對美國《教育傳播與技術研究手冊》（第三版）的學習與思考之二

[摘 要] 文章從三個方面介紹了作者學習《教育傳播與技術研究手冊》（第三版）關于“復雜性理論” 與“技術支持的復雜學習”等內容的心得和體會：一是簡要說明現有“復雜性理論”的基本內容，二是引導讀者認真關注原文（《手冊》第三章）對“教育技術”這種復雜性系統的主要特征的分析，三是在此基礎上對于如何運用技術來有效支持“復雜學習”的三種措施進行具體闡述。

[關鍵詞] 復雜性； 復雜現象； 復雜性系統； 復雜性理論； 復雜體； 復雜學習

[中圖分類號] G434 [文獻標志碼] A

[作者簡介] 何克抗（1937—），男，廣東大埔人。教授，博士生導師，主要從事教育信息化工程、中小學教學改革試驗和教育創新理論的研究。E-mail：hekkbnu@163.com。

一、引 言

在《教育傳播與技術研究手冊》（以下簡稱《手冊》）第三版第一部分（基礎篇）的第三章，專門介紹了“復雜性理論”（由學者倪小鵬 和Robert Maribe Branch撰寫）。[1][2]

復雜性（Complexity）是一種用來描述現象的概念，這里所說的現象，是一種可以不斷產生大量信息、能量、等級、變異、關系以及各種要素的現象，這種現象反過來又提高了產生多種結果的可能性，并降低了確定性和可預見性。

復雜現象（Complex Phenomenon）是指，“多個獨立而又彼此相互關聯的實體通過適應性過程達成一個共同的目標而構成的組合”。 可見，復雜現象是由一些獨立的實體組成，這些實體又可被劃分為更小的實體；每一個實體都具有自身的功能和特性，并且能夠被進一步劃分為若干個子實體。復雜現象在生物機體、地質構造以及社會結構中普遍存在。

復雜性是教育技術的基本特征，在教育技術領域復雜現象普遍存在，但教育技術學科自從上個世紀60年代誕生以來，對復雜現象和復雜性因素的研究一直沒有給予足夠的重視，更未能上升到理論高度去對這類現象及因素進行認真的探討。而這類現象一直無法用標準的線性方程對其演進過程進行模擬和預測，整個復雜實體的行為只能被理解為系統內部無數個行為進行整體性綜合所導致的偶然性結果。于是，作為教育技術要素的復雜性問題，面臨錯位、被過分簡化，所以如何應對復雜現象、復雜局面已經成為教育技術研究者們的共同需求。

為此，倪小鵬 和Robert Maribe Branch等學者提出，應該對復雜性有一個概念化的、理論的和實踐的深入理解，以便為教育技術研究提供一個框架，從而有效解決研究對象的非線性和復雜關系等問題。在此基礎上，才有可能更好地理解作為復雜現象存在的教育行為。這就是“復雜性理論”這一章產生的現實背景，也是該《手冊》的第一、第二版沒有涉及復雜性概念和復雜性理論，只有第三版才開始探討這類概念和理論的原因所在。

二、關于“復雜性理論”

《手冊》第三版第三章所闡述的“復雜性理論”涉及以下三個方面的內容。

（一）對“復雜性”和“復雜現象”等概念的內涵進行科學界定

關于“復雜性”和“復雜現象”等概念的確切內涵，在上述“引言”部分已作過介紹，在已經了解“復雜性”和“復雜現象”等概念的確切內涵的基礎上，第三章作者倪小鵬等人還引用Law 和 Mol的觀點指出，復雜性的存在有三個前提：一是系統內部事物之間相互聯系，但不是單純的相加；二是事件的發生不遵從線性規律；三是這種復雜性現象的空間不能夠映射到三維坐標體系中。[3]

