耗散結構理論對研究性教學的啟示

佘遠富

［摘 要］ 耗散結構理論對于研究性教學的開展有著重要的啟示。以耗散結構理論為依據，探 討研究性教學，必須以開放性系統為基本出發點，通過遠離平衡態來增加教學活力，以非線 性 作用作為教學改革的依托，以有效性漲落來觸發教學的突破，從而形成教學系統新的有序結 構。

［關鍵詞］耗散結構理論；研究性教學

［中圖分類號］G642［文獻標識碼］Ａ［文章編號］1672-0717（２００８）06-0030-05

耗散結構理論是比利時著名科學家普里高津，通過對非平衡系統的長期研究，于1969年創立 的一種自組織理論。它不僅為揭示自然現象之謎提供了一把理論鑰匙，而且為探索復雜社會 現象的運動變化規律提供了可以洞見的自然科學工具。作為一種具有普遍意義的方法論，耗 散結構理論對于研究性教學的開展也有著重要的啟示。

一、 理論基礎：研究性教學的基本特征與耗散結構高度契合

耗散結構理論是一門研究耗散結構的性質、穩定和演變規律的科學，它探討一個系統在何種 條件下才能夠從無序走向有序，并出現一種新的、穩定的、內部充滿活力的結構。該理論認 為，如果一個系統處于開放狀態，在從平衡態到近平衡態、再到遠離平衡態的演化過程中， 當達到遠離平衡態的非線性區時，一旦系統某個參量的變化達到一定的閾值，通過漲落，該 系統就可能發生突變，由原來的無序混亂狀態轉變為一種時間、空間或功能有序的新狀態。 這種在遠離平衡區形成的、新的穩定的宏觀有序結構，需要不斷與外界交換物質和能量才能 維持，并保持一定穩定性，且不因外界微小擾動而消失，此即為耗散結構^[1]。耗 散結構的 形成必須具備以下幾個基本條件：系統的開放性；遠離平衡態；系統內部各個 要素之間存在非線性的相互作用；發生“漲落”且達到或超過一定的閾值。

研究性教學是社會生產力發展到一定程度的產物，它與當代國際教育界普遍倡導的研究性學 習一樣都建立在建構主義的理論基礎上。一般認為，研究性教學是指“在教學過程中由教師 創設一種類似科學研究的情境和途徑，指導學生在獨立的主動探索、主動思考、主動實踐的 研究過程中，吸收并應用知識，分析并解決問題，從而培養學生的創造能力和創新精神，提 高 學生綜合素質的一種教學模式”^[2]。簡單地說，研究性教學就是借用科學研究的 方式、思 維來組織教學，促進學生提高學習興趣、提升學習能力、增強學習效果，其旨趣在于“教、 學、管”的全過程都貫穿著研究性的特征，包括教師研究性地“教”、學生研究性地“學” 、學校研究性地“管”。研究性教學的基本特征包括教學環境的開放性、教學 模式的創新性、師生的互動性、教學形態的不固定性。

可以看出，研究性教學的基本要求與耗散結構的形成條件高度契合。研究性教學要想取得 良好成效，就必須改革傳統的狹隘封閉的教學模式，更新教學觀念，優化教學結構，形成具 有生機活力、開放有序的教學系統，這正是形成耗散結構的過程。

二、 開放性系統：耗散結構形成的前提，研究性教學的基點

耗散結構理論認為，開放是系統形成耗散結構的必要條件和前提， 一個系統要想形成并保持有序的結構狀態，必須不斷從外部環境引入物 質、能量和信息的負熵流，并不斷排出其“代謝”產物。而研究性教學要走向有序、取 得成效，也必須以教學系統 的開放為基本出發點。

