混沌理論視角下的教育技術研究之審視

陳立鋼王太昌（ 巢湖學院，安徽 巢湖 38000）（ 江蘇師范大學，江蘇 徐州 006）

混沌理論視角下的教育技術研究之審視

陳立鋼1王太昌2
（1 巢湖學院，安徽 巢湖 238000）（2 江蘇師范大學，江蘇 徐州 221006）

隨著我國教育信息化的深度推進，教育技術正步入新的轉型期，各類復雜的問題和現象不斷涌現并困擾著研究者。混沌理論作為當代復雜性科學的代表，對復雜的教育技術研究具有指導意義。基于混沌理論視角來省察相關研究和實踐，會帶來眾多啟示：重視教育技術領域的小問題，辯證看待教育技術問題與現象，關注教育技術研究的情境性取向，以及確立教育技術研究的復雜性思維等。

混沌理論；教育技術；審視

1 引言

混沌（chaos）是自然界普遍存在的運動形式，幾乎所有的自然科學和社會科學領域都存在混沌現象。混沌理論是一門跨越物理、數學、生物、工程等多個學科領域的交叉學科，同時也是一種方法論，它打破了牛頓定理的線性觀和拉普拉斯的決定論，啟示人們運用復雜性的思維來分析和處理問題。教育技術作為一門學科抑或一個研究領域，它的發展和研究對象不可避免存在混沌，并在很多問題上受混沌規律的支配，本文旨在借鑒混沌思想和方法對教育技術相關問題進行探討，希望以此來省察我國教育技術的發展。

2 混沌概述

混沌是一種貌似無規則運動，指在確定性系統中，不需附加任何隨機因素亦可出現類似隨機的行為[1]。它在現實世界普遍存在，大到宏觀宇宙的演化，小到微觀粒子的運動，都受混沌規律的支配。如樹葉的飄落、社會的變遷、生物種群的漲落等等都包含混沌運動。混沌表現出主要特征有：

2.1 蝴蝶效應

1963年，美國著名氣象學家洛倫茲在計算機上用一組微分方程來模擬大氣運動，結果發現偶然輸入的兩個僅有萬分之一差異的初始值，卻演化出了截然不同的兩種天氣，他把這種現象描述為“蝴蝶效應”：一只巴西熱帶雨林中的蝴蝶偶爾扇動幾下翅膀，可能會帶來美國德克薩斯州兩周后的一場龍卷風[2]。“蝴蝶效應”的實質是初始條件的微小差異經過長時間演化后，可能會導致系統的狀態表現出巨大差異。

2.2 內在隨機性

內在隨機性是指確定性系統在沒有任何外界因素干擾的條件下，僅僅由于自身運動而表現出的行為上的隨機性[1]。有的混沌學家也把確定性系統內部出現的這種隨機性稱為混沌。牛頓力學定律認為，確定性系統自身不會出現隨機行為，但是混沌研究發現，在不受任何外界干擾的前提下，確定性系統也會表現出隨機性。

2.3 混沌吸引子

吸引子是指系統被某種狀態吸引并固定于它的性態。導致系統產生混沌運動的吸引子稱為混沌吸引子，它包含收斂和耗散兩種趨向。在收斂性趨向的作用下，系統向穩定、平衡態發展；與此同時，耗散性趨向又驅使系統偏離不動點，打破平衡，產生震蕩、失衡和無序。

圖1 混沌吸引子

混沌吸引子的主要特征為：圖中的環和螺線有無窮的深度和無窮嵌套的結構，這意味著混沌運動具有非周期性；在左右兩個不動點和耗散性趨向的共同作用下，系統在右側轉幾圈后又跳到左側轉幾圈，運動軌道無法預料，這意味著系統呈現無序、隨機的性態；組成曲線的所有相點永遠處于一定的界限內（圖中的“蝴蝶”范圍），系統運動一旦到達這個集合便不再離開，這意味著混沌運動在無數的無序之中包含特定的有序[1]。

2.4 混沌普適性

混沌具有普適性，主要體現在：混沌具有無窮的內部結構，只要有足夠精密的觀察手段，就可以在混沌態中發現周期或準周期運動，以及在更小尺度上的重復出現的混沌運動；混沌所表現出的特性是共同的，不因具體系統的改變而改變；混沌所啟示的復雜性思維方式是一種普適的方法論。

