從耗散結構思考我國教育技術的發展

王永生

【摘要】耗散結構理論作為一種方法論,它對教育技術的發展有著重要的指導作用。文章依據耗散結構理論,結合我國教育技術的特點,分析、探討了耗散結構與我國教育技術的關系,以及應用耗散結構促進我國教育技術走向有序的一些措施。

【關鍵詞】耗散結構;教育技術;發展

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097(2009)12—0008—03

引言

耗散結構理論由比利時布魯塞爾學派領導人普里高津教授提出。它是本世紀七十年代以來陸續確立并獲得極快進展的三門系統理論(耗散結構論、協同論、突變論)的分支學科之一。雖然時間不長,卻已是系統科學領域中年少有為的成員之一。它本來發端于物理學,但是隨著它所具有的科學與哲學意義不斷地被人們所認識,耗散結構理論已經開始被運用于社會研究的眾多方面。在自然科學和社會科學的很多領域如物理學、天文學、生物學、經濟學、哲學等都產生了巨大影響,并產生了一系列成果。

耗散結構是在遠離平衡區的非線性系統中所產生的一種穩定化的自組織結構[1],它是組成人類社會的一種最基本的結構。結合該理論,文章對我國教育技術的發展進行了再思考,發現教育技術的發展具有耗散結構理論的諸多特征。在此,提出一些自己的粗淺看法。

一 耗散結構理論概述

耗散結構理論是用熱力學和統計物理學的方法研究耗散結構的條件、機制和規律的理論,1969年由比利時科學家普里高津(Iyla Prigogine)在《結構、耗散和生命》一文中提出。該理論的核心是:一個遠離平衡態的開放系統,通過不斷與外界交換物質和能量,在系統內部某個參量的變化達到一定的閥值時,經過漲落,系統可能發生突變即非平衡相變,由原來的混亂無序狀態(混沌狀態)轉變為一種在時間上、空間上或功能上的有序狀態。這種在遠離平衡的非線性區形成的新的穩定的有序結構,由于需要不斷與外界交換物質和能量才能維持,故稱為“耗散結構”[2]。耗散結構理論回答了開放系統如何從無序走向有序的問題。普里高津同時認為:“生物和社會組織在形成耗散結構上有共同之處。社會和生物的結構的一個共同特性是它們產生于開放系統,而且這種組織只有與周圍環境的介質進行物質和能量的交換才能維持生命力”。[3]耗散結構理論指出,系統從無序狀態過渡到這種耗散結構有以下幾個必要條件:

1 開放性。系統是開放的,與周圍環境有物質和能量交換。存在于開放系統中,靠與外界的能量和物質交換產生負熵流,使系統熵減少形成有序結構。耗散即強調這種交換。但對于孤立系統,其熵不減少,不可能從無序結構產生有序結構。

2 遠離平衡態。系統只有遠離熱平衡狀態,自組織才能持久;接近平衡時,系統的行為就像其他的物理系統一樣,熵趨向增加。

3 漲落導致有序。在平衡態和近平衡態,漲落是一種破壞穩定有序的干擾,但在遠離平衡態條件下,非線性作用使漲落放大,達到有序。

4 系統存在非線性作用機制。非線性相互作用的特點在于系統中的各元素不是孤立的,它們存在一種整體的相干性,它與線性作用不同,不同元素的組合作用并不單單是每個元素單獨作用的簡單疊加,而是將元素間相互制約、相互耦合而顯示出的一種整體效應[4]。

二 教育技術的耗散結構分析

1 教育技術是一個開放系統

只有開放,才能生存。這是耗散結構形成和維持的第一個必要條件。耗散結構理論強調系統的“歷史”,強調系統與外界的交流[5]。耗散結構理論指出,一個孤立系統隨著時間的推移,當它的熵達到最大時會導致系統形成最無序的平衡態,呈現一片死的現象。只有開放系統,通過不斷地與外界進行物質與能量的交換,從而使系統進入相對有序的狀態。像自然界的其他結構一樣,教育技術要維持自身存在和發展就必須進行“新陳代謝”,開放自身系統,這也是教育技術維持自身存在和發展的客觀要求和必然選擇。

