“生物統(tǒng)計(jì)學(xué)”案例教學(xué)與課程思政的融合探索

侯沁文,白海艷,劉阿克

（長治學(xué)院 生命科學(xué)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(xí)近平總書記在高校黨建工作會(huì)議上指出，辦好中國特色社會(huì)主義大學(xué)，要堅(jiān)持立德樹人，把培育和踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀融入教書育人全過程[1]。2016 年習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會(huì)議上提出，要把思想政治工作貫穿教育教學(xué)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(yīng)[2]。2019 年習(xí)近平總書記在學(xué)校思想政治理論課教師座談會(huì)上再次強(qiáng)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(gè)根本問題[3]。2020 年教育部頒發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，進(jìn)一步強(qiáng)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(jìn)高校課程思政教育[4]。

《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》是利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法研究生物現(xiàn)象規(guī)律的應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)課程[5]，是生物科學(xué)、環(huán)境生態(tài)工程、生物技術(shù)等專業(yè)的工具性課程。該課程具有理論與實(shí)踐雙重性，除對學(xué)生邏輯思維能力要求較高外，還要求必須與實(shí)際生物學(xué)問題相結(jié)合。開設(shè)此課程對學(xué)生的軟件操作、統(tǒng)計(jì)思維、數(shù)據(jù)過程分析、分析結(jié)果解釋與表達(dá)等綜合素質(zhì)培養(yǎng)和提高至關(guān)重要。然而，目前在實(shí)際教學(xué)中常常存在一些問題：第一，在有限的課堂學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)，學(xué)生較難理解生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，難以記住相關(guān)的統(tǒng)計(jì)學(xué)公式，不能較好掌握相應(yīng)統(tǒng)計(jì)分析的方法，大部分學(xué)生因此產(chǎn)生學(xué)習(xí)上的畏難情緒；第二，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)解決生物問題時(shí)，學(xué)生不知從何入手，缺乏應(yīng)有的學(xué)習(xí)興趣，主動(dòng)性不足；第三，教師教學(xué)方法單一，與學(xué)生互動(dòng)效果實(shí)效性不高，影響教學(xué)效果。授課教師只注重教書，而忽視育人，使生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程思政教育明顯滯后，難以實(shí)現(xiàn)教書育人的目標(biāo)[6]。因此，改革該課程的教學(xué)方法和手段勢在必行。

近年來，國家高度重視課程思政建設(shè)。為了響應(yīng)黨中央號(hào)召，國內(nèi)各高校積極推進(jìn)課程思政，已有不少課程的相關(guān)教改研究工作相繼展開，而關(guān)于生物統(tǒng)計(jì)學(xué)案例教學(xué)中融入課程思政元素方面目前只有少數(shù)報(bào)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(xué)生和教學(xué)條件等實(shí)際情況，針對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中存在的問題，提出改進(jìn)措施，并將思想政治教育融入專業(yè)課程教學(xué)中，提出建設(shè)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的新思路：從統(tǒng)計(jì)學(xué)發(fā)展歷史出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生“艱苦奮斗，永不言敗”的精神；從馬克思主義哲學(xué)思想出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義思想；從概率思維角度出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生“選擇+努力”的人生哲理；從具體經(jīng)典生物統(tǒng)計(jì)案例出發(fā)，喚醒學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增長學(xué)生見識(shí)。教師篩選出學(xué)生們感興趣、易理解的生物學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過程，進(jìn)行科學(xué)思維方法的訓(xùn)練，學(xué)生有疑問，教師及時(shí)解答指導(dǎo)；教師創(chuàng)造條件走進(jìn)學(xué)生的內(nèi)心世界，激發(fā)學(xué)生“愛國愛家，根植于心”的情懷，認(rèn)同并踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀，促使學(xué)生素質(zhì)能力得到全面的發(fā)展。

1 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)案例教學(xué)與課程思政探索

19 世紀(jì)中后期，案例教學(xué)（Case method）在美國已經(jīng)被列為未來教學(xué)中的一種成功教育方法。然而直到上世紀(jì)80 年代，案例教學(xué)才由美國傳入我國，最初是由醫(yī)學(xué)院的教授依據(jù)不同病癥的診斷及治療進(jìn)行案例教學(xué)[10]。案例教學(xué)法具有開放性和互動(dòng)性特點(diǎn)，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。文章針對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程性質(zhì)以及地方本科院校學(xué)生特點(diǎn)，以課程思政理念為指導(dǎo)，選取與生物相關(guān)現(xiàn)象或問題的典型應(yīng)用案例，將思政案例教學(xué)法引入到生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的課程教學(xué)中。課前，教師根據(jù)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》課程所要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)，搜集大量典型案例，從中精選一部分與學(xué)生日常生產(chǎn)生活密切相關(guān)的案例，精心設(shè)計(jì)，融入思政元素作為教學(xué)素材；課中，教師和學(xué)生們一起去分析、思考、探索；課后，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行分析，作出自己的判斷，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。案例教學(xué)不但激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》知識(shí)和方法的興趣，提高教師教學(xué)質(zhì)量，高效完成了教學(xué)達(dá)成度目標(biāo)，而且還加強(qiáng)了學(xué)生思想政治教育，激發(fā)了學(xué)生愛黨、愛國和愛人民的熱情，培養(yǎng)了學(xué)生“新時(shí)代要有新作為，新使命呼喚新?lián)?dāng)”的責(zé)任感，切實(shí)擔(dān)負(fù)起為中華民族偉大復(fù)興而努力奮斗的光榮使命。

