大学课外小组合作学习的博弈论分析(供学生参考)(1)

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1、大学课外小组合作学习的博弈论分析摘要：近年来的大学教学实践中布置小组作业比较普遍。这一做法在取得一定成效的同时，也引发了很多学生的抱怨，最多的抱怨是组员偷懒不做事情，却坐享其成。这种现象在小组作业中十分普遍。本文试图从博弈论角度，分析研究小组合作学习中存在的困境及其解决策略。关键词：小组作业，合作学习，博弈论1.引言在近年来的大学教学实践中，教师经常会布置小组作业，即由学生们自己组成一个学习小组，在规定的时间内共同完成一个任务，以小组成绩作为每个组员的成绩，从而共同达成教学目标。教师试图以这种合

2、作作业的形式使学生成为学习的主体，使学生在相互交流、协作的过程中既提高了学习能力和学习效果，又培养了合作精神，提高了人际协调能力，促进了认知的发展。由于小组作业这种教学形式十分符合当今素质教育的精神，在大学教学中十分盛行。在取得一定成效的同时，也引发了很多学生的抱怨，最多的抱怨是组员偷懒不做事情，却坐享其成。这种现象在小组作业中十分普遍。本文试图从博弈论角度，分析研究小组作业存在的困境及其解决策略。2.小组作业的博弈论分析小组成员的构成一般分为同质和异质两种形式。所谓同质，是指同一小组的学生的学

3、习态度和学习能力大致相同，而异质就是说同一小组的学生的学习态度和学习能力是不同的。接下来，我们就分组的情况分别进行有关的博弈论分析。2.1同质小组的博弈分析不失一般性，我们假定在同质小组情况下将组员随机分为甲乙两方，其在在合作学习中可能采取“行动”和“等待”两种策略分为两类。由于学习能力大致相同，我们不妨假定只要有人采取行动，作业就可以完成，参与行动的组员多少与作业完成的质量无关。为了说明问题，我们进一步假设完成小组作业后的总收益为10，总收益在甲乙两类学生是平均分配的，学生采取“行动”所付出的

4、成本为2。于是，我们有如图1所示的甲乙两类在同质小组内合作完成小组作业的支付矩阵。乙类学生甲类学生行动等待行动3，33，5等待5，30，0图1：同质小组博弈如果甲乙两方学生都采取“行动”，那么小组作业完成后的总收益为10，而各自付出的成本为2，各自的赢利均为5-2=3；如果甲乙两方学生都采取“等待”，那么小组作业不能完成，总收益0，由于没有采取“行动”，各自都没有付出成本，各自的赢利均为0；如果甲方学生采取“行动”，而乙方学生采取“等待”，小组作业也能完成，总收益仍然是10，这时甲方学生付出成本

5、，乙方学生没有付出成本，所以甲类学生的赢利为5-2=3，乙方学生的赢利为5；如果甲方学生采取“等待”，而乙方学生采取“行动”，小组作业也能完成，总收益仍然是10，这时甲方学生没有付出成本，乙方学生付出成本，所以甲方学生的赢利为5，乙方学生的赢利为5-2=3。这个博弈与懦夫博弈具有相同的博弈结构。这个博弈有两个纯策略纳什均衡：一方行动，另一方等待；或一方等待，另一方行动。也就是说，如果对方采取“行动”，我方的优势策略是采取“等待”；而如果对方采取“等待”，我方的优势策略就是采取“行动”。基于理性人

6、假设，甲乙两方都希望对方采取“行动”策略，而自己则采取“等待”策略。但是，问题的关键是究竟是谁行动又是谁等待？在这种场景中，甲乙双方将会出现一场拼忍耐力的比赛，谁能够最后忍住不行动，谁就是最后的赢家。这种博弈态势不是教师布置小组作业时所希望看到的，但不幸的是，在实际的小组学习中往往就会出现这一情况。2.2异质小组的博弈分析在异质小组中，由于同一小组中不同学生的学习态度和学习能力是不同的，不失一般性，我们将学习态度和学习能力较好的称为优等生，而将学习态度和学习能力一般的称为普通生。同时，我们假定教

7、师布置的作业，学生经过努力都是可以完成的，但是完成的质量有可能相同，也有可能不同。下面我们按照这样的两种情况进行分析。首先，我们分析学生经过努力小组作业的完成质量是相同的情况。为了说明问题，我们进一步假设小组作业完成后的总收益为10，总收益对两类学生是平均分配的。考虑到学习能力的差异，我们假定优等生独立完成小组作业所付出的成本为3，而普通生独立完成小组作业所付出的成本为6，如果优等生和普通生共同采取行动，则优等生可节约1个成本，普通生可节约2个成本。于是，我们有如图2所示的优等生和普通生在异质小

8、组内合作完成小组作业的支付矩阵。普通生优等生行动等待行动3，12，5等待5，-10，0图2：异质小组相同成绩博弈如果优等生和普通生两类学生都采取“行动”，那么小组作业完成后的总收益为10，而各自付出的成本分别为2和4，各自的赢利分别为5-2=3和5-4=1；如果优等生和普通生两类学生都采取“等待”，那么小组作业就不能完成，总收益为0，由于没有采取“行动”，各自都没有付出成本，各自的赢利均为0；如果优等生采取“行动”，而普通生采取“等待”，小组作业能够完成，总收益为10，此时，优等生付出成本3，而