(1)從教育技術的學科性質看,教育技術學作為一門新興的交叉學科,它需要借助其他學科領域的研究成果,吸收其理論和科研成果并為己所用。同時,教育技術學的發展也影響了教育技術的研究范圍和科研取向。教育技術充分吸收前沿科學的方法論精華,利用眾多的現代科技成果,借助、吸收、整合其他領域的資源并對其進行再開發和利用,使教育技術趨于系統化和科學化,從而形成自身的理論體系,為教育的現代化發展提供理論指導和技術支撐。

(2)教育技術是社會發展的產物,它的發展必然與社會分工和社會需要之間存在交換。教育技術從社會發展和進步中吸收營養,促進自身的發展。同時,教育技術的發展又可以促進教育的進步,滿足信息化時代教育發展的需求,從而充分發揮其社會效益,進而反作用于社會。

(3)教育技術是一門新興專業,它的發展要與國情和環境相結合。19世紀90年代到20世紀20年代是我國教育技術發展的萌芽期。在20世紀20年代,我國教育界已經嘗試利用電影、幻燈等媒體作為教學工具,運用幻燈、播音、電影等媒體進行社會教育和學校教育活動,但鑒于當時的社會條件,教育技術的發展比較緩慢。進入上世紀80年代,我國教育技術進入其發展的輝煌期,教育技術取得長足發展。但我國教育技術的研究范圍僅限于教學媒體的設計和選擇上,沒有突破“媒體論”的研究范疇,局限于這個框框之內。后來,美國AECT教育技術定義的變遷對我國教育技術的發展有著重大的影響。特別是AECT1994定義的引入,影響著我國教育技術的研究范疇,促使我國教育技術躍出平衡區,達到遠離平衡的區域。AECT1994定義從學習過程和學習資源兩個方面來確立教育技術的研究范疇。這促使我國教育技術加強對學習過程的重視程度,全面關心學生的學習過程,從學生的角度促進學生的學習,從而實現教學效果的最優化。隨后,AECT2004定義首次提出了績效觀。績效技術作為一個術語和實踐領域出現在上個世紀的70年代,而績效技術與教育技術的結合是在AECT2005定義中。AECT2005定義首次將教育技術的研究范圍擴展到績效領域,這同時也影響到我國教育技術的價值取向[6]。

2 遠離平衡態的教育技術才能發展

遠離平衡態是指系統內可測的物理性質極不均勻的狀態,是形成新的有序結構的最有利條件。普里高津[7]認為“遠離平衡是有序之源”,也就是說,系統必須處于開放條件下,與外界保持物質和能量的交換,不斷地吐故納新,使系統遠離平衡態,才能夠保持和提高自己的有序度。顯然,教育技術要達到新的有序結構并維持活力,只有將系統推向離平衡態更遠的地方,才可能演化出更多新的穩定有序結構。

教育技術發展的萌芽階段,主要運用幻燈、播音、電影等媒體進行社會教育和學校教育活動。50年代至60年代中期,是我國現代教育技術發展的活躍期,由于當時政府關懷、學校重視等,取得了不菲的業績。至80年代,教育技術在我國建立自己的學科,為我國教育技術展開國際交流提供了基礎。這時期廣播電視教育和衛星電視教育的快速發展,特別是計算機教育的興起,為教育技術研究媒體在教育中的應用提供了媒體基礎。到90年代,由于信息技術的迅速發展,人類已進入信息技術時代。多媒體技術和網絡勢不可當地進入社會,在媒體技術方面,大量基于計算機的信息技術已進入教育教學領域,教育技術的形式也發生了深刻變化,我國教育技術也相應地進入深入發展時期,注重吸收外國的新理念,注重與新科學觀的聯系,開始探索有中國特色的教育技術。但由于技術正走向簡單化,教育技術在技術開發和資源建設方面的研究有所下降,而對新資源觀和環境觀、技術的運用以及資源的有效使用方面的研究則有了更多的關注。這時期教育技術主要研究利用科技成果去開發新的學習資源,并采用教學理論和方法去控制教育過程,加強對學習過程的重視程度,全面關心學生的學習過程,從學生的角度促進學生的學習,使原有狹義教育技術的功能和性質都發生了重大變化,原來的平衡態被打破,達到新的有序狀態。但值得注意的是:我們應該避免研究范圍的“無限放大”。正如南國農先生指出的那樣:80年代是我國電化教育發展的美好年代,電化教育是以現代教育媒體的研究和應用為核心的,它的理論體由“七論”(本質論、功能論、發展論、媒體論、過程論、方法論、管理論)構成。這是不同于美國教育技術最明顯的地方。90年代,隨著美國AECT教育技術定義,特別是AECT94定義的引入,以及采用美國的“教育技術”名稱,我國的電教界,特別是理論研究領域發生了很大的變化。教育技術學研究領域由主要是借助現代技術媒體的教學,變為所有學習資源和學習過程,變得“泛化”了,這也對教育技術的發展產生了不利影響。鑒于此,教育技術研究領域的研究者應該走出研究室,走出校門,甚至跨越國界,開展跨校、跨區域、跨學科的科研合作,優化研究團隊構成,細化研究分工,從而進一步提高研究質量,加快知識擴散,推動教育技術更快更好的發展[8]。

