教育研究与教育科学研究_教育研究中的系统科学进展与应用

　　[摘要]系统科学作为教育研究的重要方法论，也是教学系统设计的理论基础之一。它虽然已经历了一般系统论、自组织理论、复杂性理论三个发展阶段，但就目前教育理论研究情况来看，系统科学思想方法的教育应用仍多停留在一般系统论的初级阶段，对系统科学的新近研究成果显得不够重视，尤其是有着丰富内涵与教育应用巨大潜力的自组织理论代表――耗散结构理论。随着后现代主义教育研究的深入，耗散结构理论已越来越多地受到课程研究领域专家的重视，相关研究成果初步显现。另外，数字化学习理论Connecgvism新近获得了较大发展，它的主要观点正是耗散结构理论主要思想方法的重要体现。由此，我们相信在系统梳理系统科学自身发展状况的基础上，研究系统科学代表性观点的教育应用已显得十分必要。另外，积极吸纳耗散结构理论的思想观点去分析教学系统，有助于从教育研究方法论的角度审视教育的弊病，查找深层次原因，摸索规律，促进信息时代教育的新发展。
　　[关键词]系统科学；耗散结构理论；开放系统；教学设计；学习理论；教学事件
　　[中图分类号]G40－02　[文献标识码]A　[文章编号]1672－0008(2011)01－0026－07
　　
　　一、耗散结构理论及教育研究范式革命
　　
　　一直以来，在教育研究中占据着绝对统治地位的当属简单性、决定性的还原论科学研究方法，它是建立在牛顿的经典力学和线性数学原理基础之上的。这种思维至少强调三方面的内容：第一，世界的本原是由不变的实体构成的，对于整体事物的研究，可以通过将事物分解为若干部分，再对各个部分加以研究来进行。第二，事物的构成是简单的。牛顿在《自然哲学的数学原理》中声称，自然界喜欢简单化，而不爱用什么多余的东西来夸耀自己。他把简单性作为科学信条，置于众法则之首。爱因斯坦同样推崇简单性，认为它是一切科学的伟大目标，即要从尽可能少的假设或公理出发，通过逻辑的演绎，概括尽可能多的经验事实。第三，事物的演化发展是线性的、决定性的。后一发展阶段以前一阶段为前提，遵循线性因果关系。无疑，分析有利于深入认识事物。还原论的分析观在科学发展的一定时期，对于科学的进步来说，是必不可少的。
　　但是，我们应该意识到，分析更是为了综合。一方面，如果一味地逐级深入分析下去，将在越来越大的程度上割断部分与整体之间的联系；另一方面，当今科学知识总量呈爆炸式的增长，以及信息技术构建的网络化学习平台，使得人们短时间内就需要处理大量的知识，对个人的认识能力提出了更高的要求，人们不应该再把注意力集中在几个点上，而应该进一步弄清这些点之间的联系，需要把个别的知识综合起来。
　　数字化学习理论的新近研究证明了这一点，Conneetivism学习理论由加拿大学者George Siemens(乔治・西门思)于2004年提出，其后获得了较大发展。它之所以被誉为“里程碑式的”数字时代学习理论，就在于它从神经科学的角度出发，把学习描绘成大量节点相互联结构成网络整体的过程，认为学习与知识建立于各种节点及关系之上，在这些节点相互关联进而表现出各种关系的过程中，个人的知识网络体系被建立起来，学习活动就是发生在这些数量庞大的节点所构成错综复杂关系的过程之中。这一学习理论因其比其他学习理论更灵活、更接近人脑实际的优越性而受到推崇。
　　
