學生認知的耗散結構形成與教學有效性策略

楊柳君

摘 要 學生是學習的主體，教師的教應是為了讓學生更好的學。學生作為主觀能動的個體，其學習過程是一個復雜性的自組織過程，耗散結構理論是自組織理論群中的一個，從學生認知的耗散結構形成來探討課堂教學的有效性符合培養學生自主性學習，發展學生思維能力的新課標理念。

關鍵詞 課堂教學 有效性 耗散結構

中圖分類號：G444 文獻標識碼：A

課堂教學的有效性并不取決于教師在課堂上向學生灌輸了多少或傳遞了多少的知識，而是取決于學生對知識的內化以及將知識的靈活應用。美國后現代主義課程論學家多爾（Doll）認為：教學應該跳出教所以學的因果框架，從而回歸教學附屬學習的正確關系。根據皮亞杰的生物世界觀，人的大腦是一個復雜的開放系統，在這個系統支配下，存在著與外部環境的非線性作用，學生的認知結構其實就是一個耗散結構。

1耗散結構理論

比利時的物理學家普利高津在1969年的國際“理論生物學會議”上以《結構，耗散和生命》一文正式提出了耗散結構理論。這個理論指出：一個開放系統，無論是力學的、物理的、經濟的還是生物的系統，在達到遠離平衡態的非線性區時，一旦系統的某個參量的變化達到一定的閾值，通過漲落，系統可能發生突變，即非平衡相變，由原來的無序的混純狀態轉變到一種時間、空間或功能有序的新的狀態。這種在遠離平衡的非線性區形成的宏觀有序結構。因為維持這類新的有序結構必須不斷的“耗散”物質，能量或信息，故稱之為耗散結構。形成耗散結構需要滿足一下四個條件：系統的開放性、遠離平衡狀態、非線性作用以及存在漲落。

2學生認知的耗散結構形成

從耗散結構形成的條件看，學生的認知結構就是一個耗散結構。

2.1學生的認知系統是一個開放的系統

熱力學第二定律指出：孤立系統中會因為不斷的熵增而產生無序的狀態，而開放的系統因為不斷通過與外界進行物質、能量、信息的互換來獲得負熵來抵消系統本身的熵增，系統的總熵減少，從而使得系統進入相對有序的狀態，形成耗散結構。因此，系統開放是耗散結構得以形成、維持和發展的首要條件。學生認知結構是大腦不斷從外界吸收大量的新知識，并進行處理加工而逐漸建立起來的體系，是一個開放的系統。

2.2學生的認知結構在“非平衡態”不斷推進

普利高津認為：非平衡是有序之源。學生的認知結構來自與外部環境的信息交換，在產生認知沖突的情況下，原有認識圖式的平衡狀態會被打破，而發生了“同化”或更深刻的“順應”作用，促使主體調整和改變原有的認識結構。因此學生認知結構的轉變是在當平衡態的認知結構遭遇某種新的信息時，由于這種新的信息與原有認知結構存在差距，出現不平衡狀態，學生試圖克服這種不平衡狀態的過程中出現的。

2.3學生的認知建構存在非線性作用

學生的認知結構不僅是一個開放的系統，同時也是一個復雜的系統。其構成要素本身是復雜多變的，并且內部要素之間隨著時間與空間的不同，其相互作用機制與方式也各不相同，我們把這種作用規律稱之為非線性作用。

斯騰伯格認為，組成認知結構有三種成分：元成分、操作成分和知識獲得成分從某種意義上說，個體的認知發展史這三種成分反復相互激活的結果。操作成分及知識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，元成分據此對它們工作的有效性進行評價，進而使整個加工程序獲得調整。由此可見，學生的認知建構中存在著非線性的相互作用。

2.4學生的認知建構需要漲落的干擾

漲落是指一些微小的擾動。在系統的演化中，漲落起著非常重要的作用，它是對系統出現新的結構的一種誘導、觸發、啟動和推動。漲落的出現引發了非線性作用的產生，使系統發生質的改變，躍升到新的有序狀態。學生的認知建構或心理結構會受到來自內部與外部的漲落而產生認知沖突，比如說教師的提問，群體中的提問等。認知沖突會將學生的認知水平從原來的平衡狀態推向非平衡態，在課堂教學諸多元素的非線性作用下，促使學生的認知結構達到一個新的有序狀態，并使得學生的認識水平從低級向高級發展。

