基于案例課程思政在博弈論教學中的設計與實踐

陳文穎，白 康，黃 宇

（華北電力大學〔保定〕 自動化系，河北 保定 071003）

課程思政指以構建全員、全程、全課程育人格局的形式將各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應，把立德樹人作為教育的根本任務的一種綜合教育理念［1-2］。習近平總書記在全國高等學校黨的建設工作會議上指出：“辦好中國特色社會主義大學，要堅持立德樹人，把培育和踐行社會主義核心價值觀融入教書育人全過程?！保?］華北電力大學是一所以電力行業為背景，以工科為主的綜合性院校，在長期的教學中，學校通過課堂教育，結合開展各類競賽和創新創業項目，十分重視學生專業素質和創新能力的培養，為電力系統和其他行業源源不斷地輸送了大批專業過硬的建設人才。然而，在網絡自媒體十分發達的今天，網上資源魚龍混雜，而大學生正處于一個對外界十分好奇的階段，在接受信息的時候不能進行正確篩選，亟須進行正確的引導。培養德才兼備的建設人才在當今社會顯得尤為重要［4］。

一、博弈論教學融入課程思政

管理運籌學是自動化專業的核心課程，主要講授各類的優化理論和優化方法，理論性比較強，課程內容相對枯燥。在課程中結合課程內容引入生動的案例，在案例中引出知識并引導學生進行人生觀、價值觀的思考，在提高學生學習積極性的同時，幫助學生樹立正確的思想價值觀念［5］。

博弈論（Game Theory）又稱對策論、賽局理論等，既是現代數學的一個新分支，也是運籌學的一個重要學科。家喻戶曉的《田忌賽馬》故事就是中國古人博弈論的樸素應用。本文以中國動車的發展為案例引出博弈論的基礎知識和概念，讓學生在學習知識的同時感受大國崛起路上的艱辛，體會前輩在建設祖國的過程中堅韌不拔的精神；讓學生明白無論從事何種工作，都必須有厚實的專業知識，僅憑一腔熱情難以實現目標，實現價值觀的引領。融入案例使課程內容變得更鮮活、更有感染力，有助于加深學生對知識的理解。

課程目標和本節的難點是，雖然在生活中經常聽到博弈等詞，但博弈論作為一門學科，學生確是第一次接觸。教師要對教學過程有充分的了解和把握，才能將抽象的詞匯形象化，用本節要素對問題進行形象化的描述（見圖1）。本節內容的教學目標是：（1）博弈論的概念；博弈論的三要素：局中人、策略、贏得（支付）矩陣；二人對策中對策值，對策解，最優純策略。（2）厚植愛國主義精神，鼓勵學生創造人生價值，報效祖國。（3）培養學生目標意識、協作意識、責任意識、底線意識。難點在于，如何對博弈事件進行正確的描述，如何確定贏得矩陣。

圖1 教學過程展示

二、案例設計與教學過程

（一）案例設計

中國高鐵招標案例是大國崛起路上的里程碑的事件，招標中博弈論的應用是招標成功的關鍵，也奠定了中國高鐵發展的基礎，容易引起學生情感上的共鳴，激發學生愛國主義情懷，引導學生建立競爭意識，底線意識。針對案例的情況進行博弈論理論的講解，對案例簡化引導學生建模求解，伴隨案例的介紹引入思想政治教育內容，激發學生思想上的共鳴；引入角色扮演，調動學生學習的積極性，讓學生體驗決策的動態過程，加深學生對博弈論的理解。

（二）教學過程

1.案例介紹。2004年6月，鐵道部發布了名為《時速200公里鐵路動車組項目投標邀請書》的公告。這次招標中對投標企業條件的限定，讓鐵道部處于絕對主動的位置。公告明確投標企業必須是在中華人民共和國境內合法注冊的，具備鐵路動車組制造能力，并獲得擁有成熟的時速200公里鐵路動車組設計和制造技術的國外合作方技術支持的中國制造企業（含中外合資企業）。鐵道部招標的目標很明確，就是要以市場換技術，以實現中國高鐵技術的自主化，于是圍繞這個目標展開了一系列努力和行動。參與招標的企業，如西門子、阿爾斯通、龐巴迪、日本大聯合等高鐵制造企業都十分看重中國市場。2004年6月17日招標規則正式發布后，四家公司開始對我國長春客車股份有限公司和南車集團的四方機車股份有限公司展開了圍獵。西門子通過此前的情報收集工作，判斷他們的技術是當時鐵道部最中意的目標，所以在原型車價格及技術轉讓價格方面漫天要價。最終經過一系列的談判后，長春客車股份有限公司與阿爾斯通公司達成合作（見圖2）。

