新工科发展下的“概率论与数理统计”课程思政研究

［摘 要］ 新工科建设是教育部针对新科技革命、新产业升级和新经济建设的背景下，深化高等教育改革的重要战略部署。而“概率论与数理统计”是高校工科专业学生的数学必修课，与新工科发展密切相关，在此课程中开展课程思政，对国家新工科建设有重要战略意义。针对在新工科建设中“概率论与数理统计”课程思政改革过程中存在的问题，拟从思政元素、教学内容、教学方式、教学实践这四个方面探究课程思政方案。

［关键词］ 课程思政；概率论与数理统计；新工科；教学改革

［基金项目］ 2021年度广东省高等教育学会“十四五”规划高等教育研究青年课题“新工科背景下的概率论与数理统计课程思政研究”（21GQN14）；2021年度大学生创新创业训练计划“基于复杂网络模型的哔哩哔哩平台信息传播特征挖掘”（S202111349077）；2021年度大学生创新创业训练计划“基于大数据下对患者的乳酸水平波动分析”（S202111349078）

［作者简介］ 谭家驹（1990—），男，广东新会人，博士，五邑大学数学与计算科学学院讲师，主要从事贝叶斯统计学研究。

［中图分类号］ G641 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）20-0073-04 ［收稿日期］ 2022-05-11

一、新工科发展背景下“概率论与数理统计”课程思政的重要性

新工科建设是教育部在针对新科技革命、新产业升级和新经济建设的背景下，提出的持续深化高等教育改革的重大行动计划和重要战略部署［1］。课程思政是服务于新工科建设目标，高等院校以学科交叉融合为核心，以思政协同育人为基础，以培养高理想、高技能、高标准的德才兼备型人才进行的课程改革［2］。“概率论与数理统计”课程与新工科专业项目密切相关，学生概率知识直接影响其专业水平的扎实性，学生统计思维间接提升其专业技术的开拓性，学生概率统计应用实践全面反映其专业能力的成效性［3］。在“概率论与数理统计”课程中开展课程思政，让思想政治教育对知识、能力和价值观起教育一体化作用，提升学生新工科文化修养和综合素质，对工科发展有着重要的战略意义［4］。

在新工科建设目标下，考虑对“概率论与数理统计”课程融合思政教学，需要在理论知识学习的基础上，将思政理念与专业知识显隐结合，增加对学生的思辨精神与实践能力进行培养［5］，培养学生全面思考、细致分析的系统思维，提升学生训练技能、学以致用的社会责任感［6］。因此，为提升“概率论与数理统计”课程在新工科建设方面的课程思政改革，本文拟在传统教学模式的基础上，分析探索能提升学生思维辩证性、知识系统性、技能专业性、社会实践性等方面的新尝试。

二、新工科发展背景下“概率论与数理统计”课程思政的发展现状

围绕新工科发展的建设目标，现阶段对“概率论与数理统计”课程所进行的思想政治改革研究，主要从思政元素挖掘、教学内容安排、教学方式调整、教学实践设计这四个方面进行尝试。

（一）面向新工科背景的“概率论与数理统计”课程思政元素挖掘问题

考虑在挖掘新工科发展的背景下，“概率论与数理统计”课程的思政元素方面，相关研究从价值观念和辩证思维等层面选择典型案例启示学生，培养学生的责任感。如从国家发展高度设计思政元素，增强学生的爱国主义情怀［5］和联系经典故事和时政案例，将德育元素融入教学内容［6］。然而，现阶段大学数学基础课程中的思政研究，对新工科建设需求中所蕴含思政元素的分析较少，对学生工程应用能力和科研创新思维培养还需不断加强［7］。因此，如果能在“概率论与数理统计”课程中，讲述在新工科背景下国家的发展形势、政策和科技发展状况对概率统计知识的需求，会使学生清晰认识概率统计学在新工科发展中的作用，重视概率统计思维对国计民生的贡献，并为服务国家新工科发展打下坚实的知识基础。

