思政元素融入教学过程的博弈分析——以植物健康与大数据课程为例

陶飞，张璐璐，李帆，薛应钰，刘佳，徐秉良

(甘肃农业大学 植物保护学院，甘肃 兰州 730070)

大数据时代，每一个字节就像跳动的“音符”蕴含着变革的能量。2019年10月25日，习近平总书记发表以大数据促进国家治理现代化的评论员文章，他指出：“要运用大数据提升国家治理现代化水平。要建立健全大数据辅助科学决策和社会治理的机制，推进政府管理和社会治理模式创新，实现政府决策科学化、社会治理精准化、公共服务高效化” 。大数据给国家治理现代化带来了机遇和挑战。被誉为“大数据时代预言家”的维克托·迈尔-舍恩伯格在其《大数据时代》分析中提到了一点，即 “大数据将开启了一次重大的时代转型”，而这将对我们人类的思维模式和生活方式带来质的变革。

进入新时代，培养什么人、怎样培养人、为谁培养人成为中国高等教育必须回答的根本问题。2019年10月18日，习近平总书记在光明日报发表题为“构建课程思政的育人大格局”评论员文章中指出：“要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应[1]”。但如何打破长期以来思想政治教育与专业教育相互隔绝的“孤岛效应”，将立德树人贯彻到高校课堂教学始终，推动思政建设，构筑育人大格局是我们新时代高校教师面临的重要任务。

课程思政从来就不是“课程”与“思政”的生硬叠加，也不是在课堂之外增加学时的“弦外之音”。“思政”与“课程”的关系，犹如“如春在花、如盐化水”，而非“眼中金屑、米中掺沙”。二者应该是隐性渗透的有机结合，是相辅相成、相互促进和协调发展的关系。这里我们就利用到了博弈论的思想，依据现有的环境条件利用，改变和完善策略，其目的就是为了教学收益的最大化[2]。将学生作为主体，授课过程中应将思政元素恰如其分的融入到教学过程中，不宜硬性灌输，应由近及远、由表及里、把家国情怀自然渗入课程方方面面，引人入胜地引导学生学习，激发学生对该课程的学习兴趣，实现润物无声的效果。

为顺应现代化和智能化发展的新时代背景，培养国家发展重大战略需求的高层次人才，在甘肃农业大学开设了植物健康与大数据公选课课程，课程内容包含：服务器的搭建及运行、Linux系统下Shell、R和Python语言的操作、高通量数据中植物基因组中与植物抗病基因的挖掘及分析、功能基因的SNP位点突变及对植物健康的影响等。为了评价教学效果，利用博弈思想分析将思政元素融入课程的教学过程，以期为课程教育教学的研究提供新视角。

1 课程思政元素融入教学的博弈关系

1.1 思政元素的融入量与教学内容的博弈关系

专业课老师在授课过程中，存在某些章节课程内容较多，知识点较难理解的情况。此时融入思政元素或融入过多，就很难完成教学大纲的内容，二者形成博弈关系。举例说明，在绪论部分，当讲到国内大数据发展制约的因素时，可加入的思政元素包括(1)美国拥有目前最先进的测序平台Illumina，而中国还处在起步阶段；(2)2016年深圳华大集团面向全球发布自主研发的高通量台式测序系统BGISEQ-50，结束了国内高通量测序仪的空白历史。(3)华为手机芯片断供引发的民族危机感，引出制约测序仪平台发展的核心问题，还是归咎于测序芯片组的研发问题。显然，第三个元素更能让学生在学习过程中产生民族责任感，而获得学习的主动权。由此可见，教师解决此矛盾的关键是需要在备课阶段做好规划，选择最新的、典型的、大众易于接受的思政元素，并通过丰富的图片和视频等多媒体素材融入到教学过程，达到最佳的教学效果。