　　建构主义学习理论的提出者，瑞士心理学家皮亚杰就十分善于利用系统科学的科学研究方法来克服还原论思维的片面性。正如他在其专著《结构主义》中所阐述的那样：“许多学科都得出结论：过去把研究对象分析为许多组成成分的办法行不通，整体并不是各成分的简单总和，它比部分的总和还要多一些，即整体还有整体作为整体本身的性质。从整体出发来认识部分，实验证明是有效的。皮亚杰提出建构主义学习理论，应用的是一般系统论的初期系统科学果。实际上，时至今日，系统科学已经经历了三个阶段的发展历程：一般系统论、自组织理论、复杂性理论。普利高津的耗散结构理论和埃德加・奠兰的复杂性研究范式，被公认为其中最具代表性的研究成果，它们的形成代表了科学研究范式的转变，超越还原论更加成为一种必然的趋势。
　　1.教育研究应重视系统科学研究成果
　　何克抗先生多次发表文章，强调系统科学对于教育研究的重要影响，从教育技术学科的历史发展来看，他提到“在上个世纪的五六十年代，由于将系统科学(它包含系统论、信息论、控制论，也称‘老三论’)的系统方法，首次运用于解决教育技术领域的核心问题，从而创建了‘教学设计’这一新理论，并促进了教育技术学科的蓬勃发展。”再从教育技术学的当前研究来看，他认为“系统科学本身自从上个世纪70年代以来又有了很大的发展，其基本内容已由原来的‘老三论’发展到由耗散结构理论、协同理论、超循环理论为代表的‘新三论’，相应地系统方法也有了较大的拓展。所以，新的系统论研究方法应该在教育技术研究中得到哪些体现?以及如何促进教学设计理论与应用的深入发展?这都是国内外教育技术界非常关注的热点问题”。
　　正如何克抗先生所述，教育科学研究离不开系统科学的支持，二者的关系曾经十分紧密。主要有表现在以下几个方面：
　　(1)系统科学理论与传播理论、教学理论、学习理论共同构成了教学系统设计的四大基础，长久地为教学设计提供着方法论指导。
　　(2)考查学习理论的发展，可知皮亚杰的建构主义学习理论获得了空前的发展，对当前的教育教学改革都产生了非常重要的影响。如前所述，建构主义学习理论的提出直接源于皮亚杰创建的发生认识论，在皮亚杰的整个理论体系中，“结构”是最基本的一个概念，皮亚杰认为结构首先应该是一个整体、一个系统、一个集合。具体说，结构就是由具有整体性的若干转换规律组成的一个有自身调整性质的图式体系。通读皮亚杰的《结构主义》一书，可以发现“整体”、“系统”、“平衡”等词语散见于全书的各个章节，而这些内容正是系统科学中的关键术语，虽然该书中对于这几个重要概念的阐释不如系统科学中来得详尽，但仔细研究不难发现二者的基本思想是一致的，可以将皮亚杰的相关思想与论述视为系统科学早期思想的应用。毕竟皮亚杰的《结构主义》一书最初发表于1968年，那时候系统科学的发展仍然处于第一阶段，徘徊在强调整体性的一般系统论层次。由此，我们可以肯定地说，学习理论领域中重要的领军人物之一――皮亚杰十分重视系统科学的研究，并且将发生认识论和建构主义学习理论统统建立在系统科学的根基之上。
　　(3)皮亚杰仅是强调学习与系统科学紧密联系的科学家之一。我国著名科学家钱学森从另一个角度强调了系统科学对于学习研究的重要性，具体说就是系统科学与思维科学的紧密联系。1981年，他在《自然杂志》上发表了“系统科学、思维科学与人体科学”一文，倡导对这三门前沿科学及其相关学科进行综合研究。我们知道，思维一直是教育心理学的重要研究内容之一，学习必然离不开思维的参与，学习理论研究目 标之一就是破解人类思维本质与发展规律的难题。从这个角度来说，皮亚杰与钱学森的思想有着不谋而合之处，具有异曲同工之妙。