3 非線性——教育技術發展的重要基礎

耗散結構理論指出,一個開放系統的各個要素之間存在復雜的非線性相互作用,各要素之間不是簡單的因果關系和線性依賴關系,而是既存在著正反饋倍增效應促進發展,也存在著負反饋飽和效應。它一方面可以在一定條件下增強系統對外界環境的開放性,使系統對外界的演化愈加敏感,更緊密地與外界的環境有機聯系起來。另一方面,這種非線性相互作用在選擇外界條件的過程中,充當了自組織系統形成的主要杠桿[9]。

事物的發展總是一個由低級到高級,由簡單到復雜的過程,教育技術的發展也不例外。我們可能永遠也考慮不完教育技術演進過程中對教育效果造成影響的細微差別,我們可能會遇到與當前教育技術研究相比簡直是天文數字的困難。但,唯有面對教育技術研究所涉及的各種非線性因素,將它們結合成一個創造性的綜合體,才能收到較為理想的效果。因為正是這種非線性的普適性構成了教育技術取得實質性進展的重要基礎。

(1)教育技術作為一門新興專業,可以說從它誕生之時就具有非線性的諸多特征。從空間維度看,教育技術這個人為系統比自然系統更為復雜。一方面,教育技術的功能指向是根據人的需要而預設,并在活動過程中予以評價、改進。因此,就教育技術的結構與功能關系來說,它不是單向的因果關系,而是以動態雙向影響的因果反饋環。另一方面,教育技術整體功能發揮是在各部分之間相互作用中形成,而這種相互作用也產生相互制約,于是導致部分的某些性質被突出,而某些性質被屏蔽[10]。這說明,從教育技術內部看,教育技術整體功能與其組成部分之間也存在以動態雙向影響為基礎的因果反饋環節。在上述兩個因果關系反饋環中,更多的是非線性聯系,而不是可以準確考察和預見的線性聯系;從時間維度看,教育技術的發展過程也具有非線性特征。教育技術的發展過程是一個動態演進的過程,具有多種可能性存在,這種發展的過程包含著由各種內外因素帶來而無法在事先精確預計的隨機性和偶然性,教育技術的推進就是在多種可能性中做出選擇,使新的狀態不斷生成,并影響下一步的發展的過程。

(2)從研究實踐來看,在我國教育技術界,線性思維方式仍然居主流地位,簡單化、抽象傾向仍然十分普遍和突出,主要表現為:一是過于抽象化,忽視教育現實的復雜性,出現兩張皮現象,理論與實踐脫節;二是過于線性化,在對教育技術的應用研究中,A決定B的研究模式比比皆是,過多關注技術傾向,忽視真正的學習過程和學習者思維的非線性,如果我們繼續沿著這條道路走下去,也許還能不斷提出修正、補充或加深觀點。然而,不可能真正形成突破性認識[11];三是非自組織性,在實踐中傾向于技術因素在教育中的應用,而這些技術因素又是在理想的狀態下與教育進行整合,與現實的教學過程相互分離的,沒有在相互作用中產生的“涌現”。因此,我們要從非線性角度來理解教育系統及其復雜性,轉變傳統的線性思維模式,結合真實的教學情景,重新設計與復雜性相適應的學習系統,為學生提供新的思維方法,幫助他們提高學習效果,最終達到增強教育技術系統效能的目的。但不是說我們可以走向另一個極端——完全否定線性分析的基礎作用。應該明白,這種靜態的線性邏輯思維,只有與動態的、非線性的、系統整體觀結合起來,才具有認識的價值。并且,這種靜態的邏輯分析,本身就是為進行動態的非線性考察服務的。

