从博弈角度探究教师布置课堂作业的最有效方式

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大一学年度上 《网络与社会导论》 课程论文之一

一、背景与现状

近年来,人才培养的重镇集中在初高中等各种学段上,为了应对升学大考,在与其他同龄人的竞争中取得优胜,学校教师往往会在作业这一检验和巩固方法上煞费苦心。同时,为了促进学生身心健康,保证学生全面发展,教育部下发规划,提出减轻中⼩学⽣课业负担的目标:要求到 2015 年,基本实现中⼩学⽣全⾯减负的⽬标。在这种看似矛盾的环境中,是否有一种策略,从而使教师在布置作业时,达成少量而高效的目的,既达成效率最大化?

随着对网络与社会学中博弈论模块了解的深入,纳什均衡或许能为这个问题提供略为理想的答案。

二、背景知识

纳什均衡(Nash equilibrium) ,又称为非合作博弈均衡,是博弈论的一个重要策略组合,以 约翰·纳什 命名。

纳什均衡是指博弈中这样的局面,对于每个参与者来说,只要其他人不改变策略,他就无法改善自己的状况。在每个参与者都只有有限种策略选择并允许混合策略的前提下,纳什均衡必定存在。

通过对相应环境的分析,我们很容易得出,在这样一个非合作博弈(假设学生完成作业的过程满足非合作条件)中,显然在老师与学生群体之间,以及学生个体之间都存在着博弈。

三、案例创建及分析

1.老师与学生群体的博弈

第一轮博弈:正和博弈阶段。老师布置的作业不多,学生能顺利完成,也乐意完成。双方的博弈策略为合作博弈,师生都是正收益,此时为“正和博弈”。

第二轮博弈:零和博弈阶段。来自家长、考核机制和管理层的压力,推动了某一科个别教师增加作业量。当此学科作业量激增后,那些作业量较少的学科学习时间将被严重蚕食,这些学科成绩会显著下降,但学生的各科总成绩不变。教师之间有得有失,收益在教师之间发生了转移,教师们的收益之和不变。

第三轮博弈:负和博弈阶段。为捍卫自己学科的学习时间,这些学科老师也被迫增加作业量。此时,所有学科的作业量都持续增加。学生的身心健康受损,写作业的积极性下降,教师的批改作业量和劳动强度也大为增加,但大家的考核排名并未有本质变化。此时,博弈就进入了“负和博弈”阶段。

第四轮博弈:纳什均衡阶段。此时没有老师减少自己的作业量,因为一旦减少作业量,学生就会把这部分时间用于写其他作业,学科利益就会短期受损。这就形成了大家相互加码,无人选择退出的“纳什均衡”局面。此时,纳什均衡下大家的福利总和持续减少,效率持续降低,形成了没有赢家、都是输家的僵持局面,但坚持当下策略却是僵局中每个参与者的最佳选择,因为改变当下的策略,自身利益会减少的更快。

第五轮博弈:纳什均衡的强化。当某学校、某老师试图减少作业量,以打破越来越累的“纳什均衡”僵局,就会招致家长的强烈反对。基于此,单个学校、学科无法独立改变增加作业的博弈策略。

这就解释了作业为何愈来愈多且难以控制难以减少的内在机制。作业布置的“纳什均衡”,其原因就在于社会用短期的评价机制考量学生学习和教师业绩,必然推动各个博弈参与者为谋求短期收益,采取非理性的对抗性博弈策略。最终形成“负和博弈僵局”,即“纳什均衡”局面。

2.学生个体之间的博弈

对于是否完成作业所带来的收益与风险,在作业量可以接受的情况下,理智的学生自然会选择完成作业,避免风险同时还能获得收益,不过为了体现学生竞争关系,我们不妨构建环境,将竞争关系放大如下:

当你拿出了你的作业的时候,你惊奇的发现,你拿错了作业,你带回来的作业本是他人的,这时,你该不该写作业?此时,若你头脑清醒,会做出最理智的决定。你清楚的了解老师,当老师检查作业的时候,发现学生写了作业,老师会夸奖这个学生,当老师发现学生没有写作业的时候,老师会批评这个学生,并让他下一次补全作业。

此时,我们可以利用博弈论的知识来分析一下这个问题。假设,老师发现学生写了作业,会奖励学生,此时,学生的收益为 +2 ,老师发现学生没有写作业,会批评学生并让其补全作业,学生的收益是 -4

收益矩阵如下:

写作业不写作业
写作业(+2,+2)(+2,-4)
不写作业(-4,+2)(-4,-4)

(a,b)分别表示小明的收益、你的收益

通过收益矩阵,可以清晰的看到,该矩阵中存在纳什均衡,此时的收益为(-4,-4),此时的决策,不会通过改变自己的决策来增加自己的收益。显然,这不是老师期望看到的,老师希望学生努力地学习,认真地完成作业。

此时,老师若是改变一下自己处理学生作业的方式,可能会有意想不到的结果。

假设,老师发现学生写了作业,会奖励学生,此时,学生的收益为+2,老师发现学生没有写作业,会批评学生并让其补全作业,学生的收益是-4。老师若是发现了所有的学生都写了作业,会额外给学生一个小奖励,此时每个学生的收益在原来的基础上加 1

此时的收益矩阵如下:

写作业不写作业
写作业(+3,+3)(+2,-4)
不写作业(-4,+2)(-4,-4)

此时,图中存在两个纳什均衡,分别是 (+3,+3)(-4,-4) ,显然,明智的你和小明,会不约而同地选择收益为 (+3,+3) 的决策,两个人都会去完成作业,既获得了最大的收益,也达到了老师的预期。

四、结论

  1. 单个学校、学科无法独立改变增加作业的博弈策略,除非所有的学校全部同时结束对抗,走向合作,以集体理性取代个体疯狂。
  2. 老师为了更好的督促学生写作业,可以采用集体奖励的方式。
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