3 教育技術研究與實踐中的混沌現象及啟示

從某種意義上說，教育技術與生俱來具有混沌的特性，教育技術的研究領域是什么，適合的研究方法是什么，技術究竟能對教學起怎樣的促進作用，為什么我國教育技術領域會出現94定義現象，為什么會出現各種教育技術“怪現狀”，教育技術理論與實踐之間的距離究竟該如何彌合，為什么教育技術有很多問題始終沒能取得一致意見？種種問題反復被人探討，始終沒有答案，它們困擾著教育技術研究者。面對教育的混沌，我們不妨嘗試運用混沌思想來探討這些現象和問題。

3.1 蝴蝶效應：重視教育技術發展中的小因素

我國教育技術的發展雖然不會像洛倫茲的天氣實驗那樣大起大落，但在一些局部問題上，也會表現出對初始條件的敏感依賴性。上個世紀90年代初，美國AECT’94定義被引入我國，在教育技術界掀起了一股軒然大波：一時間，從研究學者到政府官員均以電化教育名稱過時、不利于學科發展為由，對“電化教育”口誅筆伐；高等教育教學專業名錄將“電化教育”改為“教育技術學”，中國電化教育協會更名為“中國教育技術協會”；各類教育技術專業的院校紛紛將專業名稱改為“教育技術學”[3]。與此同時，針對94定義的學習、討論、爭鳴等熱潮持續不斷。該定義激起了我國教育技術學科發展的劇烈震蕩，其影響大大超越了一般學術概念。

很多人至今對此現象疑惑不解。如果以混沌的眼光來審視這段歷史，答案是可以找到的。上世紀80年代末、90年代初，我國電化教育經過一段時期的快速發展，學科理論體系初步建立，各方面進步明顯。但與此同時，一些深層次矛盾也開始顯著化：電化教育多年的實踐雖然有了很大進步，但現代媒體對有些課堂教學并沒有起多少積極效果；電教工作者常處于教輔地位；電化教育專業學生就業面窄的問題一直存在[4]。電化教育在往何處去？電化教育該往何處去？種種問題困擾著業內人士。有人悲觀失望，提出“電化教育作為一門學科究竟還能走多遠”的疑問，有人則積極探索，在為電化教育的未來找出路、想對策。總體來說，這一時期的教育技術學科領域可謂人心思變、人心思動，充滿了內在隨機性，是一種混沌態。恰在此時，94定義這只“蝴蝶”翩然而至，于是一場暴風雨接踵而來。蝴蝶效應在教育技術發展過程中曾多次出現，比如本世紀初提出的“信息技術與課程整合”概念，近年來引入的MOOCs模式等,它們的出現均引發了長時間的研究與實踐熱潮，甚至將教育技術帶入新的發展階段[5]。究其原因，前者出現于教育技術從注重現代教育媒體設計研究向關注信息技術教育應用研究轉型時期，后者出現于信息技術教育應用從初級應用階段向深度融合階段全面推進時期，其共通背景是此時的教育技術正處于發展的轉折期亦或混沌期，一些看似微小的“擾動”卻有可能引發教育技術這個生態系統的巨大反應。94定義現象、“整合”熱潮、MOOCs模式等是處于混沌態的中國教育技術演變發展的產物，它們的出現既是偶然的，但也是必然的。

人們在處理問題時，習慣上都愿意看大節、抓主流，然而“蝴蝶效應”的啟示是，對待教育技術領域的“初始條件”“微小差別”也需給予足夠重視。隨著數字時代的全面到來，信息“云”已經將人類社會完全淹沒，信息的流動及其帶來的影響就像天氣變化一樣難以預料，一條小小的微博甚至可能影響到政府的決策，“蝴蝶效應”有了更大的普遍性。身處“云”中的中國教育技術，它的發展和它的研究與實踐領域隨時可能遭遇“蝴蝶效應”。當前，以大數據和云計算為代表的新技術、以智慧教育為代表的新理念、以混合學習為代表的新型學習方式、以教育信息化為代表的大戰略等都在對教育教學產生重要影響，教育技術領域前景廣闊；與此同時，由于學科發展不夠成熟、缺少自己核心競爭力等問題日益凸顯，教育技術學科建設前景堪憂，學科發展再次面臨類似上世紀90年代初的瓶頸與危機，迫切需要尋求新的出路[6]。這些因素的綜合而帶來的現象、問題和思想是眾多而復雜的，可謂群“蝶”亂舞，教育技術充滿了內在隨機性，新的混沌已經到來。面對新的發展情勢，教育技術領域還會有新的蝴蝶出現嗎？如果有，這只蝴蝶會是什么？它會在何時出現？它又將會把教育技術引向何方？這樣的命題值得教育學人持續的關注和思考。