傳統教學過程由于過分強調預設和計劃，從而走向了機械和封閉：過于強調教材和教學大綱 的指導規范作用，教學內容遠離社會實踐和現實需要；過分強調教案的執行，教師的任務就 是按教案引導學生，直至得出預定答案；過分強調教學計劃與進度的一致性，教學過程缺乏 生氣，師生的活力在教學中得不到充分發揮；過分強調課堂理論教學，實踐性教學成為 薄弱環節，忽視對學生課外自主學習和創新實踐的引導。

強調教學系統的開放性是研究性教學的基本特征，擴大開放、引入負熵、建立耗散結構，也 是開展研究性教學的客觀要求和必然選擇。具體體現在以下幾個方面：

第一，教學思想的開放性。任何一項改革的推進與實施，其最大阻力來自傳統思維定勢的慣 性 ，最大動力也源自思想觀念的轉變與更新。在知識經濟和信息時代，新思想、新觀點層出不 窮。只有不斷地學習和研究新的教育教學理論，在解放思想中更新教育觀念，在學習研究中 掌握現代教學理念，在教學過程中貫徹先進教育思想，才能深化教學改革，實施研究性教學 ，培養高素質的創新型人才。

第二，教學內容的開放性。在知識更新很快的今天，封閉的教材體系已經不能滿足 學 生發展的需要；同時，現行的有些課程內容過于陳舊，不利于學生接受新的信息。因此 ，研究性教學不應只局限于教材，而是既要依據教材，又要超越教材，不斷優化教學內容； 既要 注重吸收新信息、新知識，使教學內容及時反映科學發展的最新成果，又要積極引導學生 運用新知識理解或解決各種具體問題，使學生在實際應用中進一步鞏固和豐富知識。

第三，教學過程的開放性。封閉的過程是預設性的，開放的過程則是發展性的，研究性教學 過 程應該是充分開放的。強調教學過程的開放性，不是不再需要教學計劃和教師課前的設計， 而是指在制定計劃和課前設計時就要為學生的主動參與留出空間和時間，為教學過程的動態 發展創造條件。教學計劃和課前設計只是對教學現實的預計與構想，而現實教學往往會出現 許多預想之外的情境，計劃與實施之間會產生一定的落差。所以開放的教學過程應密切關注 學生的學習情況，根據教學實際適時調整教學思路。

第四，教學時空的開放性。研究性教學的主陣地無疑是課堂，但它不僅僅包含課堂教學，還 包 括創新實踐性教學環節、指導學生課外自主學習和組織開展各類科技創新活動。實踐性教學 是人才培養的重要環節，課外教學是課堂教學的重要補充，各類科技創新活動是提高學生創 新能力和綜合素質的有效途徑。因此，教學時空必須突破規范、閉塞的課堂區域，從課內延 伸到課外，從教室延伸到圖書館、學生生活、社會實踐和網絡學習系統，實現學習與探究結 合、學習與生活結合、學習與社會結合。

三、 遠離平衡態：耗散結構的有序之源，研究性教學的活力所在

耗散結構理論認為，系統狀態有平衡和非平衡兩類。平衡態是指構成系統的部分、要素在物 質、能量或信息分布上的均勻、無差異狀態，這種狀態在結構上是最無序的，也是無活力的 。非平衡態則是有差異、分布不均勻的?！霸谒袑哟紊稀瞧胶馐怯行蛑础?sup>[3 ]， 遠離平衡態是形成新的有序結構的最有利條件。顯然，研究性教學要達到有序并維持活力， 也必須遠離教學平衡態。

所謂教學平衡態，是指在傳統教學模式的長期影響下，在較為封閉的教學系統中業已形成或 約定俗成、處于表面平衡狀態的各種教學規范。這種表面平衡狀態具有許多缺陷。如：過分 強調培養目標的統一性，忽視因材施教，導致人才培養缺少個性和特色；過分強調教學結構 的完整性，以結構是否完整作為考核教學優劣的重要指標；過于注重知識記憶和考試的甄別 、 篩選功能，忽略了學生實際能力和綜合素質的培養。教學平衡態制約著教學改革的深化，延 緩了教學系統從無序到有序的進程。因此，研究性教學突顯活力的關鍵在于打破傳統、遠 離平衡、改革創新。