4 漲落導致教育技術的發展

所謂漲落,是指一個由大量子系統組成的系統,其可測的宏觀量是眾多子系統的統計平均效應的反映。但系統在每一時刻的實際測度并不都精確地處于這些平均值上,而是或多或少有些偏差,這些偏差就叫漲落,漲落是偶然的、雜亂無章的、隨機的[12]。耗散結構理論指出,系統內部與外界環境不斷交換物質、能量和信息,發生某種隨機的漲落并且通過若干效應而放大,形成宏觀整體上的巨漲落,并穩定下來,導致原有狀態的破壞,形成新的狀態,從而使系統發生進化。

(1)關于教育技術的本質問題應該有一個明確的認識,至少在教育技術工作者內部形成共識。教育技術在發展中之所以出現一些問題,關鍵是對其本質沒有把握好,造成專業發展出現“盲目”現象。弄清本質是專業發展的前提,本質清楚了,就可以很好地指導教育技術的實踐,使其在發展中自覺形成漲落行為。其次,加強教育技術人才隊伍的建設。人才是專業發展的關鍵,也是教育技術推廣與應用的關鍵。擁有一批高素質的人才隊伍,加強本土化理論的研究,才能將教育技術的理論推廣并應用于實踐。同時,加強與一線教學人員的溝通、協力合作,促進教育技術在理論與實踐方面的快速發展,引起教育技術在實踐層面上的漲落。再者,加大宣傳力度,推銷自己,展現自己的優勢。我們應將教育技術的理念灌輸下去,加強教育技術實踐研究,找到我們在社會上的立足地,發揮我們的不可代替性,實現教育技術理念的漲落。

(2)任何專業的形成、發展都和當時的時代條件是分不開的,教育技術的出現、發展也不例外。信息化時代、學校教育改革等賦予教育技術新的歷史使命和發展的契機,教育技術的發展要把握好漲落時機。但我們必須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。我們應關注漲落的生成,當有效漲落發展到一定程度時,我們要果斷行動、促進改革,實現適時漲落的發生。

(3)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。所謂外漲落是指系統外部因素造成的漲落[13]。教育技術與外部環境的相互作用是其演化的外部動因。通過對教育技術理論基礎的深入學習和討論,積極汲取國外教育技術的先進經驗,加強對教育技術本土化研究的引導等方式,推動教育技術與外部環境達成新的適應,為教育技術的發展提供更好的理論支撐和實踐指導。二是擴大改革面,加強內漲落。所謂內漲落是指系統內部原因造成的漲落[14]。通過不斷增強對教育技術理論和實踐的研究,加強人才培養的力度等,促進教育技術內部各要素的大變革、大漲落。三是擴大專業影響,加強正反饋。專業的影響層面和其學科地位可以反映出一個專業的發展程度。因此,我們要創造教育技術“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[15]。

結束語

將耗散結構理論引入教育技術的研究,使我們認識到教育技術發展的實質就是其內部發生漲落并放大的過程。這就要求我們從實際出發,加強對教育技術的實踐研究和本土化研究,認真研究漲落,特別是“臨界點”的漲落,理清教育技術的學科地位和研究對象,提升辦學水平和質量,加大學科專業的知曉度,把握好發展的時機和方向,建立一個多元、合理、靈活、高效的內外部管理體制、專業設置,形成一個有力的支持環境,才能在其他條件的協同下,把教育技術搞上去。也只有這樣,才能促進教育技術的社會功能得以拓展,使教育技術的功能得到充分發揮,更好地為社會發展服務。

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參考文獻

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