不完全信息博弈視角下科研導向型教學模式探究

于振英, 牛曉耕, 丁 欣

河北地質大學 經濟學院, 河北 石家莊 050031

0 引言

“學貴有疑”, 問題意識是一切創(chuàng)新的原動力。 全日制學術型碩士研究生(下文簡稱為“研究生” )處于科研工作的起步階段, 首先需要發(fā)現問題, 對研究領域和研究方向進行定位[1]。 多年來的教學實踐表明, 相當數量的研究生, 尤其是學習學科基礎課的一年級研究生, 在學習過程中習慣于被動地接受知識,不善于點燃自己的科研思想火花, 探究和解決問題的能力較弱[2]。 究其原因, 從教師授課方式來看, 研究生教學仍以教師在課堂上講授理論知識為主, 授課形式“本科化”, 缺乏師生之間對學科前沿問題的討論,從而影響了研究生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)和科研能力的提升[3]。 激發(fā)學生的創(chuàng)新意識是研究生教育的核心內容, 因此, 教師探討科研導向型教學模式, 事先查閱與授課內容有關的國內外最新研究進展或者觀察社會現象, 結合自己的科研課題和授課內容提出問題, 通過授課開啟研究生的創(chuàng)新意識, 鼓勵研究生對學術觀點進行質疑和批判, 對于激發(fā)研究生的科研興趣、 培養(yǎng)其科研意識、 形成批判性創(chuàng)造性思維具有重要意義。 本文使用不完全信息靜態(tài)博弈方法分析教師的授課方式對研究生的科研意識培養(yǎng)的影響, 并且把博弈分析過程本身作為科研導入案例, 以期對研究生教學改革提供借鑒, 也為高年級本科生教學提供參考。

1 科研導向型教學模式的內涵

科研導向型教學模式是在研究型教學模式和問題導向型教學模式的基礎上, 以科研能力培養(yǎng)為導向,結合案例教學方法, 把與授課內容相關的國內外最新科研成果導入教學過程, 在課前準備、 課中滲入和課后思考三個階段加強師生互動, 從而將研究生科研能力培養(yǎng)融入課堂教學, 具體流程見圖1。

圖1 科研導向型教學模式流程Fig.1 Process of scientific research oriented teaching mode

在課前準備階段, 授課教師把即將講授的課程內容與學術研究的最新成果相結合, 設計科研案例。 同時, 為了提高研究生的信息獲取與文獻整理能力, 教師提前通過線上教學平臺把相關文獻發(fā)給學生進行預習, 并且指導學生繼續(xù)搜索與授課內容有關的文獻,了解學術問題的研究動態(tài)。 在課中滲入階段, 教師在課堂上將科研案例作為“開場白”, 闡述科研案例,結合本次課的授課內容提出問題, 針對難點和重點進行分析、 講解和評價, 學生通過課堂討論等形式與教師互動, 建立課程內容與科研案例的聯系。 在課后思考階段, 教師通過布置課程論文、 與學生在線上教學平臺討論案例帶來的科研啟發(fā)等形式, 鼓勵學生結合自己的研究方向進行更深層次的思考。

以經濟管理類碩士研究生的學位課程“中級微觀經濟學” 為例, 消費者剩余是衡量消費者福利的重要指標, 筆者引用游士兵教授課題組在《自然·食品》雜志發(fā)表的學術論文“African swine fever outbreaks in China led to gross domestic product and economic losses”,在注明文獻出處的前提下, 根據該論文中“非洲豬瘟對消費者剩余的影響分析” 改編形成了科研案例, 結合案例提出了三個問題: 第一, 什么是消費者剩余;第二, 為什么非洲豬瘟的爆發(fā)會導致消費者剩余減少; 第三, 如何建立經濟學模型分析消費者剩余的減少量。 在課堂上將案例和問題“拋給” 學生之后, 讓學生帶著問題聽課, 并且在課后閱讀關于消費者剩余的學術論文, 結合課后習題和自己的研究興趣, 互相交流消費者剩余問題帶來的科研啟發(fā), 從而提升發(fā)現問題的能力、 文獻搜索與閱讀歸納能力以及學術語言表達能力。

