李昕瑜

(哈爾濱師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院 黑龍江 哈爾濱 150000)

系統(tǒng)科學(xué)中的“老三論”創(chuàng)立并發(fā)展與20世紀(jì)40年代，以系統(tǒng)論、控制論和信息論為代表。“新三論”(DSC論)是20世紀(jì)70年代陸續(xù)確立并且獲得極快發(fā)展的系統(tǒng)理論的分支學(xué)科，包括耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)同論和突變論。二者皆以物質(zhì)世界或精神世界的某種系統(tǒng)為研究對(duì)象，但“新三論”側(cè)重研究系統(tǒng)的自組織問題，本文著重以新三論來討論其在教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所起的指導(dǎo)作用。

教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以傳播理論、學(xué)習(xí)理論和教學(xué)理論為基礎(chǔ)，運(yùn)用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)和方法，分析教學(xué)中的問題和需求，從而找出最佳的教學(xué)解決方案的一種理論和方法。要使整個(gè)教學(xué)活動(dòng)達(dá)到一個(gè)最佳的狀態(tài)，就必須對(duì)教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)方法是教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心方法。

“新三論”雖然確立時(shí)間不長(zhǎng)，卻是系統(tǒng)科學(xué)領(lǐng)域中年少有為的成員，耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)同論和突變論都是研究復(fù)雜系統(tǒng)發(fā)生突變時(shí)的理論，但是其強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)不同，是系統(tǒng)科學(xué)中的基礎(chǔ)理論部分。

耗散結(jié)構(gòu)理論是比利時(shí)物理學(xué)家普利高津于1969年提出來的。普利高津所指出：“社會(huì)和生物組織只有與周圍環(huán)境的介質(zhì)進(jìn)行物理和能量的交換才可以維持生命力。人們將普利高津的這段話加以提煉，簡(jiǎn)要地將耗散結(jié)構(gòu)的形成的必要條件概括為四條：開放系統(tǒng)；遠(yuǎn)離平衡態(tài)；非線性相互作用和存在漲落。按照耗散結(jié)構(gòu)論的觀點(diǎn)，一個(gè)處于非平衡態(tài)的開放系統(tǒng)，通過不斷地從外界環(huán)境中獲取物質(zhì)和能量而帶進(jìn)“負(fù)熵流”(即與外界進(jìn)行信息交流)，可以從原來無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行驙顟B(tài)，使系統(tǒng)形成具有某種功能的新的層次結(jié)構(gòu)，這樣便形成了耗散結(jié)構(gòu)。

耗散結(jié)構(gòu)理論被視為自組織理論的核心，就在于它不僅探查出耗散結(jié)構(gòu)形成的條件，更揭示了耗散結(jié)構(gòu)演化的機(jī)制。一個(gè)耗散結(jié)構(gòu)在任一時(shí)間點(diǎn)上的存在狀態(tài)都是不同的，同時(shí)每個(gè)存在狀態(tài)都要受到系統(tǒng)內(nèi)部元素隨機(jī)運(yùn)動(dòng)所帶來的局部微小擾動(dòng)。

協(xié)同論是20世紀(jì)70年代聯(lián)邦德國著名理論物理學(xué)家赫爾曼哈肯在1973年創(chuàng)立的。他科學(xué)地認(rèn)為自然界是由許多系統(tǒng)組織起來的統(tǒng)一體，這許多系統(tǒng)就稱為小系統(tǒng)，這個(gè)統(tǒng)一體就是大系統(tǒng)。在某個(gè)大系統(tǒng)中的許多小系統(tǒng)既相互作用，又相互制約，它們的平衡結(jié)構(gòu)，而且由舊的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌慕Y(jié)構(gòu)，則有一定的規(guī)律，研究其規(guī)律的科學(xué)就是協(xié)同論。協(xié)同學(xué)理論是處理復(fù)雜系統(tǒng)的一種策略。

哈肯也曾多次強(qiáng)調(diào)協(xié)同學(xué)就是一門研究各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中關(guān)于合作、協(xié)作或協(xié)同的學(xué)說。對(duì)于開放系統(tǒng)的演化機(jī)制，哈肯從競(jìng)爭(zhēng)和協(xié)同的角度給出了不同于普利高津的解釋，他認(rèn)為，自組織系統(tǒng)演化的動(dòng)力來自系統(tǒng)內(nèi)部的兩種相互作用：競(jìng)爭(zhēng)和協(xié)同。子系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)使系統(tǒng)趨于非平衡，這正是系統(tǒng)自組織的的首要條件，子系統(tǒng)之間的協(xié)同則在非平衡的條件下士子系統(tǒng)中某些運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)聯(lián)合起來并加以放大，從而使之占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，支配系統(tǒng)的整體演化。

突變理論是比利時(shí)科學(xué)家托姆在1972年創(chuàng)立的。其研究重點(diǎn)是在拓?fù)鋵W(xué)、奇點(diǎn)理論和穩(wěn)定性數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)之上，通過描述系統(tǒng)在臨界點(diǎn)的狀態(tài)，來研究自然多種形態(tài)、結(jié)構(gòu)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的非連續(xù)性突然變化現(xiàn)象，并通過耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)同論與系統(tǒng)論聯(lián)系起來，并對(duì)系統(tǒng)論的發(fā)展產(chǎn)生推動(dòng)作用。因此，人們普遍認(rèn)為突變論是耗散結(jié)構(gòu)理論和協(xié)同學(xué)的數(shù)學(xué)工具和基礎(chǔ)。

