自組織方法論視野下的教學(xué)研究

于秋葉

摘要：自組織方法論作為一種科學(xué)的方法論，將課堂教學(xué)這個復(fù)雜大系統(tǒng)下的諸多要素抽象出來，使復(fù)雜的科學(xué)教學(xué)簡單化。它突破了經(jīng)典科學(xué)范式的局限，揭示了事物自主演化的規(guī)律，提出了一種整體性教學(xué)的思想，打破了傳統(tǒng)教學(xué)將教學(xué)內(nèi)容分割成幾個部分來認識的思維定式。為突破傳統(tǒng)思維下的被組織教學(xué)提供了新的方法論視角，有助于教師更好地把知識、技能、能力、人格轉(zhuǎn)化成學(xué)生適應(yīng)社會生活的現(xiàn)實力量。

關(guān)鍵詞：自組織方法論；教學(xué)研究；科學(xué)教育

中圖分類號：G623.9文獻標志碼：A文章編號：1001-7836（2014）04-0095-03

科學(xué)教育作為知識形態(tài)的科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的重要環(huán)節(jié)，正在受到世界各國的重視。許多國家都把它作為核心課程，并從課程目標、課程標準、教材、教法等方面進行了一系列的改革，使之更加符合時代特征與要求。隨著新課程改革的不斷深入，自組織方法論不管是在理念上，還是在實踐中都給傳統(tǒng)課堂教學(xué)注入了新的活力。將自組織方法論運用到小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)中，讓課堂上的教師和學(xué)生自己組織起來，通力協(xié)作地進行教和學(xué)。“從理論上講，這種師生自組織形成的協(xié)作活動，可以使課堂教學(xué)收到更好的效果?！盵1]科學(xué)教學(xué)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，自組織方法論作為解決復(fù)雜問題的先進理論，為突破傳統(tǒng)思維下的被組織教學(xué)提供了新的方法論視角，筆者在此提出幾點看法。

一、自組織理論的提出及其方法論意義

我國古代思想家老子提出：“道，常無為而無所不為，則萬物將自化。”在他樸素的辯證法思想中，就蘊涵了事物自組演化的原理。自組織理論是20世紀60年代末期開始建立并發(fā)展起來的一種系統(tǒng)理論，1945年貝塔朗菲發(fā)表了《關(guān)于一般系統(tǒng)論》的論文，宣告了這門學(xué)科群的誕生。“自組織理論是對普利高律創(chuàng)立的‘耗散結(jié)構(gòu)理論，哈肯創(chuàng)立的‘協(xié)同學(xué)理論，笛內(nèi)·托姆提出的‘突變理論，艾根創(chuàng)立的‘超循環(huán)理論，以及曼德布羅特創(chuàng)立的‘分形理論和以洛倫茲為代表的科學(xué)家創(chuàng)立的‘混沌理論的統(tǒng)稱?！盵2]錢學(xué)森等在20世紀90年代初提出“開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)”的概念和“從定性到定量的綜合集成方法”也體現(xiàn)了自組織的方法論理念。將此方法論運用到教學(xué)中，對于科學(xué)教育的研究與發(fā)展有重要的啟迪意義。

自組織理論以一切自組織現(xiàn)象為研究對象，關(guān)注的是開放系統(tǒng)中自組織結(jié)構(gòu)如何產(chǎn)生、演化，以及由系統(tǒng)內(nèi)在演化機制而導(dǎo)致的系統(tǒng)外部表現(xiàn)?！凹丛谝欢l件下，系統(tǒng)是如何自動地由無序走向有序，由低級有序走向高級有序的?！盵3]“自組織方法論就是要創(chuàng)造并維持自組織形成的條件，誘導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)部子系統(tǒng)競爭產(chǎn)生整體新的演化模式和功能，通過循環(huán)耦合突變漸變途徑，發(fā)展多樣性演化，增強有序程度和關(guān)聯(lián)程度。通過自相似構(gòu)建和尋求混沌臨界點域，將系統(tǒng)的演化推進到最大的復(fù)雜性可能空間，創(chuàng)造演化有序發(fā)展的良機?！盵4]

