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加急見刊

系統科學方法在教育技術中的應用研究

鄭 瑞

【摘要】復雜性理論展示了新世紀科學研究的廣闊全景,并為教育研究提供了新的視角和突破理論自身局限的可能性。教育技術具有系統科學方法的重要特征——最優化,這是教育技術所追求的目標。同時,教育技術具有系統科學理論中耗散結構理論的重要特征——開放,使得教育系統處于從無序向有序的動態平衡運動狀態。最后,論述了闡釋學、模糊邏輯、混沌理論對教學設計研究具有一定的啟示和應用價值。

【關鍵詞】復雜科學;系統科學方法;闡釋學;模糊邏輯

被稱為“制高點”、“突破口”的教育技術涵蓋社會、政治、文化、教育、心理和藝術等眾多學科的研究領域,我們必須充分利用科學規律和各種技術,把教育和技術緊密地結合起來,解決教學過程中的實際問題。但只是從應用層面和技術層面發展教育技術是不夠的,必須從系統方法的角度來認識教育技術。只有這樣我們對教育技術的認識才具有高度和深度,才能實實在在地對教育技術的發展進行指導。 一、復雜科學的提出 教育是一種非常復雜的社會現象,它的復雜性不僅體現在教育的主體復雜多樣,系統內 部紛繁變化,還體現在與教育系統息息相關的外部環境的復雜多變上。因此,研究教育有必要從復雜性的視角來審視。復雜科學是國外20世紀80年代提出的研究復雜性和復雜系統的科學。復雜科學包括控制論、信息論、系統論(簡稱“老三論”)和耗散結構論、突變論、協(簡稱“新三論”),以及相變論、混沌論、超循環論等其它新的科學理論。這些理論主要是研究和揭示復雜系統的有關特性,如非線性、混沌、突現、自組織、非還原性等。[1] 正是基于對教育系統復雜性的認識,人們提出將復雜科學的原理和方法引入到教育系統的研究中,從復雜性角度來理解教育系統及其復雜性,轉變學習概念,重新設計與復雜性相適應的學習系統,為學生提供從復雜系統中涌現出的新的思維方法,幫助他們提高學習效果,最終達到增強教育系統效能的目的。 物理學中耗散結構理論、協同學提出了解決復雜自然系統的理論、方法,為統一自然系統和社會系統建立系統科學準備了材料。物理學以前討論的系統是可逆的、退化的,牛頓第二定律、熱力學第二定律判定了系統的演化方向和特點。這類自然系統的演化方向與生物界、社會科學中普遍存在的發展、進化等演變現象相矛盾,人們無法用統一的方法來研究自然系統與社會系統。I.Prigogine提出耗散結構理論:開放系統在遠離平衡狀態時,由于同外界進行物質、能量、信息的交換,可以形成某種有序結構。在自然界的物理、化學系統中可以發現存在著與生物學一樣的進化現象,并可以利用耗散結構來統一討論。H.Haken提出協同學,認為復雜系統的相變是子系統之間的關聯、協調作用的結果。我國著名學者錢學森教授在80年代提出了系統科學體系的框架,分析了在不同層次上的學科內容,提出了它們之間的聯系,使系統科學走上了全面發展的新階段。我們從系統科學的角度來討論問題,這就可以站得更高,對問題分析得更深入。對這些復雜系統的分析不僅是對系統理論的應用,同時在研究中所采用的新的方法,所得到的新的結論也會豐富系統理論本身的內容,使系統理論真正成為解決復雜系統演化的理論。[2] 二、系統科學方法指導教育技術,以實現最優化 系統科學理論“老三論”(控制論、信息論、系統論)和“新三論”(耗散結構論、突變 論、協同論)為許多學科包括教育技術學科的研究提供了新的研究思路和研究方法。系統科學的思想觀點和方法對教育技術學學科的形成和發展有著廣泛和深遠的影響,成為教育技術學最重要的理論基礎。系統科學方法具有以下特征:整體性、綜合性、有效性、定量化和最優化。