圖2 參與招標企業示意圖

2.引出本節課概念。局中人：有權決定自己行為方案的對局參加者稱為“局中人”。案例中，中國鐵道部、西門子、阿爾斯通、龐巴迪均為局中人。當對局中局中人只有兩人時，稱為“二人對策”。否則為多人對策。顯然案例到這里是一個多人對策。策略：對局中一個實際可行的方案稱為“一個策略”。在博弈的過程中，每個局中人都是用了不同的方法手段力求實現自己的目標。案例中，中國鐵道部可以選擇和西門子、阿爾斯通、日本大聯合和龐巴迪進行合作，所以有四個策略。長春客車股份有限公司選擇西門子或者阿爾斯通，所以有兩個策略。贏得（支付）矩陣：當每個局中人在確定了所采取的策略后，他們就會獲得相應的收益或損失，此收益或損失的值稱為“贏得（支付）”。贏得與策略之間的對應關系稱為“贏得（支付）函數”。

引出本節課的第一個思想政治教育內容：底線思維。為了得到西門子的技術，可以放低自己的底線嗎？顯然不可以。對于國家來說，這關乎民族的利益和未來。而在設定了現階段的目標并為之努力時，也要守住自己的底線，只有正確評價自己，扎扎實實走好每一步，才能做到守住底線，不忘初心。

（三）二人對策的問題描述

1.進行理想化假設，對問題進行簡化并建模。2005年6月，鐵道部又啟動了時速300公里動車組采購項目。這次鐵道部沒有采取公開招標的方式，而是采取了競爭性談判的方式進行采購。當對局中的局中人只有兩個的時候，稱為“二人對策”。而此次項目的局中人分別為鐵道部和西門子。

引導學生將問題簡化為二人對策進行描述，假設鐵道部和西門子可以采取的策略都為退讓和堅持，描述為鐵道部（S1={α1，α2}），西門子（S2={β1，β2}），當他們采取不同策略時，鐵道部的贏得矩陣如表1所示。

表1 鐵道部的贏得矩陣

2.分組進行角色扮演，體會決策的動態過程，并對各組的結果進行討論。讓學生分組進行角色扮演，通過課堂派提交討論結果，引導學生討論哪個結果更合理，得出結論：，對策解為{α2，β1}，對策值為3。定義：對給定的矩陣對策G={S1,S2;A}，若等式成立，則稱這個公共值為對策G的值，記為VG，而達到的局勢（αi,βj）稱為“對策G在純策略意義下的解”，記為（αi*,βj*），而αi*和βj*分別稱為局中人I和局中人II的最優純策略。

3.知識拓展，引入思想政治關鍵詞。如果每個局中人的對策不限于兩個，如何建模和求解？在沒有放低底線的情況下，拿到了西門子的技術，過程雖然曲折，但實現了開始的目標。西門子拿出來的是基于ICE3開發的Velaro CN平臺技術，代表了當時世界動力分散型動車組的最高水平；日本大聯合沒有拿出自己最好的動車組技術，但是通過與日本企業的合作，中國企業不但獲得了一個向上開發的動車組平臺，而且也在與日本企業的合作中學到精益制造技術，這讓中方企業在此后的發展中受益匪淺。

引出本節課的第二個思想政治教育內容：目標對行為的導向性。案例中，鐵道部為了實現中國的高鐵夢，設立了初步的目標，目標清晰明確，引導了之后的一系列行為。作為個人，應該如何設立近期和遠期目標，才使目標對行為產生良好的導向作用。

結語

課程結束后，通過課堂派讓學生在線對本次課堂的教學效果進行了評價，圍繞基本概念、模型描述、問題求解、教學模式和情感共鳴五個方面提出問題進行評價，評價結果如圖3所示，結果表明了本次授課達到了預期效果［2］。

圖3 教學效果問卷調查結果

本次教學采用基于案例教學模式，在案例的講述中引入本節的概念，通過角色扮演讓學生身臨其境，對案例抽絲剝繭進行建模和求解，增強了課程的生動性和學生學習的主動性；使學生既加深了對博弈論及二人對策的理解，也見證了在實現中華民族偉大復興這條路上，堅強且智慧的中國共產黨人，以扎實的專業知識為基礎，憑借著強大的責任感、使命感，通力合作，百折不撓，取得了高鐵招標的勝利，贏來了中國高鐵的飛速發展。