《R软件应用》课程思政教学案例

教学内容

为什么在这么一个举国关注的伟大时刻，给中国航天按下“暂停键”？在工程技术领域，有一个专业术语叫“归零”——所谓的“零”就是要让产品的技术质量和当初的设计方案分毫不差。因为在尖端科学技术领域，失之毫厘，谬以千里。火箭在开足马力穿过大气层时，剧烈的摩擦力会让火箭表面承受几千度的高温，一个小小的裂缝，便足以让火箭肢解破碎。6月18日晚上，北京方面提供的替换产品运抵了西昌卫星发射中心，现场工作人员开始加班加点地进行检查、测试、更换。

通过讲解北斗卫星研发过程中的科研故事帮助学生了解目前我国北斗卫星的现状，激发学生的爱国热情和责任心，使学生认识到小概率原理，引导学生认识到使用R语言进行程序编写的过程和发射卫星的过程也是类似，一个简单的错误，小到用错一个标点符号，都将导致整个程序无法运行。教育学生不能弄虚作假，不能修改数据，要帮助学生培养实事求是的科学精神、严谨细致的做事风格和脚踏实地的工作作风。

假设检验的重要原理为小概率原理，小概率原理即小概率事件在一次试验中几乎不会发生。“小概率原理”是统计假设测验的基本依据。“小概率原理”即一个小概率事件在一次试验中不太可能发生，但是随着试验次数的无限增加，不太可能发生的小概率事件又会转化为几乎会发生的必然结果。这里面隐含着从量的积累到质的变化的哲学思想，这是教育学生用辩证唯物主义方法看待问题的契机。不太可能发生的小概率事件确实是存在的，忧患意识是防范各种风险的思维方式。新冠疫情的防控再次印证了忧患意识的重要性。

在一次试验中几乎是不发生的小概率事件转化为几乎会发生的结果，这里面经历了量的积累，最终产生了质的变化，这启发我们学习、做事要有恒心，"天道酬勤"，"冰冻三尺非一日之寒，滴水穿石非一日之功"，我们需要不断学习充实自己，坚持做好一件事，因为"锲而不舍，金石可镂"。

2019年4月15日下午6点50分(当地时间)，拥有850多年历史的世界著名建筑--法国巴黎圣母院的顶部塔楼发生火灾。这说明小概率事件虽然是令人难以琢磨的，但是我们仍不能放弃对它的研究。

“勿以恶小而为之，勿以善小而不为”，这是刘备去世前给其子刘禅遗诏中的话。目的是劝勉他要进德修业，有所作为。不要因为好事小而不做，更不能因为坏事小而去做。小善积多了就成为利天下的大善，而小恶积多了则“足以乱国家”。由此可以告知学生做人的道理，只要是“善”，即使成功的概率非常小，只要坚持下去，成功也几乎会成为必然;只要是“恶”，即使是小恶也不能做，避免错误的发生。以类似的道理勉励学生养成良好的行为习惯，只要有决心，肯下功夫，多么难的事也能做成功。

通过袁隆平育种和钱学森研制原子弹、氢弹的事迹，培养学生在学习、生活和工作中要不惧困难、坚持不懈，具有精益求精、锲而不舍的精神和意志品质。阅读童第周、屠呦呦等科学家的事迹，延伸阅读钱学森、钱三强和钱伟长等人克服种种困难，冲破重重阻挠，毅然回国的事迹。激发学生的学习热情，让学生感受科学家们认真、严谨、敬业的精神品质，培养学生的科学精神，激发学生献身科学决心，培养学生的专业认同感、自豪感和科技强国的使命感，激发学生立志报国的决心和社会主义核心价值观。

在讲授参数估计和假设检验内容时，特别介绍我国在这方面研究的先驱者——许宝騄教授。许教授在加强独立随机变量列强大数定律结论、参数估计理论、假设检验理论、多元分析等方面都取得了卓越成就，并且是世界公认的多元分析的奠基人之一。他曾在英国伦敦大学学院留学并任教，但他心怀祖国，学有所成后，就决心回国效力。许教授在北大举办了国内第一个概率的讲习班，为我国培养了一批概率学科科研和教学的人才。通过讲述许教授献身祖国、献身科学的事迹，渗透爱国主义教育，引领学生树立正确的价值观。

两类错误。如果原假设为真，而检验的结论却劝你放弃原假设。这种错误称之为第一类错误。通常把第一类错误出现的概率记为α。α是在原假设为真时拒绝原假设的概率。例如，显著性水平0.05表示当没有实际差异时得出存在差异，会有5％的风险。显著性水平α在图形上围成的面积为拒绝域，它决定了我们将在图上绘制的拒绝域临界值。如果原假设不真，而检验的结论却劝你不放弃原假设。此时，把这种错误称之为第二类错误。通常把第二类错误出现的概率记为β。通常只限定犯第一类错误的最大概率α，不考虑犯第二类错误的概率β。把这样的假设检验称为显著性检验，概率α称为显著性水平。

显著性水平是数学界约定俗成的，一般有α=0.05,0.025.0.01这三种情况。代表着显著性检验的结论错误率必须低于5%或2.5%或1%（统计学中，通常把在现实世界中发生几率小于5%的事件称之为“不可能事件”）。以上这一段话实际上讲授了显著性检验与统计假设检验的关系。讲解假设检验的显著性水平α，是在原假设为真时拒绝原假设的概率。例如，显著性水平0.05表示当没有实际差异时得出存在差异，会有5％的风险。显著性水平α在图形上围成的面积为拒绝域，它决定了我们将在图上绘制的拒绝域临界值。

通过选取不同的显著性水平，可以作出不同判断，让学生明白要用联系的、发展的观点看问题。对于同一事情，人们采用不同的标准，即不同的显著性水平，将得到不同的结论。我党实施从严治党，目的就是提高对党员的要求，即提高显著性水平。

P值是一概率值，指的是当原假设H0成立时，出现目前情况的概率（当原假设H0成立时，出现目前状况或对原假设更不利状况，即对备择假设更有利状况的概率）。

教学案例：新冠肺炎疫情试剂假阳问题（文慧霞,王晨阳,& 张雷.(2021). 基于课程思政的教学案例——假设检验中的两类错误. 现代商贸工业, 42(12),2.）

结合案例巩固原假设、备择假设以及两类错误知识点。