第一，遠離培養目標平衡態。必須打破傳統的人才培養模式和框架，確立具有適應性、體現 多樣化的培養目標。首先，要適應現代科技不斷分化與綜合的發展趨勢，培養厚基礎、寬口 徑的高素質人才；其次，要適應高等教育由精英教育向大眾化教育發展的需要，滿足社會對 各類人才 的多樣化需求；再次，要適應學生個性發展的需要，教育的目的不是抹殺或者忽視個體之間 的差異，應是尋覓每個受教育者成材的最佳途徑，實行分類、分層次教學，追求全面育人和 個性發展的統一。

第二，遠離教學目的平衡態。教學計劃規定的教學目的是所有學生必須達到的基本要求，而 不是全部要求。研究性教學不追求傳遞多少知識，講授多少內容，而注重培養學生的思 維品 質、學習能力和創新精神，教學結果達成往往也是非預測、不確定、多向度的。遠離教學目 的平衡態必須潛在和開放地接納始料未及的體驗，提倡師生互動中的即興創造，超越預定目 標的要求。

第三，遠離教學方式平衡態。必須深化教學方法與手段改革，改變以教師為中心、課堂為中 心、教材為中心的傳統教學模式。具體包括：調整課程結構，優化教學內容，科學設計教學 流程；修訂教學計劃，壓縮課堂教學總學時，擴大第二、三課堂，增加學生自主學習空間； 綜合運用多種教學方法，發揮教師主導和學生主體作用；充分利用現代信息技術輔助教 學，加強和改進多媒體教學手段；大力推進網絡課程建設，通過網絡進行教學互動，使教師 教學由教導變引導，學生學習由被動變主動。

第四，遠離教學評價平衡態。必須改革傳統教學評價方式、建立研究性教學考核體系。一是 評教形式多樣化。綜合運用多種教師評價方式，將領導評價、專家評估、督導評課、同行評 議與學生評教有機結合起來。二是評學主體多元性。通過教師評價、學生自評、同學互評相 結合，使考核評價成為學生學會反思、繼續學習的過程。三是學績考核靈活性。改變“一考 定全局” 的評價模式，突破“唯一標準答案”的思維定勢，實行形成性評價和終結性評價 相結合、課內教學與課外自主學習相結合的全程┢蘭?。?/p>

四、 非線性作用：耗散結構的內在依據，研究性教學的變革依托

普里高津認為，系統內部各個要素之間存在非線性的相互作用是新的有序結構形成并得以保 持的內在根據。所謂非線性作用，就是指不具備均勻性和疊加性的作用。系統要形成新結構 ，構成系統的各要素之間既不能是各自孤立的，也不能僅僅是簡單的線性關系，只有它們之 間存在非線性的相互聯系和作用，才能產生復雜的相干效應和協同動作，進而形成區別于原 有系統結構的新的有序結構。研究性教學需要的正是在教學系統內部形成這種非線性作用的 關系。

傳統的教學體系表現為教學管理者、教師、學生之間單向的線性關系。教學管理是以管理層 為中心的教管關系，實行的是行政型教學運行模式。教學組織是以教師為本位的教學關系和 師生關系，表現為兩種情形：一是以教為中心，學圍繞教轉。教學關系是我講你聽、我問你 答、我寫你抄的單邊活動；師生之間是權威與依從、控制與服從的單一關系。二是以教為基 礎，先教后學。教學關系是教了再學、教多少就學多少、怎么教就怎么學、不教就不學的單 向交流；師生之間是主動與被動的線性關系?？梢姡芯啃越虒W的變革關鍵在于打破傳統的 教學體系，促進師生之間非線性多邊多向互動。

