教學系統設計的復雜性探索

【摘要】在教育技術領域學者對教學系統設計復雜性探索的研究成果基礎之上，探討了教學系統設計思維的發展，并分析了基于復雜適應性系統思維教學設計的基本框架。

【關鍵詞】系統；復雜性；教學設計

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097（2008）02—0014—04

一般認為，復雜性研究始于貝塔朗菲（Von．Bertalanffy）1928年開始的系統論研究。同時期的維納（Norbert Wiener）以及以元胞自動機模型作為復雜性研究手段的馮．諾伊曼（Von．Neumann）等人開創了該領域的研究先河。20世紀70年代，屬于自組織理論的耗散結構理論、協同學、超循環理論和突變論的深入研究掀起了復雜性研究的高潮。其代表人物包括普里高津（Ilya Prigogine）、哈肯（Haken）、艾根（Eigen）。1984年圣塔菲研究所（SFI）成立，其研究人員從生命科學、經濟學、可持續發展等領域對復雜性問題進行了深入探討。該研究所也成為了目前國際上對于復雜性問題研究的權威和代表。教育系統具有復雜系統的基本特點，它在結構與功能上表現為規模大、相關因素多且相關方式復雜、目標多樣等；在運動上表現為隨機性、非線性等。教育系統的復雜性決定了教學設計過程的復雜性，同時也是教學設計系統中具體操作的效度很難接近理想的目標的重要原因。因此，運用復雜科學原理與方法來研究教學設計系統，探討教學設計過程中的復雜性問題，進而構建科學的教學系統設計框架具有重要的理論價值。

在我國，運用復雜性思想進行教育理論研究始于20世紀80年代，出現了一些研究成果。歸納起來，主要表現在以下幾個方面：一是早期的相關研究，如對教育灰色系統的探討，系統論與教育理論研究關系的探討等；二是分析復雜性研究的主要思想對我國教育及教育理論研究的影響，如論述耗散結構理論、協同論、分形論、自組織理論等對教育及教育理論研究的影響；三是直接運用復雜性思維方式思考我國教育及教育理論研究，認為教育理論研究不應該局限于傳統的思維方式。以上幾種類型的研究無一例外地把研究的焦點集中在宏觀層面的理論研究，而對于實踐層面尤其是教學系統設計層面的復雜性探討尚屬于研究的真空，也鮮有公認的研究成果。本研究立足于復雜性理論的研究成果之上，探討了教學系統設計思維的發展，并分析了基于復雜適應性系統思維教學設計的基本框架。

一 復雜、復雜性和復雜系統

1 復雜、復雜性

中國社會科學院研究生院郭元林博士論文《復雜性科學知識論》通過對《現代漢語詞典》、《朗文當代英語詞典》對“復雜（complex）”和“復雜性（complexity）”兩個概念就行了探究，并從辭源學的角度考證了日常生活中兩個概念的意義。總觀漢語和英語的解釋，“復雜（complex）”的詞義內容包括兩個方面：本體論方面，它指事物組成雜而多；認識論方面，它指難于理解和解釋，不容易處理，不清楚。“復雜性（complexity）”指“復雜”的性質或狀態。[1]

“復雜性(complexity)”這一概念在科學語境中的含義比較含混，不同的定義者從不同的研究領域、根據不同的需要對復雜性的闡釋和說明，最終可以得到不同的“復雜性(complexity)”概念。從秩序、系統、形式語言或符號、以及計算機等方面定義的比較具體、抽象程度不高的“復雜性(complexity)”概念到抽象的、哲學的、形而上學的定義，如顏澤賢教授在《復雜系統演化論》中的定義和清華大學吳彤教授的定義從本體論角度的描述，而布魯斯#8226;埃得摩納茲(Bruce Edmonds)、法國得埃德加#8226;莫蘭等人從認識論的角度進行的定義。這些定義者從不同領域、不同需求的界定得到的“復雜性(complexity)”不盡相同，甚至相互矛盾。正如圣塔菲研究所出版的著作中提到的那樣“復雜性幾乎是一個神學概念，許多人都在談論它，但沒有人知道它真正是什么。”[2]

2 系統的復雜性與復雜系統[3]

系統，是由相互聯系、相互依賴、相互制約、相互作用的要素及其相關方式組成的具有整體功能和綜合行為的統一體。對系統的研究表明：系統具有層次結構和功能，并保持結構與功能的一致性；系統是動態變化的、開放的，與其外界環境之間進行著物質、能量和信息的交換；確定性的系統有其內在的隨機性，而隨機性系統卻又有其內在的確定性；等等。概言之，系統具有層次性、聯系性、多維性等特點，這些特點構成了系統本質上所固有的與“簡單”相對的另一面——“復雜”。由此，人們意識到，系統及其運動在不同層面、不同意義上具有復雜性。[4][5]

關于復雜系統，許多科學家從不同的角度提出了不同的定義，這些定義概括了復雜系統的本質屬性。概況來說，復雜系統是指具有多樣性、不確定性的系統。復雜系統中涉及到耗散結構、漲落、熵、灰箱、混沌、自組織、非平衡、非線性、開放、有序等概念。

二 教學系統與教學系統設計

1 教學系統及其復雜性

按照系統論的基本思想，我們把為達到一定的教育、教學目的，實現一定的教育、教學功能的各種教育、教學組織形式看成教育系統或教學系統。教學系統是教育系統的子系統，包含教師、學生、教材和教學媒體等四個最基本的構成要素，是系統運行的前提并組成系統的空間結構。教學系統要素之間的相互作用、相互依賴、相互制約構成了系統輸入和輸出之間復雜的運行過程。美國著名教育技術專家巴納西（B. H. Banathy）認為教學系統是分層次的系統復合體，一般認為教學系統可分為機構層次的系統、管理層的系統、教學層次的系統、學習層次的系統等四個由高到低的層次系統[6]。