　　(4)系统科学中耗散结构理论是一个重要代表思想，在自组织理论中居于首位。它的提出，直接引领了系统科学由一般系统论的第一阶段向自组织理论的第二阶段转化。后现代主义教育研究者们指出：普利高津的耗散结构理论带来的是一场重要的观念变革。他不仅改造了物理学，赋予物理学一种新的文化内涵，而且包括教育、课程研究在内的社会科学各领域，也都将受益于该理论的振聋发聩的洞见。耗散结构理论的普遍方法论意义正在逐渐被教育领域认可和引介，它对于教学理论研究启示和指导意义已不容怀疑。当代课程大师派纳(Willam F.Pinar)在他的巨著《理解课程》中，著名的课程理论学者多尔(Willam E.Doll，Jr)在他的《后现代课程观》一书中，都对耗散结构理论与课程的关系给予了极大关注。在最近出版的多尔的著作《混沌、复杂性、课程和文化》一书中，多尔又将耗散结构的理论用作课堂对话分析的一种工具。
　　鉴于以上分析可以看出，教育科学研究对系统科学进展的关注由来已久，并在后现代主义课程大师的引介下逐渐成为一种趋势。因此，对系统科学的发展历程进行梳理，并阐释其中重要的代表性成果，有助于我们更好地促进系统科学在教育领域内的应用，发挥系统科学对于教育教学的指导作用。
　　2.系统科学发展及其应用于教育历程的简单回顾
　　20世纪40年代之前，系统科学处于萌芽阶段。还原性、简单性最早可以追溯到古希腊先哲们的思想，它们作为一个最为古老朴素的观念和信条存在着，在认识论领域始终占有绝对的统治地位。可以说，此时非线性思维还沉睡在意识深处来被唤醒，线性思维大行其道。绝大部分人从事科学研究的思维，直接地取自还原分析的方法论，遵从线性推理、逻辑演绎的模式。但也有一部分先知先觉的科学家偶尔猜测到它、运用它，如：早期希腊哲学家混沌地猜测过混沌到有序的历程；笛卡儿玄学地提出过复杂性的漩涡宇宙演化模型；彭加勒从对三体问题研究得到了非线性结论，等等，这些都是思维史中注意到复杂性的典型。
　　由于简单性思维根深蒂固的思想基础，以及特定的历史时期内，在这一思维模式指导下的科学研究取得了辉煌的研究成果，大大地改变了人们的生活和生产方式。因此，常常对这一方法论难以割舍，仍然徘徊在因循守旧的简单性思维模式中止步不前。这在教育领域内的表现尤其明显，从宏观的角度上看，我们的教育研究仍然以还原、分析的方法论为基础。当前指导教育教学改革的教育理论研究尚对系统科学的研究成果重视不足，更不用提落后于理论研究的教学实践了。
　　20世纪40至50年代，系统科学处于第一发展阶段――一般系统论。一般系统论由生物学家贝塔朗菲创立，是第一个明确反对还原论的科学理论，它使得“系统”、“整体”和“整体性”不再被看作超越科学界线的形而上学概念，转而成为科学研究的对象。几乎是同时，维纳的控制论和香农的信息论开始兴起。在诸多综合性横断学科中，系统论、控制论和信息论的研究成果最为突出，因此被人们合称为“老三论”。它们虽然角度不同，但探讨的是同一个问题：将对象作为不可分割的系统，考查系统的整体性规律。同时推广整体大于部分之和的研究理念。
　　系统科学应用于教育领域的成果多集中于引介和应用一般系统论的思想。皮亚杰的整个发生认识论大厦就是建构在这一思想基础之上的，特别强调系统、整体、整体性等。教学设计领域的研究者们关注系统论，并发展它为教育设计的指导思想之一，也多是集中研究其中的整体性方法论，即停留在一般系统论的阶段。教育科学和系统科学在这一阶段的联姻相对结出了较多的成果，其中较有影响的有查有梁先生的著作《系统科学与教育》和《控制论・信息・论系统论与教育科学》，系统介绍了老三论的研究成果及其在教育领域的应用概况。