第一，創新教學管理體制，促進立體聯動作用。必須改革傳統教學模式下的教學管理體制， 建立完善的研究性教學管理制度體系，構建適應現代教學需要、教管學立體聯動的新型管理 體制；在教學管理者與師生之間架設“信息高速公路”，形成教學運行的快速反應機制，變 管理控制為服務引導；積極引進現代教學管理制度，擴大學生的學習自主權；積極推行導師 制，建立與班主任、輔導員相結合的導師隊伍，加強對學生課外研究性學習的 引導和指導。

第二，創新教學組織形式，構建新型教學關系。研究性的教學關系，強調教學雙方的作用 。教師的教必須是創新性的，學生的學也應是創造性的。建立研究性教學關系，必須實現主 體本位的轉變，即從以教師“教”為本位向以學生“學”為本位轉變；教師的角色必須從傳 統的“傳道、授業、解惑”者向學生學習的“設計師、引路人、推進者”轉變；學生的角色 則必須從“被動接受者”向“主動參與者”轉變，從“消極學習”向“積極學習”轉變，從 “他律服從”向“自律能動”轉變。

第三，倡導新型師生關系，促進師生多向互動。現代心理學認為，多向交流較之單向交流和 雙向交流有著更加顯著的效果，能最大程度地發揮相互作用的潛能。研究性教學不能局限于 傳統的單向活動論和雙向活動論，而應提倡師生的多向互動，形成一個信息交流的立體網絡 。在研究性教學的師生“關系場”中，教師和學生都是平等的資源，他們共處于教學過程的 多向流變狀態之中，實現著來自多種渠道的知識信息(不只是學科知識，還包括人格、興趣 、情感等多種要素)的共享和互動。

第四，建立協作學習機制，實現生生多向交流。傳統的教學相互作用理論，只限于教師與學 生群體的彼此作用，忽視了學生同伴之間的相互影響。實質上，教師在教學上的一切行為， 幾乎都發生在學生群體同伴相互作用的情境之中，生生之間的互動也是教學中非常重要的 資源。因此，要通過多種途徑構建協作學習機制(包括網絡學習、博客交流、小組學習、 質疑爭辯、討論探究等)，促進學生之間的交流協作，從而使研究性學習的自組織過程順利 而有效地進行。

五、 有效性漲落：耗散結構的動力場，研究性教學的突破口

漲落是指系統中某個變量或行為對平均值所發生的偏離。按照耗散結構理論，漲落是耗散結 構形成的“種子”和動力學因素，達到或超過一定閾值的有效性“巨漲落”，是使系統形成 新結構的關鍵。當系統中的漲落運動所引起的擾動和振蕩達到或超過一定的閾值，就會破壞 原有系統的結構，從而為出現新的有序結構提供可能。因此，推進研究性教學也必須通 過 加強漲落來尋求突破。

在我國，從提出研究性學習到倡導研究性教學，雖然經過多年的努力，但依然困難重重，沒 有突破性發展。其主要原因在于，對研究性教學的本質內涵缺少深刻的認識，圍繞研究性 教學所進行的教學改革還不夠深入，對研究性教學的研究和實踐還不夠廣泛，導致缺少適時 適度的有效性漲落。

第一，要創造有利的條件，促進發生漲落。首先，應建設一支具有研究性教學素質的教師隊 伍。 研究性教學“對教師的知識結構、工作經驗和工作能力都提出了比傳統教學方法更高的要求 ”^[4]，教師不僅要有扎實全面的知識結構，還必須具備最新的教學理念，較強的 組織教學 、掌握課程和駕馭課堂的能力。只有成為一個高素質、復合型的教育者，才能在教學中自 覺形成 漲落行為。其次，創造一種有利于研究性教學的文化氛圍。研究性教學需要有利于創新的校 園 文化，其中包括對科學探索活動的贊賞、對改革創新者的褒獎、對探索失敗者的寬容、對無 私奉獻精神的提倡、對追求真理行為的支持、對不同學術觀點爭鳴的鼓勵，等等^[5]。這種 文化氛圍更易引發教學工作的漲落。再次，應營造一種平等和諧的學習環境。從心理學角 度分析， 這種學習環境來源于心理安全和心理自由兩個方面。心理安全是指感到自己在被人承認、信 任、理解、尊重時的一種心理感受；心理自由則指能意識到自己是自我的主人，可以自主決 定自己行為的一種心理狀態。當心理安全和心理自由獲得滿足時，學生能自由地表達思想， 學習過程中更易導致思維的漲落。