其中最優化體現了系統科學方法解決問題時所要達到的目標,它可以根據需要和可能為系統確定出優化目標,運用新技術手段和處理方法,把整個系統逐級分成不同等級和層次,在動態中協調整體和部分的關系,使部分的功能和目標服從系統總體的最佳目標,以達到總體最優。 教育技術(AECT)94定義:教育技術是為了促進學習,對有關的過程和資源進行設計、開發、利用、管理和評價的理論與實踐。現代教育技術是以系統方法為核心展開全部教育實踐的,即對學習過程與學習資源進行設計、開發、利用、管理和評價。現代教育技術的目的是追求教育的最優化。教育最優化是指一定的條件下,在同樣的時間內,使學生學得多些快些好些。最優化標準有兩個:一是最大效果;二是最少時間。用最少時間得到最大效果是教育技術所追求的目標。 如前所述,耗散結構理論認為:任何遠離平衡狀態的開放系統,都能通過與環境進行物質和能量的交換,這時系統可從原有的熵增的狀態,轉變為一種在時空和功能方面的遠離平衡的有序狀態,即形成一種組織化和有序化的耗散結構。孤立的系統只能出現負熵,最終導致有序結構的破壞。[3]目前,中國的應試教育還根深蒂固,必須以和諧的方式從教育系統的外部引入負熵,營造開放的教育環境,促進系統內部長期積累的熵增的逐漸減少,通過系統內部的各要素之間的相互作用,使教育系統從無序向有序進行。教育技術可以實現以上轉變。教育技術具有開放性和旺盛的科學活力,它與全新的認知理念同步發展,并及時把相關科學和高新技術引入到教育系統中,促進人們更新教育觀念,改革教學方法,使教育領域成為培養適應社會的創新人才的基地。 開放是系統減少熵增和內耗的調節劑,開放使系統不斷更新,也使系統獲得良性循環的保證。系統要達到開放必須具備兩個條件:系統內部各要素的相互開放和交流,系統內部和外部的各種影響因素的相互開放和互動。開放的本質是系統吐故納新,教育技術的靈魂是整合,它意味著教育對各個學科的開放,接納和綜合。[3] 教育技術具有開放的顯著特征:(1)開放的教育觀念 學會學習是當今教育的主旋律,培養每個公民的信息素養增強了教育技術的開放性,教育技術實現了教育理念的全面開放。(2)開放的教育對象 從教育走出校園,面對社會每個公民,面對不同職業,不同年齡的人,可以按學習者的需求,構建教育環境。(3)開放的學習 重視學習的過程,從學習方式的單一化向多樣化開放,如集體學習,個別學習,研究性學習,協作學習等。傳統的認知方式是人們長期形成的習慣,而電子學習創造了全新的學習空間和學習模式,激發了認知潛能。(4)開放的學習能力 從重知識的獲取能力到處理信息的能力。培養人的信息素養是學習的主要目的,強調個人對信息的獲取、分析、加工、評價、創新的能力。(5)開放的信息資源 電子閱覽室、數字圖書館、多媒體教室、視頻會議系統和信息高速公路把全世界的信息資源通過文本、視頻、音頻、動畫、數據等傳播形式呈現在學習者面前,讓學習者能夠隨時隨地獲取信息。 三、闡釋學、模糊邏輯、混沌理論與教學設計 教學系統由學生、教師、教學內容、教學方法和教學媒體構成,教學設計是對教學系統 的優化設計。教育技術的核心問題是教學設計。因此,教學設計應擺在教育技術學研究與實踐的核心位置,這是因為教學設計不僅構成教學開發與應用的前提,更直接影響到開發與應用的質量。人們獲取學習信息或學習資源的手段、環境及學習目的都發生著變化,因此,教學設計處于變化之中。傳統的系統理論研究教學設計具有一些局限性,如教學設計的線性、確定性、封閉性和負反饋性等與當前以人為本的教學實際有一定的距離。[4]20世紀90年代以來闡釋學、模糊邏輯、混沌理論等多種學科領域的研究為教學設計提供了多樣化的視角。

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