基于案例课程思政在博弈论教学中的设计与实践

陈文颖，白 康，黄 宇

（华北电力大学〔保定〕 自动化系，河北 保定 071003）

课程思政指以构建全员、全程、全课程育人格局的形式将各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，把立德树人作为教育的根本任务的一种综合教育理念［1-2］。习近平总书记在全国高等学校党的建设工作会议上指出：“办好中国特色社会主义大学，要坚持立德树人，把培育和践行社会主义核心价值观融入教书育人全过程。”［3］华北电力大学是一所以电力行业为背景，以工科为主的综合性院校，在长期的教学中，学校通过课堂教育，结合开展各类竞赛和创新创业项目，十分重视学生专业素质和创新能力的培养，为电力系统和其他行业源源不断地输送了大批专业过硬的建设人才。然而，在网络自媒体十分发达的今天，网上资源鱼龙混杂，而大学生正处于一个对外界十分好奇的阶段，在接受信息的时候不能进行正确筛选，亟须进行正确的引导。培养德才兼备的建设人才在当今社会显得尤为重要［4］。

一、博弈论教学融入课程思政

管理运筹学是自动化专业的核心课程，主要讲授各类的优化理论和优化方法，理论性比较强，课程内容相对枯燥。在课程中结合课程内容引入生动的案例，在案例中引出知识并引导学生进行人生观、价值观的思考，在提高学生学习积极性的同时，帮助学生树立正确的思想价值观念［5］。

博弈论（Game Theory）又称对策论、赛局理论等，既是现代数学的一个新分支，也是运筹学的一个重要学科。家喻户晓的《田忌赛马》故事就是中国古人博弈论的朴素应用。本文以中国动车的发展为案例引出博弈论的基础知识和概念，让学生在学习知识的同时感受大国崛起路上的艰辛，体会前辈在建设祖国的过程中坚韧不拔的精神；让学生明白无论从事何种工作，都必须有厚实的专业知识，仅凭一腔热情难以实现目标，实现价值观的引领。融入案例使课程内容变得更鲜活、更有感染力，有助于加深学生对知识的理解。

课程目标和本节的难点是，虽然在生活中经常听到博弈等词，但博弈论作为一门学科，学生确是第一次接触。教师要对教学过程有充分的了解和把握，才能将抽象的词汇形象化，用本节要素对问题进行形象化的描述（见图1）。本节内容的教学目标是：（1）博弈论的概念；博弈论的三要素：局中人、策略、赢得（支付）矩阵；二人对策中对策值，对策解，最优纯策略。（2）厚植爱国主义精神，鼓励学生创造人生价值，报效祖国。（3）培养学生目标意识、协作意识、责任意识、底线意识。难点在于，如何对博弈事件进行正确的描述，如何确定赢得矩阵。

图1 教学过程展示

二、案例设计与教学过程

（一）案例设计

中国高铁招标案例是大国崛起路上的里程碑的事件，招标中博弈论的应用是招标成功的关键，也奠定了中国高铁发展的基础，容易引起学生情感上的共鸣，激发学生爱国主义情怀，引导学生建立竞争意识，底线意识。针对案例的情况进行博弈论理论的讲解，对案例简化引导学生建模求解，伴随案例的介绍引入思想政治教育内容，激发学生思想上的共鸣；引入角色扮演，调动学生学习的积极性，让学生体验决策的动态过程，加深学生对博弈论的理解。

（二）教学过程

1.案例介绍。2004年6月，铁道部发布了名为《时速200公里铁路动车组项目投标邀请书》的公告。这次招标中对投标企业条件的限定，让铁道部处于绝对主动的位置。公告明确投标企业必须是在中华人民共和国境内合法注册的，具备铁路动车组制造能力，并获得拥有成熟的时速200公里铁路动车组设计和制造技术的国外合作方技术支持的中国制造企业（含中外合资企业）。铁道部招标的目标很明确，就是要以市场换技术，以实现中国高铁技术的自主化，于是围绕这个目标展开了一系列努力和行动。参与招标的企业，如西门子、阿尔斯通、庞巴迪、日本大联合等高铁制造企业都十分看重中国市场。2004年6月17日招标规则正式发布后，四家公司开始对我国长春客车股份有限公司和南车集团的四方机车股份有限公司展开了围猎。西门子通过此前的情报收集工作，判断他们的技术是当时铁道部最中意的目标，所以在原型车价格及技术转让价格方面漫天要价。最终经过一系列的谈判后，长春客车股份有限公司与阿尔斯通公司达成合作（见图2）。

