學(xué)生認(rèn)知的耗散結(jié)構(gòu)形成與教學(xué)有效性策略

楊柳君

摘 要 學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師的教應(yīng)是為了讓學(xué)生更好的學(xué)。學(xué)生作為主觀能動(dòng)的個(gè)體，其學(xué)習(xí)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜性的自組織過(guò)程，耗散結(jié)構(gòu)理論是自組織理論群中的一個(gè)，從學(xué)生認(rèn)知的耗散結(jié)構(gòu)形成來(lái)探討課堂教學(xué)的有效性符合培養(yǎng)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生思維能力的新課標(biāo)理念。

關(guān)鍵詞 課堂教學(xué) 有效性 耗散結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：G444 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

課堂教學(xué)的有效性并不取決于教師在課堂上向?qū)W生灌輸了多少或傳遞了多少的知識(shí)，而是取決于學(xué)生對(duì)知識(shí)的內(nèi)化以及將知識(shí)的靈活應(yīng)用。美國(guó)后現(xiàn)代主義課程論學(xué)家多爾（Doll）認(rèn)為：教學(xué)應(yīng)該跳出教所以學(xué)的因果框架，從而回歸教學(xué)附屬學(xué)習(xí)的正確關(guān)系。根據(jù)皮亞杰的生物世界觀，人的大腦是一個(gè)復(fù)雜的開放系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)支配下，存在著與外部環(huán)境的非線性作用，學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)其實(shí)就是一個(gè)耗散結(jié)構(gòu)。

1耗散結(jié)構(gòu)理論

比利時(shí)的物理學(xué)家普利高津在1969年的國(guó)際“理論生物學(xué)會(huì)議”上以《結(jié)構(gòu)，耗散和生命》一文正式提出了耗散結(jié)構(gòu)理論。這個(gè)理論指出：一個(gè)開放系統(tǒng)，無(wú)論是力學(xué)的、物理的、經(jīng)濟(jì)的還是生物的系統(tǒng)，在達(dá)到遠(yuǎn)離平衡態(tài)的非線性區(qū)時(shí)，一旦系統(tǒng)的某個(gè)參量的變化達(dá)到一定的閾值，通過(guò)漲落，系統(tǒng)可能發(fā)生突變，即非平衡相變，由原來(lái)的無(wú)序的混純狀態(tài)轉(zhuǎn)變到一種時(shí)間、空間或功能有序的新的狀態(tài)。這種在遠(yuǎn)離平衡的非線性區(qū)形成的宏觀有序結(jié)構(gòu)。因?yàn)榫S持這類新的有序結(jié)構(gòu)必須不斷的“耗散”物質(zhì)，能量或信息，故稱之為耗散結(jié)構(gòu)。形成耗散結(jié)構(gòu)需要滿足一下四個(gè)條件：系統(tǒng)的開放性、遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)、非線性作用以及存在漲落。

2學(xué)生認(rèn)知的耗散結(jié)構(gòu)形成

從耗散結(jié)構(gòu)形成的條件看，學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)就是一個(gè)耗散結(jié)構(gòu)。

2.1學(xué)生的認(rèn)知系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)

熱力學(xué)第二定律指出：孤立系統(tǒng)中會(huì)因?yàn)椴粩嗟撵卦龆a(chǎn)生無(wú)序的狀態(tài)，而開放的系統(tǒng)因?yàn)椴粩嗤ㄟ^(guò)與外界進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的互換來(lái)獲得負(fù)熵來(lái)抵消系統(tǒng)本身的熵增，系統(tǒng)的總熵減少，從而使得系統(tǒng)進(jìn)入相對(duì)有序的狀態(tài)，形成耗散結(jié)構(gòu)。因此，系統(tǒng)開放是耗散結(jié)構(gòu)得以形成、維持和發(fā)展的首要條件。學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)是大腦不斷從外界吸收大量的新知識(shí)，并進(jìn)行處理加工而逐漸建立起來(lái)的體系，是一個(gè)開放的系統(tǒng)。

2.2學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)在“非平衡態(tài)”不斷推進(jìn)

普利高津認(rèn)為：非平衡是有序之源。學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)來(lái)自與外部環(huán)境的信息交換，在產(chǎn)生認(rèn)知沖突的情況下，原有認(rèn)識(shí)圖式的平衡狀態(tài)會(huì)被打破，而發(fā)生了“同化”或更深刻的“順應(yīng)”作用，促使主體調(diào)整和改變?cè)械恼J(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)。因此學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變是在當(dāng)平衡態(tài)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)遭遇某種新的信息時(shí)，由于這種新的信息與原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)存在差距，出現(xiàn)不平衡狀態(tài)，學(xué)生試圖克服這種不平衡狀態(tài)的過(guò)程中出現(xiàn)的。

