宋培娜-博弈论在中学生物学教学中的应用

PAGEPAGE5博弈论在中学生物学教学中的应用摘要：概述了博弈论的基本原理，认为教学过程的本质是博弈，探讨了中学生物学教学过程实现良性博弈的对策。关键词：博弈分析；教学过程；中学生物学教学ApplicationoftheGameTheoryintheMiddleSchoolBiologyInstructionSongPei-na(2009101112)(Departmentoflifescience,QiannanNormalCollegeforNationalities,Duyun558000,China)Abstract:Therationaleofthegametheoryissummarized,thattheessenceofinstructionalprocessisthegameisconsidered,andcountermeasuresofrealizingbenigngameintheinstructionalprocessofmiddleschoolbiologyarediscussedinthearticle.Keywords:gameanalysis；instructionprocess；middleschoolinstructionofbiology1博弈论的基本原理博弈论(GameTheory)又称对策论或游戏论，是研究多人谋略和决策问题的理论。属应用数学的一个分支，博弈论已经成为经济学的标准分析工具之一。目前在生物学、经济学、国际关系、计算机科学、政治学、军事战略和其他很多学科都有广泛的应用。博弈论主要研究公式化了的激励结构间的相互作用。是研究具有斗争或竞争性质现象的数学理论和方法。也是运筹学的一个重要学科。博弈论考虑游戏中的个体的预测行为和实际行为，并研究它们的优化策略。生物学家使用博弈理论来理解和预测进化论的某些结果。1.1博弈问题的主体及其相互关系一个博弈问题必须至少有两个或多个参与博弈的主体(可以是个人,也可以是团体)，这些主体在博弈过程中都有各自的切身利益。由于利益的驱动，他们在作出自己的决策时，总想选取最优战略。博弈中的各个主体之间总不可避免地存在着竞争，竞争贯穿博弈的全过程，同时竞争又将博弈的主体紧紧地联系在一起，相互依存，相互较量。主体之间要进行较量，每一个博弈主体就要尽量掌握博弈中对手的特点和已经采取或可能采取的行动的知识和信息。各个博弈主体都十分关心博弈结果。博弈结果通俗地说就是输赢大小，博弈论用收益(或效用)来描述博弈结果。1.2博弈论的基本要素博弈论的基本要素主要包括参与者、行动、信息、战略、收益和结果。（1）参与者(Players)：指的是一个博弈中的决策主体，通常又称为参与人或局中人。参与者参加博弈的目的是通过合理地选择自己的行动，以期使自己的收益(或效用)水平最大化。（2）行动(Actions)：是指参与人在博弈的某一时刻作出的策略选择。（3）信息(Information)：指的是参与者在博弈过程中能了解到和观察到的知识。信息对参与者是至关重要的，因为每一个参与者在每一次进行决策之前，他必须根据观察到其它参与者的行动和了解到的有关情况作出自己的最佳选择。（4）策略(Strategies)：是参与者如何对其它参与者的行动作出反应的行动规则，它规定参与者在什么时候应该选择什么行动。（5）收益(Payoff)：指的是在一个特定的战略组合下参与者得到的确定的效用或期望效用。效用通常表现为博弈结果中的赢输、得失、盈亏。效用必须能用数值刻画其大小。博弈论的一个基本特征是一个参与者的收益不仅取决于自己的战略选择，而且取决于所有参与者的战略选择。或者说，收益是所有参与者各选定一个战略形成的战略组合的函数。（6）结果(Outcome)：是博弈分析者最为感兴趣的要素的集合，是他认为最有可能的行动或战略组合。2教学过程的本质就是博弈我们知道，教学的本质特征是活动，教学的基础是方法，教学的目标是理解和建构。如果我们对教学过程加以细致的解剖，就会发现：（1）教学活动的参与人是教师和学生；（2）在教学过程中的某一时段，师生根据自己掌握的信息（课程资源），做出相应的行动（教师：主动教授学生或被动教授学生，学生：主动学习或被动学习），采取一定的策略（教师：教的策略，学生：学的策略），期望获得一定的收益（教师：满意、快乐等，学生：有兴趣、喜欢），达到一定的结果（教师：高效完成教学任务、提高教学水平，学生：理解和建构新知识、学会学习）。可见，教学过程的本质是博弈。博弈论研究的主要问题之一是低效率是如何产生的。既然教学过程的本质是博弈，我们有必要对传统教学模式效率缺失的原因从博弈论的视角展开分析，以为灵活选择现代教学模式高效提高教学质量提供理论依据。为此，笔者在以下做了初步的探讨。2.1博弈论视角下传统教学模式效率缺失的原因分析2.1.1学生被动地在传统教学模式中，学生大多被动地接受知识，老师在讲台上讲得热火朝天，而学生大多面无表情，开起了思想的小差。当被问及到刚刚讲了什么内容时，他们的第一反应不是回想或思考，而是迅速地翻书，回答得也往往一塌糊涂。这同样会使教师很没有成就感，导致教学效率的低下。从博弈论的角度来看，造成学生被动接受知识的原因，主要是教师长期缺乏对学生激发学习兴趣的策略，进而使学生无学习成就感所致。2.1.2学生个体之间的不良模仿在以教师为主体的知识传授模式下，从博弈论的角度来看，由于对学生缺乏有效的激励策略，个别学生会开小差，而教师又不能够及时制止，学生就会认为教师的态度就是默许，从而其他学生也会出现相似或者相同的情况，这样课堂秩序就很难维持。学生之间的这种不良模仿会使得教师的讲课收益减少，教师会降低讲课成本，导致教学效率的缺失。2.1.3在传统教学过程中，师生之间具有较强的权威结构，师生的知识、年龄、自我概念与生活经历等存在显著差异，教师的角色地位是处于主导的地位，知识的传递方向也是从教师向学生。这种悬殊差距可能造成师生之间的对立与冲突，使双方互相产生抵触情绪。这就势必影响知识的接受效果，导致教学效率的低下。从博弈论的角度来看，究其原因主要是一方面教师所掌握的学生的信息，如学生的已有知识、能力状况、学习方法、爱