图2 参与招标企业示意图

2.引出本节课概念。局中人：有权决定自己行为方案的对局参加者称为“局中人”。案例中，中国铁道部、西门子、阿尔斯通、庞巴迪均为局中人。当对局中局中人只有两人时，称为“二人对策”。否则为多人对策。显然案例到这里是一个多人对策。策略：对局中一个实际可行的方案称为“一个策略”。在博弈的过程中，每个局中人都是用了不同的方法手段力求实现自己的目标。案例中，中国铁道部可以选择和西门子、阿尔斯通、日本大联合和庞巴迪进行合作，所以有四个策略。长春客车股份有限公司选择西门子或者阿尔斯通，所以有两个策略。赢得（支付）矩阵：当每个局中人在确定了所采取的策略后，他们就会获得相应的收益或损失，此收益或损失的值称为“赢得（支付）”。赢得与策略之间的对应关系称为“赢得（支付）函数”。

引出本节课的第一个思想政治教育内容：底线思维。为了得到西门子的技术，可以放低自己的底线吗？显然不可以。对于国家来说，这关乎民族的利益和未来。而在设定了现阶段的目标并为之努力时，也要守住自己的底线，只有正确评价自己，扎扎实实走好每一步，才能做到守住底线，不忘初心。

（三）二人对策的问题描述

1.进行理想化假设，对问题进行简化并建模。2005年6月，铁道部又启动了时速300公里动车组采购项目。这次铁道部没有采取公开招标的方式，而是采取了竞争性谈判的方式进行采购。当对局中的局中人只有两个的时候，称为“二人对策”。而此次项目的局中人分别为铁道部和西门子。

引导学生将问题简化为二人对策进行描述，假设铁道部和西门子可以采取的策略都为退让和坚持，描述为铁道部（S1={α1，α2}），西门子（S2={β1，β2}），当他们采取不同策略时，铁道部的赢得矩阵如表1所示。

表1 铁道部的赢得矩阵

2.分组进行角色扮演，体会决策的动态过程，并对各组的结果进行讨论。让学生分组进行角色扮演，通过课堂派提交讨论结果，引导学生讨论哪个结果更合理，得出结论：，对策解为{α2，β1}，对策值为3。定义：对给定的矩阵对策G={S1,S2;A}，若等式成立，则称这个公共值为对策G的值，记为VG，而达到的局势（αi,βj）称为“对策G在纯策略意义下的解”，记为（αi*,βj*），而αi*和βj*分别称为局中人I和局中人II的最优纯策略。

3.知识拓展，引入思想政治关键词。如果每个局中人的对策不限于两个，如何建模和求解？在没有放低底线的情况下，拿到了西门子的技术，过程虽然曲折，但实现了开始的目标。西门子拿出来的是基于ICE3开发的Velaro CN平台技术，代表了当时世界动力分散型动车组的最高水平；日本大联合没有拿出自己最好的动车组技术，但是通过与日本企业的合作，中国企业不但获得了一个向上开发的动车组平台，而且也在与日本企业的合作中学到精益制造技术，这让中方企业在此后的发展中受益匪浅。

引出本节课的第二个思想政治教育内容：目标对行为的导向性。案例中，铁道部为了实现中国的高铁梦，设立了初步的目标，目标清晰明确，引导了之后的一系列行为。作为个人，应该如何设立近期和远期目标，才使目标对行为产生良好的导向作用。

结语

课程结束后，通过课堂派让学生在线对本次课堂的教学效果进行了评价，围绕基本概念、模型描述、问题求解、教学模式和情感共鸣五个方面提出问题进行评价，评价结果如图3所示，结果表明了本次授课达到了预期效果［2］。

图3 教学效果问卷调查结果

本次教学采用基于案例教学模式，在案例的讲述中引入本节的概念，通过角色扮演让学生身临其境，对案例抽丝剥茧进行建模和求解，增强了课程的生动性和学生学习的主动性；使学生既加深了对博弈论及二人对策的理解，也见证了在实现中华民族伟大复兴这条路上，坚强且智慧的中国共产党人，以扎实的专业知识为基础，凭借着强大的责任感、使命感，通力合作，百折不挠，取得了高铁招标的胜利，赢来了中国高铁的飞速发展。