1.2 思政元素融入课程教学契合点的博弈关系

思政元素融入的契合点很关键，它既不是生搬硬套，也不是照本宣科，更不是随心所欲，否则与课程教学效果形成博弈关系。例如，将众所周知的人类基因组计划跟小麦基因组计划联系起来，虽然在整个计划中都承担了不到1%的任务，但通过我国科研工作者的努力，都提前完成了任务。这个思政元素融入第二章基因组测序的发展效果最佳，要和所讲述的课程内容契合。另外，思政元素融入的契合点需要与学生达到共情点，只有达到共情点，学生才会主动认识到中国的发展离不开中国共产党的领导，认识到中国特色社会主义制度的优势；激发起学生强烈的民族自豪感、历史使命感和奋发进取心，进而激发学生对课程学习的兴趣点。

2 博弈模型构建与分析

博弈模型构建的前提条件：参与的授课老师和学生都是理性的。即：教师融入思政元素后的教学活动能取得教学效益最大化，作为学生则希望在在听课过程中，对所学课程产生浓厚兴趣，从而在一定的时间内获得最佳的知识信息。从狭义角度讲，师生之间在教学过程中需要不断地提升各自的认知水平，教师除了提高专业知识能力外，还需要挖掘较好的思政元素融入课程，提升课堂教学质量，学生则需要努力克服课程中难点问题带来的厌学情绪，激发学习兴趣，达到双赢的目的；从广义角度讲，老师间有关教授方法等的博弈、学生和老师之间学与教的博弈等。

2.1 博弈决策模型

在传统的教学过程中，我们假设学生预期学习效果为Us，受学生专业知识水平ks、学习态度as、学习兴趣es、学生质量qs的影响，即：Us=f(ks，as，es，qs)。学生如果想在植物健康与大数据课程教学中追求学习效率最大化，则他们所面临的决策问题[3]为：

(1)

U0代表校方规定学生必须达到的学习程度。

假设教师的预期教学效果为Ut，与教师专业知识水平kt、教学工作态度at、挖掘和融入思政元素的能力et、教学经验与质量qt有关，即：Ut=f(kt，at，et，qt)。教师在植物健康与大数据课程教学中追求学生满意程度最大化，即教师面临的决策问题为：

(2)

U'0为校方对教师教学效果的满意程度。

由上述的假设条件推出，学生专业知识水平ks和兴趣爱好es与自身学习态度as有关。而学习兴趣间接作用于学生学习态度。所以，学习兴趣成为了学生决策选择过程中的重要变量。而对于教师决策选择问题，教师专业知识水平kt、思政元素et和教学经验与质量qt与其教学态度at有关。因此，在教师决策选择过程中，教学工作态度at是决策变量，但是它也受到学生学习态度的反馈作用。那么，教学过程中的博弈决策均衡可由公式(3)确定：

(3)

2.2 教学过程中的博弈分析

从数学模型分析，根据公式(3)可知，在植物健康与大数据课程的教学过程中，如果要达到最佳的教学和学习的效果，必须同时满足Ut≥U0和US≥U0两个条件，也就是教与学双方的态度决定了方程的解。承担植物健康与大数据课程教师的教学工作态度at通常与老师的对国家人才培养的认知和学生反馈的评价有关，换句话说就是学生的满意程度决定了教师的教学是否合格。教师为激发学生的学习兴趣，在设施教学过程中，应该增加教学的投入，这包括提升自身的专业水平(ks)，设计和完善课程大纲，将多媒体为载体的思政元素契入到教学过程中(es)，不断的丰富自身的教学经验(qt)。为了达到Ut与Us统一与均衡，即Ut≌Us≥U'0，教师可通过教学过程的课堂提问，章节测验及课后作业等方式，获得学生对该门课程的学习态度(as)，学习兴趣(es)及专业水平(ks)的信息。在学生层面，学生学习的兴趣(es)，不仅影响着学生的学习态度(as)，还影响了学生专业知识水平(ks)的提高。在教与学双方的态度不变的情况下，学生的学习兴趣es越高，其学习态度as和专业水平ks也越高。教师和学生之间的博弈关系就成了at与es互相促进和抑制，即教师的投入的at越高，学生的es也会提高，反之亦然。

