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摘要介绍教育装备开发研制的决策过程、决策类型，并通过教育装备研制方案决策实例来说明如何运用决策树进行决策分析，为解决类似的问题提供方法和思路。
关键词 教育装备；决策树；决策；收益
中图分类号：G482文件标识码：A 文章编号：1671-489X（2007）02－0004-03
Analysis Method of Decision Tree on Research Process of Educational Equipment//Zhang Xia, Ai Lun, Hu Younong
Abstract This paper introduces decision process and decision making types, and explains how to use decision tree by an example in the course of educational equipment research, it provides a series of method and thought to the similar questions.
Key words educational equipment; decision tree; decision-making; income
Author’s addressCapital Normal University, Beijing 100037,China
在教育改革不断深入，科学技术不断发展的同时，我国每年把大量资金投入到教育装备上。以2002-2003年度数据为例，该年度我国教育信息化投入为210亿元，比上一年度增长了5%；实验室仪器设备市场投入达到60亿元，增长了6%左右[1]。
为了保证投入的最大产出，我们必须对教育装备进行深入研究。教育装备研究应采用系统的研究方法，着眼于教育装备实现其价值的全过程，以满足教育需要为目的，以实现投入-效益最大化为目标。其研究内容包括是：明确现役教育装备存在的不适应教学的问题，在役教育装备能否解决这些问题？引进新的教育装备应具有哪些功能要求？非专门用于教育的产品能否满足教育的需要？自主设计、开发是否可行？如何设计、开发？如何进行性能－价格比及二次投入资金的预测？如何推广、培训使用？如何进行管理维护以保障使用率的提高？退役装备能否再度利用？如何实现教育装备的共享等等。教育装备研究可利用各学科的成果，总结和探讨教育装备实施和保障教育教学活动过程的规律、规则和步骤，以保证教育装备实现价值全过程的经济、合理、有效。
上述教育装备研究，都会涉及到方案选择问题，即决策问题。决策是人们行动的先导，如何从众多的教育装备研究备选方案中选择一个决策者满意的方案付诸实施，如何实现决策效益的最大化是首要的问题。下面通过例子来说明什么是决策分析、如何进行决策阐述。
1决策的定义
决策是人们为实现某个（些）准则而制定、分析、评价、选择行动方案，并为实现某种最佳准则和行动方案而进行的活动。决策有广义和狭义之分。广义的决策包括决策准备、方案优选和方案实施等全过程。狭义的决策是人们按照某个准则在若干备选方案中的选择，它只包括准备和选择两个阶段的活动[2]。
2决策的类型
决策的分类方法很多，根据决策系统的约束性与随机性原理，可分为确定型决策和非确定型决策。
2.1 确定型决策
确定型决策是在一种已知的完全确定的自然状态下，选择满足目标要求的最优方案。
确定型决策问题，一般应具备4个条件：
①存在着决策者希望达到的一个明确目标（收益大或损失小）；
②只存在一个确定的自然状态；
③存在着决策者可选择的两个或两个以上的抉择方案；
④不同的决策方案在确定的状态下的益损值可以计算。
2.2 非确定型决策
非确定型决策是指决策问题有两种以上自然状态，哪种可能发生是不确定的。
非确定型决策又可分为两类：当决策问题自然状态的概率能确定，即是在概率基础上作决策，但要冒一定的风险，这种决策称为风险型决策。如果自然状态的概率不能确定，即没有任何有关每一自然状态可能发生的信息，在此情况下的决策就称为完全不确定型决策。
风险型决策问题通常要具备如下5个条件：
①存在着决策者希望达到的一个明确目标；
②存在着决策者无法控制的两种或两种以上的自然状态；
③存在着可供决策者选择的两个或两个以上的抉择方案；
④不同的抉择方案在不同的自然状态下的益损值可以计算出来；
⑤每种自然状态出现的概率可以估算出来。
3决策的过程
决策过程主要包括5个阶段[3]，如图1所示。
图2 决策树示意图
方块□--表示决策点，从它引出的分支叫方案分支，分支数即为提出的方案数。