2 基于不完全信息靜態(tài)博弈的科研導向型教學模式必要性分析

2.1 問題描述

不完全信息靜態(tài)博弈也稱靜態(tài)貝葉斯博弈, 由“自然” 選擇博弈方的類型, 每個博弈方知道自己的類型(私人信息), 并且可以使用先驗知識對其他人的類型的分布進行判斷, 接著博弈方同時選擇行動,每個博弈方的得益既取決于自己的行動和類型, 也依賴于他人的行動和類型[4]。 無論是在校期間申報科研項目, 還是畢業(yè)后從事學術研究, 不完全信息導致具有相同研究方向的研究生在選擇學習方式時存在非合作博弈。 不同的學習方式反映了個人付出的成本不同, 在一定程度上屬于私人信息, 不容易被他人觀察到, 因此兩名研究生互相不了解對方的學習方式, 不掌握對方的策略信息, 在不完全信息狀態(tài)下同時選擇自己的行動。 博弈過程如下: 由“自然” 分配授課教師的授課方式類型和研究生的學習方式; 研究生在新課程開始之前不知道授課教師的類型, 因此隨機選擇自己的學習方式, 每名研究生知道自己的學習方式(即自己的類型), 但是不知道授課教師的類型和其他研究生的類型(或者觀察到了其他研究生的學習方式, 但是不了解其真實性); 不同的學習方式組合決定了研究生的得益, 包括知識掌握程度和科研能力的提升程度。

2.2 符號與參數設定

設某專業(yè)兩名研究生為1 和2, 某學期分別選修了不同的專業(yè)課, 兩位授課教師的授課方式分別為科研案例導入式授課方式和傳統授課方式(只講授理論知識)。 研究生在“批判接受” 學術觀點和“被動接受” 課程知識之間進行選擇。 如果兩位任課教師均選擇科研案例導入式授課方式, 并啟發(fā)兩名研究生選擇批判接受學術觀點, 新思想碰撞使研究生萌生了科研意識, 兩名研究生的得益分別為R + n(包括科研得益R和課程知識積累n)。 但是由于研究生的學術知識儲備有限, 對權威學術觀點的質疑不夠成熟, 因此每人會承擔一定的心理成本k(即挑戰(zhàn)權威時產生的不自信感以及由此帶來的心理壓力), 因此每人的凈得益為R + n - k。 如果兩名研究生的教師均選擇傳統授課方式, 從而兩名研究生同時選擇被動接受所學知識,兩人的得益分別為n。 如果兩名研究生遇到了授課方式不同的教師, 從而研究生i選擇批判接受學術觀點, 研究生j選擇被動接受所學知識, 則研究生i的得益為R +n -2k(因為單獨挑戰(zhàn)權威學術觀點的心理成本更高), 研究生j的得益為n。

假設把教師選擇科研案例導入式授課方式記為Q, 選擇傳統授課方式策略記為F, 顯然Q會對學生的科研能力培養(yǎng)產生積極影響。 把研究生選擇“批判接受學術觀點” 策略記為C, 選擇“被動接受知識”策略記為P。 如果教師選擇Q, 學生既學到了課程知識, 也拓展了科研思維, 再加上教師的鼓勵和啟發(fā)可能使學生的心理成本k降低到0, 學生收益為R+n。如果教師選擇F, 傳統授課方式對學生的科研思路拓展的影響有限, 學生被動接受知識, 只獲得n, 無心理成本。 再假設每名研究生只知道自己喜歡的授課類型, 了解自己的科研稟賦和科研意愿, 從而選擇適合自己的學習方式, 但是不清楚其他同學的類型。

研究生的得益R和n取決于以下因素: 教師的授課類型、 自身的科研稟賦和科研意愿。 由于教師的授課類型在很大程度上會影響“科研小白” 的科研意愿, 可假設R和n主要取決于授課類型。 授課教師選擇Q和選擇F的概率相等, 授課類型的分布由自然N決定。 這意味著教師選擇科研案例導入式授課方式的概率等于1/2, 與傳統授課方式彼此獨立。

研究生面臨的教師授課方式狀態(tài)類型集合為θ1θ2∈{QQ,QF,FQ,FF} 。 其中,QQ表示兩名研究生均遇到了采用科研案例導入式授課方式的教師;QF表示研究生1 遇到了采用科研案例導入式授課方式的教師, 研究生2 遇到了采用傳統授課方式的教師;FQ表示研究生1 遇到了采用傳統授課方式的教師, 研究生2 遇到了采用科研案例導入式授課方式的教師;FF表示兩名研究生均遇到了采用傳統授課方式的教師。 四種狀態(tài)以相同的概率出現, 各為1/4。 每名研究生的行動集合如下:A1={C,P},A2={c,p},C和c分別代表研究生1 和2 選擇批判接受學術觀點,P和p分別代表他們選擇被動接受課程知識。