（二）對“復雜性系統”的定義與特征進行準確描述

第三章作者引用Levy的研究成果，將“復雜性系統”定義為：“一個擁有多個組成部分，并且多個組成部分之間相互作用的方式非常復雜，無法用標準的線性方程對其演進過程加以預測的系統。”[4] 后來Levy又對此定義作了以下補充：“因為多個變量以非線性方式相互作用，所以整個復雜實體的行為，只能夠被理解為系統內部無數個行為進行整體性綜合所導致的偶然性結果。”可見，Levy定義強調復雜性系統的特征是，其系統內部的非線性相互作用，即具有動態性和不可預測性。

由于自然和社會系統中都具有非線性和動態特征，復雜性理論認為，復雜性系統是在生物集體、地質構造和社會結構中的一種普遍存在。眾所周知，教育系統就是非線性的、動態的，所以很明顯，教育系統應該是兼具自然性和社會性的一種復雜性系統。

（三）明確指出“復雜性理論”的應用方式及適用對象

第三章作者引用Davis 等人的研究指出：“在社會科學領域中，復雜性理論的應用呈現多種形式，包括高度技術化的、敘事化的、思辨式的，以及其他的最新應用方式。”[5]與此同時，第三章作者認為復雜性理論適用于具有以下五種特性的現象或實體（也稱復雜體）：（1） 現象由獨立的復雜實體構成；（2）實體本身又包含多個實體；（3）現象中的不同實體彼此之間相互作用；（4）現象尋求一個共同的目標；（5）由于一些不可預知的、來自現象本身也來自現象與環境之間的相互作用，因而使現象具有不確定性。

人類的身體是說明復雜體的一個典型例子，人體具有復雜體所包含的上述五種特性，而且可以被劃分為更小的獨立復雜實體，諸如頭部、軀干和四肢。其中每個實體又由若干個子實體構成，如骨骼、細胞組織和血液。

一個復雜體可以被解構為多個組成部分，而每一個部分獨立地看，又是另一個完整的復雜體。一個單獨的實體在一般環境下也許能獨立完成某種簡單的任務，而復雜任務則往往需要多個實體在復雜情境中協同工作才能完成。

復雜體擁有多重結構和多重功能，這與系統論觀點是一致的。系統內部的每一部分都依賴其他部分所提供的信息和產出，以此實現相互之間的交互。人體系統依賴肌肉、骨骼、神經和血液等實體，通過這些實體的相互配合實現生理機能。由于系統內部各部分的協同作用，使其整體效用大于部分之和。因為各部分之間的相互作用難以預知，從而造成了不確定性。許多社會和自然界的系統都是復雜體，教育系統則是復雜體的另一個典型案例；而復雜性理論作為處理和解決這類復雜體或復雜性系統的基本理論與方法，使我們有可能從本質上去認識和探討這類實體或系統，當然，也為我們研究和處理“教育傳播與技術”（在我國，“教育傳播與技術”一般簡稱之為“教育技術”或“電化教育”）這樣的復雜性系統提供了全新的理論與方法。

三、對“教育技術”這種復雜性系統的特征分析

《手冊》第三版第三章的作者，為了加深人們對“教育技術”這種復雜性系統（或復雜體）的認識，著重引導人們從“教學事件”、“教學情節”、“有意學習”和“有意學習空間”等教育技術系統的組成要素的觀點或角度，去了解和發現這種復雜性系統的主要特征。

（一）“教學事件”和“教學情節”

如上所述，教育系統是兼具自然性和社會性的一種復雜性系統，而作為其重要子系統之一的“教育技術”系統（或稱“教育傳播與技術”系統）也是一種典型的復雜體或復雜性系統。教育技術系統之所以復雜，是因為它形成于自身內部各元素以及自身各元素與外界的多重交互。教育技術學是“通過設計、開發、利用、管理、評價有合適技術支持的教育過程與教育資源，來促進學習并提高績效的理論與實踐” 。教育技術人員要研制和使用一系列產品、程序和軟件，來促進學生的身心健康與發展。加涅等人用九種教學事件來描述基于認知過程模型的最佳教學活動。[6]這里所說的教學事件是指一個相對小的單元，這個單元為學習者提供與其內部條件相匹配的外部條件。Branch把隸屬于同一教學屆別的一系列教學事件定義為 “教學情節”[7]（這表明，教學情節是由一系列的教學事件組成）；而一個教學情節是指一個引導學習者學習既定知識和技能的活動過程，這個過程有若干個變量，且錯綜復雜，教育技術的設計與使用應該與之相適應。