第二，要把握漲落的時機，促進適時漲落。研究性教學并不是神秘莫測和高不可攀的東西， 人們常常談論的啟發式教學、發現式教學、問題式教學、情境式教學等，其實就是一種研究 性教學。教師在教學過程中自覺或不自覺地運用到上述某一教學方式時，就是對原有教學體 系的 一種偏離，即漲落。當教學系統處于平衡狀態時，這種漲落顯然不合時宜，只能對原本穩定 的教學系統進行一些小的干擾或校正，無法產生宏觀影響。但應該看到，漲落的形成是隨機 的、偶然的，系統對漲落的選擇也是隨機的、偶然的，而可以導致系統新的有序狀態卻是必 然的 。因此我們必須堅持做到：一要善于發現并保護“閃光點”。對于教 學過程中已經出現的星星點點的漲落變量、零零碎碎的偏離行為，要及時抓住，并給予足夠 的保護、支持和鼓勵；二要善于把握有效漲落時機。當教學系統中這種零碎的有效漲落積累 到一定時期，我們要善于把握有利時機，及時出臺改革措施，果敢行動，促進變革。

第三，要謀求漲落的強度，促進適度漲落。一般情況下，漲落只有在達到一定強度、到達某 一閾值的“臨界點”后，才會被放大產生宏觀效應。一是擴大開放度，增強外漲落。系統外 部因素造成的漲落，稱為外漲落。要通過深入開展教育思想的學習與討論，積極汲取國內外 開展研究性教學的先進經驗，加強對研究性教學的政策引導等，不斷增強有利于研究性教學 的信息。二是擴大改革面，增強內漲落。系統內部原因造成的漲落，稱為內漲落。 要不斷 深化各項教育教學改革，將“研究性”體現在人才培養的各個環節，促進教學系統內部各要 素的大變革、大漲落。三是擴大參與面，增強正反饋。必須創造使“小漲落加強”的 正 反饋條件，形成全體教師主動探索和廣大學生廣泛參與的良好局面，不斷促進漲落強度的增 加：加強對已有漲落的扶植培育，促進生長壯大；用研究性教學的典型案例進行現身說 法，發揮典型引路作用；開展試點工作，以點帶面促進師生對研究性教學的理性思考；建 立有效的激勵競爭機制，引導師生投身研究性教學的實踐探索。

［參考文獻］

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［4］趙洪.研究性教學與大學教學方法改革［J］.高等教育研究，2006，（2）：71-75.

［5］陳士俊.從耗散結構理論看創新人才的培養與高教改革［J］.自然辯證法研究，2003 ，（5）：65-69.

(責任編輯 黃建新)

Instructive Significance of Dissipate Structure

Theory on Research Teaching

SHE Yuan-fu

(Education & Teaching Assessment Center, Yangzhou University, Yangzhou, Jiangsu225009, China)Abstract:Dissipate Structure Theory has an instructive sign ificance in the practice of research teaching. The study of research teaching onthe basis of Dissipate Structure Theory must take open system as a fundamentalstarting point, enhance teaching vigor by being far away from balance state, bas e on nonlinear effect to impel pedagogic reform and achieve breakthrough in teac hing by effective fluctuation. Thus new ordered structure in teaching system wil l be formed.

Key words:dissipate structure theory; research teaching