2.3 授課方式、 學習方式與科研能力提升之間的關系

研究生之間關于學習方式選擇的不完全信息靜態(tài)博弈樹如圖2 所示[4]。 圖2 中, 研究生1 的策略集合為xy∈S1={CC,CP,PC,PP}, 其中x是當他面臨Q時采取的行動,y是當他面臨F時采取的行動。同理, 研究生2 的策略集合為xy∈S2={cc,cp,pc,pp} 。

圖2 不同學習方式下的不完全信息靜態(tài)博弈樹Fig.2 Game tree with static games of incomplete information based on different learning methods

圖2中, 研究生1 和研究生2 均處于多節(jié)點信息集, 表明每位研究生在開課之前選擇自己的學習方式時, 既不清楚授課教師的類型, 也不知道其他研究生的類型, 各方同時選擇行動。 給定教師的授課類型以及某研究生的學習方式, 某研究生在對其他人的策略進行判斷的基礎上選擇自己的學習方式, 以實現期望得益最大化。 兩名研究生的最優(yōu)策略組合形成貝葉斯納什均衡, 此時, 雙方均不再改變自己的策略。 為了簡化分析, 先假設心理成本k=0.

2.3.1 研究生在各種學習方式下的得益

研究生的得益分為四種情況: 在科研案例導入授課方式下采用批判接受學術觀點策略的得益為R +n; 在傳統授課方式下采用被動接受課程知識策略的得益為n; 在科研案例導入授課方式下采用被動接受課程知識策略的得益為αR + n(0＜α ＜1,α表示研究生對科研案例導入授課方式的接受程度, 取α =0.5); 在傳統授課方式下采用批判接受學術觀點策略的得益為βR+n(0＜β ＜α,β表示科研稟賦, 假設大部分研究生科研稟賦較低, 取β =0.1)。

以策略組合(CC,cc)為例, 研究生1 和研究生2的期望得益Ev1和Ev2相等[4], 見式(1):

在策略組合(CP,pp) 下, 兩名研究生的期望得益分別為式(2) 和式(3):

同理, 可求出其他策略組合下研究生1 和研究生2 的期望得益, 見表1。

表1 不同學習方式下研究生的期望得益[4]Table 1 Expected benefits of graduate students from different learning methods

與本科教育相比, 研究生教育更注重培養(yǎng)學生的科學研究能力, 因此本文設R=10,n=5, 研究生的期望得益見表2 中的具體值。

表2 不同學習方式下研究生的期望得益(具體數值)Table 2 Expected benefits of graduate students from different learning methods (numerical value)

2.3.2 貝葉斯納什均衡分析

在不考慮挑戰(zhàn)權威的心理成本以及因科研能力弱化所產生的成本的前提下, 使用優(yōu)勢策略劃線法求得此博弈唯一的貝葉斯納什均衡為(CC,cc) 。 按照逆推歸納法的思路, 結合圖2 中的博弈樹,(CC,cc) 說明, 無論教師采用何種授課方式, 研究生的最優(yōu)策略都是批判接受學術觀點; 由于教師采用科研案例導入式授課方式時研究生批判接受學術觀點的得益為R +n, 在采用傳統授課方式下研究生采用批判接受學術觀點策略的得益為βR+n(0＜β＜1), 所以, 為了培養(yǎng)研究生的科研能力, 教師應采用科研導向型教學模式。

事實上, 即使教師采用了科研案例導入式授課方式, 鼓勵研究生在他人學術研究成果的基礎上進行思考和質疑, 研究生的心理成本k也不會降低到零。 另外, 一部分僅滿足于被動接受知識的研究生會形成科研惰性, 科研能力得不到提升, 從而出現因畢業(yè)論文寫作質量低而延期畢業(yè)、 找工作難、 考博士難等一系列成本d, 且d大于k, 此時把研究生的學習方式博弈矩陣改寫為表3。

表3 考慮成本k 與d 的研究生學習方式博弈Table 3 The game of graduate students' learning method considering cost k and d

設k=2,d=4, 可得表4。

表4 考慮成本k 與d 的期望得益的具體數值Table 4 Expected benefits considering cost k and d (numerical value)