　　20世纪60至70年代，系统科学处于第二发展阶段――自组织理论。比利时物理学家普里高津于1969年提出了耗散结构理论。随后，哈肯的协同学、艾根的超循环论、托姆的突变论等相继创立，形成了研究系统演化发展的自组织理论。其中耗散结构理论、协同学和突变论被人们并称为“新三论”。它们分别从物理学、化学、生物学和数学等不同角度，探讨了系统自组织演化发展的条件、动力机制和途径等问题。吴彤教授认为：“耗散结构理论是解决自组织出现的条件环境问题，协同学基本上是解决自组织的动力学问题，突变论则从数学抽象的角度研究了自组织的途径问题，超循环论解决了自组织的结合形式问题，至于分形和混沌理论，我认为它们是从时序与空间序的角度研究了自组织的复杂性和图景问题。”
　　如前所述，教育研究领域对于系统科学第二阶段研究成果的关注，主要表现在引入以耗散结构理论为代表的“新三论”思想方面。从历史上看，最早想把“新三论”引入教学设计领域的学者是美国的乔纳森(JOnassen，D.H.)。他是当代建构主义的代表人物，早在上世纪90年代初，他在发表于Educational Technology杂志的题为《思维技术：教学设计中的混沌》一文中，就指出教学设计过程充满混沌性，主张用混沌理论改造或重构新一代教学设计(即所谓“混沌教学设计”)。但自那时起整整20年过去了，国际上对乔纳森观点的响应寥寥无几。近期，课程大师派纳和多尔分别在新近的研究成果中对耗散结构理论给予极大关注，由此唤起了部分研究学者，尤其是后现代主义理论研究者们的兴趣。但目前这方面代表性的研究成果也就仅止于此，相关著作不是很多。
　　从国内的文献检索情况来看：一方面，我们看到在历史、文化、艺术等各个社会领域中，对耗散结构理论引介、应用的基础性研究工作已近完成，分别呈现出欣欣向荣、争奇斗艳的可喜态势；另一方面，耗散结构理论在教育、心理领域内的应用研究文献不超过20篇，在CNKI上，以“耗散结构理论”为题名的检索结构中，左侧的“学科类别分组”虽然多达60项，几乎囊括了数学、物理、医学、地理、旅游、农业、经济、管理等各个领域，唯独没有教育、心理相关的任何一个独立分组。可见，教育科学与自组织理论结合的相关研究还有待进一步展开，在引介的基础上，还要建立自组织理论应用于教育的深层次关联。
　　20世纪80年代以后，系统科学进入第三阶段――复杂性理论。1984年，在三位诺贝尔学奖获得者盖尔曼、安德森、阿罗的大力推动下，美国建立了世界上第一个以复杂性科学为研究对象的机构――圣菲研究所。圣菲研究所的成员背景不同，有来自物理学、生物学、经济学等各个领域的专家，但他们的志向相同，那就是改变分门别类进行复杂性研究的现状，打破以往的科学界限，建立统一的复杂性科学纲领。他们目前提出的一些概念和方法，已经得到承认，被看作一种看问题的新角度、新的世界观和方法论，代表着科学研究的又一次重要思维范式的转变。 　　与耗散结构理论等自组织理论比起来，复杂性理论的教育应用成果更多一些。著作方面首推法国当代著名哲学家、社会学家埃德加・莫兰的《复杂性理论与教育问题》，本书分为上、下两篇，上篇是莫兰应联合国教科文组织之邀，发表的他对于未来教育理念的见解；下篇中，莫兰倡导进行教育、思想改革要超越简化的片段性认识，这种认识看不见整体和部分之间的相互作用，把复杂性化解为简单性和遮蔽根本性的问题，还会导致科学思想和人文思想的可悲的分裂。同时莫兰强调：教育的目标与其说是造就充满知识的头脑，不如说是造就构造得宜的头脑。