2.3學(xué)生的認(rèn)知建構(gòu)存在非線性作用

學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)不僅是一個(gè)開放的系統(tǒng)，同時(shí)也是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。其構(gòu)成要素本身是復(fù)雜多變的，并且內(nèi)部要素之間隨著時(shí)間與空間的不同，其相互作用機(jī)制與方式也各不相同，我們把這種作用規(guī)律稱之為非線性作用。

斯騰伯格認(rèn)為，組成認(rèn)知結(jié)構(gòu)有三種成分：元成分、操作成分和知識(shí)獲得成分從某種意義上說(shuō)，個(gè)體的認(rèn)知發(fā)展史這三種成分反復(fù)相互激活的結(jié)果。操作成分及知識(shí)獲得成分得到元成分的不斷激活和作用，并給元成分提供反饋性信息，元成分據(jù)此對(duì)它們工作的有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)而使整個(gè)加工程序獲得調(diào)整。由此可見，學(xué)生的認(rèn)知建構(gòu)中存在著非線性的相互作用。

2.4學(xué)生的認(rèn)知建構(gòu)需要漲落的干擾

漲落是指一些微小的擾動(dòng)。在系統(tǒng)的演化中，漲落起著非常重要的作用，它是對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)新的結(jié)構(gòu)的一種誘導(dǎo)、觸發(fā)、啟動(dòng)和推動(dòng)。漲落的出現(xiàn)引發(fā)了非線性作用的產(chǎn)生，使系統(tǒng)發(fā)生質(zhì)的改變，躍升到新的有序狀態(tài)。學(xué)生的認(rèn)知建構(gòu)或心理結(jié)構(gòu)會(huì)受到來(lái)自內(nèi)部與外部的漲落而產(chǎn)生認(rèn)知沖突，比如說(shuō)教師的提問(wèn)，群體中的提問(wèn)等。認(rèn)知沖突會(huì)將學(xué)生的認(rèn)知水平從原來(lái)的平衡狀態(tài)推向非平衡態(tài)，在課堂教學(xué)諸多元素的非線性作用下，促使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)達(dá)到一個(gè)新的有序狀態(tài)，并使得學(xué)生的認(rèn)識(shí)水平從低級(jí)向高級(jí)發(fā)展。

3基于認(rèn)知耗散結(jié)構(gòu)的教學(xué)有效性策略

實(shí)現(xiàn)教學(xué)的有效性，其前提就是要充分體現(xiàn)出學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，打破封閉靜態(tài)的課堂，從學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的耗散結(jié)構(gòu)形成來(lái)探索出能夠幫助學(xué)生構(gòu)建完善知識(shí)體系，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)內(nèi)化的自組織過(guò)程的教學(xué)策略。

3.1開放的教學(xué)體系是教學(xué)有效性的前提

一個(gè)系統(tǒng)朝有序方向發(fā)展的過(guò)程，就是不同外界進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的交換，控制系統(tǒng)的參量達(dá)到新臨界，使系統(tǒng)發(fā)生突變的過(guò)程。

3.1.1開放的教學(xué)目標(biāo)

傳統(tǒng)的課堂過(guò)分強(qiáng)調(diào)教學(xué)目標(biāo)的預(yù)設(shè)和封閉，過(guò)分地注重知識(shí)的傳授，使得課堂變得機(jī)械、沉悶和程式化、教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)化。而教學(xué)的有效性應(yīng)落足于學(xué)習(xí)的“過(guò)程性”。學(xué)生不是僅以理性的軀殼進(jìn)入知識(shí)的獲取中，而是帶著個(gè)體的內(nèi)心體驗(yàn)，認(rèn)知模式、情感態(tài)度展開理解、溝通，以期達(dá)到超越事實(shí)材料、拓展自己視野的目的。所以，教學(xué)目標(biāo)不應(yīng)只局限于學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的掌握，同時(shí)還應(yīng)注重學(xué)習(xí)的過(guò)程和方法，預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)在實(shí)施過(guò)程中需要開放地納入直接經(jīng)驗(yàn)，彈性靈活的成分以及始料未及的感悟，要鼓勵(lì)師生在互動(dòng)中的即興創(chuàng)造，超越目標(biāo)預(yù)定的要求。