由此可見, 即使是在考慮了k與d等成本的情形下, 唯一的貝葉斯納什均衡仍然為(CC,cc), 即教師采用科研導向型教學模式, 有助于培養(yǎng)研究生的科研意識。

3 實施科研導向型教學模式的保障措施

不完全信息靜態(tài)博弈分析表明, 采用科研案例導入式授課方式是培養(yǎng)研究生科研思維的重要途徑。 為了優(yōu)化科研導向型教學模式, 可考慮在以下方面加強對研究生科研意識和科研能力的培養(yǎng), 為科研導向型教學模式的順利實施提供保障。

3.1 為研究生開設學術專題講座, 使其樹立科研意識

從學校層面來看, 可考慮在研究生入學伊始就邀請校內外專家開設專題講座, 專家結合如何做好科研等問題與研究生進行交流, 使其樹立科研意識。 從教學單位層面來看, 要結合學術熱點問題和研究生的科研需求, 由導師傳授閱讀科技文獻、 申請科研課題和寫作學術論文的具體方法。 為了培養(yǎng)研究生的科研素養(yǎng), 學校和研究生所在教學單位應開設學術道德以及學術行為規(guī)范方面的課程或講座, 并且結合專業(yè)課教學內容進行科研誠信教育[5], 使研究生在從事科學研究的同時加強學術自律。

3.2 授課教師與研究生導師溝通, 形成“兩位一體” 協同培養(yǎng)機制

教師的授課方式影響研究生在主動質疑和被動接受知識之間進行選擇, 導師的學術水平和科研能力則直接影響研究生的科研能力。 研究生課程的授課教師往往本身也是碩士生導師, 或者與學生的導師處于相同的工作單位甚至同一學科組, 從而為二者之間的實時溝通創(chuàng)造了便利條件, 有利于實現專業(yè)知識與研究生科研選題的有效對接[6]。 成立研究生科研培養(yǎng)小組是建立“兩位一體” 協同培養(yǎng)機制的重要方式, 培養(yǎng)小組成員包括研究生本人的導師和授課教師, 其中研究生導師是固定的, 授課教師根據教學安排適時進行調整。 培養(yǎng)小組中最好包括一名具有博士學位的青年教師, 能夠指導研究生追蹤學術前沿。

3.3 靈活運用其他教學方式, 通過課堂教學營造學術研究氛圍

授課教師在采用科研案例導入式授課方式的同時, 也可通過探索式教學、 研討式教學和案例教學,在課堂上營造學術研究氛圍。 教師要精簡、 深化授課內容, 每次課講授一個完整的知識點, 將學術研究熱點或社會熱點作為討論話題[7], 通過課堂互動、 小組研討等方式, 引導研究生模擬學術交流會議發(fā)言, 在學術討論中發(fā)現問題, 形成科學探究精神。

3.4 打造基于科研能力培養(yǎng)的習題庫, 提供課后保障

遵循“授之以漁” 的原則[8], 為了培養(yǎng)研究生獨立寫作學術論文的能力, 可考慮打造有利于科研能力培養(yǎng)與提升的習題庫。 授課教師結合每一章的授課內容選擇1～2 篇最新發(fā)表的高水平學術論文, 將之納入習題庫中, 引導學生分析其寫作思路和研究方法,指導學生進行科研選題、 文獻資料獲取、 文獻綜述寫作、 學術語言的語感培養(yǎng), 使學生結合自己的研究興趣和導師的研究方向做到舉一反三, 嘗試把學術前沿理論與現實問題相結合, 根據導師組與授課教師的建議擬定論文題目, 結合研究對象的性質確定研究方法, 互相交流收集數據、 建立模型的經驗,探討如何在定量分析的基礎上得出結論、 如何根據結論提出政策建議, 在申請課題以及獨立撰寫學術論文方面邁出第一步。

4 結束語

理論研究和有關高等學校的教學實踐均表明, 科研導向型授課方式對提高研究生科研水平具有重要意義[9]。 在實施科研導向型教學模式的同時, 也不能忽視傳統課堂教授的重要性。 與本科生相比, 研究生的學習能力較強, 學習主動性和自覺性較高, 因此在教學過程中, 授課教師要注重課堂講授技巧, 精講課程的基本理論, 并結合科研案例及學科前沿文獻, 引導學生思考理論知識在科學研究中的應用, 實現課堂教學與科研思維培養(yǎng)相輔相成。