圈○--表示方案节点（也称自然状态点）。从它引出的分支称为概率分支，每条分支上面应注明自然状态（客观条件）及其概率值，分支数即为可能出现的自然状态数。
三角△--表示结果节点（也称末梢），它旁边的数值是每一方案的相应状态下的受益值。
4.2 决策步骤
首先根据决策问题绘制决策树；计算概率分支的概率值和相应得结果节点的收益值；计算各概率点的收益期望值；确定最优方案。
4.3 应用举例
某校因教学需要，考虑是否自行研制一个新的教育装置。首先，这个研制项目是否需要评审，如果评审，则需要评审费5000元，不评审，则可省去评审费用。如果决定评审，评审通过概率为0.8，不通过概率为0.2。每种研制形式都有失败可能，如果研制成功（无论哪一种形式），能有6万元收益；若采用"本厂独立完成"形式（包括先评审），则支付研制费用为2.5万元，成功概率为0.7，失败概率为0.3；若采用"外厂协作"形式（包括先评审），则支付研制费用为4万元，成功概率为0.99，失败概率为0.01。针对上述问题，需要进行决策。
决策过程如下：
(1)首先画出决策树，如图3所示。
式中Vi--事件i的条件值；
Pi--特定事件i发生的概率；
n--事件总数。
独立研制成功的期望值：
E(V6)=0.7×30 0.3×(-30)=12
协作研制成功的期望值：
E(V7)=0.99×15 0.01×(-45)=14.4
(3)根据期望值决策准则，若决策目标是收益最大，则采用期望值最大的行为方案，如果决策目标是使损失最小，则选定期望值最小的方案，本例选用期望值最大者，即选用协作完成研究形式。
5结论
在对教育装备进行分析、引进、设计、开发、利用、管理和维护等不同阶段，凡是涉及到不同方案选择的决策问题时，都可以采用决策树分析法，实现决策效益的最大化，通过上面的例子可以得出以下结论。
（1）决策树能显示出决策过程，形象具体，便于发现问题；
（2）决策树能把风险决策的各个环节联系成一个统一的整体，有利于决策过程中的思考，易于比较各种方案的优劣。
（3）决策树法既可进行定性分析，也可进行定量分析。
参考文献：
[1] 刘诗海. 教学仪器的现状与发展. 教学仪器与实验[J], 2003
[2] 姚运涛. 大型油库消防系统建设的决策树研究, 油气储运[J] 1994（01）
[3] 何学秋. 安全工程学[M]．北京：中国矿业大学出版社] 2000
[4] 王红平. 运用决策树法对投标中报价方案的优化. 经济师[J]. 2003（4）
关键词 教育装备；决策树；决策；收益
中图分类号：G482文件标识码：A 文章编号：1671-489X（2007）02－0004-03
Analysis Method of Decision Tree on Research Process of Educational Equipment//Zhang Xia, Ai Lun, Hu Younong
Abstract This paper introduces decision process and decision making types, and explains how to use decision tree by an example in the course of educational equipment research, it provides a series of method and thought to the similar questions.
Key words educational equipment; decision tree; decision-making; income
Author’s addressCapital Normal University, Beijing 100037,China
在教育改革不断深入，科学技术不断发展的同时，我国每年把大量资金投入到教育装备上。以2002-2003年度数据为例，该年度我国教育信息化投入为210亿元，比上一年度增长了5%；实验室仪器设备市场投入达到60亿元，增长了6%左右[1]。
为了保证投入的最大产出，我们必须对教育装备进行深入研究。教育装备研究应采用系统的研究方法，着眼于教育装备实现其价值的全过程，以满足教育需要为目的，以实现投入-效益最大化为目标。其研究内容包括是：明确现役教育装备存在的不适应教学的问题，在役教育装备能否解决这些问题？引进新的教育装备应具有哪些功能要求？非专门用于教育的产品能否满足教育的需要？自主设计、开发是否可行？如何设计、开发？如何进行性能－价格比及二次投入资金的预测？如何推广、培训使用？如何进行管理维护以保障使用率的提高？退役装备能否再度利用？如何实现教育装备的共享等等。教育装备研究可利用各学科的成果，总结和探讨教育装备实施和保障教育教学活动过程的规律、规则和步骤，以保证教育装备实现价值全过程的经济、合理、有效。