1.1 基于生物統(tǒng)計(jì)學(xué)發(fā)展歷史教育理念的思政案例教學(xué)

本研究深度挖掘生物統(tǒng)計(jì)學(xué)中一些生物典型案例，從統(tǒng)計(jì)學(xué)歷史典故、統(tǒng)計(jì)學(xué)家優(yōu)秀事跡等角度出發(fā)對學(xué)生進(jìn)行課程思政。

案例1：李景均先生（1912-2003），我國遺傳學(xué)家、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)家，曾經(jīng)擔(dān)任過北京大學(xué)農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)系主任，主講《遺傳學(xué)》、《田間設(shè)計(jì)》和《生物統(tǒng)計(jì)》三門課程。他的著作《群體遺傳學(xué)導(dǎo)論》是中國現(xiàn)代史上極少數(shù)在中國出版但在西方某個(gè)科技領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響的專業(yè)書之一。在生物統(tǒng)計(jì)方面，他于50 年代中期提出臨床試驗(yàn)的隨機(jī)/雙盲兩個(gè)原則，隨機(jī)雙盲對照實(shí)驗(yàn)被公認(rèn)為是評(píng)估藥物療效的黃金標(biāo)準(zhǔn)。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(yīng)用，《不平衡數(shù)據(jù)的分析》（1982 年）則推動(dòng)了統(tǒng)計(jì)方法的發(fā)展。1940 年，李景均在美獲博士學(xué)位。此時(shí)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(bào)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(zhuǎn)爪哇島后抵達(dá)九龍。到達(dá)九龍的第三天日本偷襲了珍珠港，并幾乎同時(shí)進(jìn)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(gè)月。當(dāng)時(shí)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(gè)香港地下組織的幫助下，李景均跋山涉水、千辛萬苦到達(dá)廣東惠陽，再從惠陽再乘船坐車抵達(dá)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(yán)。他本人從未在公開場合標(biāo)榜過自己是一個(gè)愛國者，但其行動(dòng)卻明白無誤地表明他是一個(gè)真正的愛國主義者，他的高尚風(fēng)范和人格深深烙印在人們心中[11]。

1.2 結(jié)合生物統(tǒng)計(jì)教學(xué)內(nèi)容滲透馬克思主義哲學(xué)思想

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程中有很多常見術(shù)語、原理、方法、步驟等，借助這些教學(xué)內(nèi)容，授課教師對學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義思想教育，讓學(xué)生明白學(xué)好辯證法是深入理解統(tǒng)計(jì)術(shù)語、原理和思想的關(guān)鍵，以使學(xué)生在統(tǒng)計(jì)分析生物學(xué)問題時(shí)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(jìn)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(huì)壞大事。所以，不要因?yàn)楹檬滦《蛔觯荒芤驗(yàn)椴缓玫氖乱驗(yàn)槠湫《プ?。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(tái)上一分鐘，臺(tái)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(gè)道理[12]。

下面就以統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)解釋“只要功夫深，鐵杵磨成針”案例。假設(shè)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(jiān)信，只要鐵杵摩擦次數(shù)足夠多，最終一定會(huì)變?yōu)槔C花針。現(xiàn)在令A(yù)i 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(dá)0.6以上，所以當(dāng)鐵杵磨的次數(shù)到達(dá)一定的時(shí)候，鐵杵定會(huì)變成繡花針。這個(gè)道理告訴我們無論工作還是學(xué)習(xí)，不論它有多么困難，只要你能持之以恒、堅(jiān)持不懈，最終一定會(huì)取得成功。

1.3 結(jié)合學(xué)生個(gè)人生活工作滲透“概率思維”

職場導(dǎo)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(gè)學(xué)生而言，在他人生旅途的十字路口，應(yīng)該順應(yīng)時(shí)代潮流，選擇有利于個(gè)人發(fā)展的正確方向，在水多的地方挖井，梯子不要搭錯(cuò)墻，不要以冒險(xiǎn)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(zhì)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(shí)際有限次數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)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(yuǎn)離概率謬誤陷阱，你的勝算率會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于50%，你就會(huì)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(gè)富含亮氨酸重復(fù)（LRR）結(jié)構(gòu)域，激酶結(jié)構(gòu)域，一個(gè)DFG 樣基序，一個(gè)RAS 域，一個(gè)GTP 酶域，MLK-域和WD40 結(jié)構(gòu)域。該蛋白質(zhì)主要分布在細(xì)胞質(zhì)中，但在線粒體外膜也有分布。LRRK2 蛋白的突變會(huì)引起帕金森癥和克羅恩?。–rohn'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(yùn)的安排，而是采取了一系列的科學(xué)措施來降低患病的概率：通過調(diào)整飲食營養(yǎng)比例構(gòu)成，養(yǎng)成良好運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，將患病率從50%降到了25%；通過捐贈(zèng)推動(dòng)神經(jīng)學(xué)發(fā)展、大數(shù)據(jù)探究預(yù)防和治療方法，最終將患病風(fēng)險(xiǎn)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(yùn)的作為和例證[14]。