3.2 內在隨機性：關注教育技術研究的情境性取向

在混沌研究出現之前，主導認知世界的是線性觀和決定論，人們認為宇宙活動遵循著永恒法則，像鐘表的單擺那樣線性、穩定、秩序，科學研究的主要任務就是找出掩藏在各種現象背后的普適性法則。例如，只要能確定物體運動的力學方程，便可以精確描繪出該物體的運動軌跡。然而內在隨機性啟示人們，宇宙受到各種變量的束縛，這些變量對宇宙活動加以限制，但并不總是允許人們作出簡單的預測，即使是由確定方程決定的確定性系統運動，也會產生不可預測性。內在隨機性是普遍存在的，對它的忽視會使我們陷入線性觀和決定論，導致科學研究偏離正軌。

在教育技術領域，不管是歷史上曾經流行媒體功效對比研究，還是傳統教學設計研究，都曾沿襲過線性觀、決定論的路線。我們常能看到這樣的研究取向：尋找一種優秀的媒體或技術，讓其介入教學并對教學過程進行穩定的控制，從而產生預期的教學結果；找出引起一些教學現象、導致一定教學結果的確定性原因，并把它當成固定法則，應用于各種教學情境；通過理論分析或實驗驗證某種技術或理論應用于教學的優越性，繼而基于這種技術或理論建構起一套教學模式，希望它能作為一種通用模式，穩定地帶來好教學效果。事實證明，這樣的研究取向沒有給我們帶來預期的結果。多年來的信息技術教育應用研究不斷呈現著各種成功模式與方法，但問題是這些模式和方法往往缺乏可持續性，難以常態化地對教學實踐發生影響；教學設計領域不斷創新著用來優化教學的通用模式，但在實踐方面，它們卻面臨著尷尬，我們很難看到一些優秀的教學設計模式能真正被應用于教學實踐，并帶來預期的教學成效。為什么我們推出的教育技術及其相關教學模式一直無法實現常態化應用，而只能一直停留在實驗階段[6]？諸如此類的疑問發人深省。

教學是富于內在隨機性的混沌系統，任何教與學的行為都趨向隨機。一個偶然的因素可以左右教學效果，而同樣的教學控制因素，有時候卻會導出截然不同的教學效果，這就是教學的內在隨機性。我們無法運用一成不變的理論、技術、模式或法則來對教學進行控制，將其導向我們預期的結果，即使我們明確知道某個教學系統由哪些教師、學生、教學內容、教學環境所構成。線性的因果關系在教學系統中并不存在。據此看來，教育技術研究要想撥開迷霧，就必須將內在隨機性作為關鍵要素納入各類研究之中，多一些關于教學的情境性探索，而不是始終沉浸于尋找那些可以放之四海皆準的教學模式或方法。近些年來，教育科學領域發生了重要的“范式轉換”：開始由探究普適性的教育規律轉向尋求情境化的教育意義，以“泰勒原理”為代表的理性主義正在被超越，人們開始用多學科的話語來解讀教學的無盡意義[7]。這種“范式轉換”在本質上屬于研究取向的轉換，很顯然，它朝教學的混沌性更加趨近了，這樣的趨近值得我們關注。

3.3 混沌吸引子：辯證看待教育技術“怪現象”

借助收斂和耗散兩種趨向的相互作用，混沌吸引子不斷誘發系統的活力，使其既總體確定，又在局部表現為不確定和難以預測。正是由于有了收斂與耗散這兩種趨向間的張力，才有了宇宙世界的既總體穩定，又富于變化。當一個系統處于結構變革時期，耗散性趨向便會尤為活躍，這時的系統常會演化出一些常理難以解釋的現象——混沌吸引子現象。大變革時期的中國曾是混沌吸引子現象產生的沃土：房價的暴漲暴跌、溫州民企的崛起、國有資產的流失……，到處有不同尋常的事件發生[8]。我國教育技術的發展也不乏混沌吸引子現象，我們對很多問題的迷茫和分歧在很大程度上正是源于被混沌吸引子現象所迷惑。有人曾在網上發文，把我國教育技術領域的眾多問題總結為“教育技術學十年之十大怪狀”。比如，專業設置一哄而上，專科、本科、碩士、博士一起上，非師范院校也辦教育技術專業；專業學生迷茫困惑，在電化教育階段，人才培養目標是明確的，但改為教育技術后卻迷失了方向[9]。