自組織理論為自然科學(xué)、社會科學(xué)研究者們帶來的并不是一般的方式方法，而是一場深刻、徹底的科學(xué)研究范式的變革。在各項研究中，人的思想相對來說復(fù)雜得多，教育研究歸根結(jié)底就是要研究人，研究學(xué)生的思想、心理變化，大到宏觀政策，小到教學(xué)方法都是為學(xué)生學(xué)習(xí)服務(wù)的，因而在教學(xué)中引入自組織理論這樣先進的方法論顯得尤為重要。自組織理論在教育中的應(yīng)用前景十分廣闊，我國教育專家查有梁認為：“將自組織理論應(yīng)用于教學(xué)過程中是值得大家探索的?！盵5]將自組織理論運用到教學(xué)中，研究如何依照學(xué)生心理、思維模式的變化去教學(xué)，有助于學(xué)生更快地獲取知識、發(fā)展能力，建立正確的情感價值觀，直至他們能夠自主地學(xué)習(xí)，進而達到自我實現(xiàn)的理想境地。自組織理論的原理及最新研究成果對課堂教學(xué)、教育改革、教學(xué)管理等都有積極的促進作用。

二、小學(xué)科學(xué)教學(xué)的自組織性及其特點

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，通過系統(tǒng)內(nèi)部各要素與環(huán)境的相互作用進行系統(tǒng)內(nèi)外的交流，不斷改變輸入輸出，從而使系統(tǒng)保持旺盛的活力，促進系統(tǒng)的有序性和組織性。小學(xué)科學(xué)課堂的自組織性對教學(xué)系統(tǒng)的整體功能產(chǎn)生很大的影響，如果能很好地利用這些特點，將會使整個教學(xué)系統(tǒng)躍遷到一個新的穩(wěn)定有序態(tài)。因此，準確把握教學(xué)的發(fā)展態(tài)勢，充分利用自組織課堂的開放性、有序性、復(fù)雜性、非線性、動態(tài)性，使具有自組織性的小學(xué)科學(xué)教學(xué)演化出一種最優(yōu)化的教學(xué)模式，使教學(xué)從相對抽象到相對具體，循序漸進，逐步提高。

（一）開放性

耗散結(jié)構(gòu)論告訴我們，“任何系統(tǒng)要求得發(fā)展，從無序發(fā)展為有序，或從低級的有序發(fā)展為更高級的有序，都必須首先使系統(tǒng)開放，開放是系統(tǒng)有序化的前提，是耗散結(jié)構(gòu)得以形成、維持和發(fā)展的首要條件?！盵6]小學(xué)科學(xué)教學(xué)要求學(xué)生的學(xué)習(xí)不再只局限于課堂、校內(nèi)，而是將知識學(xué)習(xí)很好地延伸到了課外、校外，并將所學(xué)知識用于生活實踐中。如在《大樹和小草》一課中，教師采取的是室外教學(xué)，帶領(lǐng)學(xué)生觀察校內(nèi)樹林或周圍公園的樹林，比較大樹與小草的相同與不同，進而提醒學(xué)生，對小的生命也要關(guān)注，也要愛護。因此，教學(xué)時要充分考慮學(xué)習(xí)者系統(tǒng)運行、延續(xù)、演化的外部條件，充分利用自組織課堂開放性的特點，創(chuàng)設(shè)一個適于學(xué)習(xí)者個體學(xué)習(xí)的教學(xué)情境，使教學(xué)效果在限制條件下達到整體最優(yōu)。

（二）有序性

有序性是指信息量走向增加且組織化程度走向提高的過程。在小學(xué)科學(xué)課中，處于混沌狀態(tài)的教學(xué)系統(tǒng)看似無序，事實上各要素是協(xié)同的，如果學(xué)習(xí)者只是簡單地機械記憶課堂知識、復(fù)制外界信息，會造成整個學(xué)習(xí)者系統(tǒng)無用知識的增加，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)的無序性增加，即熵增。如在《水能溶解一些物質(zhì)》一課中，如果只是依照是否有可見顆粒這個標準來判別物質(zhì)的溶解性是不全面的，這樣只能判別沙子和食鹽這類溶解性比較明顯的物質(zhì)，而判斷面粉是否能被水溶解，則需要通過過濾實驗來辨別，而不是靠簡單的實驗知識記憶，否則將會導(dǎo)致整個課堂無序性的增加。因此，充分利用自組織課堂有序性的特點，不僅可以促使學(xué)習(xí)者的認知結(jié)構(gòu)由無序走向有序，還可以使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)保持一種相對穩(wěn)定的狀態(tài)，有助于學(xué)生更好地建構(gòu)科學(xué)概念。endprint