因此，從層次結構和功能上來看，教學系統具備了“復雜”的性質和狀態。

2 教學系統設計及其過程模式的復雜性

教學系統設計（ISD，通常也稱為教學設計）從其學科形成的歷史來看，是在綜合多種理論的基礎上隨著技術的發展而發展起來的一門學科。對于教學設計概念的界定，不同學者有不同的觀點。何克抗教授認為[7]，教學設計主要運用系統方法，將學習理論與教學理論的原理轉換成對教學目標、教學內容、教學方法和教學策略、教學評價等環節進行具體計劃、創設教與學的系統“過程”或“程序”，而創設教與學系統的根本目的是促進學習者的學習。教學系統設計具有以下特征：

（1） 教學系統設計的研究對象是不同層次的學與教的系統，這一系統中包括了促進學生學習的內容、條件、資源、方法、活動等。

（2） 教學系統設計是應用系統方法研究、探索教與學系統中各個要素之間及要素與整體之間的本質聯系，并在設計中綜合考慮和協調它們的關系，使要素有機結合起來以完成教學系統的功能。

（3） 教學系統設計的目的是將學習理論和教學理論等基礎理論系統地應用于解決教學實際問題，形成經過驗證、能實現預期功能的教與學系統。

教學系統設計過程模式是一套程序化的步驟，一般教學設計過程模式都包括四個基本要素：學習者、目標、策略、評價（烏美娜，1994）。目前教學設計過程模式有數百種之多，其中具有可操作性的ISD 模式已有數百種， 其發展大體經歷了四代( ISD1、ISD2、ISD3、ISD4) 的演化過程，從系統科學的角度看， 又可表述為“線性循環—流程圖—階段內循環、階段外線性—動態交互網絡”的演變過程[8]。我們可以將前三個階段的教學設計過程模式歸結為線性的教學設計，而第四代教學設計過程模式是基于復雜適應性系統思維的、非線性教學設計模式。二者具有明顯的不同之處，我們可以將其特征做一比較（如表1[9]所示）。

三 教學系統設計思維的發展

教育技術工作者在長期的探索中，確定了以系統論思想作為教學系統設計的指導思想，把教學作為系統來研究，以系統方法作為教學設計的核心方法。隨著系統理論發展和對教學系統認識的不斷加深， 教學系統設計所運用的系統思維與方法先后經歷了三個階段：確定性的線性系統、確定性的非線性系統、非確定性的非線性系統。目前正向復雜適應性系統階段發展[10]。

以上三種系統思維已經具備了一些復雜性思維的特征， 但并未從根本上解決系統的復雜性和系統構成要素的主動適應性和學習能力及其關系的問題。直到復雜適應系統(CAS)理論提出后， 才使這一問題得到較好的回答。CAS認為：所有主體都處于一個共同的大環境中，但各自又根據它周圍的局部小環境， 并行地、獨立地進行著適應性學習和演化。陳列尊等學者嘗試運用復雜適應性系統思維開展基于CAS理論的教學設計研究與實踐，并提出表2的基于復雜適應性系統思維教學設計的基本要點[11]：

把教學系統看成是分層次立體的復合體，而不僅僅停留在把教學系統分解為教師、學生、教學內容和教學媒體等要素，這一認識已在教學設計領域形成了共識。以我國的實際情況來看，目前存在以教學層次作為基本層次的教學系統設計和以學習層次作為基本層次的教學系統兩種設計定位（何克抗、鄭永柏、謝幼如等，2002）。在我國班級授課教學系統中，以教學層次為基本層次的教學設計占據主導地位，而在家庭教育、社會教育、網絡教育以及以學生活動為主的學校教學中，以學習層次為基本層次的教學設計成為主流。同時，在其他教學形態中，也可以將機構層次、管理層次作為基本層次進行教學設計。

根據復雜適應性系統思維教學設計的要點，陳列尊等學者提出了教學設計的基本框架，如圖2[12]所示。

基于復雜適應性系統思維教學設計基本框架具有如下特征：

（1） 激發并強化學生的主體適應性， 使系統目標與個體發展需求相互協調；

（2）尊重教學活動的生成性， 提倡創造性學習， 培養學生創新意識和能力；

（3）競爭與合作和諧共存；

（4）重視隱性知識與顯性知識相互轉換與螺旋上升。

四 小結

從教學系統設計思維的發展來看，基于復雜適應性系統思維教學設計必將成為教學系統設計的主流。把教學系統看成是分層次立體的復合體，分別以教學層次作為基本層次的教學系統設計和以學習層次作為基本層次的教學系統兩種設計定位是教學設計實踐領域的主流。

參考文獻

[1]郭元林.復雜性科學知識論[D].北京:中國社會科學院研究生院博士論文，2003.

[2]圣塔菲研究所.Lectures in the Sciences of Complexity[M].第Ⅷ頁.

[3]吳蘭平.教育系統及教育評價的復雜性研究[D].武漢：武漢理工大學碩士論文，2002:3-10.

[4]黃河.經濟科學學[M].財經出版社，1995.

[5]成思危.復雜科學與管理[J].中國科學院院刊，1999，(14).

[6] [7]何克抗，鄭永柏，謝幼如.教學系統設計[M].北京:北京師范大學出版社，2002:2－17.

[8]烏美娜.教學設計[M].北京:高等教育出版社，1994:10-11.

[9]徐曉雄.混沌理論視野中的教學系統設計[J].電化教育研究，2002，(12):55－57.

[10] [11] [12] 陳列尊，李芒，游開明.基于復雜適應性系統思維的教學設計[J].電化教育研究，2006，(9):25-29.