上述教育装备研究，都会涉及到方案选择问题，即决策问题。决策是人们行动的先导，如何从众多的教育装备研究备选方案中选择一个决策者满意的方案付诸实施，如何实现决策效益的最大化是首要的问题。下面通过例子来说明什么是决策分析、如何进行决策阐述。
1决策的定义
决策是人们为实现某个（些）准则而制定、分析、评价、选择行动方案，并为实现某种最佳准则和行动方案而进行的活动。决策有广义和狭义之分。广义的决策包括决策准备、方案优选和方案实施等全过程。狭义的决策是人们按照某个准则在若干备选方案中的选择，它只包括准备和选择两个阶段的活动[2]。
2决策的类型
决策的分类方法很多，根据决策系统的约束性与随机性原理，可分为确定型决策和非确定型决策。
2.1 确定型决策
确定型决策是在一种已知的完全确定的自然状态下，选择满足目标要求的最优方案。
确定型决策问题，一般应具备4个条件：
①存在着决策者希望达到的一个明确目标（收益大或损失小）；
②只存在一个确定的自然状态；
③存在着决策者可选择的两个或两个以上的抉择方案；
④不同的决策方案在确定的状态下的益损值可以计算。
2.2 非确定型决策
非确定型决策是指决策问题有两种以上自然状态，哪种可能发生是不确定的。
非确定型决策又可分为两类：当决策问题自然状态的概率能确定，即是在概率基础上作决策，但要冒一定的风险，这种决策称为风险型决策。如果自然状态的概率不能确定，即没有任何有关每一自然状态可能发生的信息，在此情况下的决策就称为完全不确定型决策。
风险型决策问题通常要具备如下5个条件：
①存在着决策者希望达到的一个明确目标；
②存在着决策者无法控制的两种或两种以上的自然状态；
③存在着可供决策者选择的两个或两个以上的抉择方案；
④不同的抉择方案在不同的自然状态下的益损值可以计算出来；
⑤每种自然状态出现的概率可以估算出来。
3决策的过程
决策过程主要包括5个阶段[3]，如图1所示。
图2 决策树示意图
方块□--表示决策点，从它引出的分支叫方案分支，分支数即为提出的方案数。
圈○--表示方案节点（也称自然状态点）。从它引出的分支称为概率分支，每条分支上面应注明自然状态（客观条件）及其概率值，分支数即为可能出现的自然状态数。
三角△--表示结果节点（也称末梢），它旁边的数值是每一方案的相应状态下的受益值。
4.2 决策步骤
首先根据决策问题绘制决策树；计算概率分支的概率值和相应得结果节点的收益值；计算各概率点的收益期望值；确定最优方案。
4.3 应用举例
某校因教学需要，考虑是否自行研制一个新的教育装置。首先，这个研制项目是否需要评审，如果评审，则需要评审费5000元，不评审，则可省去评审费用。如果决定评审，评审通过概率为0.8，不通过概率为0.2。每种研制形式都有失败可能，如果研制成功（无论哪一种形式），能有6万元收益；若采用"本厂独立完成"形式（包括先评审），则支付研制费用为2.5万元，成功概率为0.7，失败概率为0.3；若采用"外厂协作"形式（包括先评审），则支付研制费用为4万元，成功概率为0.99，失败概率为0.01。针对上述问题，需要进行决策。
决策过程如下：
(1)首先画出决策树，如图3所示。
式中Vi--事件i的条件值；
Pi--特定事件i发生的概率；
n--事件总数。
独立研制成功的期望值：
E(V6)=0.7×30 0.3×(-30)=12
协作研制成功的期望值：
E(V
(3)根据期望值决策准则，若决策目标是收益最大，则采用期望值最大的行为方案，如果决策目标是使损失最小，则选定期望值最小的方案，本例选用期望值最大者，即选用协作完成研究形式。
5结论
在对教育装备进行分析、引进、设计、开发、利用、管理和维护等不同阶段，凡是涉及到不同方案选择的决策问题时，都可以采用决策树分析法，实现决策效益的最大化，通过上面的例子可以得出以下结论。
（1）决策树能显示出决策过程，形象具体，便于发现问题；
（2）决策树能把风险决策的各个环节联系成一个统一的整体，有利于决策过程中的思考，易于比较各种方案的优劣。
（3）决策树法既可进行定性分析，也可进行定量分析。
参考文献：
[1] 刘诗海. 教学仪器的现状与发展. 教学仪器与实验[J], 2003
[2] 姚运涛. 大型油库消防系统建设的决策树研究, 油气储运[J] 1994（01）
[3] 何学秋. 安全工程学[M]．北京：中国矿业大学出版社] 2000
[4] 王红平. 运用决策树法对投标中报价方案的优化. 经济师[J]. 2003（4）