（三）動態(tài)性

動態(tài)性是指由于系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)、能量和信息分布不平衡所導(dǎo)致的一種事物動態(tài)演化趨勢。因為課程本身不是一個靜止的、完全預(yù)設(shè)、不能變更的教育要素，所以自組織課堂往往呈現(xiàn)一定的動態(tài)性。任何完善的課程目標和課程價值，都是在課程教學(xué)實施過程中逐步實現(xiàn)的。也就是說，課程的意義和價值是動態(tài)生成的，而不是預(yù)設(shè)的。由于課程的動態(tài)性，在進行小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)時教師應(yīng)留有一定的空間對預(yù)設(shè)的課程進行“再創(chuàng)造”。如在《溶解》一課中，對于面粉是否能被水溶解學(xué)生就得出了不同的結(jié)論，這是由于一些學(xué)生在過濾實驗中操作不當導(dǎo)致的，這時就需要教師結(jié)合特定的教育情景，聯(lián)系學(xué)生已有經(jīng)驗和社會實際對課程內(nèi)容進行選擇、增刪，同時對學(xué)習(xí)方式進行創(chuàng)造性設(shè)計，為學(xué)生主動發(fā)展留下足夠的空間。

三、自組織方法論對小學(xué)科學(xué)教學(xué)的啟示

從小學(xué)科學(xué)教學(xué)的自組織方法論視角來看，小學(xué)科學(xué)教學(xué)是包含多維因子，且多向度、多層次發(fā)展的開放系統(tǒng)。其間有依存，也有協(xié)同與競爭。學(xué)習(xí)者可依據(jù)自己的生理、心理特點和環(huán)境條件，有計劃地安排學(xué)習(xí)活動的順序和時間步驟，建立整體性的教學(xué)思維和終身學(xué)習(xí)的目標理念，以求得過程與環(huán)境相統(tǒng)一，幫助學(xué)生更好地理解并掌握科學(xué)知識。

（一）教學(xué)系統(tǒng)是開放的系統(tǒng)

教學(xué)系統(tǒng)的開放性是指其所加工的信息及消耗的物質(zhì)和能量都來自于環(huán)境，它產(chǎn)生的能量（智能、技能）又作用于環(huán)境。所以在教學(xué)系統(tǒng)中，可以充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和積極性，實現(xiàn)學(xué)生的自我管理和自我調(diào)控。教學(xué)系統(tǒng)開放性的存在，為系統(tǒng)從無序向有序的轉(zhuǎn)變、減少內(nèi)熵的增加提供了前提與可能。例如在《擺的研究》一課中，可以讓學(xué)生分小組依次展開實驗探究。在驗證猜想的過程中小組成員間要有明確的分工和足夠的交流、討論，通過對測量數(shù)據(jù)的分析比較最后得出試驗結(jié)論：擺的擺動快慢與擺繩的長度有關(guān)，同一個擺，擺繩越長擺動越慢，擺繩越短擺動越快。由于自組織教學(xué)系統(tǒng)的開放性，子系統(tǒng)在不斷與外界進行著能量信息交換，這樣不僅使學(xué)生加深了對知識的理解，還培養(yǎng)了他們的協(xié)同學(xué)習(xí)能力和團隊合作意識?！耙虼嗽诮虒W(xué)過程中應(yīng)給學(xué)生足夠的思考時間和交流、探討的空間，正確地引導(dǎo)學(xué)生進行自主探究，讓學(xué)生大膽猜想，激發(fā)他們探究的熱情。也許他們的最初想法并不相同，但通過團隊合作得出的一致結(jié)論無疑是對知識最深刻的理解?！盵7]

（二）教學(xué)內(nèi)容應(yīng)具有整體性

教學(xué)思維的整體性是指對小學(xué)科學(xué)知識體系和新知的呈現(xiàn)方式作深度剖析，重視知識的發(fā)生、發(fā)展和形成過程，把“點”狀學(xué)習(xí)放入“線”性體系中，在學(xué)習(xí)起始階段就追求并擁有一個整體的架構(gòu)。傳統(tǒng)的教學(xué)往往把教學(xué)目標分成部分進行教學(xué)，而自組織教學(xué)應(yīng)倡導(dǎo)一種整體性的教學(xué)思維，章節(jié)之間的教學(xué)內(nèi)容是相互關(guān)聯(lián)而不是脫節(jié)的。自組織教學(xué)中各個章節(jié)都是教育系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)間存在非線性的作用模式，呈現(xiàn)一種動態(tài)演化模式。因此，在進行科學(xué)教學(xué)時要特別注意教學(xué)內(nèi)容的整體性和連貫性。如在小學(xué)科學(xué)課第一單元《生物與環(huán)境》（科教版五年級上冊）教學(xué)中，由《種子發(fā)芽實驗》→《觀察綠豆芽的生長》→《食物鏈和食物網(wǎng)》→《做一個生態(tài)瓶》→《維護生態(tài)平衡》，通過循序漸進的課程教學(xué)，使學(xué)生科學(xué)概念的建構(gòu)由單一化走向多元化，不斷拓寬學(xué)生的視野，使他們建立一種整體的思維模式。在學(xué)習(xí)科學(xué)概念的同時建立關(guān)愛自然、保護生態(tài)的情感價值觀，進而提升自己的科學(xué)素養(yǎng)。