2.3 博弈模型各特征因子的主成分及相关性分析

为验证在植物健康与大数据课程教学过程中各个因子之间的关系及影响程度，本课程对选修本课程的草业科学、计算机科学与技术、森林保护及植物保护专业的同学进行了问卷调查，并基于PCA主成分分析构建教学双方决策博弈特征因子(表1)。

表1 教学过程中各因子的主成分析

主成分分析结果表明，在植物健康与大数据课程教与学双方的博弈中，教师的融入思政元素(et)后对学生的学习兴趣(es)影响最大贡献率为28.89%，其次为学生的学习态度(as)贡献率为15.59%，最后为专业知识水平(ks)为13.24%。当教师为主体时，专业水平(kt)和思政元素的融入(et)分别都在10%以上。为了进一步验证各因子之间的关系，进行了相关性分析(图1)，结果显示学生的学习兴趣的激发(es)和学习态度的转变(as)跟教师思政元素融入(et)属于显著的正相关，分别为0.70和0.62(P>0.01)，学生的学习态度(as)跟学习兴趣(es)也成显著正相关为0.58(P>0.01)。

3 结语与讨论

3.1 教师和学生博弈关系的平衡假设

在假设Ut≌Us(教学均衡)的情况下，(1)教师对学生的影响：教师首先要具有专业的知识水平(kt)以提高学生的专业知识水平(ks)；其次教师须具备挖掘和筛选较好思政元素的能力(et)来激发学生的学习兴趣(es)，从而转变学生的学习态度(as)，最终提高学生的质量(qs)。(2)学生对教师的影响：当学生具有浓厚学习兴趣时，学生会主动转变学习态度，而良好的学习积极性对教师的教学起到反馈作用，使得教师会不断地提高自身专业知识水平(kt)，积极准备和设计课堂教学，形成良性循环。这与张青峰[4]等研究的GIS双语课程教学过程关系有所不同，双语教学中教师和学生的专业水平知识是课程收益最大的主要的限定因素。而本研究中，激发学生兴趣为主要因子，思政元素的融入增强了学生对国家和民族发展的责任感，激发了学生向往高精尖专业领域的使命感和荣誉感，从而产生从被动转向主动的学习热情，在学习过程中获得了最大收益。

3.2 教师和学生博弈关系的共情点

共情(Empathy)是指一种感同身受的心理品质，被哈佛大学心理学教授Daniel Goleman认定为情商( EQ) 五大因素之首，这在人与人交流过程中极为重要[5]。教师的教学和学生的学习过程存在博弈关系，二者相关可以正向发展，也可反馈抑制。但从主观上都想正向发展，即Ut≌Us。从某种程度上讲，这就要求教师的教学活动，能够被学生认同和接受。依据本文的分析结果，要使得学生学习效益最大化，教师则必须激发学生的学习兴趣，而融入思政元素是个不错的策略。但问题在于，在思政元素融入课程活动过程中，如何有效地激发与学生的共情？这就需要教师善于挖掘和筛选典型的思政素材，并且感同身受地讲述给学生，使得学生在接受过程中与教师达到共情点。此时，学生的爱国主义情怀与使命担当演化为对这门课程的关注和喜爱。所以，设计较好思政元素的教学策略，对引导学生，激发学生的学习兴趣，与师生之间产生一种动态、和谐的共情点是这场博弈取胜的关键所在。

学生的学习兴趣是决定其学习成效的关键因素，西方国家一直很注重对学生学习兴趣的培养[6]。纵观当今世界，大多数诺贝尔奖项被西方发达国家所斩获，说明我国跟西方发达国家相比，在教育方式上还存在一些不足。本文从博弈的视角分析了思政元素融入课程后对学生学习兴趣的激发是正向的，这为高校教师的“铸魂育人”提供了新思路和新策略。