人們在困惑之余常會發出這樣的疑問，教育技術既然存在如此多的“怪現象”，它還在朝健康方向發展嗎？它還能健康發展嗎？從混沌的角度看，眾多令人困惑的怪現象的出現說明對我國教育技術起影響作用的是混沌吸引子，而不是收斂吸引子。混沌吸引子正通過收斂和耗散兩種趨向的相互作用和張力不斷誘發教育技術系統的活力，創造出各種新情況、新問題。雖然有些現象出人意料、令人困惑，但它說明我國教育技術正在變革、正在前進。處在結構變革時期的中國教育技術存在的各種“怪現象”是正常的，正是由于有了很多不可預料的、難以解釋現象的出現，才使得我們能夠看清教育技術發展過程中存在的諸多問題，并順藤摸瓜，解決這些問題，讓教育技術得以不斷修正和完善，朝更加健康的方向發展。這就如同混沌吸引子中的收斂性趨向，它把耗散性趨向帶來的震蕩、分岔和無序加以收斂，使系統走向新的平衡和穩定，并蘊育下一次耗散。教育技術正是在收斂與耗散這兩種趨向的共同作用下，不斷由穩定走向不穩定，再由不穩定走向更高層次的穩定。

當前，隨著智慧教育、在線教育、移動學習、MOOCs等的研究和實踐蓬勃開展，教育信息化成為熱門領域，但與此同時，本應作為教育信息化主力軍的教育技術專業反而面臨萎縮，學科發展陷入瓶頸。面對新的“怪現象”，如果簡單地用“衰落”抑或“興盛”來預判教育技術發展前景，是對當前復雜多變的信息技術教育應用形勢的忽視，容易落入線性觀的窠臼。我國教育信息化經過20多年的高速發展，現已處于由量變到質變的臨界點上，信息技術教育應用正在由初級階段走向深度融合，并進一步向智慧教育推進，“信息技術對教育具有革命性的影響”即將發生在當下[10]。這種變化促使教育技術融入教與學整合的新結構性變革中。處于新變革期的教育技術在耗散性趨向影響下必然產生新的震蕩，必然伴隨著種種問題與困惑，但同時也伴隨著優化研究與實踐、促進學科發展的新視角與新動力，從而帶來新的發展機遇。我們理應辯證看待，積極尋求轉型發展之道，讓教育技術在收斂與耗散兩種趨向的相互作用和張力下繼續前行，進一步發展壯大。

3.4 復雜的混沌：確立教育技術研究的復雜性思維

蝴蝶效應、內在隨機性、混沌吸引子提示了混沌的無序、非周期和難以預測，而混沌普適性又告訴人們，這種無序并非真正的無章可循，它是一種“非周期”的高級有序。在混沌的世界里，有序與無序、確定與隨機、偶然與必然、有限與無限是統一的，復雜性是事物的本質。現實事物并非只是在“非此即彼”的兩極之間跳躍，在更多時候，它們是在“亦此亦彼”的復雜狀態下存在和發展。對于科學研究而言，確立復雜性研究思維尤為重要。

教育技術的復雜性與混沌理論所倡導的復雜性思維之間存在天然的契合。教育是復雜的，影響教育的外在因素眾多，教育系統自身的運動具有內在隨機性，再加上人類認知的復雜性，這些因素的合成造就了教育成為一種復雜的巨系統。技術是復雜的，人類歷史上關于技術的本質、價值、技術對人類發展的作用等的討論從未停止過。當教育遇到技術，其間的復雜性又更趨顯著[11]。多年來懸而未決的大討論——教育技術的邏輯起點是什么，媒體對教學的作用如何，信息技術如何才能發揮出應有的效能等等，是教育技術復雜性的集中體現。面對復雜的教育技術，我們必需學會運用復雜性思維，而不是抱守那種“非此即彼”的簡單思維。回顧我國教育技術曾經走過的路，此類現象曾不斷重復：我們一次又一次地為一些新理論、新技術、新模式的出現而激動，以為找到了解決教學問題的良策，但一段時間的實踐卻又讓我們再次失望。從世紀初的Web Quest、Blog、建構主義，到近年來的社會性軟件、MOOCs、翻轉課堂等等，無一不在演繹著這種潮起潮落。從混沌的視角看，問題的關鍵或許并不在于這些新事物本身是否足夠優秀，而在于我們能否將其置于復雜的時空情境，運用復雜性思維去審視它們在教學中的地位和作用。在信息技術進入教學領域之初，人們常認為只要信息技術被應用于教學，便會有較好的教學效果，如果好的效果沒有出現，那是因為還沒有找到適合的應用方法。然而迄今為止還沒有明確證據可以表明，教學效能的改進確實是由應用信息技術引起的，這是斯坦福大學教育學院榮休教授Larry Cuban及相關學者進行深入研究后的結論[12-13]。面對現狀，有人開始給出定論，認為信息技術不會對教學起任何促進作用。產生以上兩種極端思想的根源其實在于人們對教學復雜性的漠視。信息技術有其優越之處，但面對教學的混沌性、復雜性，這種優越性本身未必就能帶來好的教學效果，它們之間并沒有線性的因果關系。正如有學者曾經指出的那樣，“我們對信息技術教育應用的復雜性認識是不足的，反復被炒作的 ‘信息技術與課程整合’，試圖以系統的觀點解決教育信息化進程中的問題，但是傳統科學的方法與手段是不能解決復雜的教育系統與信息系統的問題的。”[14]

