《博弈论》MOOC式课堂教学问题与方法探索

2016-01-15 08:32朱阁陈茜
教育教学论坛 2016年4期
关键词:博弈论模式创新教学方法

朱阁 陈茜

摘要:博弈论在教学实践中存在内容庞杂、体系松散,重理论、轻实践,“学”、“用”脱节,课时少、人数多等课程特点。本文尝试借鉴MOOC教学模式,结合大学课程教学实践提出MOOC式课堂教学的模式,使教师和学生突破传统的课堂教学模式,更深入地感知信息与博弈对经济和决策的影响,实现“以人为本”的教学理念。本文总结了当前大学在该类实践教学中面临的创新激励、绩效考核和方法改进等方面的问题和解决办法,探索和实践针对博弈论的MOOC式课堂教学新模式,以提升大学生以及研究生教学改革和创新实践效果。

关键词:博弈论;模式创新;MOOC;教学方法

中图分类号:G40-059 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)04-0175-03

博弈论又被称为对策论(Game Theory),它是现代数学的一个新分支,也是运筹学的一个重要组成内容,它是指研究多个个体或团队之间在特定条件制约下对局中利用相关方的策略,而实施对应策略的学科,是研究具有竞争现象的理论和方法[1]。博弈论既是一门交叉学科,也是一门边缘学科,无论是在信息系统专业还是在经济管理等专业,往往都作为选修课,存在教学课时少、课堂人数多等问题。大多数教师为了按期完成教学计划和内容,保证课程的进度和授课的完整性、系统性,不得不采用传统的灌输方法,这样很难将课程体系、研究方法、相关理论等重要内容讲清楚,学生学习兴趣不高,自主学习能力不强,教学效果不佳,教学上的创新较难实现。

MOOC作为一种新的教学理念和方法在全球教育领域取得了广泛关注。本文将借助MOOC的教学实践来研究如何将其借鉴和落实到大学生在校《博弈论》课程学习上。

一、《博弈论》课程的教学特点

《博弈论》是一门新型的现代数学与运筹学的交叉学科,在学科发展与教学活动中,具有自身的特点,这对教学模式、学习方式、课程考核都提出了特殊的要求。

1.学科领域宽泛、内容庞杂、体系松散。博弈论本是一种古老的思维游戏,20世纪以后正式用于科学分析。1928年,数学家John Von Neumann创立了双人零和博弈。1944年,他与Oskar Morgenstern合著《博弈論与经济行为》一书,开始将博弈论用于经济分析。1967年,John C.Harsanyi将不完全信息引入博弈论的研究;接着D.Kreps和R.Wilson又在1982年合作发表了关于动态不完全信息博弈的重要文章,形成了完全信息静态博弈(纳什均衡)、完全信息动态博弈(子博弈精练纳什均衡)、不完全信息静态博弈(贝叶斯纳什均衡)和不完全信息动态博弈(精练贝叶斯纳什均衡)四种博弈分析模型。博弈论有多种类型,根据博弈方式划分,有囚徒困境、斗鸡博弈、猎鹿博弈、调和博弈等博弈模型,每一模型都是理想化的,但又可以运用于特定的现实案例。根据博弈结果,可分为常数和博弈、变量和博弈。在日常运用中,最受关注的是两类博弈:一是博弈模型,应用最多的是囚徒困境、斗鸡博弈、猎鹿博弈;二是博弈的次数或进程,即简单(单轮)博弈与重复博弈。

由于博弈论的研究对象、范围不断扩展,内容日益丰富,既涉及到现代数学与经济学的内容,又涉及到情报学、统计学、运筹学、信息技术等多个学科领域,导致教材在编写上内容、结构、体系都存在很大分歧,课程体系比较松散,内在逻辑性较差[2]。这种课程特点对教师的知识面和专业素养要求较高,教学效果难以提高,授课难度较大。