1.4 結(jié)合生物典型案例踐行課程思政理念

2013 年8 月習(xí)近平總書記在全國宣傳思想工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)：“明者因時(shí)而變，知者隨事而制?！眴l(fā)學(xué)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(rèn)知，永葆思維的靈活性，做一個(gè)真正的智者[15]。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的貝葉斯理論學(xué)派認(rèn)為概率不是固定不變的，而是隨著人對事物認(rèn)知不斷加深的過程，可以基于人的主觀感受進(jìn)行修正。

案例4：《狼來了》，選自《伊索寓言》。從前，在一個(gè)僻靜遙遠(yuǎn)而又淳樸的山村里，有一個(gè)小孩，每天都會(huì)趕著成群的羊到山間的草叢里吃草。因?yàn)樯嚼锝?jīng)常會(huì)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(diǎn)“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(shí)，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(gè)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(gè)計(jì)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(shè)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(gè)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(dāng)小孩第二次說謊時(shí)，村民對他的信任度為

此時(shí)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(shí)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(shí)概率小于0.05。所以第三次聽到喊聲時(shí)，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(shí)候也應(yīng)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(huì)長久。誠信，是每一個(gè)人的第二個(gè)“身份證”，是做人的基本準(zhǔn)則，同勤儉節(jié)約一樣，是中華民族的傳統(tǒng)美德。誠實(shí)，就是忠誠老實(shí)，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(shí)守信是為人之本，誠實(shí)即不愛慕虛榮，不夸大其詞，不能為了“義氣”，就隨便答應(yīng)別人的請求，答應(yīng)朋友的事情之前應(yīng)考慮自己的實(shí)際能力，一旦答應(yīng)了，就應(yīng)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。

1.5 結(jié)合生物統(tǒng)計(jì)教學(xué)內(nèi)容滲透“化繁為簡”

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(jì)邏輯學(xué)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(fèi)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(shí)體”，即“簡單有效原理”。“奧卡姆剃刀”出鞘以后，被當(dāng)作科學(xué)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(xué)家，如哥白尼、牛頓、愛因斯坦等，都在“削”去理論或客觀事實(shí)上的累贅之后，才“削”出了精煉得無法再精煉的科學(xué)結(jié)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。”很多先進(jìn)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(jié)。把事情簡單化，表達(dá)意思就會(huì)更明確，處理問題就能勢如破竹，行動(dòng)起來就能避免拖泥帶水，所取得的效果也會(huì)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(shí)候，“多”是累贅，“多”是畫蛇添足，“多”只會(huì)使你更忙，更沒章法。在工作中，我們也應(yīng)該學(xué)會(huì)把復(fù)雜的事情簡單化，這樣在更好地幫助我們走出困境的同時(shí)，也大大地提高了工作效率，一舉兩得。只有化繁為簡，才能領(lǐng)略生活的真諦，才能面對真實(shí)的內(nèi)心。只有學(xué)會(huì)化繁為簡，才能站在更高的層面看世界?；睘楹喪且环N能力，是一個(gè)由熟練掌握、不斷累積、在寬廣的知識(shí)面與豐富的人生閱歷的基礎(chǔ)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(jié)果，我們稱之為資料（Data）。在生物學(xué)調(diào)查或試驗(yàn)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(jì)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(jìn)行歸類，才能使其系統(tǒng)化，列成統(tǒng)計(jì)表，繪出統(tǒng)計(jì)圖，計(jì)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述和展示，然后利用樣本統(tǒng)計(jì)量去推斷總體的特征，揭示隱藏在現(xiàn)象背后的規(guī)律。

2 結(jié)語

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)過程中高效地把課程思政元素融入案例教學(xué)，既要追求教學(xué)內(nèi)容不斷更新、教學(xué)方法不斷改進(jìn)，逐步提高學(xué)生專業(yè)能力水平，使學(xué)生有突破性成就，達(dá)成教書目標(biāo)；又要教師以身作則，把正確的價(jià)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(gè)學(xué)生，達(dá)成育人目標(biāo)。在教學(xué)過程中堅(jiān)持學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)，構(gòu)建生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程育人體系，充分發(fā)揮生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程育人功能，實(shí)現(xiàn)“立德樹人”的教學(xué)目標(biāo)。