（二）针对新工科要求的“概率论与数理统计”课程教学内容安排问题

针对在服务新工科发展的需要下，“概率论与数理统计”课程中的内容安排方面，相关研究结合我国的新工科发展实情，从培养分析现象的高级思维和解决复杂问题的综合能力方面培养学生，协助学生从被动接受知识型往主动探索未知型转变。如以新冠疫情作为背景引入概率统计模型，培养学生明辨是非的价值观［8］；通过现实案例训练学生概率分析的思维和统计计算的技能［9］。然而，现阶段概率统计内容安排，仅仅注重概率统计理论的严谨性，而忽略在新工科背景下概率知识概念的内化性，以及统计建模思维的外延性［10］。因此，如果能够在“概率论与数理统计”课程内容安排中，考虑学生对生活问题的概率建模训练和工程项目的统计分析实践，增加工程案例来培养学生将工程应用问题数学化的专业能力，和数学理论概念应用化的实践能力，将指引学生成长为有系统全局分析视角，以及细致严谨操作能力的新工科德才兼备型人才。

（三）服务新工科实践的“概率论与数理统计”课程教学方式调整问题

面对在服务新工科实践的要求下，“概率论与数理统计”课程讲授中对教学模式进行改革方面，相关教改研究考虑将传统式教学和信息化技术进行结合，既关注教师在引导、启发学生方面的内容主导性，又体现学生在主动性、创新性方面的主观能动性。如采取融合网络资源和传统授课的混合式教学模式［11］，以及设计碎片化时间学习的微课堂授课方式［12］。然而现阶段对“概率论与数理统计”课程的教学模式调整，更多仅仅采用信息化科技手段改进传统教学模式，对学生工程思维的培养较少，且欠缺新工科实践能力的项目训练［10］。因此，如果能在“概率论与数理统计”教学中，融合新工科发展的工程思维与概率统计的分析模型，用案例讲解训练学生开拓式宏观概率建模理念，以项目探索培养学生工程化微观统计分析思维，则可以让学生从宏观多角度分析和微观细粒度实践两个方面理解概率统计知识与新工科发展间的联系。

（四）面向新工科应用的“概率论与数理统计”课程教学实践设计问题

应对在面向新工科应用的目标下，“概率论与数理统计”课程中的教学实践方面，相关研究分析新工科对工科学生安排教学实践，需从面向生产劳作的基础知识掌握、实践操作能力、技术熟练程度，转变成为注重人才创新的建模分析思维、系统工程理念和实践探索精神。如在高等数学的课程中加入面向新工科发展的交叉应用需求的上机实践［2］；在线性代数的课程中建立服务工程应用为目标的上机实践，培养面向综合实践应用的综合人才［13］。然而，现阶段“概率论与数理统计”课程教学实践内容停留在上机模拟模式，缺乏针对新工科对诸如大数据分析的人才需求、与工程应用背景相关的项目训练［7］。因此，需要在“概率论与数理统计”的教学实践中，在原有上机模拟的教学实践基础上，增加与学生专业相关的生产项目、工程实践、交叉应用及开放课题，训练学生对实际问题进行抽象的概率建模思维，培养学生用统计思想进行分析的问题解决能力。

综上所述，在新工科发展的背景下，对“概率论与数理统计”课程进行课程思政的教育改革，可以从挖掘面向新工科背景的思政元素、安排针对新工科要求的教学内容、调整服务新工科需求的教学模式、设计面向新工科应用的教学实践体系这四个方面进行研究。

三、新工科发展背景下“概率论与数理统计”课程思政的改进方案

针对新工科发展目标和需要，本文对“概率论与数理统计”课程所进行的课程思政研究方案，主要包括融入课程思政理念的教学目标规划、培养系统工程视角的教学内容安排、落实工程实践思想的教学方式改革、面向工科交叉应用的教学实践设计这四个方面，如图1所示。

（一）融入课程思政理念的“概率论与数理统计”课程教学目标规划

在“概率论与数理统计”课程的教学目标规划中加入课程思政元素，让学生明确自己的历史使命，不断深化自己的专业实力和工作技能，从而在理论知识进行学习的同时积极参与实践应用，提升自己将理论知识运用到实践的社会服务意识。