2.课程理论性强,实践要求高,学生学习难以深入。一方面,博弈论中不确定性分析、博弈论与委托代理理论等方面内容,侧重于把经济现象抽象为数学模型,需要经济数学等理论基础知识。在理解经济学基本原理的基础上,结合博弈论中各种类型的纳什均衡模型,对完全信息和不完全信息状态下的经济学问题建立基本模型,是“微观博弈论”课程的重要的教学目标。如果在相关内容的教学过程中采用传统“灌输式”的教学方法,学生听课没有兴趣,学习效果不佳,只是在考试前死记硬背,而不会认真思考博弈论的原理,学习难以深入。另一方面,课程与计算机、网络、通讯、遥感等现代科技联系紧密、实践要求高[3]。教师如果只偏重于介绍知识点,忽略现代科技尤其是信息技术的应用,那么在引导学生分析现实经济问题的时候,就会出现学生学到的知识无法与现代科技及实际相衔接,不会运用理论分析具体的实际问题的现象。博弈论涉及到大量图形、表格、数学模型和专业术语,短时间内学生难以理解和掌握。按照传统的教学方法,即以教师为中心,实行单向的灌输式教学机制,缺乏师生之间、学生之间的多向交流和互动,不仅讲授吃力,而且学生学习的积极性也不高,甚至有些学生产生极强的畏学和厌学情绪,影响教学效果。

3.课时少,人数多,学生自主学习能力不强。博弈论既是一门交叉学科,也是一门边缘学科,无论是在信息系统专业还是在经济管理等专业,往往都作为选修课,存在教学课时少、课堂人数多等问题。大多数教师为了按期完成教学计划和内容,保证课程的进度和授课的完整性、系统性,不得不采用传统的灌输方法,很难将课程体系、研究方法、相关理论等重要内容讲清楚,学生学习兴趣不高,自主学习能力不强,教学效果不佳,教学上的创新较难实现[4]。

二、《博弈论》MOOC式课堂教学要求

将MOOC式教学理念融合创新到当前大学教学实践中,我们称之为MOOC式课堂教学。该教学模式尝试让教师只扮演指导者的角色,要求学生通过信息平台课前学习,然后在课堂上内化。这可以规避全程的MOOC教与学脱节和教学效果不佳的弊端,集合大学教育与在线教育的各自优势,有效提高大学教育的效果。虽然教师的工作看似更轻松自如,但实际上这种教学体系对教师的工作量和工作能力提出了更高的要求,学生也需要有一个从被动学习向主动学习转变的过程。理论上,MOOC可以应用到大中小学的各类课堂教学中,然而,面对每一门不同课程和教学对象却有着一些一般的和特殊的要求,具体总结如下。

1.教师在博弈论领域应有较强的教学和科研能力。在MOOC式课堂教学中,尽管教师在课堂上不再讲课,但对于整个教学过程的安排,包括微课程的设计制作、阶段学习的归纳总结、课程进度的安排、课堂活动的组织以及与学生通过教学平台进行互动交流等教学环节都需要教师进行全盘设计和控制。因此。MOOC式课堂教学中,“主角”是学生,而教师就是“导演”。面对MOOC这种新的教学方式,任课教师需要不断提高教学和科研能力,例如“拍卖机制设计”中的四种标准拍卖模式的对比、收益等价定理的前提假设以及网上拍卖的创新设计,就要求教师在拍卖领域有一定的研究基础,以便在与学生的互动中做到应对自如。仅仅作为教书匠是不能胜任MOOC式课堂教学要求的。

当然,教师的教学过程也是教学相长的过程,不能苛求教师对博弈论的众多的领域都有深入地科学研究和论文发表。我们更加反对教师在MOOC式课堂教学中不懂装懂甚至乱讲一气。如果真遇到学生提问比较深刻的专业问题,教师无法解答时,我们建议教师可以引导学生自己去文献调研,传授给他们科学的研究方法,鼓励和指导他们自己去探索[5]。

