统计与试验设计的理论与应用、SPSS软件的统计计算及实践应用，主要包括科学试验方法、试验设计、统计推断、方差分析、回归分析、常用试验设计的实施与统计分析及离散型和连续型数据分析等知识模块。课程的重点是常用的统计分析方法的运用和试验设计实施方案的拟定，但也注意到Excel和SPSS统计分析功能的应用。本课程具有概率性、二元性和归纳性，由畜牧生产中的现实数据资料整理归纳出一般性原理，也就是由样本推导总体的思想，因此理论以畜牧生产实践相结合，实践性较强，需要学习者有较好的专业背景知识。

2 课程挖掘思政资源分析

按照成果导向教育（outcome based education，OBE）教学理念，生物统计附试验设计作为实践性较强的动物科学专业基础课，首先要制订课程目标，课程目标要与毕业要求的指标点达成一致，课程目标体现以知识为基础，能力、素质、价值观培养为导向的育人要求。课程目标分为知识目标、能力目标和思政目标，其中知识目标和能力目标属于专业能力培养教学目标。在此基础上，通过挖掘教学内容中关联的思政点，引出思政目标，实现立德树人的育人的要求。在教学内容中思政目标的设计主要从“专业精神”和“课程精神”两方面考虑。从教学角度来说，“生物统计附试验设计”课程主要培养学生收集资料、整理资料、分析资料和试验设计的能力，收集数据培养学生严谨求真的务实态度；处理数据培养学生精益求精的工匠精神；分析数据培养学生唯物辩证的科学思维；试验设计中培养学生的全局观念，以体现课程精神；解释数据培养学生理性实证的谨慎探索；通过生产实践案例的分析，强化学生服务现代化畜牧业的意识，以体现专业精神。还有其他思政目标，包括培养学生的爱国主义精神、团队协作精神，树立正确的人生观、价值观及良好的职业道德规范等。从学生角度看，就是通过科学的调查或试验设计获得高质量的生物学数据。接下来是教学内容设计，在OBE理念下需要按照课程目标重构教学内容。从思政目标来说，也就是挖掘专业课程教学中承载的思政元素，利用思政案例把思政元素融入到相关内容的教学中，有针对性地提高学生的思想政治素质。“生物统计附试验设计”课程包括三大模块：数据的描述和概率分布模块、统计分析模块、试验设计模块。应针对不同的模块融入不同思政教育元素。数据的描述和概率分布培养学生敬业、诚信的价值观；通过讲解统计分析方法培养学生辩证思维能力；通过试验设计开展实验，培养学生求真务实的科研作风和持之以恒的敬业精神。

3 课程教学过程融入思政教育探讨

3.1 融入思政教育的意义

“生物统计附试验设计”课程注重从数理统计知识技能、试验设计和复杂生物现象数据分析的实践操作，以及服务社会意识和思想情操等不同层面提升学生的能力和素养。在传统教学中，教师以讲授为主，往往忽视思想政治教育，存在着“重专业知识，轻思想教育”的现象，这就导致课堂气氛低沉、学生学习兴趣低、教学效果差，与立德树人及三全育人方针相违背，不利于培养畜牧专业的高素质应用型人才。教师在教学设计过程中，应以“生物统计附试验设计”课程的知识点为载体，挖掘课程思政元素，将思政元素融入课堂，将家国情怀、社会责任、思维品质、科学精神、创新能力与课程巧妙结合，落实立德树人的根本任务，实现课程与社会主义核心价值观的“基因嵌入式”融合，突出课程的思政性，提高学生的德育素质。

3.2 引入基本概念时融入思政教育元素

两类错误的概念产生于假设检验的过程中，假设检验需要作出一个判断：接受无效假设还是备择假设？接受两种假设容易犯错误？引出两类错误（Ⅰ型错误和Ⅱ型错误）的概念，Ⅰ型错误是，无效假设是真实的，却否定了它；Ⅱ型错误是，无效假设不成立，却接受了它。通过两类错误的关系，想到新冠肺炎核酸检测结果出现假阳性的结果：测试结果是假阳性，容易犯Ⅰ型错误；假阴性，容易犯Ⅱ型错误。利用试剂假阳性问题的例子，不仅可以加深对本课程两类错误、假设检验等概念的理解，还培养了学生科学务实精神，如试剂盒检测结果的精确度分析中，引导学生思考影响试验结果的主要试验因素，去除次要因素，理解容错机制，教育学生用科学态度对待新冠肺炎检验的结果，尊重科学，理性分析新冠病毒以及各种防疫措施。