　　国内文献检索方面，在CNKI上以“复杂性”为题名可检索到的文献有8000多篇，其中唯一与教育直接相关的学科分类――教育理论与教育管理下共有140篇，其中权威的《教育研究》上2003-2008年发表了5篇，还有相当一部分发表于《全球教育展望》、《教育发展研究》、《电化教育研究》等教育类核心期刊上。
　　
　　二、耗散结构理论的基本观点
　　
　　耗散结构理论是系统科学与教育结合的一个关键研究点，一方面由于其显赫的地位，普利高津因其在建立耗散结构理论方面的贡献获得了1977年的化学诺贝尔奖，因此，无论是在系统科学研究领域中的各理论，还是在指导教育研究的诸多理论中，耗散结构理论都是首屈一指的，理论本身的科学价值不容置疑。另一方面，从上面的分析可知，课程大师多尔和派纳正致力于将耗散结构理论引入到教育教学研究领域中来，专家们的研究进展让我们看到了耗散结构理论在教育教学中应用的巨大潜力。
　　耗散结构理论以开放系统。为研究对象，酱利高津教授认为开放系统更具有研究价值，因为无论是在科学研究中还是在实际生活中，绝对意义上的孤立系统和封闭系统都是不可能存在的，系统必然是开放性的存在。可以说开放系统存在于一切事物之中，大到宇宙中的各种系统，小到粒子物理的微观研究；也无论是有生命的，还是无生命的生物个体。因此，无论物理、化学、生物等自然科学，还是历史、文艺等社会科学，甚至哲学，都可以应用该理论的研究成果。事实L近三十年耗散结构理论应用于其他领域的研究进展已然证明r这一点。耗散结构理论围绕“耗散结构”这一荚键概念展开，指出：一个远离平衡状态的开放系统，通过不断地与外界交换物质和能量，在外界条件的变化达到一定的阈值时，可能从原有的混沌无序的混乱状态，转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态，这种在远离平衡情况下所形成的新的有序结构，即为“耗散结构”。耗散结构理论就是研究耗散结构的性质，以及它的形成、稳定和演变的科学。人们无法创造耗散结构，但可以创造耗散结构形成的条件。这有可能使我们控制系统并为系统创造必要的条件，从而导致耗散结构的实现。系统形成耗散结构需要具备以下必要条件：
　　(1)开放性。开放性是系统形成耗散结构的基本前提。开放意味着打开了交换之门。耗散结构只有在开放系统中才能形成并生存。它的存在需要消耗系统从外界交换而来的物质、能量或信息，所以必然要求系统的开放性存在。只有开放系统才能走向有序，有序意味着系统的进化、发展；非开放系统只可能走向无序，无序意味着系统的退化、灭亡。
　　(2)远离平衡态。“非平衡是有序之源”是耗散结构理论的基本观点之一。开放系统的热力学状态有三种，分别是热力平衡态、近平衡态和远离平衡态。在热力平衡态和近平衡态的线性区，系统分别是处于稳定状态和趋于稳定状态的，分别趋向于无序和趋向于平衡，此时小的涨落和扰动很难改变系统的当前状态，因此系统也就不可能出现新的有序结构。只有当系统远离平衡态时，才有可能通过涨落或突变进入一个新的稳定有序的状态，从而形成新的稳定有序结构。处于稳定平衡结构的系统不再与外界交换物理、能量和信息，是一种没有任何生机和活力的“死”结构。与此相反，处于动态稳定有序状态的耗散结构不断地活动着，是一种具有旺盛生命力的“活”结构。