（二）“有意學習”和“有意學習空間”

第三章的作者，為了進一步說明“教育技術”這種復雜性系統的特征，還通過引用學者You Y.于1993年運用混沌理論對教學系統設計進行研究的成果，[8]提出了一個“有意學習”的新概念（Intentional Learning，也稱“特意學習”或“刻意學習”），用來進一步說明教學實踐中的復雜性。

有意學習是指為了達到特定目的，通過有意識、有計劃地運用信息、安排人力資源和創建學習環境而進行的學習。有意學習非常復雜，是因為知識體系本質上具有復雜性，并且各個體系的聯系之間具有非線性特征。按照You Y.文章的觀點，[9]學習過程是復雜的，這是因為知識體系本身是一個動態系統和對動態現實的積極建構，而現實又是由各種模式的連接網絡組成。

為了能更清晰地展示教育技術系統內部的復雜性，Branch在You Y.文章中所論述的動態系統的基礎上，進一步提出了一個被稱之為“有意學習空間”（Intentional Learning Space）的概念。 Branch認為，有意學習空間中通常包含有八個實體：學生、教學內容、教學媒介、教師、同伴、時間、目標和境脈。[10]Branch指出，這些實體絕大多數都具有各自的內在復雜性：學生具有內在復雜性，是由于其生理、情緒、社會和心理的發展，以及智力、認知風格、學習動機、文化背景、創造力和社會經濟地位等方面對行為模式會產生影響； 教學內容具有內在復雜性，是因為它是概念、規則、命題、程序和社會建構的信息的集合，此外，信息類型可以是事物的屬性、范疇、分類、組成部分、維度、細化、目標、層級、種類、前提、程序、規則、技能和類型等；教學媒介是作為傳播渠道，其形式多種多樣；教師則充當決策者，要創設適當的目標和預期、分析學習需要、安排教學內容、選擇教學媒體和教學方法，并對教與學實施評估；同伴的復雜性源自同齡、同等地位或同等能力的人之間的社會協商；時間是一個復雜的實體，它無處不在且不能控制，只能通過確定離散的增量和間隔來測量它；境脈也是一個復雜的實體，是因為它是指直接或間接影響狀態、環境和社群的條件，而這種境脈條件是由物質、政治、經濟和文化（即人類生態環境）形成的。[11]

有意學習空間是教育實體和非線性行為共存的空間，教育技術人員在有意學習空間中開展研究和試驗，因此有意學習的實踐也是復雜的。

四、如何運用技術有效支持“復雜學習”

在《手冊》第三版第二部分（策略篇）的第12章中，提出了用技術支持探究性學習的四條元原則和八條實用原則。其中，元原則二涉及對復雜概念和復雜科學現象的可視化，下面是元原則二的具體表述。

元原則二：使思維可視化。在元原則二中，包含有實用原則三、四和五等三條實用原則。前兩條實用原則的宗旨是要幫助學生將自己的思維過程可視化；后一條（實用原則五）則試圖將復雜的科學現象可視化。這表明，依據元原則二，要想有效地運用技術來支持“復雜學習”，可以有兩條措施：一是，將自己的思維過程可視化（可通過運用實用原則三和實用原則四來實現）；二是，將復雜的科學現象可視化（可通過運用實用原則五來實現）。

