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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。

（一）闡釋學與教學設計

闡釋學（Hermeneutics）是一種關于意義、理解和解釋的哲學理論。從廣義來說，它是對于意義的理解和解釋的理論或哲學。闡釋包括兩個基本的意思：一是使隱藏的意義顯現出來，二是使不清楚的意義變得清楚。“闡釋學是一種理解世界的方法。通過闡釋學原理的應用，在解釋者對世界所熟知的意義和世界擁有的某種未知的意義之間架起一道理解的橋梁，縮短二者之間隔閡的距離。”[4]在闡釋學發展過程中，有關學家研究總結出以下法則和原理：正確理解文本意義的法則。對文本的理解和解釋不僅僅是一個語言的過程，而且是一個創造性的心里過程。（1）歷史性原則——結合作者所處的具體條件理解文本的意義。（2）整體性原則——在一定的語境中理解每個詞語的意義。（3）代入性原則——進入作者創造時的情景，重新體會其原意教學的主要目的就是對所學內容獲得正確的理解，或者幫助學習者對所學內容闡發個性化的意義。根據學習者的理解過程來促進學習者的個性化理解，教學便有“建構”的意義。闡釋學為教學設計思維提供了一種有意義的視角，對教學設計的啟示主要表現在以下方面：（1）沒有學習者的理解活動，理解不可能產生。學習的產生在于學習者能參與到理解的活動之中。闡釋學認為，當理解者與文本以共同的觀點融合在一起時，理解便產生了。（2）背誦不等于理解。以促進理解為目標的教學，應當關注文本創作者和解釋者所處的不同文化或社會情境。文本的理解不是通過文本的背誦而獲得，而是通過解釋者的闡釋。（3）教學不要奢望某種統一的意義理解或學習結果預定。理解并不是一種僵硬的過程，它涉及所處時代的社會和歷史的影響。要從一個群體中期待一種可信的、客觀的學習結果預定，是不可能的。（4）學習是一種個別化的社會性的活動。每個對話/交流都是不同的，忽視這一現象將導致在教學實踐中錯誤地判斷學習者理解了什么，學到了什么。

運用闡釋學原理為教學設計尋求一種解決方案，意味著我們在為學習者深化某一問題的理解尋求方法。教學設計的思維和操作可以沿著以下原則展開：（1）利用理解的空白，促進學習者對學習內容表現他們個人化意義的理解。這種處理理解“空白”的活動，是基于闡釋學的教學設計的主要任務之一。學習者在對待理解“空白”的問題上，要求表現個人化的解釋/意義生成。教學設計就是要為學習者對文本形成個人化的意義創造/組合大量的機會。例如，為學習者提供開放性問題的課堂討論練習，就有利于學習者展現個人化的反應和發展學習者的個人化意義。（2）多數學習者在學習過程中，在理解主題內容時，都會帶著自身的偏見和切身的利益。這就意味著在學習課程內容開始，教師可以通過引發討論的問題，來發展學習者的主觀性意義。（3）為了促進學習者對學習內容的理解，教學應當在“文本創作時代”與“理解者所處時代”之間架起一座溝通之橋。在任何一種學習活動之中，學習者都會把其自身的時代和文化代入其中，對意義的解釋產生影響。

（二）模糊邏輯與教學設計

模糊邏輯（Fuzzylogic）是美國工程師LotfiZadeh（1965）提出的一個概念。模糊邏輯對傳統邏輯提出了嚴峻的挑戰。傳統的邏輯假設是：人的思想是精神的，人們在思維中所用的概念、命題的意義都是精神的，人們在思維中所用的概念、命題的意義都是精確的。它以命題的二值性為基礎，以排中律為基本原則之一。因此，傳統的邏輯所遵循的是二值性原則和排中原則。一個命題或者是真的，或者世界假的，并且一個及其否定必有一真。而模糊邏輯卻與概念、命題意義的不精確性相一致，它推理的結論并不嚴格依據前提。模糊邏輯的出現，為解決復雜性、交叉性的問題開拓了道路。

模糊邏輯對教學設計的啟示表現在以下三個方面：（1）模糊邏輯理論對教學設計中的需求分析和評價具有啟示意義。這些分析在教學系統設計模式中居核心地位。從模糊邏輯理論的角度來看，在理念與行為只常常存在一種或然的、非線性的關系。因此，運用模糊邏輯作為一種分析工具，更能有效地解釋行為。（2）模糊邏輯理論對認識/處理學習者的感知問題更為有效。學習者對自身能力的感知及自信心，與學習者獲得好成績同樣重要。（3）運用模糊邏輯超越決定論的思維和設計方法，在評價“現實生活”的問題方面顯得更為有效。[4]世界并非是黑白兩極的，而是絢麗多彩的。