　　(3)非线性作用。非线性作用是系统内部运动和发展的重要原因。系统内部各要素问的相互作用或者是线性的，或者是非线性的。线性相互作用的特点是简单地进行叠加，此时整体等于部分之和，相当于1＋1＝2，各要素间表现为确定性的因果关系；而非线性的相互作用则要复杂得多，并不是要素间的简单叠加，是通过相互制约、相互耦台形成一种在整体上完全不同于各部分的崭新的整体效应。此时整体大于部分之和，相当于1＋1＞2。如果系统中各要素间的相互作用仅仅是线性的，那么无论这些要素如何组合，将只有量的积累，而不可能有任何质的变化；非线性相互作用则能使系统各要素间产生协同作用和相干效应，彼此通过协同、竞争、调节、消长，进而发生突变，达到有序。
　　(4)涨落导致有序。所谓涨落，是指系统中的某个变量或某种行为对平均值的偏离，通俗地讲即系统中微小的扰动。涨落虽然是偶然的、杂乱的，通常会被衰减掉，但处于临界点附近的涨落，则可能被放大，形成巨涨落，从而引起整个系统宏观上的突变。耗散结构理论强调，开放系统所以能从不稳定走向稳定的有序化自组织结构，并不是由渐变产生的，突变才是根本的原因。涨落一旦越过某一特定的阈值，系统就有可能表现出宏观上的有序结构。
　　
　　三、耗散结构理论对于教学系统设计的冲击
　　
　　实际的教学过程本身充满随机性和不确定性，常常出现教育进展情况与事先的预设不相符合的状况，主要表现为信息输入的确定性与学生思维的非预测性矛盾，教学过程的封闭性与学习内容的开放性相矛盾，以及教学设计的线性与学习者、学习过程的非线性矛盾。
　　教学系统由学生、教师、教学内容、教学方法和教学媒体共同构成，教学没计是对教学系统的优化设计。教学系统中的人作为最活跃的构成要素，具有进行创造性思维的潜质，而创造性思维的主要特征即是思维的发散性。学习理论是进行教学设计的首要基础，建构主义学习理论已然揭示：学生的学习并不是知识的传递或转移，而是学习者根据自身的知识经验进行意义建构的过程，通过新、旧知识经验的相互作用，学生知识经验的整体图式得到改善和充实。即便是处在同一教学情境中，面对同一个教师和相同的教学内容，学生们在学习过程中的主动意义建构也可以是不同的，具有差异性。这其中既有个人认知能力、思维特点方面的影响因素，更在于每个学生是带着不同的知识经验背景走进课堂的。奥苏泊尔曾经说：假如让我把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话，那么，我将一言以蔽之日：影响学习的唯一最重要的因素，就是学习者已经知道了什么。应探明这一点，并据此进行教学。
　　教学系统设计存在的另一主要问题在于其线性的教学模式设计上。在传统的教学设计中，教学与学生发展之间呈现出清晰的因果决定关系，认为一定的教学必然导致学生相应的发展变化，假设知识、能力和简单累加自然会实现学生的整体发展。教师的教学依此而行，就很容易使得教学简单化、机 械化。课堂教学往往被设计为线性的一维过程。把预定的目标和步骤的顺序作为达到最终目标的途径，一经给定，就再无变化。教师常常把预定的教学方案强硬地塞给每一位学生，把学生当作被动的、机械的接受者。如果说这种教学观点对于知识教学还算能够勉为其用的话，也仅限于其中陈述性知识的教学而已，对于学生能力的培养则显得力不从心了。我们知道，学生能力的培养是对教学提出的更高要求，现在获得较多认可的教学模式通常是面向问题的，这样的教学模式因在培养学生多方面能力、促进学生创造性思维发展方面的卓越表现已受到人们的普遍欢迎。面向问题的学习是一种非线性的网络化学习过程(见图1)。