总之,教师要根据博弈论的特点在教学实践活动中应用教学和科研成果,不断探索、推进和发展集教、学、研为一体的MOOC式课堂教学理念、教学结构和教学方式。

2.学校应改善教学评价体系和激励机制。任何创新都面临一定的风险和成本。一方面,MOOC可以增强教学效果,另一方面,这个教学过程也的确将增加教师的工作量。教师需要提前制作在线课程、测试,并组织和管理学生的课前自学;课上要引导和应对学生的探索式学习,需要花费更多的时间和精力备课或从事科研工作。因此,教师教学工作的评价机制变革应在学生评价的基础上,建立既重视视频教学效果、教学资源开发、课堂活动组织、学生监控管理等的过程评价,又重视学生能力提升的结果评价的综合评价机制,既充分考虑教师工作的难易程度以及实际投入和付出,又给予教师课程教学充分的自主性和灵活性,建立科学、公平的评价机制。将评价结果与教师收入、奖励等对应,调动教师创新教学的工作积极性,保障教师的权益,尊重教师的劳动,让付出与回报成正相关关系[6]。并且,在教学改革的初期,校方还应该采用激励措施鼓励教师的教学实践创新,给教师在课堂上更多的自主权,并为教师提供相应的培训、指导和帮助。通过机制设计使更多的教师自愿且主动参与MOOC的教学创新,并利用后续的制度给予保障和固化。

3.创新学生成绩考核与教学效果评定。在MOOC的教学模式下,学生的学习评价方式应重在过程,这与传统的知识考核方式有很大的不同。单元目标与学期目标完成以后,各组展示小组产品,可以学生互评,形成个人成绩;教师鉴定评价,形成团队成绩;布置的作业、课堂表现以及独立项目完成情况形成平时成绩;终结性(知识性)考试形成卷面成绩,将四个方面的分数按照一定的比例综合起来,就是学生的总评成绩。通过科学、合理的考评体系,激发学生的探究热情,以丰富多彩的课堂活动让所有学生都有事可做,大家“动”起来、“忙”起来、“想”起来,人人都主动学习,形成良好的学习范围和环境,为社会输送优质的创新型人才,并以人才发展和社会评价作为学习效果的最终评定。

三、《博弈论》MOOC式课堂教学方法

MOOC式课堂教學手段和方法非常丰富,如何在针对《博弈论》的教学中扬长避短、充分地利用这些适当的方法,是教学过程中一个重要问题。结合《博弈论》的课程特点和MOOC的教学要求,本文归纳了一些有效的教学方法。需要说明的是,以下方法可以单独采用,也可以根据具体教学目标相互组合,融会贯通。

1.游戏。虽然Game Theory并不能直译成游戏理论,但博弈论的确具有一定的竞技性。教师在课堂中可以设计和实施一些游戏场景让学生参与其中,通过情景式模拟,体验、理解、掌握博弈论的基本知识,以便在实际生活和工作中能够无障碍地应用。

为了说明“理性人假设”与实际博弈行为的区别,教师可以设计几个游戏来证明参与人并不是完全理性的。例如让学生在0~100之间选择一个整数,使得其值最接近全班同学平均值的1/3获胜的游戏。为讲解“风险偏好、风险规避和风险中性”的概念,教师也可以通过游戏的方式让学生自己体验和辨别其中的不同。

博弈(Game Theory)是《博弈论》的一个重要组成部分,一些经典博弈模型如智猪博弈、懦夫博弈等,都可以作为游戏的方式请学生参与决策。在游戏设计中应当注意关卡和递进,增强趣味性。

2.讨论。由于博弈论里的很多问题具有前提假设和条件,故一个问题可以分成多个层次给予讨论。因此,在MOOC的教学环节中可以充分结合“翻转课堂”等新型教学方法,利用课堂内的分组讨论使学生参与知识的发现过程,培养独立思考和团队协作能力[7]。例如纳什均衡中的经典模型囚徒困境在什么情况下可以打破,重复性囚徒困境中参与人的最优策略是什么,如何引导对手走上合作共赢的结局,“以怨报怨”还是“以德报怨”、“以直报怨”等这些逐层深入的问题需要学生在讨论中思考和总结。

小组讨论可以分为课前讨论和课上讨论,但在分组的时候需要注意结合学生特点,以自愿为主,教师推荐为辅的方式组织搭配。本文建议3~6人一组为宜,每组推选一名组长,组长负责任务分配、进度推进和质量监控,教师抽查和监督各组进度状况。也可考虑采用“无领导小组讨论”的形式锻炼学生的组织能力。对于开放性问题,教师也可以进一步引入小组辩论的形式展示各自的观点,寻找论据支持自身观点。