（三）教學(xué)過程具有可持續(xù)性

自組織學(xué)習(xí)是終身發(fā)展的根本保證。在自組織學(xué)習(xí)活動中，學(xué)生的主體地位得到充分保證，人的主體性以及與其正相關(guān)的探索性、創(chuàng)造性得以充分自由的發(fā)展。小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)面向的是學(xué)生的整個世界，課程的實施并不強求學(xué)生固定采取哪種學(xué)習(xí)方式，而是因人而異，因情境而異，因?qū)W習(xí)內(nèi)容而異的。學(xué)生可以根據(jù)現(xiàn)有的學(xué)習(xí)資源，自身已有的經(jīng)驗，通過自主、經(jīng)常的學(xué)習(xí)，實現(xiàn)自我的完善和發(fā)展。如在《呵護我們的身體》一課中，由于課堂時間是有限的，通過學(xué)習(xí)學(xué)生只能對于身體的各部分構(gòu)造及其相互作用機制進行簡單了解，但是卻給學(xué)生的課外探究留下足夠的空間，學(xué)生可以通過查閱相關(guān)資料、上網(wǎng)觀看視頻等方式進一步學(xué)習(xí)。在自組織學(xué)習(xí)活動中，學(xué)生的學(xué)習(xí)不會隨著學(xué)校學(xué)習(xí)的結(jié)束而終止，充分發(fā)展的自學(xué)能力和主體性才是保證人可持續(xù)性發(fā)展的核心要素。

四、結(jié)束語

將自組織方法論運用到小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，可以充分發(fā)揮系統(tǒng)自控與反饋機制，有效監(jiān)測教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)是否相適應(yīng)、相協(xié)調(diào)。通過科學(xué)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握基礎(chǔ)的科學(xué)知識和學(xué)習(xí)技能，了解科學(xué)探究的基本過程和科學(xué)方法，理解日常生產(chǎn)活動以及社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系，培養(yǎng)科學(xué)興趣和思維習(xí)慣，并應(yīng)用于日常生活中。使學(xué)生能夠?qū)⒄n堂教學(xué)這個復(fù)雜大系統(tǒng)下的諸多要素抽象出來，運用科學(xué)的思維去理解科學(xué)概念，打破原有的思維定式。教師的教學(xué)行為要服務(wù)于學(xué)生的學(xué)，在外部方式的引領(lǐng)、組織、合作下，使學(xué)生的學(xué)習(xí)行為由“被組織”向“自組織”轉(zhuǎn)化。在開放的教學(xué)系統(tǒng)下，教師應(yīng)保證課堂教學(xué)的整體性與連貫性，幫助學(xué)生建立終生學(xué)習(xí)的自主學(xué)習(xí)機制，適當?shù)囊胴撿亓?，促使教學(xué)系統(tǒng)與環(huán)境進入“適應(yīng)—不適應(yīng)—更好地適應(yīng)”狀態(tài)，系統(tǒng)演化進入“無序—有序—更有序”的良性循環(huán)狀態(tài)?？傊?，教師作為科學(xué)教育的引導(dǎo)者，要尊重學(xué)生的個性發(fā)展，使學(xué)習(xí)者通過來自教師、同學(xué)、環(huán)境及學(xué)習(xí)內(nèi)容等因素在系統(tǒng)中的自組織作用，形成全面、系統(tǒng)的科學(xué)思維模式，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)、自我管理的行為習(xí)慣，達到培養(yǎng)學(xué)生探究能力和科學(xué)素養(yǎng)的目的。

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Abstract：Selforganization methodology， as a scientific methodology， makes many factors come out of the complex system of classroom teaching and simplifies it. It breaks through the limitations of classical scientific paradigm， reveals the independent evolution laws of things， and puts forward a holistic teaching thought that breaks the traditional teaching ways which divide the teaching content into several parts to learn. This paper， in order to break through the passive organization under the traditional thinking， provides a new view of teaching methodology and will help teachers turn the knowledge， skills， ability and personality into students better adaptation to the society.

Key words：selforganization methodology； teaching research； science educationendprint