　　围绕能力培养这一核心，周围形成指定目标、发现问题、解决问题、学习知识、启发思维和控制目标的松散结构，并不一定要求以什么地方为起点，在各个结构中都有可能发生其他结构的学习，形成一种多维的、非线性的教学模式。
　　在系统科学的复杂性、不确性框架下实施的教学与传统教学的根本不同，还表现在对于教学事件的处理上。此处的教学事件与加涅所指的“九大教学事件”不同，而是指和课堂教学目的无关而直接干扰教学，突然发生的外来刺激或事件，即课堂教学中的偶发事件。在以往决定论主导的教育研究视域下，教学事件常被视为无关的干扰因素或被驱逐出课堂，或被想尽办法予以消解，以使得教育教学严格地围绕着规律、模式、结构平稳地进行。
　　随着耗散结构理论、复杂性理论等系统科学的研究成果被引入到教育教学研究中来，我们应该看到突发教学事件在促进学生学习和发展方面的意义和价值，在正视它们的前提下加以利用，而不是简单地排斥和规避。教学事件虽然是教学主体不能预设的教学情境，但它同样是在预设的教育情境基础上发生的，是预设教育情境的延伸、拓展和补充。完整的教育过程应该是连续性教育情境与非连续性教育情境的统一。教学事件能够被用来作为开展生成性教学的契机，既帮助学生生成知识和能力，也帮助教师认识教育的本质和规律、生成教育机智和教育智慧。
　　教学事件一：一位教师在进行“年月日的认识”教学时，有的学生提出了疑问：“为什么有平年和周年之分?为什么通常4年一闰?为什么二月不是30天或31天?”这样的问题本来不属于这节课所探讨的问题，教师完全可以找理由回避这样的问题。但是这位老师从学生们投采的好奇目光中读出了他们对知识的渴望，就将这些问题与这节课的内容结合起来，简要地讲解了地球公转的知识，激发了学生的学习兴趣。提高了学生参与教学的积极性。
　　教学事件二：还有一位语文教师在《坐井观天》一文快学完时，让学生展开想象的翅膀，以“青蛙跳出井口了”为题说几句话。学生们一个接一个地讲着，内容不是“外面的世界很精彩”便是“青蛙真正感到了自己见识少”。这时，一个学生说“青蛙从井里跳出来，到外面看了看，觉得还是井里好，又跳回井里。”话音刚落，同学们便捧腹太笑。老师还算“幽默”，也随口说道：“我看你是一只青蛙，坐井观天。”在这种情况下，也许有的老师还会说“不懂就别发言，没人会说你是哑巴!”难道这位学生的观点就没有道理吗?该生在课后写作文时仍坚持自己的想法，他写道：青蛙跳出井后，来到一条河边，想喝水，突然，听到旁边老青蛙的警告“不要喝，水里有毒!”紧接着，又听到老青蛙被人用钢又刺死的惨叫声……看到这里，我们终于明白，该生为什么会说青蛙“觉得还是井里好”了。他由坐井观天联想到了环境污染，多么精彩的观点!多么有思想和创意的孩子!遗憾的是老师没有让他在课堂上充分表达自己的观点。试想，如果教师当时在课堂上再追问一句“青蛙为什么又跳回井里了?”该课堂会怎样?我想，全班同学不再是嘲笑他，而会为他惊人的想象力和创造力喝彩。
　　可见，生成性事件可以拓展预设的教学内容，促使教师灵活调整教学活动的方式和策略，改变教学活动静态化、程式化的局面，促进学生的发展。同时，生成性事件可以作为一种课程资源，使教师从依附于教材文本的范式中解放出来，进一步发挥创造性。
　　基于以上分析，我们应该如何吸收系统科学的研究成果，结合耗散结构理论的基本观点来看待教学呢?