3基于認知耗散結構的教學有效性策略

實現教學的有效性，其前提就是要充分體現出學生的學習主體地位，打破封閉靜態的課堂，從學生認知結構的耗散結構形成來探索出能夠幫助學生構建完善知識體系，促進學生知識內化的自組織過程的教學策略。

3.1開放的教學體系是教學有效性的前提

一個系統朝有序方向發展的過程，就是不同外界進行物質、能量和信息的交換，控制系統的參量達到新臨界，使系統發生突變的過程。

3.1.1開放的教學目標

傳統的課堂過分強調教學目標的預設和封閉，過分地注重知識的傳授，使得課堂變得機械、沉悶和程式化、教學評價標準化。而教學的有效性應落足于學習的“過程性”。學生不是僅以理性的軀殼進入知識的獲取中，而是帶著個體的內心體驗，認知模式、情感態度展開理解、溝通，以期達到超越事實材料、拓展自己視野的目的。所以，教學目標不應只局限于學生對知識和技能的掌握，同時還應注重學習的過程和方法，預設的教學目標在實施過程中需要開放地納入直接經驗，彈性靈活的成分以及始料未及的感悟，要鼓勵師生在互動中的即興創造，超越目標預定的要求。

3.1.2讓學生的思維系統開放

學生對學過的知識難以掌握或太快地被遺忘，表明大腦系統并沒有開放。而大腦系統的開放與學生原有認識結構的失衡是同一過程，所以教師在教學過程中應設法讓學生的大腦系統開放。比如：（1）利用提問的啟發式教學，根據最近發展區原理引發學生的認知沖突，使得學生的學習過程處于一個動態的思考過程，而不是靜態的知識接受。（2）開設實踐性課堂，把學生從課堂帶到生動的實踐中去，通過參觀、調查、討論等形式，讓豐富多彩的實踐課堂刺激學生大腦與外部環境的信息交換。

3.2設計漲落，創造學生認知建構的非平衡態

關鍵的漲落能驅動學生認知結構的失衡。在教學中，教師應首先認清學生原有的認知結構，即原有平衡狀態的條件，包括運用設計調查表格的方法，掌握學生學生認知結構系統內的子系統和要素；或者是運用交談的方式，了解學生個體學習的經歷、環境等問題。

漲落的設計是要引起學生有效的認知沖突，當學生的思維都處于較高的不平衡狀態，那么學生、教師、教材三者之間就能產生較大的共鳴，課堂教學的有效性就會得到提高。這里提出幾點方法：（1）課堂的開始引入富有啟發式的引入，創設良好的課堂教學情境。（2）知識點的講授要善于運用多種方法激發學生的學習情感，培養學生的創造性思維。（3）善于設計問題，并且對同一問題能夠變換多個角度，幫助學生客服舊的思維框架，打開思路。（4）放下教師的權威地位，教學應該是雙向的。教師故意的“犯錯”讓學生去發現，可培養學生的批判思維，有助于提高學生的學習能力。（5）引導學生不斷的反思，從而回歸自身的認知特點，并主動的發現自身原有認知結構的破缺，將其調整完善，向更高級的水平發展。

3.3開展小組合作學習，最大程度發揮教學系統中的非線性作用

所有的學習過程都必須是開放的交互過程，而不是“注入式”的信息單向傳輸的封閉過程。沒有協作，就沒有有效的意義建構；沒有有效的意義建構，學習就沒有自組織過程。在學生中開展小組合作的方式，是學生之間的相互協作過程，在這樣的學習環境中，每個學生都能受到組員的考察和評論，同時自己也在考察著其它的組員。這是一個不斷發生思維碰撞的過程，對同一個問題的分析，卻有著幾種的不同觀點的闡述。學生在這種模式下，一邊辨析著不同的觀點，一邊對失衡的認知結構進行更高層次的重新建構，這不僅培養了學生的合作、交流能力，更是發展了學生的高級思維，同時也充分地發揮了學生的主體地位。學生與學生之間，學生與教材之間交織成了非線性作用的網絡，并相互影響著。

學生的合作學習并不意味教師的“無所事事”，有深度的問題才能激發學生的深刻思考與激烈的討論，所以教師要在備課環節中充分設計好足夠深度的問題，而且問題應圍繞著核心概念而展開深挖。

總之，教學的有效性是教育研究的亙古話題，遵循學生的認知規律，從學生的主體性出發，培養學生的自主學習能力，為學生的終身學習發展良好的思維能力，為學生更好地適應當今社會對人才的需求，是教學有效性的最重目的。

參考文獻

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