在讲解变异系数的相关概念时，通过中学生体重和身高数据比较体重和身高变异度，如果体重比身高变异度大，根据较大的体重变异度数据，教育学生身体健康的重要性。

3.3 引入基本原理时融入思政教育元素

“小概率事件实际不可能性原理”是显著性检验的基本依据，显著性检验的主要数学思想是概率意义下的反证思想，小概率事件是指若随机事件的概率很小，如随机事件概率＜0.01，0.05，0.001，在统计学上称为小概率事件。小概率事件在一次试验中发生的概率很小，几乎不可能发生，如果试验次数增多，小概率事件就有可能转化为必然事件，这就告诉我们做任何事情要有恒心，“冰冻三尺非一日之寒”。由此鼓励学生更加努力地实现理想。在样本平均数的抽样分布中教师讲到中心极限定理，中心极限定理体现从量变到质变的变化思想，告诉学生学会辩证看待问题。在讲解方差分析时先给出实例，4种饲料对猪增重的影响差异，引出方差分析的概念及基本原理，理解方差分析主要体现的是数据之间的稳定性，在各处理平均数相等或相差不多的情况下，需要方差分析来判断4种饲料的优劣，通过对数据的变式分析，培养学生辩证思考的思维习惯。

讲到区间估计时需要指出总体参数的置信区间，指出置信区间时涉及到精确性和准确性的高低，以及两者的关系，精确性和准确性就像鱼和熊掌一样不可兼得，在区间范围内如果确保精确性和准确性一致性，必须考虑样本含量的大小。提示学生从本质上提升自己，才能不受外界条件约束，有更大的发展空间。通过区间估计教育学生提升自我，学以致用，服务社会，服务祖国。

3.4 引入具体案例时融入思政教育元素

讲解显著性检验的基本步骤时，由一个案例进行分析：随机抽测两个品种经产母猪（长白母猪10头、大白母猪10头）的产仔数。其中10头长白母猪产仔数为11，11，9，12，10，13，13，8，10，13头，大白母猪产仔数为8，11，12，10，9，8，8，9，10，7。以这个案例阐述显著性检验的步骤：（1）首先对试验样本所在的总体作两种假设，即无效假设和备择假设；（2）假如无效假设成立，通过选择合适的统计量，研究统计量的抽样分布，进而计算无效假设的概率。（3）依据“小概率事件实际不可能性原理”否定或接受无效假设。在显著性检验过程中有两种可能，即大白母猪产仔数大于长白母猪，可能反之。由此引出双侧检验与单侧检验的概念，通过检验最后接受备择假设。显著性检验过程中涉及无效假设和备择假设的选择、双侧检验和单侧检验的选择、结论解读等，对研究结果都会产生影响。因此在学术研究中需要对研究方案和试验设计进行全方位认知，不能“盲人摸象”地片面追求部分代表整体得出的“结论”，应对试验的原始数据、试验目的和实践应用进行仔细推断和准确定位，全面评估各种可能性，找到试验设计方法的优缺点及局限性，设定差异化的研究维度，才能更接近事实真相。

在讲解方差分析时，先给出实例，4种饲料对猪的增重的影响差异，引出方差分析的概念及基本原理，理解方差分析在多个样本数据分析中的意义，即体现数据之间的稳定性，在多个样本平均数差异显著性的情况下需要方差分析判断4种饲料的优劣，通过数据的变式剖析，教会学生辩证思考的思维习惯。

在讲解卡方检验中的适合性检验时，可以引入孟德尔分离定律案例。1854年夏天孟德尔选用22种豌豆株系，分别挑选出显性性状与隐性性状各7个性状，开展了一系列杂交试验，根据结果得出显性性状与隐性性状个体数目比为3∶1的理论比例。通过这个案例鼓励学生尊重科学和学会运用科学有关的思政元素。

4 小结

在教学过程中，教师提前进行教学设计，在教学案例、基本概念、基本原理讲解过程中融入思政元素。学生普遍反映在专业课程教学中引入思政教育不仅加深了对知识概念的理解，而且还提高了他们的思想水平，也可引领学生正确地看待身边发生的事情。教师在课程结束后也对这种思政教育效果进行了讨论，教师们认为在课程中引入思政教育可以提升学生的民族自豪感、激发学生的学习情绪，使学生能够更自觉地学习；教师在良好的课堂氛围中进行教学，讲课也更有激情，这是一个良性的循环。