　　首先，教育系统应该是一个开放系统，而非封闭系统。耗散结构理论告诉我们，只有开放，才能生存。教育以人为研究对象，而人又是一种开放性、创造性的存在，因此，在耗散结构形成的四个必要条件中，教育视阈内应首要关注教育的开放性。开放意味着注重从外界引入严格甄别的有效信息作为负熵，为学生的认知结构发展、教育系统的进展演化提供保证。作为设计者，我们有必要认识到封闭系统走向无序化的死寂是不可避免的，学生的学习和发展绝不可能在封闭的观点下仅仅通过若干简化的、程式化的步骤来实现，只有通过系统开放、引入负熵，尽量将影响学习的诸多因素，整合进我们的系统中来考虑，遵从开放系统的动态演化规律，才是研究教育教学更加全面的、科学的方法。教学系统应该具有动态性，教学中学生对于知识的理解、意义的构建。能力的形成，都应该通过动态生成而获得，学生的学习和发展可以是线性的，也绝不排除顿悟、跃进的方式。
　　其次，学生的学习以学生的发散性思维为前提，具有不可逆性、不确定性。当整个系统的秩序被某些可变因素扰乱时，我们既要看到系统波动的消极影响，也要充分肯定它的积极意义。学生的认知结构具有灵活性和适应性，有可能通过自我组织和自我更新而成新的有序结构。思维科学的进一步研究指出，简单的符号加工理论已经解释不了人的高级思维和学习过程，人的复杂性思维和学习遵从的是由无序到有序，再到无序的螺旋上升进展过程，教学系统的演化过程既有确定性的一面，还在一定程度上表现出貌似随机的非线性过程。从狭义的角度看，如果我们暂且把教学设计理解成对于教学内容的安排和设计上，那么耗散结构理论排斥教学内容的简单累加，认为队列式的排布关系在促进学生的理解方面并不十分有效，强调的是系统内部各部分间的非线性联系，将它们设计成非线性的网状结构似乎更好，各部分内容之间呈现出交错的广延性关联，对于每一模块，都可以从多个角度来切人，从多个方面来认识。具体地，教学内容以知识单元为最小模块来组织，在一定的总体结构下，面对不同学习者的学习需要，作出变化的可能性就大大增加了。教学结构因此能够迅速、容易地变动，易于从用户的角度进行设计，达成对学习者需求的适应。教学在本质上就是要帮助学生将表面上杂乱无章的知识，根据其内涵、本质及内在相互联系，逐步变成有序的知识结构。
　　耗散结构理论指出，有序结构的出现是在远离平衡的条件下，通过临界点附近的涨落被放大形成巨涨落而达到的，整体上表现为认知结构的自组织过程。教师在教学中。应该有意识地刨设问题情境。经验证明，越是奇异的、与学生们的既有认识越不相符合的问题，越能够激发他们的学习兴趣。原因就在于这样做能够引起学生的认知冲突，打破认知平衡，这首先构造了一个学生的头脑准备吸收新知识的“势场”，形成一股强大的引力。另外，教学系统中的临界点是教学目标的进阶之处，也是使得系统向有序演化的关键所在。因此，在教学过程中识别学生的认知临界点也是十分重要的。这要求教师注意实际复杂教学情况中的变动因素，把握机会，创造条件，争取将学生思维临界点附近的微小涨落转化为巨涨落，促进整个认知系统进一步形成更加有序的结构。
　　
　　四、总结与展望
　　
　　以耗散结构理论为代表观点的系统科学提倡横向的跨学科研究，探索远离平衡态的、非线性的、不可逆的自组织客观过程。系统科学以提出一种全新方法论的方式帮助我们重新审视教育教学研究的根本不足，这种视角有力地冲击了教育系统设计的确定性世界，希望人们从更加全面客观的角度描述教育：教育是确定的、必然的、有序的，但同时又是随机的、偶然的、无序的，有序运动会产生无序，无序运动又包含着更高层次的有序。现实的教育世界实际上是确定性和随机性、必然性和偶然性、有序和无序的辩证统一。
　　目前，吸收耗散结构理论探讨教育教学问题的研究已初步显现，在这一视角下研究学生的学习。重视学生学习的主动性，强调认知结构的自我自发调整，教学起到的仅是为学习的有序化进展提供有效信息的辅助作用，学生学习与发展的实质性进展其实是遵从开放系统的自发演化发展规律的自组织运动。我们希望通过尝试性地将开放系统中形成耗散结构的条件与教学理论内涵作以比附，或将耗散结构理论的思想演绎到教学理论之中，能够作为促进系统科学更好地为教学设计服务的开端，为教育研究、教学改革提供方法论上的借鉴和帮助。