3.设计。针对《博弈论》授课对象可以引导学生进行基于计算机等技术和理论知识的设计工作。例如对于信息管理专业的学生,在重复性囚徒困境的最优策略上,教师可以请同学设计程序算法,通过计算机自动代理的方式比试谁的收益可以达到最大,以便寻找出最优的博弈对策。针对管理专业的学生可以利用已学的博弈论知识,针对现实的问题或者研究项目进行机制设计[8]。例如通过制度设计解决“老人跌倒无人敢扶”的社会现象,提出如何建设一个健康的医患关系,等等。设计环节有助于帮助学生灵活利用工具掌握已学知识,训练严谨思维和创新能力。

4.展示。“Presentation is everything”,为锻炼学生自我展示和表达能力,教师可以请同学课堂展示自己的研究或设计成果。博弈论里有很多复杂和深奥的数学推导公式,以及一些较难理解的概念和结论,学生如何深入浅出、化繁为简,结合自己的理解展示所学是教学面临的一个重要问题。在课堂上,教师可以引导学生在简短的时间内利用PPT等演示工具分享自己的所思所想,克服当众演讲的心理恐惧,锻炼语言组织和表达能力,引发其他同学的思考和判断。另一方面,教师还应注意锻炼学生的书面表达能力,如利用Mind manager等工具归纳和梳理思路,利用微博、微信等自媒体表达自己的观点。这种重视内在也重视形式的教学方法,将有助于大学生未来就业和实际的工作表现。

5.实践。学习的目的是应用。在可控范围内,为了让学生深度参与,并模拟真实的决策行为和环境,教师可以利用课前的知识在课堂上进行实践环节。例如,学生可以对自己的二手物品进行课堂拍卖,通过标准的英式拍卖、荷兰式拍卖、第一价格密封式拍卖、第二价格密封式拍卖等形式对具体物品进行拍賣实践,学生也可以自己设计新型的拍卖机制进行课堂实践,检验自己机制设计的实际效果。通过有一定风险和成本的创新实践使学生真正掌握和理解博弈论的知识[9]。

四、结语

MOOC突破了传统课堂的教学局限和时空局限,为学生繁重的学习提供了更加自主、快乐的学习方式,由“教师为中心”转向“学生为中心”,由“注重学习结果”转向“注重学习过程”,体现了“以人为本”的教学理念,注重互动性,凸显学生的个性化和因材施教,与传统教学方法相比具有独到的优势。将其应用于《博弈论》的教学实践可以提升学生的学习热情和对课程的兴趣,为高校其他课程的教学改革和方法创新提供参考和借鉴。

参考文献:

[1]陈宇科,邹艳.经管专业本科博弈论课程教学研究[J].企业研究,2011,(12):190.

[2]姚怡,吴金春,李向华,余益.从博弈论的角度探讨当前的大学计算机基础教学改革[J].大学教育,2014,(1):41-43.

[3]李万龙,赵辉.软件工程类课程教学资源建设研究[J].吉林省教育学院学报,2012,28(11):5-6.

[4]曾贞.反转教学的特征,实践及问题[J].中国电化教育,2012,306(7):114-117.

[5]刘继斌,赵晓宇,黄季军,等.MOOC对我国大学课程教学改革的启示[J].高等教育研究学报,2013,36(4):7-9.

[6]焦建利.MOOC:大学的机遇与挑战[J].中国教育网络,2013,(4):21-23.

[7]张宏彬.在信息技术环境下翻转式项目教学模式的应用[J].新课程研究,2014,(5):133-134.

[8]牛军涛.以项目为导向的软件开发课程教学模式研究与实践[J].计算机教育,2007,(27):131-133.

[9]朱阁,马龙,Sangwan Sunanda,吕廷杰.基于社会认知理论的消费者采用模型与实证研究[J].南开管理评论,2010,13(3):12-21.

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