首先，课程教学目标要根据新工科发展任务和人才需求，深度挖掘课程所蕴含与新工科建设相关的思政元素。其次，对学生建立数学模型来分析及解决问题的综合能力进行思维训练，培养学生运用概率计算原理和统计建模思想，分析其专业在应用中的工程问题，指导工程实践。最后，结合学生建模分析思维和交叉应用能力为目标整体规划课程，根据教学目标组织教学内容。

（二）培养系统工程视角的“概率论与数理统计”课程教学内容安排

根据“概率论与数理统计”课程所设定的思政目标不断改进课程的教学内容。基于我国新工科发展的需要，从分析实际问题的建模思维，和解决复杂问题的实践能力方面来培养学生系统工程视角，增强学生在知识上的理解内化性，同时提升学生在实践上的应用外延性。

在思维上，以生活实例引入数学概念，指导学生熟悉从实际应用抽象出概率统计数学模型的思维，由浅入深地理解课程中的知识点。在内容上，以思维导图为辅助工具，指导学生从整体宏观角度把握知识逻辑框架，培养学生从系统工程角度理解知识脉络。在实践上，将系统性全局思维迁移运用到新工科项目的实践中，需要依据教学内容调整教学方式。

（三）落实工程实践思想的“概率论与数理统计”课程教学方式调整

根据“概率论与数理统计”课程所设定的教学内容持续改进教学方式。考虑到新工科背景下，课程在教学过程中需要对概率统计分析逻辑与工科实践工程思维进行融合，让学生掌握从系统多维度的宏观角度和实践细粒度的微观层面，来理解概率统计知识与新工科发展之间的联系。

从理念层面，针对新工科的建设发展要求，从新工科应用需求中总结课程的工程实践特征。从落实层面，将传统教师授课模式调整为师生互动教学模式和学生主导实践模式，培养学生主动开拓式思考，开展项目式学习；在学生传统被动接受知识的基础上，增加对学生主动思考的逻辑训练和应用分析的实践锻炼。从成果层面，通过工程案例来培养学生将工程应用问题数学化的建模能力，以及数学理论分析程序化的应用能力，进而基于根据工程实践教学方式布置教学实践。

（四）面向工科交叉应用的“概率论与数理统计”课程教学实践设计

根据“概率论与数理统计”课程所设定的教学内容和所调整的授课方式，设计的教学实践需基于新工科发展对学生的需求，包括理论基础知识、实践项目操作技巧、分析思维全面程度、创新创造开拓能力等多维度、细粒度综合素质，故学生的教学实践需要设计结合知识概念考核模式与实践工程项目训练的多层次实践体系。

在知识实践方面，探究课程在新工科建设中的实际应用，向学生讲述课程相关的生产和工程项目，培养学生对实际问题的数学建模思维。在应用实践方面，根据工程项目和大数据分析人才需求，在课程任务增加与实际应用相关的开放性交叉课题中，提升学生运用概率统计思想分析解决新工科发展中实际问题的实践能力。针对学生的教学实践效果，评估和分析概率统计课程对新工科的作用，根据教学实践完善教学目标。

结语

本文先分析在新工科发展背景下对“概率论与数理统计”进行课程思政的重要性，然后从思政元素、教学内容、教学方式、教学实践四个方面探讨现阶段“概率论与数理统计”课程在落实新工科发展下的课程思政现状，接着为“概率论与数理统计”提出面向新工科发展需求的课程思政改革方案，挖掘思政元素、融入教学内容、调整教学方式、设计教学实践，实现立德树人的根本任务。

参考文献

［1］林健.引领高等教育改革的新工科建设［J］.中国高等教育，2017（Z2）：40-43.

［2］祁兰，张媛.新工科背景下课程思政融入高等数学教学的研究［J］.榆林学院学报，2021，31（4）：94-96.

［3］黄云清.基于新工科理念推进大学数学教学改革［J］.中国大学教学，2020（Z1）：28-31.