新三論雖然發(fā)端與物理、化學(xué)的研究領(lǐng)域，但人們已經(jīng)在生物、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、工程管理甚至在社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化、歷史探討了新三論的應(yīng)用，并且充分肯定了新三論的重要研究意義。

。同樣地，新三論也被應(yīng)用到了教育教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，并且也發(fā)揮了不可代替的指導(dǎo)作用。

教學(xué)系統(tǒng)是教育系統(tǒng)的子系統(tǒng)，它可以是指學(xué)校的全部教學(xué)工作，也可以是一門課程、一個(gè)單元或者一節(jié)課的教學(xué)，或是為達(dá)到某種教學(xué)目的而實(shí)施的、有控制的教學(xué)信息傳遞過程。教學(xué)系統(tǒng)包含了教室、學(xué)生(均為人員要素)、教育資源(信息要素)和教學(xué)媒體(物質(zhì)要素)等四個(gè)最基本的要素，這是教學(xué)系統(tǒng)運(yùn)行的最基本的前提，并組成系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)?；谛氯摰闹笇?dǎo)，在教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，我們應(yīng)該把握以下幾點(diǎn)：

(1)注重系統(tǒng)的整體性。在內(nèi)涵上，“整體性”強(qiáng)調(diào)“整體>各部分之和”，因?yàn)榻虒W(xué)系統(tǒng)不是由各個(gè)組成要素簡(jiǎn)單、孤立地疊加而成的，相反，教學(xué)系統(tǒng)是由各組成要素相互聯(lián)系、相互作用而形成的一個(gè)新的有機(jī)整體。

(2)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的開放性。在耗散結(jié)構(gòu)理論中提到，開放性是指一個(gè)系統(tǒng)與外界進(jìn)行信息、物質(zhì)和能量的交換，這是一個(gè)系統(tǒng)向無序向有序的，最終形成一個(gè)耗散結(jié)構(gòu)的必要條件?？梢钥闯鲆粋€(gè)系統(tǒng)若想保持其穩(wěn)定性和有序性，就必須不斷地從外界環(huán)境中獲取物質(zhì)和能量而帶進(jìn)“負(fù)熵流”(即與外界進(jìn)行信息交流)，熵是一個(gè)系統(tǒng)中的“無秩序”程度，熵越大，則系統(tǒng)的無序性越大

(3)利用系統(tǒng)各要素的非線性。教學(xué)系統(tǒng)中四個(gè)要素是相互制約相互影響的，對(duì)于它們之間的關(guān)系的界定不應(yīng)該是線性而應(yīng)該非線性的。四個(gè)要素之間的關(guān)系有以下四個(gè)：①教師—學(xué)生、②師生—教學(xué)內(nèi)容、③師生—教學(xué)媒體、④教學(xué)內(nèi)容—教學(xué)媒體。

(4)把握師生、生生之間的協(xié)同關(guān)系。教學(xué)是一個(gè)由教師、學(xué)生、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)信息和教學(xué)媒體等要素組成的開放系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程有序的條件是協(xié)調(diào)教學(xué)系統(tǒng)中各部分的協(xié)調(diào)性、同步性、競(jìng)爭(zhēng)性和協(xié)同作用，以及系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互作用。這就要求我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)該貫徹協(xié)同性的原則，提倡以教師、學(xué)生為主體的協(xié)作學(xué)習(xí)。

(5)在“突變”中獲得進(jìn)步。系統(tǒng)有序性的形成要依靠系統(tǒng)所產(chǎn)生的“漲落”。這種“漲落”在教學(xué)的過程中就是要激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，情感沖突等，而學(xué)生產(chǎn)生這些沖突之后便會(huì)有不平衡的狀態(tài)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

新三論其本身的科學(xué)性毋庸置疑，它早已經(jīng)在自然科學(xué)領(lǐng)域中得到了反復(fù)的驗(yàn)證，為人們認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界提供了一個(gè)強(qiáng)大的理論支撐。同時(shí)，新三論也在不斷地向其他領(lǐng)域擴(kuò)展、延伸的過程中得到了方法論價(jià)值論的再次肯定。 而我們借用新三論來考慮在教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問題，更是應(yīng)該得到廣泛地重視和認(rèn)可。

[1] 何克抗、鄭永柏、謝幼如編著. 教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京，北京師范大學(xué)出版社，2002.

[2] 李衛(wèi)東. 基于熵理論的教育教學(xué)系統(tǒng)分析.延安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008.

[3] 王永生. 從耗散結(jié)構(gòu)思考我國教育技術(shù)的發(fā)展.現(xiàn)代教育技術(shù)，2009.

[4] 趙麗萍. 論教育信息處理中的信息熵方法.甘肅科技，2008.

[5] 劉菊、戴軍、解月光. 自組織理論及其教育研究應(yīng)用前景探析.遠(yuǎn)程教育，2012.