3.1.2讓學(xué)生的思維系統(tǒng)開放

學(xué)生對(duì)學(xué)過(guò)的知識(shí)難以掌握或太快地被遺忘，表明大腦系統(tǒng)并沒有開放。而大腦系統(tǒng)的開放與學(xué)生原有認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)的失衡是同一過(guò)程，所以教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)設(shè)法讓學(xué)生的大腦系統(tǒng)開放。比如：（1）利用提問(wèn)的啟發(fā)式教學(xué)，根據(jù)最近發(fā)展區(qū)原理引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程處于一個(gè)動(dòng)態(tài)的思考過(guò)程，而不是靜態(tài)的知識(shí)接受。（2）開設(shè)實(shí)踐性課堂，把學(xué)生從課堂帶到生動(dòng)的實(shí)踐中去，通過(guò)參觀、調(diào)查、討論等形式，讓豐富多彩的實(shí)踐課堂刺激學(xué)生大腦與外部環(huán)境的信息交換。

3.2設(shè)計(jì)漲落，創(chuàng)造學(xué)生認(rèn)知建構(gòu)的非平衡態(tài)

關(guān)鍵的漲落能驅(qū)動(dòng)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的失衡。在教學(xué)中，教師應(yīng)首先認(rèn)清學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，即原有平衡狀態(tài)的條件，包括運(yùn)用設(shè)計(jì)調(diào)查表格的方法，掌握學(xué)生學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)系統(tǒng)內(nèi)的子系統(tǒng)和要素；或者是運(yùn)用交談的方式，了解學(xué)生個(gè)體學(xué)習(xí)的經(jīng)歷、環(huán)境等問(wèn)題。

漲落的設(shè)計(jì)是要引起學(xué)生有效的認(rèn)知沖突，當(dāng)學(xué)生的思維都處于較高的不平衡狀態(tài)，那么學(xué)生、教師、教材三者之間就能產(chǎn)生較大的共鳴，課堂教學(xué)的有效性就會(huì)得到提高。這里提出幾點(diǎn)方法：（1）課堂的開始引入富有啟發(fā)式的引入，創(chuàng)設(shè)良好的課堂教學(xué)情境。（2）知識(shí)點(diǎn)的講授要善于運(yùn)用多種方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)情感，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。（3）善于設(shè)計(jì)問(wèn)題，并且對(duì)同一問(wèn)題能夠變換多個(gè)角度，幫助學(xué)生客服舊的思維框架，打開思路。（4）放下教師的權(quán)威地位，教學(xué)應(yīng)該是雙向的。教師故意的“犯錯(cuò)”讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)，可培養(yǎng)學(xué)生的批判思維，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。（5）引導(dǎo)學(xué)生不斷的反思，從而回歸自身的認(rèn)知特點(diǎn)，并主動(dòng)的發(fā)現(xiàn)自身原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的破缺，將其調(diào)整完善，向更高級(jí)的水平發(fā)展。

3.3開展小組合作學(xué)習(xí)，最大程度發(fā)揮教學(xué)系統(tǒng)中的非線性作用

所有的學(xué)習(xí)過(guò)程都必須是開放的交互過(guò)程，而不是“注入式”的信息單向傳輸?shù)姆忾]過(guò)程。沒有協(xié)作，就沒有有效的意義建構(gòu)；沒有有效的意義建構(gòu)，學(xué)習(xí)就沒有自組織過(guò)程。在學(xué)生中開展小組合作的方式，是學(xué)生之間的相互協(xié)作過(guò)程，在這樣的學(xué)習(xí)環(huán)境中，每個(gè)學(xué)生都能受到組員的考察和評(píng)論，同時(shí)自己也在考察著其它的組員。這是一個(gè)不斷發(fā)生思維碰撞的過(guò)程，對(duì)同一個(gè)問(wèn)題的分析，卻有著幾種的不同觀點(diǎn)的闡述。學(xué)生在這種模式下，一邊辨析著不同的觀點(diǎn)，一邊對(duì)失衡的認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行更高層次的重新建構(gòu)，這不僅培養(yǎng)了學(xué)生的合作、交流能力，更是發(fā)展了學(xué)生的高級(jí)思維，同時(shí)也充分地發(fā)揮了學(xué)生的主體地位。學(xué)生與學(xué)生之間，學(xué)生與教材之間交織成了非線性作用的網(wǎng)絡(luò)，并相互影響著。

學(xué)生的合作學(xué)習(xí)并不意味教師的“無(wú)所事事”，有深度的問(wèn)題才能激發(fā)學(xué)生的深刻思考與激烈的討論，所以教師要在備課環(huán)節(jié)中充分設(shè)計(jì)好足夠深度的問(wèn)題，而且問(wèn)題應(yīng)圍繞著核心概念而展開深挖。

總之，教學(xué)的有效性是教育研究的亙古話題，遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，從學(xué)生的主體性出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)發(fā)展良好的思維能力，為學(xué)生更好地適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)人才的需求，是教學(xué)有效性的最重目的。

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