混沌啟示了事物的復雜性，混沌的普遍存在意味著復雜性的普遍存在。國際新媒體聯盟2015地平線報告指出，復雜性思維教學的實現是未來制約高等教育領域技術應用的重大挑戰之一[15]。對于教育技術而言，它的發展是復雜的，它的研究對象是復雜的，教育技術領域種種現象和問題是眾多因素復雜交互的產物，這些問題的解決不是某個單一理論、技術、模式或方法所能獨立完成的。關注各種復雜的關系與交互，多一些情境化的思考與實踐，而非抱守線性觀或決定論思維去孤立地探討某種理論、技術、模式或方法的優越之處，這是教育技術復雜性思維的核心所在。

4 結束語

當今時代，隨著以混沌理論為代表的復雜性科學研究的深入，人們分析和處理問題的思維方式正在發生重大改變，由以往那種試圖祛除一切不確定性，追求穩定和有序，轉而趨向于坦然面對各類失衡和無序，并開始與“不確定性”“多元性”“復雜性”展開情境性對話。基于這一趨勢，本研究從混沌的視角對教育技術現象和問題進行了探討，主要涉及重視教育技術發展中的小因素、關注教育技術研究新取向、辯證看待教育技術問題與現象、確立教育技術研究的復雜性思維等等。當前在經濟全球化、信息網絡化、學習數字化、教育終身化等大潮的沖擊下，我國教育技術正站在新的十字路口：教育技術理論體系期待重構，教育技術實踐領域需要創新，教育技術研究范式期待改善，信息技術與教育的深度融合有待推進。面對復雜多變的情勢，我們尤其需要具備混沌的視野，并運用混沌的思維去分析現象、思考問題，這將有助于我們看清教育技術的前世、今生與未來。

參考文獻：

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[14]焦建利，葉力漢.教育技術的復雜性與復雜的教育技術學——從復雜性科學角度看教育技術學研究[J].電化教育研究，2006，（1）：13-22.

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A REVIEW ON THE STUDY OF THE EDUCATIONAL TECHNOLOGY FORM THE PERSPECTIVE OF CHAOS THEORY

CHEN Li-gang1WANG Tai-chang2
（1 Chaohu College，Chaohu Anhui 238000）（2 Jiangsu Normal University，Xu扎hou Jiangsu 221006）

With the development of educational informationi扎ation in China,educational technology is entering a new period of transformation.All kinds of complex problems and phenomena have emerged and pu扎扎led the researchers.Chaos science,a representative of modern complicated science,as an important methodology,is of certain directive significance to the educational technology.Reviewing the relevant researches and practice through the Chaos theory will inspire a lot,such as emphasi扎ing the minor problems in the field of educational technology,studying the problems and phenomena of educational technology in a dialectical perspective,paying attention to the situation orientation of the educational technology research and establishing the complexity thinking etc.

Chaos theory；Educational technology；Review

G40-057

A

1672-2868（2017）02-0120-06

責任編輯：李 曉

2017-02-10

安徽省高校省級人文社科重點研究課題（項目編號：SK2014A323）；巢湖學院校級教研重點項目（項目編號：PX-3016555）

陳立鋼（1980-），男，安徽肥東人。巢湖學院，講師。研究方向：教育信息化。