除此以外，《手冊》第三版的第56章還為有效運用技術來支持“復雜學習”補充了第三條措施——應當對“復雜學習策略與模型”給予特別的關注。

下面就是對這三條措施的具體闡述。

（一）運用實用原則三、四將自己的思維過程可視化

實用原則三的具體內容是“要為學生提供組織思路的模板”。

為使學生能清晰地表達出對復雜概念的想法，應專門設計、開發出一種被稱為“模板”的學習工具。能很好地說明這種“模板”是如何幫助學生組織思路的一個典型案例，是美國國家科學基金會下屬機構開發的“基于網絡的科學探究環境——Web-Based Inquiry Science Environment，簡稱WISE”。WISE中具有“原理生成器”功能，[12]這是一個用來幫助學生把他們收集到或體驗到的信息提煉為原理的工具。通過向學生提供用來表達原理的基本詞匯，該工具能為學生完成原理提煉搭建起支架，使學生可以用專業術語而非口語化方式清晰地表達原理。例如，在TESL項目的“熱力學”課程中，關于“探索你的周圍環境”這一主題的學習，就利用了WISE中這種模板的功能，來為學生提供支架、理清思路，并最終掌握相關原理（TELS項目是美國國家科學基金會于2003年秋建立的、一個稱之為“運用技術加強理科學習——Technology Enhanced Science Learning”項目的簡稱）。

實用原則四的具體內容是“要為學生提供知識表征工具”。

能較好地說明表征工具是如何促進學生表達并檢驗他們知識的案例，是由密西根大學開發的Model-It ——這是一個為學習者自主探究提供的認知工具，可用來構建科學現象的動態模型。它能支持學生（哪怕是數學基礎較差的學生）運用這種表征工具去進行模型仿真，并去分析、檢驗所獲得的結果，從而構建出有關科學現象的定性模型。[13]例如，學生可利用它構建出水質模型，然后檢測不同污染物質是如何影響水質的。

（二）運用實用原則五將復雜的科學現象可視化

實用原則五的具體內容是“要讓學生能夠進行三維操作”。

這條實用原則的宗旨是要將復雜的科學現象可視化——在教學過程中，許多學生往往難以理解課本上以二維（2D）方式顯示物體的三維（3D）結構，但是利用可視化工具能夠讓學生旋轉所觀察的物體，以便從不同的方向、角度進行觀察，從而幫助學生有效解決這個難題。能很好說明通過三維操作實現復雜科學現象可視化的典型案例是Geo3D中的三維圖示。Kali，Y.和Orion為了滿足培養學生空間想象力的需求，解決高中學生在理解地質結構時遇到的困難，在教學中，讓學生利用Geo3D觀察地質結構的剖面圖，探究地質結構的可見部分與不可見部分之間的關系，并讓學生進行認真討論。[14]通過這種觀察、探究、討論，可以普遍加深學生對由地層褶皺、上升運動和內部侵蝕等作用而形成的復雜地質結構的理解；即使學生接觸這種三維動畫的時間不長（例如只有1～2個小時），學生也能較明顯地提高對地質結構的想象力。[15]

（三）應更多地關注“復雜學習策略與模型”的研究

《手冊》第三版第六部分“方法論觀點篇”的最后一章（第56章）在展望教育傳播與技術研究的未來發展時，強調今后五年最受關注的研究問題有兩個：一是在豐富的學習情境中的“技術整合”，二是“復雜學習策略與模型”。

該章作者指出，對“復雜學習策略與模型”的研究之所以應受到特別關注，是因為社會越來越需要能夠應對復雜性，而且能在多變的工作情況下作出快速反應，并進行靈活調整的工作者；除此以外，還因為常規的問題解決技能、推理技能、自我導向等學習技能也需要與快速變化的新技術、新環境相結合才能更好地發揮作用，而在這種結合的過程中必然會出現新的不可預測的復雜現象。

該章作者還提醒讀者：與對復雜學習研究有關的、另一個值得重視的問題，是對非良結構問題和任務的“學習評估與績效”的關注——在涉及有多種解決途徑與方法的非良結構問題時，目前還沒有可靠的途徑、方法來判定相關學習和績效的進展情況，這就難以形成對這類復雜學習系統的有效支持理論與方法，所以必須首先關注對非良結構問題和任務的“學習評估與績效”的研究。

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