（三）混沌理論與教學設計

20世紀60年代，誕生于數學與物理學的混沌理論，與相對論、量子理論并譽為20世紀的三大科學革命理論。混沌理論的產生始于量子物理學不滿牛頓機械決定論對物理現象的解釋。牛頓物理學認為宇宙中的每種實踐都是有序的、規則的并可以預測的。量子物理學認為宇宙并非是一個巨大的、事先決定的存在，所有的物理現象都是不可決定的，也是不可預測的。這種非決定論為解釋世界的混沌現象提供了認識/研究途徑。所謂“混沌”，是指非決定論的不可預測性與無序性、復雜性、不平衡性、多樣性、非線性及不穩定性的存在。理解混沌，應當注意兩點：第一，混沌系統中隱藏無序；第二，混沌是存在于無序中的有序模式。理解混沌理論要把握以下三個關鍵概念：

1．對初始條件的敏感依賴性（Sensitivedependenceoninitialconditions）：一個系統中的混沌是指系統內初始條件的小變化會引發后續的大變化。這也常被稱為“蝴蝶效應（ButterflyEffect）”。混沌系統對其初始條件的異常敏感性說明，最初狀態的輕微變化導致不成比例的巨大后果。當一個系統的初始條件不清楚或不確定時，我們是不可能預測到會發生什么結果的。

2．分形（Fractals）：分形理論創始人是美籍法國數學家B.Mandebrot.fractal，本意是不規則的、破碎的、分數的。用此來描述自然界中傳統幾何學所不能描述的一大類復雜無規則的幾何對象。例如，彎彎曲曲的海岸線、起伏不平的山脈、令人眼花繚亂的滿天繁星等。它們的特點是極不規則或極不平滑。直觀而粗略地說，這些對象都是分形。分形，意指系統在不同標度下具有自相似性質。由于系統特征具有跨尺度的重復性，所以可產生出具有兩個普通特征：第一，它們自始至終都是不規則的；第二，在不同的尺度上不規則程度卻是一個常量。

3．奇異吸引子（StrangeAttractors）：吸引子是系統被吸引并最終固定于某一狀態的性態。而奇異吸引子則通過誘發系統的活力，使其變為非預設模式，從而創造了不可預測性。

混沌理論對分析學習系統提供了另一種科學視角，對我們在分析教學系統中常用的決定論科學方法提出了質疑。（1）如生物學系統一樣，教學系統也是充滿了混沌。傳統的教學設計原則和假設在兩個方面與混沌理論相抵觸：一是教學系統的決定主義假設；二是學習者和學習過程是可預測的。（2）混沌理論挑戰傳統教學設計中的線性教學程序——設計者或教學者認為只要按照預定的教學程序，對學習者施加干預/影響，就可得到預期的學習結果。但事實上，預成的線性教學設計很容易被教學中的混沌實踐所顛覆，導致教學過程難以預測，難以單靠線性的操作程序來控制教學過程，并得到預期的教學效果。（3）混沌理論認為教學設計必須認真考慮學習過程。學習的信息處理模式通常在本質上把學習描述為一種線性過程（短時記憶——長時記憶——工作記憶——績效）。但是，學習的發生過程是學習者個體差異以一種混沌的形式相互交織在一起，共同發揮作用。（4）走向重視學習者元認知能力的發展。處理教學系統設計/實施混沌理論的最有效方法是：幫助學習者學會反思其學習活動，發展其元認知意識，提高其元認知/反思水平。發展學習者的元認知意識是一種幫助它們處理復雜現實世界問題的方法/途徑。元認知是指關于我們如何人感知、記憶、思考和行動的知識。掌握這些過程并在學習中及時應用，直接影響學習者的學習成效。（5）情感與混沌。在學習中處理混沌現象最有力的促進因素要靠人類的情感。已有的情商研究表明，經常性的情感挫折或情緒波動會影響個體的智力水平，損害/削弱學習者的學習能力。自我意識是情商的關鍵性能力。了解和控制個人的自我意識，對于成功做出決策來說，是至關重要的。

就目前我國教育技術發展情形來看，以上這些研究還未完全體現在教學實踐過程中。但是，積極地吸納各種相關理論的研究成果，適應時展和健全自身發展，卻是新時期教育技術發展的必然趨勢。

參考文獻

[1]王強．中國教育和科研計算機網．/20031029/303496.shtml

[2]姜璐．系統科學之窗．/chistory/xtno3.htm

[3]朱式慶．以耗散結構理論分析教育技術學的開放性[J]．電化教育研究，2004，(3)．

[4]鐘志賢．闡釋學、模糊邏輯、混沌理論與教學設計[J]．電化教育研究，2004，(2)．

【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